Мосты подвергаются длительным нагрузкам от транспортных средств, дождевой воде, перепадам температуры и эрозии солевыми брызгами. Такие проблемы, как трещины, отслоение бетона, коррозия стальных конструкций и повреждение соединительных элементов, могут постепенно ухудшить безопасность моста.

Традиционные методы инспекции мостов часто требуют использования автовышек, строительных лесов или канатных систем доступа. Особенно при работе с крупными мостами через реки, виадуками и сложными стальными конструкциями традиционные методы сталкиваются со значительными проблемами в плане эффективности инспекции, безопасности и организации дорожного движения.

Инспекция мостов с помощью дронов предлагает более эффективное вспомогательное решение. Оснащенные датчиками высокого разрешения, зумом, тепловизионными датчиками или лидаром, дроны могут быстро получать изображения и данные с большой высоты, с нижней стороны мостов и из других труднодоступных мест, помогая инженерам быстрее обнаруживать потенциальные дефекты и снижая риски для персонала при работе на большой высоте.

Хотите узнать больше об инспекции мостов с помощью дронов? Читайте дальше!

Зачем использовать дроны для инспекции мостов?

Несмотря на необходимость традиционного метода ручной проверки, дроны могут быть использованы в качестве дополнительного инструмента для решения некоторых задач инспекции мостов.

1. Снижение воздействия высокогорных и опасных зон на персонал.

Проблема при осмотре мостов заключается в том, что инспектору необходимо находиться в непосредственной близости от осматриваемого объекта, чтобы увидеть дефект.

Например, осмотр нижней части виадука обычно включает использование автовышек. Для мостов, пересекающих реки или море, эти операции сопряжены с еще большими рисками и организационными трудностями.

Беспилотники позволяют сначала выполнить визуальный сбор данных на больших и малых расстояниях, что дает инженерным группам возможность оценить условия на местности, прежде чем принимать решение о необходимости проникновения персонала, тем самым снижая ненужный риск пребывания на большой высоте, в водной среде и при интенсивном движении транспорта.

2. Оптимизация сложной подготовки на месте.

Как правило, инспекция крупных мостов включает в себя:

Управление движением → Транспортировка оборудования → Установка оборудования на большой высоте → Доступ персонала → Инспекция → Демонтаж оборудования

Дроны значительно упрощают рабочий процесс на объекте:

Планирование площадки → Полёт дрона → Сбор данных → Анализ данных

В частности, при проведении плановых или повторных проверок дроны могут быстро получать стандартизированные изображения и создавать цифровые исторические записи, что позволяет инженерам легко сравнивать структурные изменения с течением времени.

3. Легкий осмотр труднодоступных конструкций.

Одно из наиболее ценных применений дронов — получение визуальных данных из труднодоступных для традиционного оборудования мест:

Нижняя сторона моста: обычно узкая, расположена близко к уровню воды или имеет сложную конструкцию. Дроны делают снимки нескольких участков с высоким разрешением, чтобы обнаружить любые трещины, сколы или неровности поверхности.

Опоры высоких мостов: Дроны быстро охватывают разные уровни опор высоких мостов, что делает ненужной ручную проверку каждой зоны.

Конструктивные соединения в стальных мостах: Стальные мосты имеют множество соединений, болтов, сварных швов, узлов и узлов. Использование дронов, оснащенных объективами высокого разрешения и/или зум-объективами, позволяет получать изображения крупным планом для предварительной визуальной оценки коррозии и повреждений покрытий таких конструкций.

Мосты через реки: сбор данных осуществляется с боков, снизу и с опор мостов, пересекающих реки; благодаря использованию дронов некоторые работы над водой становятся ненужными, а эффективность полевых работ повышается.

Какие проблемы может выявить инспекция моста с помощью дронов?

Используя камеры высокого разрешения, зум-объективы, тепловизионную технику или лидар, дроны быстро собирают данные из разных областей, помогая инженерам обнаруживать и фиксировать видимые структурные аномалии.

Трещины в бетоне и разрушение поверхности:

Дроны выявляют и документируют поверхностные трещины, отслоения, пористость, обнаженную арматуру и другие видимые дефекты, создавая архивы изображений с данными о местоположении. (Для определения глубины трещин, первопричин и структурных последствий по-прежнему требуется дальнейшая оценка специалистами.)

Коррозия стальных конструкций и повреждение покрытия:

При осмотре стальных мостов и их компонентов дроны фокусируются на обнаружении ржавчины, коррозии, отслоения покрытия, образования пузырей и повреждений поверхности. Камеры с большим увеличением позволяют детально рассмотреть болты, сварные швы и соединения для последующей ручной проверки.

Аномалии подшипников и компенсаторов:

Дроны помогают осматривать подшипники и компенсаторы на наличие видимых аномалий, таких как деформация, смещение, ржавчина, повреждения или скопление мусора, что позволяет сократить количество ненужных высотных полетов до проведения целевых ручных проверок.

Аномалии в труднодоступных районах:

Такие участки, как основания мостов, высокие опоры, внешние поверхности коробчатых балок и надводные сооружения, трудно быстро осмотреть традиционными методами. Дроны позволяют получать изображения высокого разрешения с разных ракурсов. Ведение журналов осмотра зданий с течением времени помогает инженерным группам отслеживать развитие дефектов и систематически контролировать состояние мостов.

Как работает инспекция мостов с помощью дронов?

Профессиональная инспекция моста с помощью беспилотника — это не просто полет дрона над мостом для его фотографирования; это систематический процесс, включающий различные этапы, такие как определение целей инспекции, планирование полета и анализ данных.

Шаг 1: Составьте план инспекции.

Перед полетом команда определяет целевые зоны, ожидаемые дефекты, дистанции съемки и требуемое разрешение изображений. План полета составляется с учетом размеров моста, сложности конструкции, погодных условий, скорости ветра, препятствий и ограничений полета. Для таких деталей, как трещины, болты и соединительные узлы, команда заранее определяет, требуется ли мощный оптический зум или другие датчики.

Шаг 2: Выполнение полета дрона

Облеты могут выполняться вручную, в автоматическом режиме или в сочетании того и другого. Для автоматизированных полетов лучше всего подходят обширные зоны покрытия, тогда как для обнаружения потенциальных дефектов и сложных узлов часто требуется ручная фотосъемка с близкого расстояния.

Шаг 3: Сбор данных об осмотре моста

В зависимости от характера проводимых инспекций, дроны оснащаются различной полезной нагрузкой. Для визуального осмотра и обнаружения трещин, бетонных поверхностей и коррозии используются камеры высокого разрешения, в то время как камеры с зумом делают снимки конструктивных элементов на большой высоте, а тепловизионные камеры помогают выявлять температурные колебания.

Шаг 4: Обработка и анализ данных

После полета большие объемы фотографий, видеозаписей и данных с датчиков систематизируются и анализируются, включая сшивание изображений, 3D-реконструкцию, создание облака точек, локализацию дефектов и сравнение изображений во времени. Сопоставление местоположений дефектов, конструктивных элементов, временных меток и исторических изображений гораздо полезнее для долгосрочного технического обслуживания, чем хранение отдельных фотографий.

Шаг 5: Составьте отчет об инспекции.

Итоговые результаты сводятся в отчет, содержащий изображения в высоком разрешении, расположение дефектов, фотографии, 3D-модели и дальнейшие рекомендации. Сравнение собранной информации в разные даты инспекции позволяет инженерной команде выявлять любые тенденции в возникновении дефектов, превращая дрон из простого средства аэрофотосъемки в реальный инструмент для инспекции мостов.

Дроны против традиционной инспекции мостов: всестороннее сравнение производительности и стоимости.

Для наглядной оценки практической ценности технологии дронов, ниже приведено сравнение инспекции с помощью дронов и традиционных методов по основным операционным параметрам:

Оценка измерения	Традиционный ручной осмотр / осмотр с помощью автовышки	Цифровая инспекция с использованием дронов
Безопасность на высоте	Чрезвычайно высокий риск. Персонал использует веревки или корзины, что сопряжено с риском падения.	Риск полетов на большой высоте равен нулю. Пилоты и инженеры работают дистанционно с безопасных наземных площадок.
Нарушение движения транспорта	Это потребует закрытия 1-2 полос движения, что приведет к серьезным пробкам и потребует сложных разрешений.	Полное отсутствие/минимальные помехи. Закрытие полос движения не требуется; задачи по предотвращению помех в воздушном пространстве требуют минимального контроля.
Эффективность инспекции	Медленно. Строительство моста среднего или большого размера через море или долину занимает от 1 до 3 недель.	Высокая эффективность. Для мостов аналогичного масштаба сбор полных данных обычно занимает всего от 1 до 3 дней.
Точность и охват данных	Опирается на визуальные проверки и ручные журналы; ограничена прямой видимостью; скрытые углы легко пропустить.	Точность до миллиметра и полное покрытие. Подходит для нижней поверхности мостов, балок перекрытия и башен; поддерживает создание 3D-цифровых двойников.
Общая стоимость проверки	Постоянно высокая ставка. Включает в себя дорогостоящую аренду автовышек, компенсацию за перекрытие дорог и надбавку за работу в опасных условиях.	Сокращает прямые затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также время, затрачиваемое на операционные нужды, на 50–70%.

Сколько стоит инспекция моста с помощью дрона?

Фиксированной цены на инспекцию мостов с помощью дронов не существует, поскольку затраты зависят от метода инспекции, масштаба моста, конфигурации оборудования и требований к обработке данных. Организации и мостовые управления, как правило, имеют два варианта: нанять профессиональную стороннюю компанию или приобрести дроны для развития собственных возможностей.

Вариант 1: Наем профессиональной службы инспекции с помощью дронов.

Если необходимы периодические проверки и/или команда не располагает квалифицированными пилотами дронов, то более эффективным вариантом будет привлечение сторонней службы инспекции мостов с помощью дронов. Стоимость проектов зависит от размеров моста, типа необходимой инспекции, условий на месте, продолжительности полета, а также от требований к качеству съемки, тепловизионной съемке, лидару, 3D-моделированию или составлению отчетов.

Плюсы: Отсутствие первоначальных затрат на дроны, датчики, пилотов и программное обеспечение для обработки данных. Однако со временем затраты на аутсорсинг могут стать существенными для организаций, обслуживающих большое количество мостов.

Вариант 2: Приобретение дрона для инспекции мостов.

Приобретение подходящих дронов может оказаться более экономичным для организаций, проводящих регулярные или долгосрочные инспекции мостов. Помимо конструкции дрона, следует учитывать такие важные аспекты, как камера, оптический зум, время автономной работы, возможность обнаружения препятствий, стабильность и программное обеспечение для обработки данных.

Владельцы мостов, инженерные компании и компании по техническому обслуживанию, имеющие собственные внутренние команды для осмотра мостов, получат значительную выгоду от приобретения дронов.

VastArrive Беспилотник VA-FPVD13 для инспекции мостов и инфраструктуры.

Для пользователей, которым нужна платформа, позволяющая сбалансировать инспекцию мостов, мониторинг инфраструктуры и другие промышленные задачи, VastArrive VA-FPVD13 — это универсальный промышленный дрон. Оснащенный 13-дюймовой рамой, двигателями 4218 360KV и батареей 8S 16000 XT90, он обеспечивает время полета примерно от 15 до 35 минут, что позволяет выполнять длительные инспекционные миссии на больших расстояниях по доступной цене от 780 до 975 долларов.

В сценариях инспекции мостов VA-FPVD13 позволяет получать изображения высокого разрешения нижней части мостов, опор, зазоров между стальными балками и других труднодоступных мест. Его надежная двигательная установка обеспечивает возможность полетов на большой высоте в сложной местности, что делает его пригодным не только для мостов, но и для энергетических объектов, ветряных турбин, тоннелей, горных районов и другой промышленной инфраструктуры.

Для выполнения задач на большие расстояния VA-FPVD13 обеспечивает крейсерскую дальность примерно 10–30 км за один полет. В зависимости от требований задачи, он также может быть оснащен или работать совместно с приборами ночного видения, тепловизионными аппаратами и легкими модулями LiDAR для сбора различных данных.

Для инженерных фирм, предприятий по обслуживанию инфраструктуры и профессиональных инспекционных групп, стремящихся создать собственные возможности использования дронов, VA-FPVD13 служит экономически эффективной платформой для беспилотных летательных аппаратов как для инспекции мостов, так и для многоцелевых промышленных операций.

Какой тип дрона лучше всего подходит для инспекции мостов?

Одних высоких технических характеристик недостаточно для того, чтобы гарантировать пригодность дрона для всех видов инспекций мостов. Важно определить, какая платформа идеально подойдет для размеров моста, расстояния инспекции, конструкции и необходимых датчиков.

Мультироторный дрон

Способен устойчиво зависать в воздухе и обладает превосходной маневренностью на низких скоростях. Рекомендуется для детального осмотра мостов, опор мостов, узлов стальных балок и других конструкций.

Беспилотник с большой продолжительностью полета

Время полета напрямую влияет на общую эффективность при строительстве крупных мостов или выполнении проектов на больших расстояниях. Большая продолжительность полета означает меньшее количество замен батарей и циклов взлета/посадки, что позволяет операторам собирать больше данных за один полет. Многороторные платформы, сочетающие в себе продолжительность полета и маневренность, обладают высокой практической ценностью для задач, сочетающих разведку на больших расстояниях с локальными проверками вблизи объектов.

Дрон с камерой с зумом

Для больших мостов возможность оптического зума часто важнее, чем просто увеличение количества пикселей. Когда дроны не могут безопасно летать близко к опорам моста, узлам стальных балок или эстакадам, мощный оптический зум позволяет операторам запечатлеть мельчайшие детали, сохраняя при этом безопасное расстояние.

Беспилотник с тепловизионной камерой

Система тепловизионной съемки служит дополнительным датчиком, предоставляющим информацию о температуре в дополнение к обычному видимому изображению для обнаружения тепловых аномалий. Важно понимать, что тепловая аномалия не обязательно означает структурный дефект. Платформы, поддерживающие тепловизионную полезную нагрузку, следует выбирать специально в тех случаях, когда проекты требуют анализа температурных аномалий.

Резюме

Ценность инспекции мостов с помощью дронов заключается не в полном отказе от персонала, проводящего инспекции. Речь идет об изменении традиционной модели, которая гласит, что «персонал должен находиться рядом с конструкцией для сбора информации».

Использование камер высокого разрешения, оптического зума, термографии, лидара и 3D-моделирования позволяет дронам быстрее собирать информацию о конструкции, снижать риски для работников и создавать полные, цифровые и отслеживаемые записи о техническом обслуживании.

Если вы ищете подходящее решение для использования дронов, смело обращайтесь в VastArrive!