
★智慧城市典型案例展示★
无人机技术引领高空幕墙清洗现代化革新
黄兴斌 梁镇天龙 黄润欣 白加发 李燕萍
东方云华(广州)技术有限公司
联通(广东)产业互联网有限公司
一、建设背景
随着我国城市化进程进入高质量发展阶段,高层及超高层建筑鳞次栉比,玻璃幕墙作为现代建筑的标志性外衣,其维护清洗已成为城市精细化治理的重要课题。传统“蜘蛛人”高空吊篮作业模式,长期面临人员安全风险极高、作业效率低下、受天气与环境制约大、清洁质量不均等系统性难题。据统计,我国每年因高空清洁作业引发的安全事故时有发生,同时,人工清洗成本逐年攀升,且对居民正常作息与城市交通易造成干扰。
在此背景下,发展安全、高效、智能的高空幕墙清洗技术势在必行。本项目紧扣国家 “推动人工智能与实体经济深度融合”“提升城市科学化、精细化、智能化治理水平” 的政策导向,精准对接行业安全升级与城市治理提质需求。东方云华(广州)技术有限公司依托无人机核心技术,深度融合联通5G专网、天影视频云平台低时延传输技术,集成AI智能算法与海量数据处理能力,研发高空玻璃幕墙清洗解决方案,针对性破解传统模式痛点,其落地实施兼具现实必要性与紧迫性。
二、建设内容
本项目构建了一套以智能无人机为核心,集成了专业化装备、规范化流程与标准化管控体系的系统性解决方案。
1. 总体架构:“人机环管”一体化协同体系
项目确立了“智能装备执行、专业团队操控、全程安全管控、云端智慧调度”四位一体的总体架构。该体系以作业无人机为空中执行终端,以经过专业培训的飞手、安全员、地勤技术支持人员构成地面指挥与保障团队,以现场环境实时监测与风险预警系统作为安全屏障,并通过云端管理平台进行任务规划、过程监控与数据归档,实现作业全流程的环管理与协同优化。
2. 系统与平台:专业化装备与流程化管控体系
2.1 专用无人机清洗装备
我们采用专业清洗套装专属适配大疆DJI Matrice 400(M400)旗舰级飞行平台,构建“高性能飞行载体+专业化清洗模块”的一体化高空清洗装备(如图1所示):
1.大疆DJI Matrice 400
M400 作为强大的旗舰级无人机,具备卓越的飞控能力、高稳定性与强抗风性能,适用于大范围、高精度的空中作业任务。在作业过程中,M400 负责搭载专业清洗设备,执行全类型建筑外立面的清洗作业,实现安全、可控的空中作业执行。
2.双频智控地面集成系统
通过定制化的双频智控地面集成系统,M400 可挂载高压喷洒装置与环保清洁剂储液单元,实现对室内外、厂房、光伏、风力电站等立面的高效、均匀清洗。该系统支持智能控制喷洒压力与路径,适应不同污染程度与立面材质,在保障清洗效果的同时,极大提升了作业安全性,彻底革新传统高危人工作业模式。

图1 大疆M400无人机(左)和双频智控地面集成系统(右)
2.2 全流程标准化作业与管控体系
本项目通过整合多项技术与管理制度,实现了一套安全、高效的闭环作业流程:
1. 数据驱动的任务规划:作业前,利用小型无人机到现场拍摄鸟瞰图、建筑外立面结构、污染程度、周边环境、绿植分布等进行勘查,为飞行路径、清洗单元划分提供精准依据。
2. 实时化过程监控与指挥:作业中,依托联通天影视频云平台的低时延传输能力,结合无人机高清图传、遥控器数据链路及团队通讯网络,构建了空中与地面联动的实时监控系统。飞手、安全员与地勤人员可同步掌握作业画面与设备状态,实现高效协同与即时决策。
3. 结构化的安全与质量控制:通过执行飞行前强制检查清单、现场风速实时监测、安全员动态巡查、以及作业效果即时评估(如通过挂载高清摄像头的微型无人机、望远镜、高清遥控显示屏或二次定点清洗)等一系列制度化措施,确保全过程风险受控与质量达标。
4. 标准化的现场收工程序:作业结束后,执行严格的收尾流程,包括无人机平稳降落与断电、设备清洁保养、作业区域效果拍照核验、现场环境清理、工具设备清点、废旧电池与废水规范处理,以及设备的妥善存放与维护,确保每次作业安全闭环、现场整洁、设备完好。
总结而言,本项目的“智能”并非依赖于单一软件,而是通过将精准的勘查数据、实时的通讯监控、标准化的作业程序与严格的安全质量管理深度融合,形成的一套集规划、执行、监控、收尾于一体的现代化工程管理体系。该体系使高空清洗作业变得高度规范、透明且高效。
3.典型应用场景:大型综合建筑外墙标准化清洗实践
本项目应用场景以某园区内A1-A4、B1-B3、C1-C2楼栋的外立面展开了全面的标准化清洗工作(如图2所示)。本次作业覆盖玻璃幕墙、铝板幕墙、装饰格栅及各类百叶(装饰/可拆卸/防雨)等多种表,累计完成清洗面积131,718.14平方米。整个实践过程重点贯彻了标准化操作与安全管理要求。

图2 清洗楼栋分布图
采用无人机集群清洗技术替代传统人工吊绳模式,聚焦超高层场景下的安全管控、效率提升与低干扰作业,具体实施流程如下:
1.前期勘查与方案制定:项目实施前,运用小型无人机对建筑外立面进行全方位勘察拍摄,采集的影像数据上传至联通天影视频云平台,通过平台集成的 AI 算法快速评估立面结构、污染分布及周边环境,并据此制定包含飞行路径、清洗顺序及安全保障的详细外墙清洗方案。
2.标准化流程作业:现场作业严格遵循既定流程。作业前,规范设置安全警戒区,完成RTK基站架设及无人机全项检查。如图3所示,红色箭头处立面进行无人机清洗,清洗过程中,无人机保持与墙面0.8-1.2米的安全距离,按预设“弓”字形路径进行高压扇形喷洗(如图3所示)。采用“分单元作业法”,高效执行喷洒、返回更换电池与清洗液、再次起飞的循环作业流程。

图3 无人机清洗
3.全过程协同与监控:作业期间严格执行飞手操作制度,由专职安全员负责全程空域与地面警戒。通过挂载高清摄像头的微型无人机、望远镜、高清遥控显示屏等方式实时监控清洗效果(如图4所示),并对不合格区域执行二次定点清洗,确保质量达标。

图4 飞手作业
4.安全与环保闭环:整个作业过程严格落实安全协议,在恶劣天气条件下立即停止作业。同时,使用环保型清洁剂,并对作业废水进行中和、引排或收集处理,实现了安全、高效与绿色环保的清洗目标。
三、创新亮点
1.作业模式革新
创立“地面操控、空中作业”新模式,人员全程地面操作,杜绝高空坠落风险,实现本质安全。“人歇机不歇”的轮换机制大幅提升作业效率。
2.智能安全防控体系
构建“技术预警+程序控制+主动干预”的“技防”体系,融合RTK定位、毫米波激光雷达避障系统、实时监控、气象感知与标准化流程,实现全过程、多层级的主动安全防护。
3.标准化流程管理
将高空作业拆解为标准化、可复制的流程单元,通过“分单元作业、样板先行、过程复验”实现质量均匀可控与全程可追溯。
4.绿色施工实践
全程采用环保清洁剂与精准配比系统,实施废水收集与导流处理,杜绝二次污染,践行可持续运维。
四、推广价值
本案例的成功实践,形成了可复制的解决方案,社会与经济效益显著。
1.社会效益
1.1 重塑高空作业安全范式
为解决城市高空作业重大安全风险提供系统性的技术方案,树立了行业安全新标准。
1.2 赋能城市精细化管理
为高层、异形建筑的外墙维护提供高效优质的智能化手段,助力提升城市空间品质。
1.3 推动产业转型升级
促进传统高危行业向技术密集型现代服务业转型,催生无人机运维等新职业。
2.经济效益
2.1 具备长期成本优势
初期有设备投入,其高效率、低风险特性在项目全生命周期内综合成本效益显著。
2.2 创造低干扰运营价值
作业灵活,可安排在非高峰时段,极大减少对建筑运营及周边环境的影响。
2.3 具备广阔市场延展性
其技术体系可扩展应用于室内、厂房、光伏、风力电站的清洗与喷涂、工业巡检、文物建筑保养等多个领域,商业潜力巨大。
3.标准化实施路径
基于本案例实践,可提炼出具有广泛适用性的 “四阶八步”标准化实施框架,为同类项目提供清晰指引:
准备阶段:需求与条件评估 → 合规性审查与空域报备。
规划阶段:精细化数字勘查 → 定制化技术方案与样板测试。
执行阶段:标准化现场作业实施 → 全过程动态监控与协同。
闭环阶段:客观化质量验收 → 规范化归档与后评估。
END
编辑:于菲菲
初审:李 萍
审核:李 洁






