Цифровой мониторинг: технологии, методы, преимущества

Современные технологии кардинальным образом поменяли подход к осуществлению контроля на строительной площадке. Грамотно налаженная система мониторинга позволяет в режиме реального времени следить за соблюдением графика строительства, фиксировать как очевидные, так и незаметные на первый взгляд отклонения фактически выполненных задач от проекта, принимать верные управленческие решения, своевременно внося изменения в план строительства, оптимизируя график работы техники или корректируя число исполнителей на площадке. 

Как правило, ежедневный обход площадки отнимает много времени у специалистов, отвечающих за планирование строительных работ. Технологии же позволяют сделать работу «штаба» комфортной и эффективной. Так, цифровой дистанционный мониторинг дает возможность «в моменте» получать необходимые для дальнейшего анализа данные без непосредственного выхода на площадку, что очень удобно, в частности, при контроле за реализацией крупных объектов, зданий и сооружений, находящихся в отдаленных регионах или в труднодоступной местности, а также мониторинге технического состояния производственных площадок и окружающей среды.

Современные системы мониторинга строительства позволяют охватить полный цикл строительного проекта – от этапа земляных работ до этапов монтажа строительных конструкций и установки оборудования. Благодаря широкой зоне применения к удаленному мониторингу прибегают компании из разных отраслей – девелоперы, работающие с гражданской застройкой, и крупные предприятия промышленного сектора.

Предлагаем разобраться, что представляет собой цифровое обеспечение мониторинга и какие технологии используют для его осуществления.

Технологии для сбора факта

Цифровой дистанционный мониторинг начинается со сбора информации о фактическом состоянии объекта. Для этого используется мониторинг с помощью геопространственных данных – аэромониторинг и лазерное сканирование, GPS/Глонасс-треккинг,  видеонаблюдение. Данные технологии могут применяться как по отдельности, так и вместе. Совместное использование дает эффект синергии, позволяет получать более полную картину объектов строительства, охваченных цифровым мониторингом.

На основе геопространственных данных, собранных в результате геоинформационного мониторинга, создаются трехмерные модели. Как правило, мониторинг строительных объектов начинается с геоинформационного мониторинга, в рамках которого собираются и анализируются пространственные данные. В свою очередь, на их основе создаются трехмерные модели. Аэромониторинг часто используют для цифрового мониторинга объектов, находящихся на нулевой стадии жизненного цикла, а также объектов с большим количеством земляных работ. К этому методу прибегают, к примеру, когда нужно получить данные о перемещении грунта при формировании котлована. 

Для осуществления аэромониторинга применяют беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Они управляются дистанционно – специалистам не обязательно находиться непосредственно на строительной площадке, чтобы задавать траекторию их движения, что позволяет ускорить сбор данных. В зависимости от плановых темпов и объемов строительства, ресурсов, выделенных на цифровой мониторинг, выбирается частота облета дроном строительной площадки. К примеру, облеты могут совершаться раз в две недели.  На основе данных, полученных в ходе съемки, в специализированном программном обеспечении формируется ортофотоплан, который, в свою очередь, преобразовывается в фактическую as-built 3D-модель. Она создается в автоматическом режиме, однако чаще всего требует небольшой ручной обработки – удаления артефактов и лишних деталей.

План местности и 3D-панорамы для реалистичного отображения среды

Результатом аэрофотосъемки становятся как ортофотопланы, так и панорамные изображения. Панорамы могут быть прикреплены к определенным точкам на плане, с их помощью можно быстро сформировать качественную картинку происходящего на стройплощадке.

При планировании работы дрона стоит учесть, что стандартная аэрофотосъемка может совмещаться со съемкой объемных панорам. Так, совершая регулярные облеты территории, БПЛА может задержаться в определенных точках, чтобы собрать данные для 3D-панорам. Они позволяют уточнять детали, которые плохо видны на плане и в облаке точек, их можно встраивать в презентации для визуальной демонстрации строительных процессов, что особенно удобно в ситуации, когда данные по цифровому мониторингу или результаты анализа технического состояния объекта требуется предоставить руководству.

Лазерное сканирование для высокой детализации

Цифровой мониторинг производства и строительных объектов «выше нулевого цикла» обычно осуществляется с использованием системы лазерного сканирования. С ее помощью можно контролировать задачи, требующие высокой детализации, например, собирать исчерпывающие данные по объекту со сложной конфигурацией, помещению, наполненному большим количеством используемого оборудования, в том числе без остановки производственных процессов, а также осуществлять контроль технического состояния зданий.

В основе метода лазерного сканирования – измерение цифровым способом расстояния от каждой точки съемки с помощью лазерного дальномера. Фактически прибор фиксирует время прохождения лазерного луча от излучателя до отражающей поверхности и обратно до приемника. Полученные данные преобразуются системой в облака точек, на основе которых формируется трехмерная модель. 

GPS-трекинг в режиме реального времени

Системы мониторинга строительства также включают в себя GPS-трекинг. Это инструмент для оперативного контроля процесса строительства, который позволяет отслеживать динамику перемещения объектов и другие процессы в онлайн-режиме. Датчик, установленный на строительную технику – самосвал, бульдозер, грейдер, экскаватор, каток или другую машину, – способен быстро обеспечить «штаб» данными для решения разноплановых задач.

Так, с помощью GPS-трекинга можно проводить план-фактовый анализ – своевременно узнавать об отставании земельных работ от графика и предпринимать необходимые меры для исправления ситуации. GPS-трекинг позволяет проводить оперативный контроль – выводить на дашборд данные о технике, фактически работающей на площадке, и в случае нехватки машин напоминать подрядчику о контрактных обязательствах. Кроме того, GPS-трекинг дает возможность анализировать и оптимизировать маршруты машин. Замедление движения техники будет сигнализировать о проблемах с подъездными путями или слишком больших перепадах высот. 

C помощью GPS-датчиков можно также в режиме реального времени контролировать работу персонала – отслеживать присутствие сотрудников на том или ином участке и при необходимости перераспределять их по площадке. Носимые персоналом трекинг-устройства позволяют также решать вопросы промышленной безопасности – можно контролировать вход и выход в/из опасной зоны с учетом допуска каждого отдельного специалиста.  

Во многих ситуациях геоинформационным мониторингом стоит пользоваться совместно с GPS-мониторингом. Материалы аэрофотосъемки и лазерного сканирования применяются как подложка для оперативных данных, получаемых с GSP-датчиков. Для наиболее полной картины предприятие может прибегать также к видеомониторингу. За этим типом цифрового мониторинга будут закреплены задачи визуального контроля за стройплощадкой для быстрого реагирования и разбора инцидентов.

Сравнение факта с планом

Важнейшим базовым компонентом систем цифрового дистанционного мониторинга строительства является перспективная информационная модель объекта. Она будет использоваться в качестве подложки при анализе оперативной информации – фактических данных геоинформационного мониторинга, GPS-трекинга или данных видеонаблюдения. На платформе Sarex при совмещении BIM-модели с облаком точек, созданным посредством обработки данных аэрофотосъемки или лазерного сканирования, можно в автоматическом режиме наглядно увидеть все несоответствия – они будут отображаться на трехмерной модели соответствующим цветом. 

Функция «сравнения» позволяет системе анализировать облака точек, полученные в разные даты, и видеть «прогресс» строительства. Также в качестве исходных данных платформа использует проектную 2D-документацию, календарно-сетевые графики и месячно-суточные графики. Модели as-built можно совмещать с различными базами данных. Одним из последних дополнений платформы Sarex стала поддержка DWG-файлов. Это позволяет полноценно работать с векторной информацией и делает цифровой мониторинг строительства еще более удобным для широкого круга специалистов, в том числе пользователей программы AutoCAD.

Преимущества использования систем удаленного мониторинга

Цифровые технологии мониторинга строительства в сочетании с функциями предиктивной аналитики на платформе Sareх позволяют наглядно сопоставлять факт с планом, контролировать процесс строительства гражданских объектов и промышленных зданий, благоустройства территории и реализации линейных объектов. На основе достоверной информации о состоянии объекта принимать корректные и своевременные решения о его реконструкции или ремонте.

Система цифрового мониторинга делает строительство более управляемыми для всех его участников – представителей строительного контроля, проектных подразделений, подрядных организаций, руководителей со стороны заказчика строительства. 

С помощью обеспечения цифрового мониторинга можно заблаговременно предупредить отклонение от бюджета, сроков и объемов выполненных работ. Данные показатели непосредственным образом влияют на финансовые результаты проекта. К примеру, смещение даты ввода строительного объекта в эксплуатацию, будь то жилое здание или промышленное производство, приводит к значительным финансовым потерям. Таким образом, цифровой мониторинг становится своего рода страховкой для строительного бизнеса, которая позволяет предотвратить риски и при этом стоит десятые доли процента от всей суммы проекта.