Раздвигая границы: строительная отрасль открывает новые пути к автономности

Критически важным для полу- или полностью автономной рабочей площадки является разработка полностью связанной 3D-экосистемы с подключениями IoT, которая адаптируется в режиме реального времени по мере изменения условий. Фотографии предоставлены Topcon Positioning и Trimble.

Труд, машины и материалы — три важнейших элемента любого строительства инфраструктуры — начали перестраиваться таким образом, что навсегда изменят способ строительства инфраструктуры… и, вероятно, ее эксплуатации.

Хотя некоторые могут быть настроены скептически, будущее автономных транспортных средств, по крайней мере частично, вероятно, будет основано на уроках, извлеченных при физическом строительстве дорог, мостов, транспортных систем и другой инфраструктуры.

Автономные машины уже работают совместно над строительством плотин и крупномасштабными застройками, такими как солнечные и ветровые установки. Синхронизированные самоуправляемые грузовики являются нормой на многих горнодобывающих предприятиях по всему миру. Хотя примеров в проектах автомобильных, железных дорог и мостов меньше, роботы привязывают арматуру для новых мостовых настилов, проводят проверки рабочих мест в воздухе и на земле и вскоре позволят транспортным агентствам самостоятельно ремонтировать выбоины. Во многих отношениях строительная площадка стала испытательным полигоном для автономного развития, и инвесторы это замечают.

В отчете ResearchAndMarkets.com «Возможности и стратегии мирового рынка автономного строительного оборудования до 2030 года: рост и изменения, вызванные COVID-19», отмечается, что мировой рынок автономного строительного оборудования в 2020 году составил около 8,45 миллиардов долларов, что представляет собой устойчивый, но скромный рост на 3,4% с тех пор. Ожидается, что к 2025 году эти инвестиции удвоятся до 16,89 миллиардов долларов США, что составит совокупный годовой темп роста 14,9%, а к 2030 году они подскочат еще на треть до 26,16 миллиардов долларов США.

Помимо инвестиций, авторы отчета полагают, что сегмент полностью автономной строительной техники будет самой быстрорастущей частью автономной головоломки — на 49,1% в 2020-2025 годах. Это большой сдвиг, учитывая, что в 2020 году на долю частично/полуавтономного рынка приходилось 97% от общего объема. Одним из предостережений относительно прогнозируемого роста является то, что большинство автономных частей, как ожидается, будут заняты земляными работами и погрузочно-разгрузочными работами для строительства зданий. рынок, а не фактическое дорожное строительство.

Однако достижения технологических новаторов и OEM-производителей в области полу- и полностью автономных экскаваторов, бульдозеров, катков, уплотнителей грунта, мини-погрузчиков и других машин могут переписать эти прогнозы. Как отметил Томас Хансен, старший директор по развитию OEM в Topcon Positioning Group: «Те, кто не занимается строительством, могут быть удивлены, насколько далеко мы продвинулись и как быстро проясняется наше видение будущей автономной дороги».

Усовершенствования в области управления машинами, включая автоматическое рулевое управление, являются необходимыми вехами на пути к настоящей автономной функциональности.

Как и беспилотные автомобили, полу- или полностью автономная строительная техника использует комбинацию камер и датчиков. Данные от LiDAR, камер, GNSS, датчиков вибрации и температуры и т. д. объединяются для оптимального восприятия и надежного картирования окружающей среды, что имеет решающее значение для автономных решений.

«Мы наблюдаем значительную конвергенцию ключевых технологий, которые позволяют отрасли ускориться как в направлении автоматизации машин, так и оптимизации управления объектом/рабочих групп машин», — сказал директор направления автономных решений Trimble Финли Вуд. «Не существует какой-то одной области развития, ответственной за это; скорее, это развитие во многих областях, включая коммуникации, передовые решения для восприятия, периферийные вычисления, решения для управления машинами, программное обеспечение для управления объектами и многое другое».

Например, управление машинами — это явный шаг к истинно автономной функциональности. Такие решения, как режим Trimble Autos, встроены в программное обеспечение управления уклоном Earthworks. При использовании Autos на экскаваторе машина управляет стрелой и ковшом, чтобы оставаться на уклоне, а оператор управляет рукоятью. Совсем недавно компания добавила горизонтальное рулевое управление для грунтовых катков, что считается первым в отрасли. Система управления горизонтальным рулевым управлением Trimble Earthworks автоматически управляет уплотнителем грунта, используя 3D-модель или линию уплотнения.