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Drones, technologies émergentes et intégration de données multi-capteurs dans la construction

Drones sont généralement associées à l'extension de la portée et de la portée des technologies de télédétection. Cependant, ils jouent également un rôle en permettant une vue plus intégrée, automatisée et prédictive des installations et des infrastructures.

Données dans les projets de construction

Généralement, le cycle de vie BIM (Building Information Model) d'un projet de construction est un cadre très populaire pour la collecte et l'organisation d'informations relatives au projet de construction.

Application de capteurs sur drones dans la construction

Une vague de progrès technologiques a accéléré l'application des capteurs dans la construction.

La collecte et l'analyse automatiques des données offrent d'immenses opportunités pour améliorer, automatiser et optimiser les processus de construction de grandes infrastructures d'installations, ce qui constitue une avancée majeure par rapport à l'utilisation de sources de données statiques et autonomes.

Figure 2 Niveaux de maturité des données de capteur en construction

Des approches nouvelles et innovantes qui favorisent l'application de capteurs et de technologies de télédétection sur les projets de construction sont donc éminemment souhaitables pour la croissance et le développement de l'industrie de la construction.

Certaines de ces applications incluent:

  • Caractéristiques de construction peut être extrait de nuages ​​de points et d'images
  • Basé sur un capteur à distance détection de dommageset surveillance sanitaire des projets d'infrastructure;
  • Basé sur des capteurs automatisés suivi des progrès, vérification de la fabrication modulaire et contrôle de la qualité sur site;
  • Intelligence artificielle, machine learninget apprentissage en profondeur pour l'analyse des données des capteurs de terrain;
  • Systèmes multicapteurs et la fusion des données dans la construction, y compris la réalité virtuelle et augmentée (VR / AR);
  • Temps réel basé sur les radiofréquences systèmes de localisation (RTLS) en construction.

Figure 3 Couches de traitement des données de capteur basées sur les UAV

Types de données

Il existe différents types de données qui peuvent être collectées.

  • Des images couleur haute résolution sont utilisées pour identifier la silhoette / ou le contour de la construction, les dommages à l'infrastructure du pipeline et / ou la végétation affectant l'infrastructure du pipeline.
  • L'imagerie multispectrale peut être utilisée pour identifier l'emprise de la ligne de surveillance, occuper et endommager la végétation, ainsi que pour évaluer l'état des surfaces en béton.
  • LiDAR peut être utilisé pour créer un modèle numérique 3D. En raison de la grande précision des modèles Lidar, vous pouvez créer des modèles 3D (jumeaux numériques) de pipeline et sa relation avec le premier modèle numérique du moment où le pipeline a été installé pour déterminer où le pipeline s'est déplacé après le temps et prévoir les dommages et les modifier. pipeline pour prévenir les dommages qui peuvent survenir.
  • Thermal peut être utilisé pour identifier les défauts possibles. En utilisant des caméras à ondes générales utilisant des images RVB et une superposition thermique, vous pouvez prédire les faiblesses des tuyaux et les fuites éventuelles et envoyer des équipes d'inspection pour mesurer s'il y a une fuite réelle ou un transfert thermique plus important reflétant une défaillance structurelle.
  • La détection laser au gaz méthane peut être utilisée pour la détection automatique des fuites de gaz sur les infrastructures de longue ligne (pipelines) sans avoir à surveiller constamment l'affichage manuellement.

Méthodes

Il existe différentes méthodes qui peuvent être utilisées pour combiner les différentes sources de données mentionnées précédemment.

  • Photogrammétrie numérique. Cela permet d'identifier les défauts de la morphologie de la terre grâce à l'analyse de la variation chromatique des changements de relief à l'aide de péages et de logiciels spécialisés. Le résultat de cette méthode est le fichier KMZ ou le fichier d'informations géographiques destiné à contrôler les données cartographiques lors de l'identification de l'emplacement des changements détectés. Cette méthode peut être appliquée pour surveiller les pipelines d'hydrocarbures posés au-dessus et sous terre.
  • Méthode spectrométrique. Deux types de capteurs sont utilisés pour détecter et identifier les fuites d'hydrocarbures à l'état liquide ou gazeux: multispectral et hyperspectral.
  • Méthode de levé géothermique. Les caméras thermiques permettent d'analyser les tendances du spectre IR distant. Il est également possible d'identifier les gaz d'hydrocarbures interagissant avec le spectre infrarouge
  • Radar à pénétration de sol (GPR). Le GPR est une méthode géophysique non destructive qui utilise des impulsions radar pour imager le sous-sol. Grâce au rayonnement électromagnétique dans la bande hyperfréquence (fréquences UHF / VHF) du spectre radioélectrique, le GPR détecte les signaux réfléchis par les structures souterraines et trouve une application dans le balayage des chaussées et des structures.
  • Enquêtes LiDAR aéroportées. L'enquête LiDAR aéroportée implique l'utilisation d'un capteur LIDAR pour scanner rapidement l'environnement à l'aide de la technologie laser et GPS, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent.

Les technologies émergentes

Diverses technologies émergentes sont devenues disponibles pour améliorer le processus de collecte de données.

Les technologies évoluent à un rythme rapide et avec l'évolution des capteurs sur les plates-formes d'UAV qui peuvent se rapprocher des infrastructures difficiles d'accès, les gestionnaires de sites ont pu numériser plusieurs aspects de leurs opérations avec une variété de technologies émergentes récemment.

  • Intelligence artificielle. En utilisant la reconnaissance de formes d'IA pour détecter les différences granulaires entre les différents types d'impacts et pour détecter avec une grande confiance la majorité des incidents, »
  • Informatique de périphérie. Utilisation de plusieurs technologies telles que l'intégration du capteur, le stockage, le calcul, l'intelligence artificielle avancée, où l'intelligence se déplacera vers le bordde divers périphériques d'extrémité installés dans une infrastructure construite. Ces technologies connectées par 5G réseaux, ainsi que des technologies telles que IdOle cloud computing  robotique transforment numériquement l'industrie.
  • Les drones, capables d'intégrer diverses charges utiles, capteurs et technologies d'imagerie, effectuent efficacement des opérations telles que la détection d'événements indésirables, tels que les fuites de méthane, ainsi que la cartographie des couloirs, les interventions d'urgence et la récupération, etc.
  • Systèmes de vidéosurveillance intelligents. Les caméras de vidéosurveillance, lorsqu'elles sont intégrées à l'IA, permettent des solutions plus avancées telles que la reconnaissance faciale, la reconnaissance d'objets, la reconnaissance d'événements, le traitement d'image intelligent, la gestion des actifs à distance, la détection comportementale et l'analyse.
  • Analyse d'image. L'IA permet l'utilisation de l'analyse d'image pour surveiller toute déformation à partir du profil de base de l'infrastructure. La visibilité en temps réel de l'intégrité de l'infrastructure garantit des opérations sûres, tout en réduisant les coûts et les erreurs humaines dans la lecture des compteurs.

Solutions intégrées

Le réel avantage est de pouvoir intégrer les différents processus de la solution.

Les principales techniques comprennent:

  1. Intégration de données multi-capteurs qui permet de modéliser des équipements vitaux tels que les débitmètres et les vannes à l'aide de l'IA, tout en garantissant que la détection est validée avec plus d'un type de données. Par exemple, dans un oléoduc, vous voudrez analyser le débit et améliorer la corrosion, ainsi qu'identifier et localiser les fuites potentielles.
  2. En utilisant les deux AI et Edge Computing détecter et alerter les opérations centrales des problèmes potentiels tels que les fuites, la corrosion, les dommages dus au gel ou le vandalisme. Il permet également aux opérateurs de capturer et d'analyser les opérations à distance grâce à l'analyse d'image. Mais surtout, il ajoute de l'intelligence en prédisant et en optimisant la maintenance et l'intégrité des infrastructures.
  3. A Jumeau Numérique d'une installation physique ou d'un actif peut être utilisé pour optimiser divers processus avant la mise en œuvre sur l'actif physique et également apporter des ajustements à la conception des installations. Différents types de capteurs et dispositifs peuvent être intégrés au logiciel pour créer des profils numériques, puis utilisés pour prédire et optimiser la maintenance et l'intégrité de l'infrastructure. Jumeaux numériques

une. Un jumeau numérique représente le point culminant de tous les autres efforts de numérisation, combinant les avantages de ces efforts en un seul 3600 expérience et source d'informations pour toutes les parties prenantes de l'ingénierie à la finance et au marketing.

b. En combinant les données opérationnelles disponibles des systèmes existants, ainsi que les informations d'intégration de données multicapteurs peuvent être générées via un moteur d'IA qui prédisent les pannes d'actifs et améliorent les processus en toute sécurité.

Surveillance des sorties à l'aide de drones

La construction de par sa nature peut être difficile d'accès et dangereuse. Les relevés de sites distants d'un point de vue aérien fournissent des informations inestimables dans tout projet de construction. Les livrables de sortie suivants sont communs:

Évaluations aériennes de sites

Les drones aériens sont parfaits pour l'arpentage de vastes zones de terrains aménagés, de chantiers de construction et d'autres infrastructures à haut risque.

Évaluation de l'état des infrastructures

Les capacités de vol à basse altitude des drones garantissent la capture de données précises et détaillées, fournissant ainsi des informations à jour et exactes pour soutenir les activités commerciales telles que le développement de sites et la rénovation des bâtiments.

Suivi de l'avancement de la construction

Avoir des photos des différentes étapes d'un projet de construction peut montrer l'avancement du projet et aider à planifier les activités. Les cartes générées mettent en évidence l'emplacement des structures, des fondations et des services tels que la tuyauterie, la plomberie et les systèmes électriques.

Enquête et cartographie

À l'aide de la photogrammétrie (une technique d'arpentage et de cartographie), les drones fournissent des temps de déploiement et d'exécution rapides avec des rapports précis à partir d'ensembles de données de nuages ​​de points. Les rapports comprennent les tâches de contrôle au sol, de traitement et de rapport.

Levés topographiques

Un terrain accidenté peut entraîner des conditions de travail difficiles et dangereuses pour les géomètres qui se déplacent à pied sur la terre ferme. Les drones sont capables de récupérer rapidement et précisément des cartes topographiques de grandes zones avec une usure minimale de l'équipement et un faible risque.

Enquêtes telles que construites

Des plans d'exécution précis et détaillés sont essentiels pour garantir la version la plus récente des projets de construction. Les drones peuvent étudier les zones d'intérêt pour offrir des données et des modèles de qualité supérieure, rapides et précis de manière rentable.

Plateformes UAV

VTOL Fixed Wing déployé sur le terrain

Différentes plates-formes UAV (Drone) sont disponibles pour être déployées en fonction des besoins.

  1. Quadricoptères (ou Multirotors) qui permettent d'obtenir un maximum de détails pour les moyennes et petites surfaces pour assurer un balayage détaillé des pipelines souterrains.

2. Les ailes fixes peuvent répondre aux exigences de surveillance de plus grande zone mais fournir une résolution et des détails moindres. Une autre amélioration des options d'UAV est une voilure fixe VTOL (décollage et atterrissage verticaux) qui combine les forces des drones à voilure fixe et multirotor.

Les drones jouent un rôle clé dans l'introduction des technologies 4IR dans les projets de construction.

Drones aéroportés Est un fabricant spécialisé de drones longue portée.

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