Медиакомпания MIT Technology Review, действующая при Массачусетском технологическом институте (США), назвала использование дронов одним из важнейших трендов робототехники в 2016 году. Эксперты связывают это в том числе с тем, что американские службы безопасности (и не только) признали наконец тот факт, что беспилотные летательные аппараты (БПЛА) способны на многое.
Пусть медленно, но создается правовая база для широкого использования дронов. И речь, конечно, не только о возможности доставлять по воздуху «от окна к окну» горячую пиццу или бандероли нетерпеливым клиентам.
Как разглядеть детали
В 2010-м швейцарская INEOS заключила контракт с компанией Cyberhawk Innovations на обследование факельных установок на своем газоперерабатывающем заводе в Шотландии. Cyberhawk является разработчиком БПЛА, выдерживающих сильный ветер (до 45 км/ч) и высокотемпературную атмосферу. Это позволяет проводить инспекцию установок без отключения подачи газа – ранее для этого приходилось останавливать производство не менее чем на неделю. Каждое обследование с применением беспилотника экономит производителям до 2 млн долл.
А годом ранее Cyberhawk начала работу с одной из крупнейших энергетических компаний Великобритании – SSE. Ее беспилотники мониторят состояние ветряных энергоустановок в Шотландии и Ирландии. Технология Cyberhawk позволяет получить изображения целой лопасти каждой турбины и передать их через облачную программу iHawk напрямую заказчику. Ранее для мониторинга привлекались промышленные альпинисты. Но в день у последних получалось обследовать лишь одну турбину, тогда как БПЛА облетают до пяти установок за это же время.
Миссия еще одной компании–Sky-Futures (США), специализирующейся на разработке беспилотников и программного обеспечения для них, – «повышение безопасности и снижение рисков в различных отраслях за счет технологических инноваций». Ее дроны используются в основном в нефтегазовой сфере, но также в строительстве, телекоме и т.д.
Использование дронов названо одним из важнейших трендов робототехники в 2016 году
В августе 2016 года все та же MIT Technology Review сообщила о том, что Иллинойским университетом (США) была разработана система, позволяющая при помощи дронов наблюдать за прогрессом строительства объектов и отслеживать места, где по какой-то причине оно замедлилось. Система «обкатывалась» на возведении стадиона в Сакраменто (столица штата Калифорния). Ежедневно дроны облетали стройку, после чего полученные ими данные анализировались с помощью программы и строилась 3D-модель.
В систему заложены ключевые точки объекта, что и позволяет, собственно, делать сравнительный анализ и своевременно выявлять слабые места и причины отставания от графика, если таковое имеется.
«По сути, мы выявляем с помощью нашей системы те места, где вероятность возникновения той или иной проблемы действительно высока, – комментируют разработчики – сотрудники кафедры гражданского строительства Иллинойского университета. – Система может показать, что конкретный структурный элемент отстает от графика по причине, например, несвоевременного подвоза материалов. Обычный мониторинг такие вещи может просто не отразить».
Собственно, именно поэтому контроль хода строительства с помощью дронов и специализированного программного обеспечения становится все более актуальным. Он позволяет избежать снижения темпов строительства, что бывает, например, из-за сбоев в координации действий между подрядчиками, субподрядчиками и заказчиком.
Сделано в России
Но все приведенные выше примеры – это «у них». А что же в России? По данным Ассоциации эксплуатантов и разработчиков беспилотных авиационных систем (ЭРБАС), в нашей стране основной рынок коммерческих услуг дронов (порядка 90%) сосредоточен на картографировании и диагностике протяженных объектов. Таких как ЛЭП, например, или нефтепроводов. Еще часть – около 5% – практика использования беспилотников в сельском хозяйстве.
Что касается строительства, то, как отмечает Александр Рыжов, исполнительный директор компании TraceAir, первые дроны стали использоваться в отрасли около двух лет назад. «Первоначально с их помощью производили простую фото- и видеосъемку. Например, некоторые строительные компании использовали данную технологию в маркетинговых целях – с помощью дронов у них получалось делать фотографии видов из окон квартир еще не существующих домов, – рассказывает он. – Следующим этапом внедрения беспилотников в практику строительных компаний было составление ортофотопланов с геодезической точностью, которая позволяет наложить на него такую техническую информацию, как генеральный план, расположение сетей и т.д. Данная технология дает возможность следить за ходом строительства в разрезе дней, благодаря чему можно вовремя замечать все допущенные ошибки и в оперативном режиме следить за объемами выполненных работ».
Облачная платформа позволяет в режиме онлайн контролировать качество и стоимость строительства
На самом деле технологии отечественной TraceAir не уступают разработке ученых из Иллинойского университета. Облачная платформа позволяет контролировать качество и стоимость строительства с помощью аналитических алгоритмов на основе данных, полученных с помощью БПЛА. «Сейчас мы занимаемся совершенствованием технологий применения беспилотников, – рассказывает Андрей Рыжов. – Например, работаем над интеграцией работы дронов с дополненной реальностью. Это позволит строителям, находящимся на площадке, соотносить ее с 3D-моделью объекта прямо на местности, включив голограмму в своем шлеме. В будущем под контролем БПЛА будет работать строительная техника, тоже в автоматическом режиме».
Звучит фантастически? Уже нет.
Лидеры на стройке
Технологии находят практическое применение. Так происходит, к примеру, на площадке строительства Амурского газоперерабатывающего завода (заказчик и инвестор проекта – «Газпром переработка Благовещенск», управление проектом – НИПИГАЗ). Здесь используется технология от TraceAir.
В течение полугода каждую неделю огромную площадку Амурского ГПЗ сканирует БПЛА. Полученные данные обрабатывает уникальная программа, которая преобразует их в фотографический план местности с привязкой к координатам, высчитывает значения площади и периметра, объемы насыпи и выемки грунта, а затем формирует отчет, помогающий сотрудникам НИПИГАЗа следить за ходом работ и контролировать их по ряду параметров.
Перед каждым вылетом дрона специалисты выезжают на площадку и снимают точные координаты с опознавательных знаков, расположенных через каждые 500 метров по всей территории Амурского ГПЗ. Они необходимы для высокоточной привязки ортофотоплана к местности.
«На площадке, помимо беспилотника, работаем с планшетом, где загружена заранее подготовленная разметка площадки– «миссия», по которой коптер будет выполнять свой полет. В процессе происходит связь устройства с планшетом, с него миссия выгружается в беспилотник, и он летит по заданному маршруту над всей площадкой в автоматическом режиме», – объясняет пилот Роман Пустовой. Коптер курсирует над стройкой около четырех-пяти часов, делая снимок каждые 12 метров. За рейс получается примерно 8 тыс. фотографий. После загрузки в систему снимки анализируются.
«В системе множество слоев – разбивка на квадраты, на лоты, на участки, также есть поверхности, созданные нами – поверхность после окончания первого подэтапа, поверхность, по которой мы сейчас работаем, – поясняет главный специалист по землеустройству НИПИГАЗа Елена Кайль. – Программа позволяет ориентироваться, когда подрядчик выйдет на планировочные отметки, какой объем работ осталось выполнить. Можно просчитать определенные расстояния, с высоты посмотреть профили высот и контуры определенных участков. Кроме того, система помогает ориентироваться, насколько точно ведется работа относительно границ участка».
Что еще может сервис TraceAir? Узнать, например, что происходило на площадке два-три месяца назад, не поднимая все документы. Он может собирать «избранную» аналитику – накопительную или сравнительную, касающуюся определенной зоны, определенной площади, определенной даты. В общем, работает над поставленными задачами: минимизирует возможные ошибки и помогает соблюдать сроки строительства.
Это не игрушки
НИПИГАЗ стал одной из первых компаний не только в России, но и в мире, применившей у себя технологию мониторинга строительства с помощью беспилотных аппаратов. Подобные системы наиболее актуальны для контроля масштабных объектов, каковым является Амурский ГПЗ.
Ограждение его по периметру стройплощадки составляет 5 километров, а ее площадь – 150 гектаров. В пик строительных работ, а он придется на 2019 год, здесь будут работать более 15 тыс. человек. Десятки единиц техники, тысячи тонн металлоконструкций, многие километры трубопроводов и кабелей.
Уже сейчас ясно, что партнерство строителей и TraceAir станет уникальным опытом. Опять же не только для России, но и в мировой практике. И еще раз подтвердит, что дрон – это не игрушка для увлеченного полетами энтузиаста, а серьезная машина, способная изменить подход ко многим отраслям экономики.
Ортофотоплан представляет собой фотографический план местности на точной геодезической опоре, полученный путем аэрофотосъемки с последующим преобразованием снимков для устранения искажений, вызванных рельефом местности и оптической системой фотоаппарата. После преобразований каждая точка местности на фотографиях выглядит так, как будто она была снята камерой «строго вниз», соответственно, на итоговом фотоплане отсутствуют перспективные искажения.
TraceAir – российская компания, разработавшая программное обеспечение для контроля качества и стоимости строительства с помощью визуального интерфейса и продвинутых аналитических алгоритмов на основе данных собранных автономными БПЛА.
НИПИГАЗ – ведущий российский центр по управлению проектированием, поставками, логистикой и строительством. Входит в состав СИБУРа, участвует в крупнейших проектах в нефтегазовой отрасли и нефтехимии – Амурский ГПЗ, ЗапСибНефтехим, Московский НПЗ, Ямал СПГ, Арктик-СПГ-2 и др.
Мария Яковлева
