Трудно точно сказать, когда именно российские строители начали эксплуатировать дроны: внедрение беспилотных технологий в этой сфере было постепенным процессом, который длился несколько лет. Использование БПЛА с 2014 года в России регулирует Федеральное агентство воздушного транспорта, но и до этого времени коптеры уже применялись в различных отраслях промышленности.
Вопреки сложностям
Конечно, существуют факторы, препятствующие развитию рынка БПЛА. Прежде всего речь идет о законодательных ограничениях. Если дроны массой от 150 грам до 30 килограм требуется лишь поставить на учет в Федеральном агентстве воздушного транспорта и соблюдать ряд правил по их использованию, то с беспилотниками массой более 30 кг дело обстоит сложнее. В течение 10 рабочих дней после покупки их нужно зарегистрировать, после чего каждому аппарату присваивается номер, а владелец получает свидетельство о регистрации. Данные о коптере вносятся в государственный реестр гражданских воздушных судов РФ.
Для полетов любых дронов над населенными пунктами нужно дополнительно получать разрешение местных властей, ОРВД (Госкорпорации по организации воздушного движения в РФ). А еще — тех лиц и организаций, в чьих интересах установлены ограничения полетов или присвоен особый статус определенным зонам. При несоблюдении правил нарушителю грозит штраф — от 20 тыс. руб. для физлиц и 50 тыс. руб. для юрлиц.
Строителям нужно учитывать, что осуществление аэрофотосъемки — это авиационные работы. Поэтому компания, которая их выполняет на заказ или для своих нужд, должна иметь сертификат эксплуатанта и отвечать всем требованиям Росавиации к подобным организациям (они касаются обучения персонала, регламентов обслуживания техники, правил производства полетов, сертификации и т.п.).
Все это усложняет применение БПЛА в строительной отрасли. Поэтому крупные организации, вынужденные просчитывать все риски, оказываются перед сложным выбором. Одно из решений — создать у себя целое подразделение со штатом квалифицированных специалистов, которое будет обслуживать флот беспилотников, решать производственные задачи и проблемы легального использования воздушного пространства. Второй вариант — отдать ведение этих процессов на аутсорс. И третий — вообще отказаться от применения промышленных дронов и работать по старинке, поскольку затраты на оформление всех формальностей и штрафы в случае нарушения процедур могут свести на нет результат от применения беспилотника.
И все же в последнее время использование БПЛА в строительстве набирает обороты. Спрос на них начал повышаться в 2019 году, когда Skymec представил дрон геодезического класса DJI Phantom 4 RTK. С его помощью можно выполнять инженерные изыскания и создавать высокоточные 3D-модели объектов. Сейчас на смену Phantom 4 RTK приходят новый мобильный Mavic 3 Enterprise и многофункциональный Matrice 300 RTK. Они еще более производительны благодаря увеличенной емкости аккумулятора, улучшенным техническим характеристикам летающей платформы и камеры, которая позволяет с высокой скоростью получать качественные снимки.
Где используются дроны
Инженерные изыскания и построение виртуальной карты местности
Любое строительство начинается с инженерных изысканий. Если раньше проведение аэросъемки и изучение территории геодезистом требовало немало времени и средств, то сейчас БПЛА за один полет получает данные для формирования 3D-карты с точностью до сантиметра. Достаточно перенести полученное с дрона изображение на компьютер, где оно будет обработано в специальном ПО, — и все готово.
А если говорить о создании наземного обоснования аэрофотосъемки (АФС), то раньше этот процесс был трудозатратным (строительным компаниям требовалось от 20 до 40 точек на кв. километр, что предполагало несколько часов работы), а с Mavic 3 Enterprise их количество можно сократить до 3–5, а в некоторых обстоятельствах и вовсе от них отказаться.
Как отмечают строители, съемка с дронов позволяет по картам детально проанализировать рельеф, оценить объем выполненных работ с погрешностью в два сантиметра, в течение нескольких минут скорректировать и запланировать работы по вертикальной планировке. А наложив высокоточные фото на чертежи, можно проконтролировать выполнение проектной документации и увидеть погрешности.
Такой план-фактный анализ — сравнение цифровой модели местности по состоянию на определенное время с проектными данными и планом-графиком работ — можно использовать на любом этапе строительства. При наличии геопривязанной цифровой модели очень просто выявлять отклонения и контролировать подрядчиков.
Дистанционный контроль проведения работ всеми участниками процесса
Еще одно преимущество применения беспилотников — обеспечение более слаженной и оперативной коммуникации между участниками процесса. Проектировщики, архитекторы, инвесторы, руководство строительной компании и другие заинтересованные лица получают возможность дистанционно отслеживать реализацию проекта. Данные загружаются в облачную или корпоративную информационную систему, и можно видеть все изменения и проводить расчеты (расстояний между точками, объемов земляных работ, отклонений от проекта), не выезжая на объект. Это сокращает время на организацию еженедельных собраний и исключает необходимость проведения повторных работ.
Построение BIM-моделей
Крупные строительные проекты, особенно реализуемые за счет государственного бюджета, требуют в обязательном порядке внедрения BIM-технологий для оптимизации проектирования и исключения коллизий при планировании и разработке различных инженерных систем. На стадии проектирования фактически создается цифровой двойник объекта, который в дальнейшем служит основой для контроля хода строительства с точки зрения соответствия проекту и этапам выполнения работ. Застройщики могут сравнивать полученные с помощью дронов пространственные данные с утвержденными BIM-моделями и технической документацией.
БПЛА быстро облетают и снимают здание или участок земли, что существенно ускоряет процесс сбора данных для BIM-моделирования и уменьшает количество ошибок.
С помощью беспилотников можно отслеживать порядок выполнения земляных работ, а также процессы возведения зданий и внешней отделки (внутренние работы и инженерные коммуникации, как правило, контролируются другими способами, хотя иногда для этого также используются БПЛА). Например, один из наших заказчиков на начальной стадии строительства завода отслеживал работы на нулевом цикле, в частности, объем земляных работ, а также осуществлял визуальный контроль соблюдения календарного графика и исполнительную съемку возведенных конструкций. Позиции забиваемых свай и заливаемых фундаментов сравнивались с проектной документацией. Все это делалось для контроля подрядчиков на предмет соблюдения графика и исключения завышения объема выполненных работ.
Некоторые крупные строительные компании при закрытии очередного этапа работ как подтверждение их окончания используют аэрофотоснимки. Измерения традиционным способом, например, с помощью тахеометров или спутниковой системы точны, но не исключают человеческого фактора. К тому же при недобросовестном использовании приборов можно фальсифицировать данные. С дронами таких рисков нет: современное ПО позволяет обработать аэрофотоснимки с коптера непосредственно на стороне заказчика, получить 3D-модель и ортофотоплан для контроля объемов выполненных работ.
Инспекции объектов и мониторинг их состояния
Раньше для осуществления мониторинга объектов использовался простой визуальный обход с датчиками. Однако при обследовании крыш и перекрытий специалист с инструментом должен самостоятельно подниматься на высоту, и так как зачастую у него нет возможности подстраховаться, приходится либо пропускать некоторые участки, либо рисковать своим здоровьем, а иногда и жизнью. Сейчас эти задачи выполняют БПЛА, которые делают работу инспекторов более безопасной. Дроны снижают количество травм на строительных площадках, предоставляя точные данные даже из недоступных мест.
Видео и фотографии, полученные с помощью БПЛА, периодически публикуются на сайтах компаний-застройщиков или в официальных соцсетях, чтобы информировать покупателей жилья о ходе реализации проектов.
Коптеры также активно применяются для выполнения обследований и инспекций объектов, контроля и фиксации теплопотерь. С их помощью осуществляется диагностическая съемка трубопроводов, ЛЭП, автомагистралей, башенных кранов, строительных конструкций: фасадов, кровли и т.п.
Так, Mavic 3 Enterprise T, оснащенный инфракрасной камерой, позволяет проводить поиск утечек тепла и обнаруживать проблемы в системах отопления и вентиляции. Один из наших первых клиентов — крупный отечественный производитель строительных материалов — приобрел квадрокоптер DJI Inspire с тепловизором для контроля качества монтажных работ в тех случаях, когда компания дает расширенную гарантию на свои материалы. Дрон помогает находить теплопотери, связанные с некачественной теплоизоляцией или нарушением гидроизоляции, в результате чего утеплитель намокает и теряет свои свойства.
Для получения разрешения на ввод объекта в эксплуатацию необходимо наличие «энергетического паспорта», который подтверждает соответствие параметров построенного или реконструированного объекта капитального строительства проектной документации, в том числе требованиям энергетической эффективности и оснащенности объекта капитального строительства приборами учета используемых энергетических ресурсов. Обязательным мероприятием при получении этого документа является тепловизионное обследование. Применение квадрокоптеров с тепловизором могло бы значительно облегчить эту процедуру, особенно когда речь идет о многоэтажных зданиях. Но юридические сложности с получением разрешений на использование воздушного пространства и аэрофотосъемку, особенно в городах, мешают повсеместному внедрению беспилотных технологий.
Охрана крупных объектов
В ходе реализации проектов небольших масштабов генеральному подрядчику достаточно нанять одного-двух охранников, которые будут следить за безопасностью и сохранностью материальных ценностей. На больших стройплощадках ситуация не так проста и требует серьезных кадровых ресурсов. Решением проблемы стали беспилотники. Благодаря встроенным тепловизорам их можно использовать в ночное время, а также в плохую погоду, что делает коптеры идеальными «охранниками». Причем в отличие от статичных камер БПЛА можно перемещать в любом направлении и таким образом контролировать даже «слепые зоны».