工业无人机在施工环保中的应用研究

2018-02-14刘磊李红艳张洪强

建材与装饰 2018年36期

刘磊李红艳张洪强

（1.沧州职业技术学院河北沧州 061001 2.沧州市建筑设计研究院有限公司河北沧州 061001）

1 无人机技术现阶段的发展情况

无人机是近几年新发展的一种技术平台，通过这个平台，人们可以打破自然地理因素对于人们在各种行业中的约束，提高了效率，解放了人们的生产力。比如最近很火的“无人机+农业灌溉”。传统的灌溉大都是人工或者半人工的模式，人们背着喷灌器械或者机械装载喷灌装置在田地中进行灌溉。但是这种模式因为田地的不规则有很大的弊端，人或者机械在灌溉中都会或多或少的破坏田地或者作物的生长，而且作物高度的不可控因素也限制了人和机械喷灌的效果。而无人机这种新平台的出现，打破地面灌溉因地理和作物高度因素限制的局面。因为无人机平台装载喷洒装置，高度可随意调整，不会破坏到生长的作物，也不会被地面因素限制行进路线，加上无人机行进的速度远远超越人工或者机械行进的速度，其效率非常可观。以前需要很多人或者需要不少时间的喷灌工作，在无人机设定好高度和路线后，只需几分钟就能完成。尤其是可以在无人机平台上加装视频模块，还可以时时调整喷洒方案，达到喷灌工作和效果的最优反馈控制。可以说在传统行业中，无人机的应用使原有的效率大大提升，无论是最后的效果还是对于人工成本的节省都带来了颠覆性的提升。但是我们也看到，无人机不是万能的，也会收到一些因素制约。比如，无人机的驱动能源问题。普通的无人机充电时间较长，而飞行时间较短，一般也就在40～50min左右，而当无人机负载加重的情况下，其工作时间也会大为减少，这些都制约着无人机平台的发展。可喜的是，无人机的这些问题也在快速的被解决，比如工业无人机的出现。工业级无人机主要服务于各行各业的日常工作中，作为一种高效便捷的辅助手段来替代原有工具。因此使用环境不仅复杂多变，还要求无人机本身具有一定的防护措施来降低意外带来的自身损害和连带伤害。以电力巡线无人机为例，要求无人机要拥有尽量长的航时，尽量远的通信距离，还要求有足够的可靠性来满足长年累月的重复使用，更要求针对巡线时面临的各种危险对无人机进行优化。这些都是无人机进入专业领域以来不断在进化、完善的过程中逐渐形成的特质。正式工业无人机的出现，才让无人机的续航时间和负载能力得到了提升，同时具备抗衡较差自然环境的能力，这些都让无人机平台的应用更具有现实意义，也让无人机开展的工作得到了一定的保障。

2 环境对施工过程的要求

在中国共产党第十九次代表大会上，习近平总书记指出：“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”各地出台相关重要文件，加大治理环境，尤其作为传统行业巨头的建筑业，每当空气质量下降的时候，都作为治理的重点，轻则整顿治理，重则停工，严重影响了工程施工。其实，只要做到施工区域不超过周围空气质量的要求，还是可以在一定程度上保证施工继续进行。所以有的工地让工人们拿着水管或者喷洒装置人工降尘，这样漫无目的的喷洒，虽然能在一定程度上起到作用，但是一来浪费水资源巨大，二来，没有针对性的寻找扬尘源，自然不能“药到病除”，可以说效率不高，浪费巨大。而受施工场地地理因素的影响，一些电子设备不能保证长期工作的可靠性，也不能规则的布置在施工区域。这急需能打破施工环境和地理因素约束，能保证长期工作可靠性的平台出现。而无人机的较高的抗环境干扰性和可靠性，正是解决这些问题的钥匙，所以说工业无人机的出现对于施工工程的环境影响控制有着重要意义。

3 工业无人机在施工环保中的应用研究

工业无人机一般选用燃料作为动力，更可靠的工业无人机还可以选用大容量电池还能保证飞行时间在几个小时，甚至十几个小时，普遍的能保证无人机在施工区域进行路线检测后根据数据反馈确定污染源，进行选定喷洒策略后向相关区域喷洒装置发送喷洒策略指令的工作过程的时间要求，并能在工作完成后到达指定充电区域自动充电（充电过程一般还比较短），当无人机完成巡航任务后，会自动着陆进行充电并进行负重卸载。所有控制功能都通过内置的集成软件，使用户随时查看飞行路径、实时视频以及数据传输，完全满足自动循环控制的要求。由于工业无人机的续航能力的提高以及抗干扰能力的提升，我们在进行喷洒降尘的过程中，还可以要求无人机进行相关区域的悬停，并进行实时数据采集并和后台设定的空气数据比对，验证喷洒策略的效率，如果达不到设置的要求，就会根据实时数据进行第二次除尘，直至达到空气质量要求，而当达到空气质量要求后还将开启空气保持策略（每隔一定时间进行最低功率喷洒）这样大大提高了施工区域的降尘效果。并且由于无人机不会受地理因素影响，即使在不规则的施工区域，也能合理规划检测区域和航线，保证了其工作区域的全覆盖，使施工区域的空气质量得到最优的控制。这样通过工业无人机这个平台，我们不但能在污染区域扩散开始之初就迅速找到污染源，并有针对性的快速降尘，还能最大化的节省水资源，由粗放的喷洒，转变为精确的定点清除空气污染源。同时工业无人机较大的负载能力，还能使我们加装更多的设备，可以根据不同的要求加装不同模块的设备，保证工业无人机在建筑施工中的不同应用。比如，可以加装远程传输模块，将空气质量实时传输给上级监控平台，作为上级进行空气质量控制的重要依据，也可以由上级实时改变设置参数实时调节对于施工区域空气质量的敏感度。甚至也可以设置成高层施工安全巡线检查，当工人不按照安规进行施工有危险可能的时候，进行实时提醒，并通知现场管理人员甚至上级管理人员进行督导；甚至可以加装测量装置，对建筑进行实时比对，找出施工中的不足，及时进行调整，减少因人工误差带来的损失。