<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of Belgorod State Technological University named after. V. G. Shukhov</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2071-7318</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">17846</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.12737/article_59a93b0c110aa8.01447096</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>Machine building and mechanical engineering</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Машиностроение и машиноведение</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">SURVEYS OF BUILDINGS AND INSTALLATIONS USING UNMANNED AERIAL VEHICLES</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Слонич</surname>
       <given-names>Кирилл Алексеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Slonich</surname>
       <given-names>Kirill Alekseevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Семенов</surname>
       <given-names>Александр Сергеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Semenov</surname>
       <given-names>Aleksandr Sergeevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.</institution>
     <city>Владимир</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых.</institution>
     <city>Владимир</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <volume>2</volume>
   <issue>9</issue>
   <fpage>160</fpage>
   <lpage>163</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://naukaru.ru/en/nauka/article/17846/view">https://naukaru.ru/en/nauka/article/17846/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>С каждым годом прослеживается тенденция к строительству зданий повышенной этажности и высотных. При эксплуатации таких зданий возникает вопрос по выполнению визуального контроля состояния их наружных ограждающих конструкций.&#13;
Для визуального контроля предлагается использовать беспилотный летательный аппарат, который оборудован камерой с высоким разрешением пикселей. В мире беспилотные летательные аппараты получили широкое применение.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Every year the trend is towards the construction of elevated floors and high-rise buildings. The operation of such buildings raises the question of visual control over the condition of their exterior insulating structures.&#13;
For visual inspection, it is proposed to use an unmanned aerial vehicle equipped with a high-resolution camera. In the world, unmanned aerial vehicles have been widely used in various industries.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>обследование</kwd>
    <kwd>мониторинг</kwd>
    <kwd>беспилотный летательный аппарат</kwd>
    <kwd>эффективность</kwd>
    <kwd>повреждение</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>survey</kwd>
    <kwd>monitoring</kwd>
    <kwd>unmanned aerial vehicle</kwd>
    <kwd>efficiency</kwd>
    <kwd>damage</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Введение. Визуальное обследование является одним из основных методов технического обследования зданий и сооружений. Целью обследования здания или сооружения является определение фактического технического состояния объекта в целом и его элементов, получение количественной оценки фактических показателей качества конструкций для установления состава и объема работ по капитальному ремонту или реконструкции.Согласно ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» [1] обследование технического состояния проводится в три этапа:1.  Подготовка к проведению обследования.2.  Предварительное (визуальное) обследование.3.  Детальное (инструментальное) обследование.Визуальное обследование выполняется с целью предварительной оценки технического состояния элементов здания по внешним признакам для определения необходимости в проведении детального (инструментального) обследования и уточнения его программы.Основная часть. Обследование крупных или труднодоступных сооружений требует специализированное оборудование и высококвалифицированный персонал. В большинстве случаев такие работы выполняются без указанного оборудования, что не обеспечивает качество результатов и возможности их применения.Специально подготовленный персонал, например, альпинисты, могут получить доступ к труднодоступным конструкциям, но при этом не могут выполнить оценку объекта с учетом характера и объема повреждений.Поэтому они могут получить только фотографии объекта или видеоматериал соответствующей конструкции для дальнейшего исследования.В настоящее время все чаще встречаются работы с низким качеством. Причиной этому, по мнению авторов статьи [2] является недооценка значимости результата работ со стороны заказчика и исполнителя, а также низкая квалификация исполнителей и ограниченность доступа к конструкциям объекта.Ограниченный доступ к ограждающим конструкциям здания или сооружения, исключает возможность визуального обследования и достоверность результатов обследования по всему объекту. Для высотных зданий, большепролетных сооружений с пролетами более 36 м проведение мониторинга обязательно на всех стадиях строительства и эксплуатации [3].Теоретически данную проблему можно решить, используя специализированное оборудование, машины (леса, автовышки, альпинизм). При этом, возведение лесов с каждой стороны высотного здания, использование автовышки или привлечение альпинистов приведет к высоким материальным затратам. Кроме того, возникают риски, связанные с обеспечением техники безопасности, при проведении технического обследования с использованием лесов, автовышки.Основы устранения проблем ограниченного доступа заложены в ФЗ-384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [4] и должны выполняться еще на этапе проектирования.В настоящее время данную проблему можно решить за счет применения беспилотных летательных аппаратов, которые позволяют повысить качество визуального обследования и сократить расходы на его проведение. Беспилотные летательные аппараты могут эффективно применяться для обследования труднодоступных зданий повышенной этажности и высотных.Существует методика геодезического мониторинга технического состояния высотных и уникальных зданий и сооружений [3], согласно которой определяют следующие виды нарушений:отклонение от вертикали здания и отдельных строительных конструкций (осей колонн, стен лифтовых шахт и других элементов);сжатие или усадку колонн и бетонных конструкций;раскрытие трещин (при их появлении), динамику их развития;осадку фундамента;горизонтальное смещение (сдвиг) строительных конструкций.Данная методика не предусматривает применение беспилотных летательных аппаратов для мониторинга высотных и уникальных зданий и сооружений.Беспилотные летательные аппараты могут обладать разной степенью автономности - от управляемых дистанционно до полностью автоматических, а также различаться по конструкции, назначению и множеству других параметров.Основной принцип визуального обследования с использованием беспилотного летательного аппарата сводится к получению аэрофотоснимков с близкой дистанции в высоком разрешении и под разным углом.Аэрофотосъемка также активно используется в инженерно-геодезических изысканиях [5]. На этапе инженерно-геодезических изысканий очень много зависит от получения актуальных данных о местности, а точнее создание топографических и ортофотопланов высокой точности.Беспилотные аппараты позволяют повысить оперативность создания топографических планов в день съемки.Точность съемки с беспилотного летательного аппарата напрямую зависит от соблюдения технологии и выполнения полетного задания. Обследование здание с применением беспилотного летательного аппарата проводится в три этапа:Предполетная подготовка.Полевые работы.Обработка данных.Предполетная подготовка включает в себя изучение документации на объект обследования, подбор беспилотного летательного аппарата, составление маршрута полета. Составление маршрута заключается в формировании полетного задания в специализированном программном обеспечении, например, Pix4D (рис.1). В данной программе задается траекторию полета, его высота, скорость.  Рис. 1. Пример полетного задания в программном комплексе Pix4D  Полевые работы включают в себя ориентировку на местности, определение точки старта, полет в тестовом режиме (контрольная проверка оборудования), аэрофотосъемка объекта. Полет сопровождается записью видео в формате 4K.Беспилотный летательный аппарат оборудован функциями, которые упрощают полет. Например, функция «вернуться домой» может гарантировать беспилотному летательному аппарату безопасную посадку. Также в беспилотном летательном аппарате имеется датчик контроля высоты (барометр), который позволяет удерживать его в заданной точке, для получения более качественных материалов.После выполнения полетного задания, выполняется анализ и обработка полученных результатов аэрофотосъемки, перевод их в нужный формат и подготовка отчетных материалов.Материалы, полученные в результате аэрофотосъемки также можно использовать в качестве приложения к техническому заключению.Мониторинг технического состояния зданий и сооружений проводят для:контроля технического состояния зданий и сооружений и своевременного принятия мер по устранению возникающих негативных факторов, ведущих к ухудшению;выявление объектов, на которых произошли изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и для которых необходимо обследование их технического состояния;обеспечения безопасного функционирования зданий и сооружений за счет своевременного обнаружения на ранней стадии негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и грунтов оснований, которые могут повлечь переход объектов в ограниченно работоспособное или в аварийное состояние;отслеживания степени и скорости изменения технического состояния объекта и принятия в случае необходимости экстренных мер по предотвращению его обрушения.Современными нормами [1] предусматривается, что техническое обследование зданий и сооружений проводится не реже одного раза в десять лет и не реже одного раза в пять лет для зданий и сооружений, работающих в неблагоприятных условиях (агрессивные среды, вибрации, повышенная влажность, сейсмичность района 7 баллов и более и др.). Для уникальных зданий и сооружений устанавливается постоянный режим мониторинга [1].При необходимости зафиксировать источники тепловых потерь беспилотный летательный аппарат оборудуется тепловизионным оборудованием (рис.2).Тепловизионная съемка успешно применяется для мониторинга подземных и надземных тепловых коммуникаций. Она помогает повысить эффективность работы теплосетей, сократить тепловые потери, а также сократить время обнаружения утечек теплоносителя. С помощью беспилотных летательных аппаратов можно оценить качество тепловой изоляции фасада, крыши здания.  Рис. 2. Тепловизионная съемка с применением БПЛА  Мировым лидером по производству беспилотных летательных аппаратов является китайская компания DJI. В нашей стране рынок использования беспилотных летательных аппаратов находится в стадии становления.Существует ряд факторов, ограничивающих развитие перспективной технологии, которые необходимо решить:Отсутствие нормативно-правовой базы, регулирующей деятельность применения беспилотных летательных аппаратов (на сегодняшний день в существующих нормах по техническому обследованию не указана возможность проведения визуального обследования с использованием летательных аппаратов).Отсутствие систем предупреждения столкновений, позволяющих интегрировать беспилотные летательные аппараты в единое воздушное пространство и совместное их использование с пилотируемой авиацией общего назначения.Отсутствуют нормы и порядок сертификации и стандартизации беспилотных летательных аппаратов.Выводы. Качество визуального обследования зданий повышенной этажности и высотных невозможно обеспечить без использования летательных аппаратов.Использование беспилотных летательных аппаратов в условиях города является перспективной технологией технического обследования. Для развития данной технологии необходимо создание соответствующей нормативно-правовой базы, регламентирующей допустимую высоту полета, допустимые зоны полета, максимальную скорость, ответственность, административные правила безопасности. Важно определить порядок государственного надзора в сфере беспилотных летательных аппаратов, в том числе обмен информацией о предполагаемом полетном задании.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST 31937-2011 «Zdaniya i sooruzheniya. Pravila obsledovaniya i monitoringa tehnicheskogo sostoyaniya».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Улыбин А.В., Ватин Н.И. Качество визуального обследования зданий и сооружений и методика его выполнения // Строительство уникальных зданий и сооружений. 2014. №10(25). С. 1-2.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ulybin A.V., Vatin N.I. Kachestvo vizual'nogo obsledovaniya zdaniy i sooruzheniy i metodika ego vypolneniya // Stroitel'stvo unikal'nyh zdaniy i sooruzheniy. 2014. №10(25). S. 1-2.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">МДС 13-22.2009 «Методика геодезического мониторинга технического состояния высотных и уникальных зданий и сооружений»</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">MDS 13-22.2009 «Metodika geodezicheskogo monitoringa tehnicheskogo sostoyaniya vysotnyh i unikal'nyh zdaniy i sooruzheniy»</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ФЗ-384 от 30.12.2009 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений»</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">FZ-384 ot 30.12.2009 «Tehnicheskiy reglament o bezopasnosti zdaniy i sooruzheniy»</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">SP 47.13330.2012 Inzhenernye izyskaniya dlya stroitel'stva. Osnovnye polozheniya. Aktualizirovannaya redakciya SNiP 11-02-96</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния»</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">GOST R 53778-2010 «Zdaniya i sooruzheniya. Pravila obsledovaniya i monitoringa tehnicheskogo sostoyaniya»</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Shtengel V.G. Obshchiye problemy tekhnicheskogo obsledovaniya nemetallicheskikh stroitelnykh konstruktsiy ekspluatiruyemykh zdaniy i sooruzheniy [General problems of technical diagnosis of non-metal building structures in explotable buildings and erections] // Magazine of Civil Engineering, 2010. № 7(17). Pp. 4-9. (rus)</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shtengel V.G. Obshchiye problemy tekhnicheskogo obsledovaniya nemetallicheskikh stroitelnykh konstruktsiy ekspluatiruyemykh zdaniy i sooruzheniy [General problems of technical diagnosis of non-metal building structures in explotable buildings and erections] // Magazine of Civil Engineering, 2010. № 7(17). Pp. 4-9. (rus)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Yeremin K.I., Matveyushkin S.A. Osobennosti ekspertizy i NK metallicheskikh konstruktsiy ekspluatiruyemykh sooruzheniy [Features of inspection and NDT of metal structures in operated facilities]// NDT World Review. 2008. № 4 (42). Pp. 4-7.(rus)</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yeremin K.I., Matveyushkin S.A. Osobennosti ekspertizy i NK metallicheskikh konstruktsiy ekspluatiruyemykh sooruzheniy [Features of inspection and NDT of metal structures in operated facilities]// NDT World Review. 2008. № 4 (42). Pp. 4-7.(rus)</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Герасимов П.К., Егоров Д.А. Аспекты безопасности управления автономными беспилотными летательными аппаратами в городской среде / Материалы Международной научно-технической конференции «INTERMATIC-2014», 1-5 декабря 2014 г., Москва. // Под ред. академика РАН А.С. Сигова. М.: МГТУ МИРЭА, 2014. Ч 5. С. 130-132.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Gerasimov P.K., Egorov D.A. Aspekty bezopasnosti upravleniya avtonomnymi bespilotnymi letatel'nymi apparatami v gorodskoy srede / Materialy Mezhdunarodnoy nauchno-tehnicheskoy konferencii «INTERMATIC-2014», 1-5 dekabrya 2014 g., Moskva. // Pod red. akademika RAN A.S. Sigova. M.: MGTU MIREA, 2014. Ch 5. S. 130-132.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Zhang, Y.J. “Photogrammetric processing of low altitude image sequences by unmanned airship”, XXI ISPRS Congress, Beijing, China, 2008.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Zhang, Y.J. “Photogrammetric processing of low altitude image sequences by unmanned airship”, XXI ISPRS Congress, Beijing, China, 2008.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Eisenbeiß H.  UAV Photogrammetry, PhD Thesis, ETH Zurich, Switzerland, 2009.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Eisenbeiß H.  UAV Photogrammetry, PhD Thesis, ETH Zurich, Switzerland, 2009.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Menti N., Hamel T. A UAV for bridge inspection: visual servoing control law with orientation limits // Automation in Construction. 2007. Vol. 17. №. 1. Pp. 3-10.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Menti N., Hamel T. A UAV for bridge inspection: visual servoing control law with orientation limits // Automation in Construction. 2007. Vol. 17. №. 1. Pp. 3-10.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Adams S., Levitan M., Friedland C.  High resolution imagery collection utilizing unmanned aerial vehicles (UAVs) for post-disaster studies // ATC&amp; SEI Conference on Advances in Hurricane Engineering: Learning from Our Past, Miami, Florida, USA, 2012. Pp. 777-793.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Adams S., Levitan M., Friedland C.  High resolution imagery collection utilizing unmanned aerial vehicles (UAVs) for post-disaster studies // ATC&amp; SEI Conference on Advances in Hurricane Engineering: Learning from Our Past, Miami, Florida, USA, 2012. Pp. 777-793.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
