“無(wú)人機(jī)+交通”大勢(shì)所趨

文/南京中設(shè)航空科技發(fā)展有限公司 周敏

無(wú)人機(jī)最早于公安、消防、測(cè)繪等行業(yè)應(yīng)用，交通行業(yè)相對(duì)來(lái)說(shuō)起步較晚。目前，據(jù)無(wú)人機(jī)裝備技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用在交通行業(yè)的探索案例或者經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，用無(wú)人機(jī)輔助交通管理將是大勢(shì)所趨。

應(yīng)用的三個(gè)階段

目前，無(wú)人機(jī)在江蘇公路行業(yè)的探索和實(shí)踐，總體分為三階段：起步階段——關(guān)注點(diǎn)以硬件裝備為主，例如無(wú)人機(jī)的飛行距離、圖傳距離等。這個(gè)階段屬于探索實(shí)踐，以裝備為主導(dǎo)。

發(fā)展階段——開(kāi)始思考無(wú)人機(jī)的技術(shù)如何能夠真正與行業(yè)管理需求相契合，包括平臺(tái)中裝備與軟件的聯(lián)動(dòng)。這個(gè)階段需要明確行業(yè)管理的痛點(diǎn)、真正的需求到底是什么。以目前江蘇省正在開(kāi)展的路域環(huán)境整治行動(dòng)為例，該行動(dòng)作為社會(huì)綜合環(huán)境整治的一部分，最大特點(diǎn)為面廣量大、現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)多。如何達(dá)到行動(dòng)要求的28項(xiàng)具體整治標(biāo)準(zhǔn)，就必須找到問(wèn)題存在的位置、性質(zhì)等信息，需要將形象的畫(huà)面變成抽象的數(shù)據(jù)。

成熟階段——將包括無(wú)人機(jī)在內(nèi)的一系列適用于公路交通行業(yè)的裝備，進(jìn)行系列化、成套化地集成，或通過(guò)信息數(shù)據(jù)使之平臺(tái)化、規(guī)范化，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和運(yùn)行規(guī)范的體制機(jī)制。

現(xiàn)階段定位

無(wú)人機(jī)的安全問(wèn)題目前已越來(lái)越受到社會(huì)關(guān)注，無(wú)人機(jī)綜合管理平臺(tái)便是基于此背景研發(fā)的。筆者認(rèn)為，須在應(yīng)用技術(shù)達(dá)到一定水平之前，用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和完善的體制機(jī)制來(lái)約束，在不同的發(fā)展階段應(yīng)進(jìn)行重新定位和改進(jìn)。

首先是將無(wú)人機(jī)定位于補(bǔ)充作用。兩年前，在江蘇探索使用無(wú)人機(jī)在路政養(yǎng)護(hù)應(yīng)用過(guò)程中，開(kāi)始出現(xiàn)無(wú)人機(jī)將完全取代人的擔(dān)憂(yōu)，所以無(wú)人機(jī)這類(lèi)裝備技術(shù)本身的定位是作為管理的一種工具，對(duì)管理起到改進(jìn)的效果。比如路網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度、工程建設(shè)等，都是圍繞既有的、相對(duì)完善的管理格局和機(jī)制進(jìn)行補(bǔ)充和改進(jìn)；在路政執(zhí)法過(guò)程中，面對(duì)目前存在的危害道路、基礎(chǔ)設(shè)施乃至公共安全的情況，針對(duì)現(xiàn)有的改進(jìn)措施，例如設(shè)置動(dòng)態(tài)稱(chēng)重檢測(cè)點(diǎn)，管理人員正在將其與無(wú)人機(jī)相關(guān)聯(lián)，語(yǔ)音自動(dòng)播報(bào)車(chē)牌號(hào)，進(jìn)一步提升工作效率。

國(guó)家民航局出臺(tái)的文件中，對(duì)無(wú)人機(jī)的種類(lèi)進(jìn)行了劃分。

無(wú)人機(jī)執(zhí)照頒發(fā)機(jī)構(gòu)

其次是定位于改善作用。南京長(zhǎng)江四橋是南京跨長(zhǎng)江最長(zhǎng)的一座橋，負(fù)責(zé)該區(qū)域的路政人員每日需要巡查該路段200多處節(jié)點(diǎn)，在運(yùn)用無(wú)人機(jī)后，對(duì)于隧道頂部和橋下堆積物的巡查效率大大提升。同時(shí)，無(wú)人機(jī)日常巡查僅需耗費(fèi)電力，粗略估計(jì)，一天可節(jié)省路政支隊(duì)12000元左右的汽油費(fèi)。在今年清明國(guó)慶節(jié)假日中，管理南京四橋的路政支隊(duì)也成功使用無(wú)人機(jī)預(yù)判，并解決了一些路網(wǎng)擁堵的情況。

應(yīng)用形式

目前，無(wú)人機(jī)在交通行業(yè)應(yīng)用還處在起步階段向發(fā)展階段過(guò)渡的時(shí)期，筆者結(jié)合之前無(wú)人機(jī)應(yīng)用定位的改革建議，介紹無(wú)人機(jī)的應(yīng)用形式并根據(jù)過(guò)去兩年有關(guān)企業(yè)的探索、實(shí)踐，歸納無(wú)人機(jī)在規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)維等階段的應(yīng)用總結(jié)。

首先是前期工程勘察設(shè)計(jì)，主要借助目前已經(jīng)較為成熟的無(wú)人機(jī)測(cè)繪手段，在勘察設(shè)計(jì)過(guò)程中，除傳統(tǒng)地形圖外，還能提供更多帶有地理信息屬性的矢量化模型。在中期施工建設(shè)的過(guò)程中，常見(jiàn)的施工建設(shè)環(huán)境比較復(fù)雜，主要包括7部分人員管理、材料管理、社會(huì)管理、進(jìn)度管理、資金管理、安全管理等一系列的管理問(wèn)題。在這種情況復(fù)雜、要求高、資源消耗大的管理中，對(duì)無(wú)人機(jī)應(yīng)用進(jìn)行了兩個(gè)方面的探索：一方面是施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度把控及安全管理；另一方面是結(jié)合BIM技術(shù)，作為相關(guān)驗(yàn)收、測(cè)試的階段性依據(jù)。在2016年的南京秦淮河航道整治項(xiàng)目中，有23公里需要平地開(kāi)河，類(lèi)似于道路施工，需要拆遷征地。傳統(tǒng)的工作方式效率低且不夠準(zhǔn)確，在采用無(wú)人機(jī)勘測(cè)之后，效率得到極大提高，效果準(zhǔn)確、直觀(guān)。

在后期營(yíng)運(yùn)管理中，主要在路政養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急指揮、超限治理，包括在階段性的數(shù)據(jù)整理過(guò)程中，無(wú)人機(jī)和后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)合，能夠提供可視化、信息化的手段，變成一種量化不可控信息交互的重要管理方式。

應(yīng)用領(lǐng)域

無(wú)人機(jī)技術(shù)在公路行業(yè)總體應(yīng)用方案主要分為工程建設(shè)、設(shè)施管養(yǎng)和路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)三大領(lǐng)域。

在工程建設(shè)設(shè)施管理和路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)工程建設(shè)領(lǐng)域，主要為測(cè)量建模輔助設(shè)計(jì)、施工監(jiān)督管理留證、質(zhì)量評(píng)估輔助驗(yàn)收；在設(shè)施管養(yǎng)領(lǐng)域，對(duì)于傳統(tǒng)的路橋固定資產(chǎn)，建設(shè)年代相對(duì)比較久遠(yuǎn)，相關(guān)建設(shè)信息多為紙質(zhì)留存，現(xiàn)在可以通過(guò)實(shí)景建模實(shí)施管理，在日常巡查中，可以規(guī)劃航線(xiàn)讓無(wú)人機(jī)自主巡查，靈活便捷；在路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)無(wú)法像“有人機(jī)”一樣實(shí)施點(diǎn)到點(diǎn)的全方位功能，比如醫(yī)療救護(hù)、傷員轉(zhuǎn)移，但是可以投放一些救援物資，還可以對(duì)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行引導(dǎo)管控，彌補(bǔ)傳統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)方式的不足、統(tǒng)計(jì)分析智能決策。

寧合高速公路南京段全長(zhǎng)18公里、路寬30米，通過(guò)傳統(tǒng)方式，需要兩個(gè)測(cè)量組，花費(fèi)23天完成沿線(xiàn)所有勘測(cè)，最終成果為抽象的地形圖；而同時(shí)采用無(wú)人機(jī)掛載多鏡頭傾斜攝影相機(jī)，共花費(fèi)10天，便制作出了精度達(dá)1比500的三維矢量模型。在巡查方面，路政和養(yǎng)護(hù)巡查關(guān)注點(diǎn)是不一樣的，通過(guò)預(yù)設(shè)航線(xiàn)，達(dá)到一次巡查多種效果，將現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面搬進(jìn)電腦屏幕，隨時(shí)查閱、比對(duì)。國(guó)道328線(xiàn)泰州段快速改造工程，施工方提出三個(gè)要求：隨時(shí)查閱任一目標(biāo)位置、關(guān)鍵工序?qū)崿F(xiàn)量化、工程進(jìn)度直觀(guān)展現(xiàn)。這些要求最終可以通過(guò)視頻和三維模型全部實(shí)現(xiàn)。路域環(huán)境整治通過(guò)視頻和圖像的聯(lián)動(dòng)，形成了“三位一體”的地圖定位，不僅能將存在的問(wèn)題找出來(lái)，還能矢量化，生成各類(lèi)屬性信息，實(shí)現(xiàn)智能管理。

民用領(lǐng)域最常見(jiàn)的是固定翼無(wú)人機(jī)和旋翼無(wú)人機(jī)

需要強(qiáng)調(diào)的是，無(wú)人機(jī)并不是萬(wàn)能的。尤其在現(xiàn)階段，硬件水平和交通行業(yè)應(yīng)用需求仍存在眾多不匹配之處，當(dāng)前無(wú)人機(jī)無(wú)法一次性完成30公里至50公里的飛行任務(wù)。但隨著電池、信號(hào)傳輸技術(shù)的發(fā)展、擴(kuò)展口的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、平臺(tái)載荷能力的提升、抗信號(hào)干擾技術(shù)的完善，將會(huì)更好地為交通行業(yè)實(shí)際應(yīng)用服務(wù)，最終實(shí)現(xiàn)如百公里級(jí)無(wú)人機(jī)自主巡查、公路應(yīng)急綜合救援、全自動(dòng)化橋梁檢測(cè)、工程現(xiàn)場(chǎng)智能監(jiān)管等工作場(chǎng)景。