پهپادهای مجهز به سنسورهای پیشرفته مانند LiDAR (ردیابی نور و فاصله) و دوربین‌های حرارتی (Thermal) انقلابی در نحوه نظارت، اندازه‌گیری و کنترل کیفیت پروژه‌های راه‌سازی ایجاد کرده‌اند. این فناوری، امکان جمع‌آوری داده‌های مکانی و حرارتی با دقت بالا، سرعت زیاد و حداقل دخالت انسانی را فراهم می‌کند، که منجر به افزایش چشمگیر بهره‌وری و بهبود کیفیت نهایی پروژه می‌شود.
۱. کاربرد پهپادها و LiDAR در پایش حجم خاک‌برداری
LiDAR یک فناوری سنجش از راه دور فعال است که با ارسال پالس‌های لیزر و اندازه‌گیری زمان بازگشت آن‌ها، نقشه‌های سه‌بعدی بسیار دقیق از سطح زمین ایجاد می‌کند. این دقت در فاز خاک‌برداری پروژه‌های راه‌سازی بسیار حیاتی است.
الف) تولید مدل‌های سه‌بعدی و محاسبه حجم
- مدل سطح رقومی (DSM): پهپادهای مجهز به LiDAR می‌توانند در مدت زمان کوتاهی، ابر نقاط (Point Cloud) با تراکم بالا را از محل پروژه جمع‌آوری کنند. این داده‌ها برای تولید مدل‌های سه‌بعدی سطح زمین و خاکریزها استفاده می‌شوند.
- محاسبه حجم خاک‌برداری (Cut/Fill Volume): نرم‌افزارهای مهندسی با مقایسه مدل اولیه زمین (قبل از کار) و مدل سه‌بعدی جدید (بعد از عملیات)، حجم دقیق خاک جابجا شده (خاک‌برداری و خاکریزی) را محاسبه می‌کنند. این امر دقت محاسبات و صورت‌وضعیت‌ها را تضمین می‌کند.
- پایش پیشرفت کار: مدیران پروژه می‌توانند با پروازهای منظم هفتگی، میزان پیشرفت فیزیکی پروژه را پایش کرده و عملکرد ماشین‌آلات خاک‌برداری (مانند بولدوزر و بیل مکانیکی) را ارزیابی کنند.
ب) مزایای LiDAR در برابر فتوگرامتری
برخلاف روش‌های سنتی فتوگرامتری (نقشه‌برداری با تصاویر)، LiDAR مستقیماً داده‌های سه‌بعدی تولید می‌کند و وابستگی کمتری به شرایط نوری محیط دارد. همچنین، توانایی LiDAR در نفوذ به لایه‌های پوشش گیاهی و اندازه‌گیری سطح زمین واقعی در زیر گیاهان، دقت آن را در مناطق جنگلی یا پوشیده افزایش می‌دهد.
۲. کاربرد دوربین‌های حرارتی در کنترل کیفیت آسفالت
کیفیت آسفالت‌کاری به شدت به حفظ دمای مناسب در مراحل پخش و تراکم وابسته است. دوربین‌های حرارتی نصب‌شده بر روی پهپادها، ابزاری غیرمخرب و سریع برای تضمین این امر هستند.
الف) تشخیص نقاط سرد (Cold Joints)
- تعریف Cold Joint: این نقاط زمانی ایجاد می‌شوند که آسفالت جدید در کنار آسفالت سرد شده (معمولاً در پایان شیفت کاری یا در محل‌های اتصال دو مسیر) پخش می‌شود. این اتصال سرد ضعیف‌ترین نقطه سازه روسازی است و مستعد ترک‌خوردگی زودرس است.
- نحوه تشخیص: دوربین‌های حرارتی پهپاد، دمای سطح آسفالت
- را به صورت لحظه‌ای و با دقت بالا اندازه‌گیری می‌کنند. نقاط سرد (Cold Joints) به صورت واضح به صورت خطوط یا مناطق تیره رنگ در نقشه حرارتی نمایان می‌شوند.
ب) شناسایی مناطق با تراکم ضعیف
- رابطه دما و تراکم: متراکم‌سازی آسفالت باید در یک محدوده دمایی بهینه انجام شود. اگر آسفالت قبل از تراکم به سرعت سرد شود، تراکم کافی به دست نخواهد آمد.
- نحوه شناسایی: پهپاد پس از عبور فینیشر یا غلتک، از منطقه فیلم‌برداری حرارتی می‌کند. مناطقی که در نقشه حرارتی دمای بسیار پایینی دارند (و تراکم در آن‌ها صورت گرفته)، به احتمال زیاد دارای تراکم ضعیف هستند و به تعمیر یا تراکم مجدد نیاز دارند.
- مزیت: این پایش حرارتی، سریع‌تر، ایمن‌تر و دقیق‌تر از تست‌های نقطه‌ای دستی دما است و امکان بازرسی 100% از سطح آسفالت را فراهم می‌کند.
۳. مزایای عملیاتی و اقتصادی استفاده از پهپاد در راه‌سازی
مزیت | توضیحات عملیاتی |
ایمنی سایت | حذف نیاز به حضور مهندسین نقشه‌بردار و کارشناسان کنترل کیفیت در مناطق خطرناک نزدیک ماشین‌آلات سنگین. |
سرعت و زمان‌بندی | جمع‌آوری داده‌های حجمی در یک روز کاری که با روش‌های سنتی (توتال استیشن) ممکن است چندین روز زمان ببرد. این امر به تصمیم‌گیری سریع‌تر مدیر پروژه کمک می‌کند. |
دقت و مستندسازی | تولید نقشه‌های As-Built با دقت سانتی‌متری، که برای صورت‌وضعیت‌ها و مستندسازی مراحل ساخت، بسیار قابل اعتماد هستند. |
بهره‌وری سوخت و ماشین‌آلات | با استفاده از نقشه‌های LiDAR، ماشین‌آلات خاک‌برداری می‌توانند به صورت خودکار و دقیق‌تر کار کنند و از جابجایی بیهوده خاک جلوگیری شود. |
نتیجه‌گیری:
پهپادها مجهز به LiDAR و دوربین‌های حرارتی، ابزارهای کنترلی قدرتمندی هستند که مهندسی راه‌سازی را وارد عصر دیجیتال کرده‌اند. LiDAR با ارائه داده‌های سه‌بعدی دقیق، مدیریت مالی و زمانی خاک‌برداری را بهینه می‌کند، و سنسورهای حرارتی با تشخیص سریع نقاط سرد و مناطق با تراکم ضعیف در آسفالت، طول عمر روسازی را تضمین می‌کنند. این تلفیق فناوری، نه تنها کار را ایمن‌تر و سریع‌تر می‌کند، بلکه کیفیت نهایی زیرساخت را نیز به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
