Влияние искусственного интеллекта на обследование зданий и автоматизацию анализа дефектов

Цифровая трансформация строительства в России началась недавно, поэтому новые решения внедряются постепенно. Например, сейчас многие компании применяют в бизнес-процессах искусственный интеллект, но в строительной отрасли лишь 17% цифровых решений работают на его основе — так говорится в совместном исследовании ДОМ.РФ и Фонда «Сколково».

Технологии с использованием искусственного интеллекта могут быть эффективны и при техническом обследовании зданий, поскольку значительно превосходят традиционные методы по точности и скорости. С помощью компьютерного зрения, предиктивной аналитики и других инструментов ИИ-алгоритмы оценивают состояние конструкций и находят даже незаметные глазу дефекты.

Полученные данные помогают специалистам формировать отчетность и принимать обоснованные решения о ремонтных работах. В статье подробно разбираем, как ИИ помогает в обследовании сооружений.

ИИ-обследование зданий проводится разными методами:

Компьютерное зрение. Технология на основе сверточных нейронных сетей (CNN), сегментации изображений и видео. Автоматически обнаруживает трещины, сколы, коррозию, отслоение бетона и другие повреждения, а затем классифицирует их по уровню опасности. Четко определяет площадь дефектов и может отслеживать их динамику за счет анализа исторических данных.

Обработка изображений и 3D-данных. Система анализирует фото, термограммы и 3D-модели, полученные с дронов и лазерных сканеров. На основе этих данных определяет погрешности в геометрии конструкций и деформированные участки.

Сбор и анализ данных с датчиков и камер. В здании устанавливаются специальные приборы, которые фиксируют температуру бетона, уровень влажности, вибрации, визуальные изменения конструкций и не только. Алгоритмы ИИ обрабатывают поступающую информацию, находят действующие дефекты и могут прогнозировать появление новых. Например, если тензометр показал значительную деформацию балки, искусственный интеллект рассчитает, за какое время она станет критичной. При повторном обследовании он автоматически сравнит эти данные с новыми, оценит развитие существующих повреждений и увидит, появились ли новые.

Такие технологии внедряют российские и зарубежные компании. Например, «Техкон» стал одним из первых в нашей стране разработчиков цифровых решений для обследования объектов, в том числе с применением ИИ. При проведении полевых работ инженеры делают фотографии и записывают аудиокомментарии к дефектам, а затем передают информацию в веб-платформу. Там ИИ-алгоритмы расшифровывают полученные данные и сравнивают их с внутренней базой повреждений.

Именно такой подход использовали при совместной работе с НИЦ «Строительство» во время оцифровки объектов после землетрясения на Камчатке. Тогда команда «Техкон» обследовала более 500 домов за 2 месяца.

Внедрение ИИ в обследование объектов открывает возможности для более эффективной работы:

• Скорость и точность обработки данных. Раньше инженеры сами осматривали конструкции, делали фото, замеры и анализировали данные — на такую работу уходило по несколько недель. Сейчас за один запуск дроны делают сотни кадров объекта с разных сторон, а ИИ-программы за пару часов обрабатывают снимки, распознают повреждения, фиксируют их размеры и количество.
• Автоматизация рутинных процессов. Искусственный интеллект берет на себя мониторинг и классификацию дефектов. Благодаря этому инженеры экономят время при осмотрах конструкций и могут переключиться на более важные задачи, например, на диагностику причин и подготовку рекомендаций по ремонту и реконструкции.
• Прогнозирование последствий и снижение финансовых издержек. Умные алгоритмы анализируют исторические данные и динамику развития дефектов. На основе этой информации можно рассчитать остаточный ресурс сооружения. Это помогает своевременно принимать меры до появления более серьезных повреждений.

Однако в применении таких технологий есть некоторые сложности. Например, результат очень зависит от качества исходных данных: плохая освещенность, пыль и другие помехи могут привести к искажению фотографий объекта. При обработке таких кадров алгоритмы могут не распознать или неверно определить конкретные дефекты, поэтому в любом случае процесс должен контролировать специалист. Он проверяет корректность работы алгоритмов, определяет категории опасности повреждений и принимает решения в сложных случаях.

Кроме того, нужны значительные инвестиции в лицензионное ПО, сервера, дроны или лазерные сканеры, а также в обучение персонала навыкам работы с цифровыми программами.

Будущее ИИ в обследовании зданий связано с технологией BIM и цифровыми двойниками. Алгоритмы будут быстро обновлять информационные модели сооружений и дополнять их актуальными данными. Благодаря этому получится отслеживать текущее состояние и тестировать различные сценарии реконструкции до начала реальных работ. Такое взаимодействие позволит не просто фиксировать дефекты, а точно планировать сроки ремонта, обслуживания и моделировать последствия разных воздействий.

Внедрять искусственный интеллект нужно, чтобы соответствовать актуальным требованиям отрасли. Он не заменит строителей и инженеров, а станет полезным инструментом, который помогает:

• прогнозировать повреждения и предотвращать аварийные ситуации;
• выявлять повреждения до начала масштабных разрушений и сокращать бюджет ремонтных работ;
• соответствовать ожиданиям заказчиков и регламентам надзорных органов в вопросах точности и скорости обследования.