建筑工程施工机械的自动化与无人化技术应用研究

史振永

在社会不断进步的背景下，各种现代化技术的出现，使得工程施工的自动化、智能化水平大幅提升，尤其是建筑工程施工机械自动化与无人化技术的应用，使得建筑工程的施工进度得到了有效保障。为进一步提升建筑工程项目的整体成效，本文主要围绕施工机械设备的自动化与无人化技术进行了分析，希望能够为相关单位的工作提供一些参考。

一、建筑工程施工机械的自动化与无人化技术

由于建筑工程的施工环境比较复杂，施工机械的运行效率会影响施工的整体进度。为实现施工机械的自动化操作，要求其具有一定的位置识别能力，在实际运行中不会与其它机械、车辆发生碰撞。自动化与无人化技术在施工机械中的应用，机械设备可以按照提前划分的路线进行移动，自动对施工现场的砂石、土壤等位置进行判断，通过准确识别的方式进行自动化、无人化施工。在应用施工机械自动化与无人化技术的过程中，通过与计算机系统进行连接，工作人员能够直接利用计算机终端对施工机械进行操作和控制，使得各类施工机械更好地在施工现场工作，有助于提高施工的质量与效率，降低施工现场存在的安全隐患。在人工智能技术的帮助下，使得施工机械还具有较强的自主识别与自主判断能力，能够有效对施工现场的机械设备、工程车辆进行协调。

二、建筑工程中常见的施工机械自动化与无人化技术

1.位置识别技术

施工机械的位置识别技术，能够自动识别和判断施工现场的车辆以及其它机械设备的位置，施工机械自动搭载了自动化位置识别的程序和系统，主要由施工机械的外部位置识别技术和内部位置识别技术组成，在自动化识别位置上有很好的效果。其中，外部位置识别主要是提前在施工现场设置绝对位置参考点，在实际对位置进行识别的时候，主要是将这些绝对位置作为参考依据；内部位置识别主要是应用超声波识别技术、电磁波识别技术等对具体位置进行确定，在识别位置的过程中不需要提前设置参考点，通过在施工机械内部设置传感器，实现对其它施工机械以及工程车辆方位角度以及变化规律的测量。

2.安全管理技术

在应用自动化与无人化技术后，可以提高施工机械的安全管理能力，在施工过程中施工机械往往会面临安全隐患，建筑材料、机械设备之间可能发生碰撞、干扰等情况，这会加大建筑工程施工的安全风险。应用自动化与无人化技术，施工机械将具备自动感知、自动警报、自动启停等功能，不仅可以在自动、无人的情况下降低施工难度，还可以降低施工现场发生安全事故的概率，其中电波感应、图像处理、超声波感应等技术在建筑工程中有着十分广泛的应用。

三、建筑工程中施工机械自动化与无人化技术的应用

1.自动化控制技术

施工机械应用自动化控制技术，可以满足不同操作功能下对施工机械的控制。比如，摊铺机在运行的过程中，可以在机械内部设置自动化调平装置，以此实现摊铺机的自动化调平和垂直摊铺。还可以在摊铺机上安装自动化进料装置，根据施工的具体需求，让相应材料可以自动进入摊铺机。另外，自动化控制技术的应用，可以对摊铺机摊铺厚度进行自动化调节，有助于提高摊铺作业与施工方案的适应性。还可以在推土机内部设置电子监控系统、自动化PID系统，不仅能够对推土机运行进行自动化监测，还能够实现推土机的自动化处理。在推土机工作的时候倘若发生故障，就会触发推土机内部的自动化监测系统，从而自动化处理机械故障。设置于施工机械内部的系统、装置需要与计算机终端进行连接，利用计算机终端对施工机械进行远程控制。在挖掘机中也可以设置电子控制系统和故障监测系统，这不仅可以降低挖掘机出现故障的概率，还能够提高挖掘机的工作效率。当前，在建筑工程施工机械中采用的自动化与无人化技术，还包括了车辆监控系统、无线遥控挖掘机等。

2.自动化压路机

压路机在建筑工程施工中具有十分重要的作用，为提升压路机的工作效率和质量，可以应用自动化与无人化技术，搭建数据自动化处理、故障检测、中央控制、远程通信等系统、装置，实现对压路机的自动化控制和操作。在实际应用的过程中，需要提前在施工现场设置绝对位置参考点，将参考点信息提前录入中央控制系统，经控制系统将参考点信息转化为压路机的控制指令，在无线通信技术的支持下实现对压路机的自动调节与校准，以便在无人化和自动化的基础上完成施工任务。

3.压实机械的无人化操作

在建筑工程中压实机械实现无人化操作，主要是让施工机械沿着既定位置均匀进行压路，可以提高施工效率、减少施工误差，有助于降低返工情况的出现，帮助施工单位节省大量施工成本。当前，压实机械的无人化操作在水泥混凝土工程中得到了广泛应用，主要是在数据处理系统、中央控制系统、无线通信技术、车辆控制系统等的支持下实现对压实机械的高效控制。以振动压路机为例，通过在机械内部设置检测系统，利用光波距离计和设置在绝对位置参考点的自动跟踪装置，将位置检测装置检测出来的位置信息传输至中央控制系统，并由中央控制系统发出车辆调整和控制指令。在控制指令到达执行部件以后，就可以对施工机械进行自动控制，实现施工机械的无人化操作。

4.自动化推土机和挖掘机

为提高推土机和挖掘机的自动化工作水平，减少建筑工程的工作量，降低施工机械运行中发生故障的概率，通过应用施工机械自动化与无人化技术能够实现这些目标。通过在挖掘机与推土机内部设置自动化控制装置，能够提高施工机械的智能化水平，尤其是在现代电子技术快速发展的过程中，还能够在施工机械内部设置平整维持系统，在提高施工机械运行效率的同时，最大限度降低施工机械在操作上存在的误差，能够极大提高施工机械工作的有效性。

5.实物仿真模拟

在建筑工程的施工阶段，为提高施工机械运行的自动化水平，实现无人化操作，可以利用实物仿真情况对自动化与无人化技术的应用进行全面模拟，随后利用记录设备对电源开关、平原及等从事的半实物仿真平台进行控制，能够快速对控制来源进行监控，使得仿真系统能够采集被控对象的信息，并利用主控计算机设备进行软件自主控制器进行设计，以此全面优化计算机终端的控制功能，随后利用仿真计算机的输出和输入口，将控制系统与施工机械进行连接。在对半实物进行仿真模拟的过程中，主要是对施工机械的实际运行情况进行模拟，也可以称为实时仿真，采用实物模拟仿真技术能够最大限度提高施工机械的自动化水平，降低自动化与无人化施工机械的设计难度，缩短设计的整体周期，并且还能够提高算法精度。

四、结语

综上所述，本文通过分析，认为将自动化与无人化技术应用于建筑工程施工机械，可以有效提高建筑工程施工的质量和效率，最大限度发挥现代化技术在建筑工程施工中的价值。在通信技术、信息技术等现代化技术的支持下，通过在施工机械内外部设置系统和控制装置，利用计算机终端设备能够对施工机械进行远程控制，实现施工机械运行自动化目标，可以在无人操作的情况下快速完成施工任务。本文认为，自动化与无人化技术支持下的施工机械，需要提前明确施工目标，在做好前提调查的基础上通过提前设置控制指令。在实际施工阶段，主要利用计算机终端和通信技术向施工机械的中央控制系统发送指令，在控制系统接收控制指令后能够做出自动化调整，在自动、无人的条件下完成任务。