無人機(jī)在航標(biāo)建設(shè)中的應(yīng)用

仇廣宇

摘 要：本文介紹了無人機(jī)在航標(biāo)建設(shè)中的應(yīng)用情況，概括了在航標(biāo)建設(shè)工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用無人機(jī)相關(guān)技術(shù)的優(yōu)勢。并通過在實踐中的案例，詳細(xì)分析了在航標(biāo)配布、燈塔樁選址、現(xiàn)場管理等環(huán)節(jié)應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)的前景和優(yōu)勢。結(jié)合無人機(jī)技術(shù)成本、性能、功能等方面優(yōu)勢，對無人機(jī)在航標(biāo)工程建設(shè)的信息化發(fā)展前景和方向進(jìn)行研究，為推動助導(dǎo)航設(shè)施建設(shè)管理的信息化發(fā)展提供數(shù)據(jù)和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：無人機(jī) 航標(biāo)工程 建設(shè)選址 施工管理

隨著國家信息科學(xué)發(fā)展，相關(guān)應(yīng)用的實踐，各個行業(yè)對數(shù)據(jù)采集的要求也急劇增長。無人機(jī)因其在惡劣環(huán)境下執(zhí)行任務(wù)的優(yōu)勢以及靈活機(jī)動的特性在軍事和民用領(lǐng)域得到了長足發(fā)展與應(yīng)用，特別是為氣象、農(nóng)林、海洋、電力、通信等重要領(lǐng)域提供了更為便捷、高效、安全的管理方法。在現(xiàn)階段的日常航標(biāo)巡檢、燈塔樁建設(shè)中可以借助無人機(jī)的先進(jìn)的數(shù)字化攝影技術(shù)、定位技術(shù)，充分發(fā)揮無人機(jī)的低成本與高機(jī)動性，能夠大大提髙信息采集與監(jiān)測的效率，不受地面人員、天氣狀況、交通條件的限制。因此，本文正是圍繞無人機(jī)在航標(biāo)工程建設(shè)領(lǐng)域應(yīng)用，研究其在項目選址與施工過程中的監(jiān)測。

1.民用無人機(jī)在航標(biāo)工程建設(shè)中的應(yīng)用及優(yōu)勢

1.1燈塔、燈樁建設(shè)項目選址

選址，是目前燈塔樁建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，工作中我們?yōu)闈M足助導(dǎo)航功能的要求，燈塔樁一般建設(shè)在偏僻的航道岸邊、海中孤立礁石上，同時選址又必須兼顧工程施工的可行性以及燈塔樁建成后的維護(hù)管理。燈塔樁建設(shè)的選址需要通過建設(shè)單位、設(shè)計單位以及勘察單位等多方面協(xié)調(diào)合作才能最終確定，在選址現(xiàn)場工作中受天氣、潮汐、交通等多方面因素的影響，特別是設(shè)計、勘察人員在評估周邊地形地貌時受視覺高度以及可視范圍的影響不能夠全面了解，對后續(xù)設(shè)計、施工工作的開展帶來困難，而無人機(jī)的強(qiáng)大視覺和空間優(yōu)勢，可以使它在燈塔樁建設(shè)選址中有強(qiáng)大的優(yōu)勢，能夠快速獲取項目選址位置周邊地形、地貌，通過影像資料結(jié)合設(shè)計軟件的建立起直觀的三維模型，利用設(shè)計模型進(jìn)行對比分析，模擬船舶航路并優(yōu)化設(shè)計方案。

近年來，北海航標(biāo)處結(jié)合相關(guān)項目管理的經(jīng)驗，首先在潿洲水域陸島運(yùn)輸航標(biāo)完善工程建設(shè)項目選址中應(yīng)用無人機(jī)輔助勘查，以下以灣仔角燈樁以及婆印石燈樁為是實例研究無人機(jī)在項目選址中的作用：

灣仔角燈樁擬建于潿洲島灣仔村五彩灘岬角處是指引船舶進(jìn)出潿洲島南灣的重要口門標(biāo)志，在燈樁選址過程中，建設(shè)人員前期通過現(xiàn)場勘查建議燈樁選址位置為圖1中A點或者B點，在現(xiàn)場勘查中設(shè)計人員及相關(guān)專家一致認(rèn)為B點是比較理想的建設(shè)地方，而北海航標(biāo)處的相關(guān)項目管理人員通過進(jìn)一步分析潿洲島獨有的火山巖的地質(zhì)地貌和島嶼燈塔樁建設(shè)的經(jīng)驗，初步判斷選址位置B點下方位置可能被海浪侵蝕出現(xiàn)懸空，但是現(xiàn)場受周邊樹木的遮擋及現(xiàn)場地形的影響無法實際開展觀測，因此建議通過無人機(jī)航拍進(jìn)一步判斷，結(jié)果通過無人機(jī)發(fā)現(xiàn)選址位置B點下方受海浪侵蝕確實出現(xiàn)了懸空（如圖2所示紅色區(qū)域），結(jié)合設(shè)計人員對燈樁結(jié)構(gòu)的驗算，排除了B點建設(shè)燈樁的可能性，最后確定灣仔角燈樁的選址位置為A點。

又例如在婆印石燈樁建設(shè)選址過程中，正值潿洲島7、8月份，受潮汐影響低潮一般出現(xiàn)在夜間，白天選址位置的礁石被水淹沒難以到達(dá)，夜間能見度差，無法開展有效的現(xiàn)場勘查，相關(guān)人員多次前往選址位置附近都難以靠經(jīng)確切位置，在實際工作中，北海航標(biāo)處相關(guān)項目管理人員通過無人機(jī)拍攝，最終在航拍照片上找到最終的建設(shè)位置，（如圖3紅字位置所示）并通過后續(xù)的進(jìn)一步地質(zhì)資料分析確定選址，大大加快了工程建設(shè)的周期，根據(jù)以上兩個實例我們可以看出無人機(jī)在復(fù)雜地形選址的應(yīng)用是十分必要的，不但提高了工作效率而且給項目建設(shè)提供了有力的數(shù)據(jù)支撐。1.2無人機(jī)在港區(qū)航標(biāo)配布研究的應(yīng)用

一直以來受港口規(guī)模較大、航線較長等的影響港口建設(shè)中航標(biāo)效能的評估和航標(biāo)配布的設(shè)計通常采用通過理論研究、個別分析等方法，很難較全面的研究航標(biāo)對整個港口船舶通行的影響，隨著無人機(jī)的應(yīng)用，克服了常規(guī)傳統(tǒng)航攝成本高、測量手段困難、飛機(jī)姿態(tài)控制難控制等問題，因此，資源數(shù)據(jù)獲取、小范圍航圖方面的應(yīng)用，為港區(qū)航標(biāo)配布完善提供了有力支撐，無人機(jī)在港區(qū)航標(biāo)配布中的應(yīng)用包括利用航拍照片，為航道線路方案比選和助導(dǎo)航設(shè)施的設(shè)計提供資料，為港區(qū)航道航標(biāo)線規(guī)劃提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

1.3無人機(jī)在航標(biāo)建設(shè)施工管理中的應(yīng)用

海上助導(dǎo)航設(shè)施的建設(shè)過程中，受天氣、潮汐、交通的影響，項目管理人員很難實時對建設(shè)項目進(jìn)行管理，而依托無人機(jī)的強(qiáng)大視覺在工程施工監(jiān)管中有著廣闊的應(yīng)用前景。通過無人機(jī)搭載攝像設(shè)備可以快速從不同角度快速獲取在建項目狀況，并通過與前期設(shè)計圖紙對比分析，盡早發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行修正。

2.無人機(jī)在航標(biāo)建設(shè)中的應(yīng)用前景廣闊

隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷完善，無人機(jī)的費用不斷降低，承載力增強(qiáng)，電池續(xù)航能力得到提高，無人機(jī)將會用于各行各業(yè)，特別是對航標(biāo)建設(shè)這種安全系數(shù)低、人工成本高的行業(yè)，無人機(jī)的應(yīng)用將大大提高安全性和行業(yè)的生產(chǎn)效率，利用無人機(jī)技術(shù)輔助工程項目全生命周期建設(shè)將使建設(shè)過程更為經(jīng)濟(jì)、高效和便捷，對航標(biāo)事業(yè)的發(fā)展有著現(xiàn)實重要的意義。endprint