建筑工程施工機械的自動化與無人化技術應用研究

史振永

在社會不斷進步的背景下，各種現代化技術的出現，使得工程施工的自動化、智能化水平大幅提升，尤其是建筑工程施工機械自動化與無人化技術的應用，使得建筑工程的施工進度得到了有效保障。為進一步提升建筑工程項目的整體成效，本文主要圍繞施工機械設備的自動化與無人化技術進行了分析，希望能夠為相關單位的工作提供一些參考。

一、建筑工程施工機械的自動化與無人化技術

由于建筑工程的施工環境比較復雜，施工機械的運行效率會影響施工的整體進度。為實現施工機械的自動化操作，要求其具有一定的位置識別能力，在實際運行中不會與其它機械、車輛發生碰撞。自動化與無人化技術在施工機械中的應用，機械設備可以按照提前劃分的路線進行移動，自動對施工現場的砂石、土壤等位置進行判斷，通過準確識別的方式進行自動化、無人化施工。在應用施工機械自動化與無人化技術的過程中，通過與計算機系統進行連接，工作人員能夠直接利用計算機終端對施工機械進行操作和控制，使得各類施工機械更好地在施工現場工作，有助于提高施工的質量與效率，降低施工現場存在的安全隱患。在人工智能技術的幫助下，使得施工機械還具有較強的自主識別與自主判斷能力，能夠有效對施工現場的機械設備、工程車輛進行協調。

二、建筑工程中常見的施工機械自動化與無人化技術

1.位置識別技術

施工機械的位置識別技術，能夠自動識別和判斷施工現場的車輛以及其它機械設備的位置，施工機械自動搭載了自動化位置識別的程序和系統，主要由施工機械的外部位置識別技術和內部位置識別技術組成，在自動化識別位置上有很好的效果。其中，外部位置識別主要是提前在施工現場設置絕對位置參考點，在實際對位置進行識別的時候，主要是將這些絕對位置作為參考依據；內部位置識別主要是應用超聲波識別技術、電磁波識別技術等對具體位置進行確定，在識別位置的過程中不需要提前設置參考點，通過在施工機械內部設置傳感器，實現對其它施工機械以及工程車輛方位角度以及變化規律的測量。

2.安全管理技術

在應用自動化與無人化技術后，可以提高施工機械的安全管理能力，在施工過程中施工機械往往會面臨安全隱患，建筑材料、機械設備之間可能發生碰撞、干擾等情況，這會加大建筑工程施工的安全風險。應用自動化與無人化技術，施工機械將具備自動感知、自動警報、自動啟停等功能，不僅可以在自動、無人的情況下降低施工難度，還可以降低施工現場發生安全事故的概率，其中電波感應、圖像處理、超聲波感應等技術在建筑工程中有著十分廣泛的應用。

三、建筑工程中施工機械自動化與無人化技術的應用

1.自動化控制技術

施工機械應用自動化控制技術，可以滿足不同操作功能下對施工機械的控制。比如，攤鋪機在運行的過程中，可以在機械內部設置自動化調平裝置，以此實現攤鋪機的自動化調平和垂直攤鋪。還可以在攤鋪機上安裝自動化進料裝置，根據施工的具體需求，讓相應材料可以自動進入攤鋪機。另外，自動化控制技術的應用，可以對攤鋪機攤鋪厚度進行自動化調節，有助于提高攤鋪作業與施工方案的適應性。還可以在推土機內部設置電子監控系統、自動化PID系統，不僅能夠對推土機運行進行自動化監測，還能夠實現推土機的自動化處理。在推土機工作的時候倘若發生故障，就會觸發推土機內部的自動化監測系統，從而自動化處理機械故障。設置于施工機械內部的系統、裝置需要與計算機終端進行連接，利用計算機終端對施工機械進行遠程控制。在挖掘機中也可以設置電子控制系統和故障監測系統，這不僅可以降低挖掘機出現故障的概率，還能夠提高挖掘機的工作效率。當前，在建筑工程施工機械中采用的自動化與無人化技術，還包括了車輛監控系統、無線遙控挖掘機等。

2.自動化壓路機

壓路機在建筑工程施工中具有十分重要的作用，為提升壓路機的工作效率和質量，可以應用自動化與無人化技術，搭建數據自動化處理、故障檢測、中央控制、遠程通信等系統、裝置，實現對壓路機的自動化控制和操作。在實際應用的過程中，需要提前在施工現場設置絕對位置參考點，將參考點信息提前錄入中央控制系統，經控制系統將參考點信息轉化為壓路機的控制指令，在無線通信技術的支持下實現對壓路機的自動調節與校準，以便在無人化和自動化的基礎上完成施工任務。

3.壓實機械的無人化操作

在建筑工程中壓實機械實現無人化操作，主要是讓施工機械沿著既定位置均勻進行壓路，可以提高施工效率、減少施工誤差，有助于降低返工情況的出現，幫助施工單位節省大量施工成本。當前，壓實機械的無人化操作在水泥混凝土工程中得到了廣泛應用，主要是在數據處理系統、中央控制系統、無線通信技術、車輛控制系統等的支持下實現對壓實機械的高效控制。以振動壓路機為例，通過在機械內部設置檢測系統，利用光波距離計和設置在絕對位置參考點的自動跟蹤裝置，將位置檢測裝置檢測出來的位置信息傳輸至中央控制系統，并由中央控制系統發出車輛調整和控制指令。在控制指令到達執行部件以后，就可以對施工機械進行自動控制，實現施工機械的無人化操作。

4.自動化推土機和挖掘機

為提高推土機和挖掘機的自動化工作水平，減少建筑工程的工作量，降低施工機械運行中發生故障的概率，通過應用施工機械自動化與無人化技術能夠實現這些目標。通過在挖掘機與推土機內部設置自動化控制裝置，能夠提高施工機械的智能化水平，尤其是在現代電子技術快速發展的過程中，還能夠在施工機械內部設置平整維持系統，在提高施工機械運行效率的同時，最大限度降低施工機械在操作上存在的誤差，能夠極大提高施工機械工作的有效性。

5.實物仿真模擬

在建筑工程的施工階段，為提高施工機械運行的自動化水平，實現無人化操作，可以利用實物仿真情況對自動化與無人化技術的應用進行全面模擬，隨后利用記錄設備對電源開關、平原及等從事的半實物仿真平臺進行控制，能夠快速對控制來源進行監控，使得仿真系統能夠采集被控對象的信息，并利用主控計算機設備進行軟件自主控制器進行設計，以此全面優化計算機終端的控制功能，隨后利用仿真計算機的輸出和輸入口，將控制系統與施工機械進行連接。在對半實物進行仿真模擬的過程中，主要是對施工機械的實際運行情況進行模擬，也可以稱為實時仿真，采用實物模擬仿真技術能夠最大限度提高施工機械的自動化水平，降低自動化與無人化施工機械的設計難度，縮短設計的整體周期，并且還能夠提高算法精度。

四、結語

綜上所述，本文通過分析，認為將自動化與無人化技術應用于建筑工程施工機械，可以有效提高建筑工程施工的質量和效率，最大限度發揮現代化技術在建筑工程施工中的價值。在通信技術、信息技術等現代化技術的支持下，通過在施工機械內外部設置系統和控制裝置，利用計算機終端設備能夠對施工機械進行遠程控制，實現施工機械運行自動化目標，可以在無人操作的情況下快速完成施工任務。本文認為，自動化與無人化技術支持下的施工機械，需要提前明確施工目標，在做好前提調查的基礎上通過提前設置控制指令。在實際施工階段，主要利用計算機終端和通信技術向施工機械的中央控制系統發送指令，在控制系統接收控制指令后能夠做出自動化調整，在自動、無人的條件下完成任務。