無人機(jī)治徽路

文/安徽省高速公路路政支隊(duì) 沈群 吳昊

在路政管理工作中，無人機(jī)巡查作為更高效、更精準(zhǔn)、更安全的方式，將極大地輔助高速公路路政管理工作開展。安徽省高速公路路政支隊(duì)從2015年下半年開始使用無人機(jī)輔助路政管理工作，在創(chuàng)新監(jiān)管模式的同時(shí)，也提高了突發(fā)應(yīng)急事件的處置能力，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)路政管理工作中的不足，取得了良好應(yīng)用效果。

安徽省地處我國南北地理交匯過渡地帶，地形地貌復(fù)雜，造成了安徽省不同地區(qū)高速公路路況差異較大。隨著“十二五”和“十三五”期間安徽高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展，通車?yán)锍毯徒煌髁咳找嬖黾樱c(diǎn)多、線長、面廣的高速公路給路政管理工作帶來了更大的壓力。安徽省高速公路路政支隊(duì)（簡稱“支隊(duì)”）通過不斷的探索和創(chuàng)新，開始使用無人機(jī)來解決路政管理工作中的棘手問題。

支隊(duì)成立于2007年，是安徽省公路管理局（安徽省公路路政總隊(duì)）下屬事業(yè)單位，目前支隊(duì)下設(shè)蚌徐、亳阜、淮宿等38個(gè)正科級(jí)建制路政大隊(duì)，共有一線路政人員650余人，負(fù)責(zé)安徽省境內(nèi)4543公里高速公路路政管理工作，人均管理里程達(dá)到7公里。無人機(jī)的使用，有效地幫助支隊(duì)解決工作中的多種問題。

無人機(jī)的選擇

為便于無人機(jī)的日常使用及管理，支隊(duì)在比較多種類型無人機(jī)后，選擇使用微型四旋翼無人機(jī)，該機(jī)型在《輕小無人機(jī)運(yùn)行規(guī)定(試行)》和《民用無人機(jī)駕駛員管理規(guī)定》中屬于I類機(jī)型，現(xiàn)階段使用該無人機(jī)無需駕駛執(zhí)照。微型四旋翼無人機(jī)具有以下特點(diǎn)：

便攜易帶

多旋翼無人機(jī)單人即可攜帶，使用時(shí)直接垂直起降，一般地面平坦，視野開闊的場地即可實(shí)現(xiàn)起降，場地可靈活選擇，飛行過程受地形的限制較小，極大提高了巡查工作效率。

路政巡查受地形復(fù)雜、人力不足等客觀條件影響，排查往往存在監(jiān)管盲點(diǎn)和死角，尤其在山區(qū)高速巡查過程中，所花費(fèi)時(shí)間長、人力成本高、困難大，造成巡查效率不高。

操控較簡單

無人機(jī)僅通過遙控器即可操作，無其他專業(yè)設(shè)備，普通人員通過短期培訓(xùn)即可學(xué)會(huì)。同時(shí)，無人機(jī)可以快速便捷完成不同的任務(wù)需求，在獲取數(shù)據(jù)的速度方面優(yōu)勢更加明顯。

影像分辨率高

無人機(jī)系統(tǒng)自帶有云臺(tái)和攝像機(jī)，多旋翼無人機(jī)能夠在空中保持靜止?fàn)顟B(tài)，能夠獲取目標(biāo)精確影像，分辨率較高，影像清晰。

成本較低

無人機(jī)系統(tǒng)在設(shè)備成本、飛行成本、維護(hù)成本等方面較低。

安全可靠

使用人員通過地面操控即可完成無人機(jī)飛行任務(wù)，開展無人機(jī)路政巡查，可降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度，工作人員自身人身安全風(fēng)險(xiǎn)也大大降低。

上圖：無人機(jī)在高速路政管理中的應(yīng)用，包括路產(chǎn)檔案和建控區(qū)檔案制作、公路建筑控制區(qū)管理、安全隱患排查、全方位涉路施工監(jiān)管、應(yīng)急處置與新聞宣傳。

下圖：無人機(jī)可實(shí)際全方位涉路施工監(jiān)管，同時(shí)，特大橋施工、穿跨越施工、互通匝道施工、封閉路段施工均可運(yùn)用無人機(jī)。

無人機(jī)在安徽高速路政管理中的應(yīng)用

無人機(jī)在高速路政管理中的應(yīng)用，覆蓋了建筑控制區(qū)管理、路政巡查、施工監(jiān)管等多個(gè)方面。支隊(duì)先后利用無人機(jī)完成了合肥繞城高速董鋪水庫橋下施工監(jiān)管、寧洛高速淮河特大橋橋下非法采砂活動(dòng)取證、六武高速船板沖擊大橋安全隱患排查，以及節(jié)假日保暢等多項(xiàng)工作。

路產(chǎn)和控制區(qū)檔案視頻資料采集

溧廣高速公路是2016年年底新開通的高速公路，安徽境內(nèi)全長37.7公里。支隊(duì)通過周密部署和精心組織，在2017年2月首次利用無人機(jī)對溧廣高速公路安徽段全線進(jìn)行視頻資料采集和登記造冊，形成視頻資料檔案，作為今后支隊(duì)路政管理工作的重要依據(jù)。

在此次視頻資料采集過程中，支隊(duì)對無人機(jī)的飛行高度、時(shí)速、拍攝角度、單次飛行距離等重要參數(shù)進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)。目前，支隊(duì)正在開展2017年新開通的德上高速公路利合段141公里和濟(jì)廣高速公路望東段101公里兩條高速公路的路產(chǎn)及控制區(qū)檔案的視頻資料采集工作，充分利用科技手段進(jìn)一步創(chuàng)新路政管理方式，全力保障高速公路完好、安全和暢通。

公路建筑控制區(qū)管理

高速公路建筑控制區(qū)的管理一直以來都是高速路政工作的重難點(diǎn)。2016年4月，支隊(duì)接群眾舉報(bào)寧洛高速公路淮河特大橋下非法采砂十分猖獗，嚴(yán)重危及公路安全暢通。支隊(duì)立即安排使用無人機(jī)對該橋下非法采砂活動(dòng)現(xiàn)場開展了航拍巡查，通過該機(jī)攜帶的高清攝像頭，遠(yuǎn)程取證和鎖定非法采砂船只，并將其現(xiàn)場拍攝到的情況及收集的相關(guān)證據(jù)材料送至當(dāng)?shù)氐乃姓鞴懿块T，與相關(guān)部門能通力合作，進(jìn)一步加大對淮河特大橋下違法采砂行為的打擊力度，確保了公路橋梁的安全暢通。

2017年4月，路政巡查人員發(fā)現(xiàn)阜新高速公路上行線K253-K264+430段新增多起違章建筑。支隊(duì)迅速統(tǒng)一部署，安排無人機(jī)開展違建影像資料采集工作，對阜新高速沿線違規(guī)建筑進(jìn)行徹底排查，多次采集視頻資料，并將資料及時(shí)反饋給當(dāng)?shù)卣块T。通過運(yùn)用無人機(jī)，加強(qiáng)了高速公路控制區(qū)的管理，推進(jìn)路域環(huán)境治理工作順利開展。

高速公路安全隱患排查

傳統(tǒng)的高速公路路政巡查，主要采用車巡加步巡相結(jié)合的方式開展，由于受地形復(fù)雜、人力不足等客觀條件影響，往往存在監(jiān)管盲點(diǎn)和死角，尤其在山區(qū)高速巡查過程中，所花費(fèi)時(shí)間長、人力成本高、困難大，造成巡查效率不高。

面對復(fù)雜繁重的管理工作，支隊(duì)開拓思路，加強(qiáng)信息化手段運(yùn)用，利用無人機(jī)輔助開展路政巡查工作，特別是加強(qiáng)對大中型橋梁周圍、隧道口上方與周邊范圍的監(jiān)管，覆蓋了巡查盲點(diǎn)、死角區(qū)域，極大提高了巡查效率。

以京臺(tái)高速公路銅黃段為例，該段地處皖南山區(qū)，全線長175公里，共有隧道23座，橋梁294座，全線折合橋隧總長68.5公里，占整個(gè)高速公路的近40%。橋下安全隱患檢查，往往需要人工徒步完成，非常艱苦。夏天高溫作業(yè)時(shí)，路邊樹木密集、荊棘和蚊蟲較多，遇到雨季更會(huì)影響人員安全，日常管理工作異常艱巨。利用無人機(jī)攜帶的高清攝像頭實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場畫面，開展空中近距離查看，幾分鐘內(nèi)就可完成人工耗時(shí)半小時(shí)的工作，并且能夠發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)路面巡查難以發(fā)現(xiàn)的安全隱患，真正實(shí)現(xiàn)了橋下安全隱患快速排查。

濟(jì)廣高速公路六潛段地處皖西大別山區(qū)，是一條典型的山區(qū)高速公路，有三分之二處在山嶺重丘區(qū)，共有隧道27處，因山區(qū)隧道地勢險(xiǎn)峻，地理?xiàng)l件復(fù)雜，此類橋隧的安全隱患排查，一直是路政人員工作中的重難點(diǎn)。六潛大隊(duì)利用無人機(jī)對六潛高速隧道進(jìn)行安全隱患排查，發(fā)現(xiàn)獅子尖隧道上方正在進(jìn)行春耕施工，路政工作人員高度重視，安排巡查人員時(shí)刻關(guān)注施工進(jìn)度，一旦發(fā)現(xiàn)安全隱患須立即進(jìn)行處理，確保不影響高速公路的安全通行。無人機(jī)的投入使用，大大方便了巡查人員對于橋隧的安全隱患排查工作，更提高了信息采集的準(zhǔn)確性。

全方位涉路施工監(jiān)管

除了橋隧安全隱患排查外，無人機(jī)在施工監(jiān)管方面也發(fā)揮了巨大作用。在涉及特大橋施工、封閉施工等重大施工項(xiàng)目中，傳統(tǒng)監(jiān)管模式很難做到全方位監(jiān)管，利用無人機(jī)航拍功能可以對施工現(xiàn)場進(jìn)行全方位、全覆蓋的拍攝，全面了解施工進(jìn)展?fàn)顩r，有效克服了傳統(tǒng)監(jiān)管中存在的死角。

2016年，江淮地區(qū)普降暴雨，致使合肥繞城高速公路改擴(kuò)建施工合肥高鐵南站施工段低洼處大面積積水。為了維護(hù)高速公路的正常運(yùn)營，防止積水造成高速公路破壞，影響行車安全，支隊(duì)利用無人機(jī)開展空中巡查，針對路面工程的坑槽、低洼處積水等情況，路基工程的上下邊坡是否穩(wěn)定及排水系統(tǒng)是否順暢，橋涵等構(gòu)造物工程有無損壞等情況開展排查，并將結(jié)果及時(shí)反饋給施工單位，做好防汛準(zhǔn)備工作，切實(shí)保障了施工路段的行車安全。

應(yīng)急處置與新聞宣傳

除上述應(yīng)用外，支隊(duì)還嘗試在新聞宣傳、交通疏導(dǎo)、應(yīng)急處置等工作中使用無人機(jī)，通過利用無人機(jī)拍攝交通堵塞、事故現(xiàn)場救援等情況，加強(qiáng)了應(yīng)急處置能力。

近年來“五一”“國慶”長假期間，支隊(duì)多次使用無人機(jī)對合肥繞城高速隴西樞紐至路口樞紐、合肥高鐵南站施工路段開展航拍巡查，通過該機(jī)攜帶的高清攝像頭實(shí)時(shí)傳輸現(xiàn)場畫面，了解施工作業(yè)及車輛通行情況，同時(shí)，首次與安徽交通廣播實(shí)時(shí)連線，在線指導(dǎo)廣大駕駛員合理選擇繞行路線。

無人機(jī)使用還存在問題

由于無人機(jī)應(yīng)用于路政管理事業(yè)還處于剛剛起步的階段，在實(shí)際操作中，還存在一些問題：

準(zhǔn)備工作較繁瑣，效率有待提升

目前，支隊(duì)使用的多旋翼無人機(jī)，在起飛前，需要進(jìn)行槳葉的安裝、指南針校準(zhǔn)、飛機(jī)預(yù)熱等多個(gè)步驟，準(zhǔn)備階段就需要花費(fèi)5分鐘左右的時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，在高速公路、特大型橋梁等地點(diǎn)起飛無人機(jī)，由于受到磁場干擾等原因，往往需要多次進(jìn)行指南針校準(zhǔn)工作，降低了整體工作效率。

續(xù)航時(shí)間受限，數(shù)據(jù)銜接較困難

受技術(shù)等因素限制，目前市面上的多旋翼無人機(jī)，續(xù)航時(shí)間大多不超過30分鐘，使用時(shí)考慮到升降、往返時(shí)間，實(shí)際用于工作的時(shí)間更短。續(xù)航性差給無人機(jī)在路政管理中的應(yīng)用帶來了諸多不便，如使用無人機(jī)在公路建筑控制區(qū)進(jìn)行采集視頻資料時(shí)，需要頻繁起飛降落以更換電池，這也造成了所采集的視頻不能完美銜接。

天氣影響明顯，存在安全隱患

惡劣天氣期間路政管理部門需要加大巡查力度、加強(qiáng)重點(diǎn)路段巡查，但是無人機(jī)在雨雪、大風(fēng)等惡劣天氣下基本無法使用，有一定的局限性。此外，在高速路面上使用無人機(jī)時(shí)，一般情況下都是在應(yīng)急車道內(nèi)進(jìn)行升降工作，存在一定安全隱患。由于無人機(jī)操作人員需要全神貫注的操作無人機(jī)，往往很難注意到自身安全。此外，無人機(jī)在起飛降落階段，容易受到過往大型車輛影響，存在損毀風(fēng)險(xiǎn)，也對路面交通安全造成隱患。

無人機(jī)在飛行過程中還應(yīng)避開高壓電線等設(shè)施

由于高壓線周圍電磁場強(qiáng)度較大，會(huì)對無線遙控信號(hào)有影響，可能導(dǎo)致飛機(jī)失靈發(fā)生墜毀事故。

針對存在的問題，支隊(duì)通過大量的實(shí)踐，研究制定了《安徽省高速公路路政支隊(duì)路政管理用無人機(jī)操作規(guī)程（試行）》，規(guī)范無人機(jī)的管理使用、不同環(huán)境下的操作方法、飛行參數(shù)等，保障了飛行安全。