◎ 张家犇 广州市港航工程研究所

何林丹 河海大学设计研究院有限公司广东分公司

1.港口工程施工安全监管现状

港口工程施工工地作业环境复杂、危险源多，且人员繁杂，底层人员素质普遍不高，安全意识薄弱，导致施工现场事故频频发生，有效的施工安全监管可减少施工现场事故的发生率。常用的施工安全监管方法有人工巡查法和摄像头监控法，可一定程度减少施工现场事故，但这两种方法的作用都很有限，主要原因有：1）人工巡查方法会因人员怠慢或责任心不强导致监管不全面、监管力度不足，应该检查的地方漏检或检查次数不够等；对于危险区域的监管，人工巡查方法会存在巡检人员的安全隐患，反而增加事故发生概率。2）摄像头监控方法会存在监控盲区，导致监控不到位；且对于高处、危险处暂时还没有电路安装条件的施工现场，摄像头监控方法适用性不高。

无人机具有小巧灵活、安全可靠的优点，被广泛应用在港口工程施工项目的安全监管工作中，但经过调研发现，大多数项目使用无人机做安全监管都未充分挖掘无人机在项目中的最大价值，普遍停留在一位专业飞手手动控制一台无人机的观念，未转变成“一人控制多机”、“定时作业”的思维。

本文研究无人机在港口工程施工安全监管中的应用，介绍无人机及其控制系统的任务模式，并以广州某码头为例，介绍应用案例。本文提出有别于常规无人机应用的方案，因此本文所述内容将对行业具有一定的贡献意义。

2.无人机及其控制系统在港口工程施工安全监控中的应用

2.1 无人机及其控制系统

无人机机动灵活，应用在港口工程施工安全监管工作中具有监控范围全面、可覆盖摄像头盲区、代替人工开展工作减轻工人的工作量、轻松前往高处或危险区域获取现场施工情况、航摄画面实时传输管理人员足不出户就可以了解现场情况等优点，弥补人工巡检和摄像头巡检存在的缺点，非常适合辅助工程项目施工安全管理工作的开展。

无人机控制系统是无人机飞行任务执行、飞行姿态控制的系统，包括控制端和基站。控制端是用户操纵的平台，可以是手机操作也可以是电脑操作，用户可在其上设置无人机飞行航线、设置飞行任务。控制端包括数据存储云端。基站是无人机的中转站、休息站、充电站，是控制端与无人机之间的联系枢纽。

无人机、控制端与基站三者的关系如图1所示，用户在控制端中输入无人机飞行任务，控制端生成任务并把任务发送至基站，任务执行时间到且当前环境满足飞行条件，此时基站才将任务下达至无人机，无人机起飞并执行任务。无人机在执行任务的过程中拍摄的照片、视频以同样的路径反向传输至控制端，供用户查看和使用。控制端可以输入多台无人机的飞行任务，分配给多台基站，从而实现“一人控制多机”功能；在控制端输入的飞行任务还可暂时存储在云端，指定时间到再下达任务，从而实现“定时作业”的功能。

图1 控制端、基站、无人机关系图

2.2 任务形式

基于无人机及其控制系统的优点，应用于港口工程施工安全监管工作中，助力工程提质增效，主要有两种任务形式，立即任务和定时任务。

2.2.1 立即任务

立即任务形式是指管理人员可根据当前的需求，立即发起无人机飞行任务，指派无人机到指定的地点拍摄现场情况。立即任务形式通常应用在突发情况下，人员无法及时到达事故现场，指派无人机第一时间了解事故情况，从而帮助管理人员快速做出决策。该任务形式还可应用在施工安全不定期检查中，加强监管力度。

2.2.2 定时任务

定时任务形式是指管理人员根据施工安全监管要求，提前设定一个或多个无人机飞行任务，同时设定任务执行时间。当设定时间到，无人机通过基站接收任务并执行任务，任务完成数据自动上传到控制端云端，可随时随地被查阅。该任务形式适合任务数量多，有时间规律性的施工安全监控需求。

2.3 应用案例

本文以广州市某集装箱码头为例，说明无人机及其控制系统在港口码头中的应用，码头具有十万吨级海伦泊位和多个五万吨级集装箱泊位及其配套驳船泊位，本工程体量大、工期紧、任务重、涉及专业领域多。为保障项目质量与安全，引入无人机技术，辅助工程施工安全监管工作。通过高新技术的应用，提升项目监管力度、降低事故发生率。

项目采用无人机及其控制系统，每5公里直径圆周范围内布设一台无人机和基站，采用定时任务形式，任务流程如图2所示。设置任务为每天8点、12点、17点定时执行施工现场安全的巡检，航摄数据通过基站自动上传至云端，航线任务可随时修改，实现定时定点定线的施工现场安全巡查。

图2 某集装箱码头定时任务执行流程

现场安全巡检内容包括两方面，人员安全监控和施工作业安全监控，前者主要是人员是否佩戴安全装置（如：安全帽、安全带、安全网、绝缘手套等）、人员所处位置是否安全（如：起吊物下方不站人、千斤顶前后不站人、人员不得靠近警戒线/警示标志区域附近）等方面的监控；后者主要为施工作业是否规范是否符合标准的监控。通过无人机定时多次的巡检，可以提高人员施工的警觉性，通过有效的监控手段还可以预防一些安全问题的发生，对于项目安全管理具有重要意义。

3.总结

港口工程施工项目存在多重安全隐患，常用的监管方法为人工巡查和摄像头监控，对安全监管工作起一定的积极作用，但作用有限。无人机作为港口工程施工安全监管工作的辅助工具，具有较多优势，但大多数项目对无人机的应用还是比较浅薄。对此，本文提出“一人控制多机”、“定时作业”的观点。

无人机及其控制系统在港口工程施工安全监管中具有监控全面、轻松监控高危施工区域、减轻人员工作量、足不出户了解现场情况等优点，非常适合辅助安全监管工作。本文所述的无人机及其控制系统由无人机、控制端、基站组成，三者相互作用实现“一人控制多机”、“定时作业”的功能。无人机及其控制系统的任务形式主要有立即任务和定时任务两种形式。

本文以广州市某集装箱码头为例，说明无人机及其控制系统定时任务形式在安全监管工作中的具体应用和任务流程。