DESIGN AND MODELING

The introduction of drones to monitor construction sites in order to reduce risks

Authors

  • Vladimir Yu. Malkin Dahl Lugansk State University, 248000, Lugansk, Dachnyi Quarter, 1
  • Alexander T. Pavlenko Dahl Lugansk State University, 248000, Lugansk, Dachnyi Quarter, 1
  • Alexander V. Krasnogrudov Dahl Lugansk State University, 248000, Lugansk, Dachnyi Quarter, 1

How to cite

GOST Malkin V. Y., Pavlenko A. T., Krasnogrudov A. V. The introduction of drones to monitor construction sites in order to reduce risks // STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY. 2025. Vol. 69. No. 8. P. 118-127.
APA Malkin, V. Y., Pavlenko, A. T. & Krasnogrudov, A. V. (2025). The introduction of drones to monitor construction sites in order to reduce risks. STROITEL'NYE I DOROZHNYE MASHINY, 69(8), 118-127.

Abstract

The article substantiates the effectiveness of deploying unmanned aircraft systems for monitoring construction sites as a tool of proactive risk management, showing that a shift from episodic ground inspections to high-frequency aerial imaging and photogrammetry integrated with BIM reduces the incidence of hazardous conditions, accelerates response, and decreases direct project losses. The empirical base includes an in-situ quasi-experiment on 14 comparable residential construction projects(2022-2024), divided into control and experimental groups; at the experimental sites, regular multirotor flights with RGB/thermal imaging and LiDAR were employed, with processing in specialized software(orthomosaics at 1.5 cm/pixel, digital surface models, 3D point clouds) and reconciliation with schedule network models and BIM. Methods included comparative analysis, Student’s t-test(p0.05), correlation analysis, and the calculation of risk-oriented flight route maps to calibrate frequency and coverage zones. The results record a 44,56% reduction in the average number of occupational safety violations(from 14,72 to 8,16 per 10,000 person-hours), a decrease in the share of severe violations by 12,22 percentage points, and a reduction in remediation time from 5,82 to 2,15 hours; labor inputs for weekly monitoring and as-built surveying decreased by 82,48% and 80,46%, respectively, due to automation of flights and post-processing; the accuracy of volumetric measurements of bulk materials improved on average sevenfold(mean deviation 1,18% versus 8,34%). The composite economic effect(rework, schedule penalties, losses from inefficient consumption) amounted to savings of 43,49 thousand currency units per each 1 million currency units of budgeted cost, ensuring payback within a single construction season. The discussion underscores key drivers(spatio-temporal coverage, automated analytics, digital integration) and constraints (weather/regulatory barriers, cybersecurity, recognition quality in complex scenes), and offers practical implementation principles: risk-based flight planning, combining daylight and thermal imaging, data labeling standards, and integrating alerts into operational control loops. The conclusion confirms that unmanned aircraft systems form the foundation of a site’s digital twin and shift risk management into a predictive mode.

Keywords

drones construction monitoring risk management photogrammetry and LiDAR digital twin

Funding

The authors did not declare any external funding for this research.

References

Абильдин С.К., Кропачев П.А., Аубакирова Б.Б., Мухамеджанова А.Т. Система технического мониторинга строительных объектов// Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: межвуз. сб. тр., посв. 50-летию кафедры механического оборудования. Белгород, 2020. С. 17-22.

Алексеев В.А. Автоматизированные системы мониторинга безопасности на строительной площадке// Тинчуринские чтения 2025 «Энергетика и цифровая трансформация»: мат. Межд. мол. науч. конф. Казань, 2025. С. 748-750.

Болдырев П.Ю., Панкова Т.А. Использование беспилотных летательных аппаратов при строительстве объектов// Современные проблемы и перспективы развития строительства, теплогазоснабжения и энергообеспечения: мат. XIII Национ. конф. с межд. уч. Под ред. Б.В. Фисенко. Саратов, 2023. С. 288-291.

Ганиев Р.Ф., Нигматулин Р.И., Шиянов М.И., Соловьев А.А., Юзбеков Н.С. О мониторинге эксплуатационной безопасности строительных объектов// Проблемы управления безопасностью сложных систем: мат. XXI Межд. конф. Под ред. Н.И. Архиповой, В.В. Кульбы. 2013. С. 417-421.

Глижинская Е.А. Использование беспилотных летательных аппаратов(дронов) в строительстве// Сб. ст. магистр. и асп. строит. фак. В 2 т. СПб., 2024. С. 106-112.

Голубев К.В. Применение автоматизированных систем при мониторинге строительных объектов в условиях уплотненной застройки// Проблемы строительного производства и управления недвижимостью: мат. I Межд. науч.-прак. конф. 2010. С. 246-248.

Дорошенко А., Гамаюнова О. «Дроны» новая система контроля за строительством// Строительство: новые технологии новое оборудование. 2021. № 10. С. 58-65.

Кавелин А.С., Тютина А.Д., Нуриев В.Э. Использование квадрокоптеров для обследования объектов// Инженерный вестник Дона. 2019. № 7(58). С. 4.

Каримов И.Р. Применение строительного мониторинга для выявления рисков// Организация строительного производства: мат. Всерос. науч. конф. 2019. С. 153-157.

Киман В.А., Орлова С.В. Использование дронов в строительстве// Традиции, современные проблемы и перспективы развития строительства: б. науч. ст. Гродно, 2021. С. 209-211.

Клиндух Н.Ю., Еремин А.В. Примеры применения дронов(БПЛА) на различных этапах строительства зданий и сооружений// Актуальные вопросы строительства: взгляд в будущее: мат. II Всерос. науч.-прак. конф. Красноярск, 2023. С. 376-378.

Комарова К.С., Комарова Н.Д. Мультикоптеры в мониторинге строительных площадок// Университетская наука. 2016. № 1(1). С. 70-73.

Крыжановский А.Л., Рубцов И.В., Рубцов О.И., Бутырский С.Н. Применение технологии «Песконасос» в системах мониторинга строительных конструкций// Прикладные задачи механики: сб. науч. тр. М., 2005. С. 69-74.

Кузовлева И.А. Оценка эффективности использования дрон технологий в строительстве // Строительный комплекс: экономика, управление, инвестиции: межвуз. сб. науч. тр. Под ред. И.В. Федосеева. СПб., 2022. С. 66-74.

Молев М.Д., Плешко М.С. Системный мониторинг безопасности городского строительства // Инновации, экология и ресурсосберегающие технологии: мат. XI Межд. науч.-техн. форума. 2014. С. 97-103.

Issue

Section

DESIGN AND MODELING

Metrics

311 views
0 downloads
Want to publish with us?
Submit an article