無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在網(wǎng)格化綜合管理平臺(tái)中的應(yīng)用

許茆堂

摘要：無(wú)人機(jī)指揮調(diào)度系統(tǒng)引入網(wǎng)格化綜合管理平臺(tái)系統(tǒng)徹底解決了城市管理過(guò)程中過(guò)分依賴于人工巡查與信息上報(bào)導(dǎo)致的治理效率瓶頸的問(wèn)題。城市治理無(wú)人機(jī)指揮調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)全自動(dòng)化控制飛行、分布式部署無(wú)人機(jī)、規(guī)劃預(yù)設(shè)作業(yè)路徑、定時(shí)自動(dòng)作業(yè)任務(wù)、遠(yuǎn)程應(yīng)急監(jiān)控指揮等功能，讓搭載不同作業(yè)設(shè)備的無(wú)人機(jī)進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，大大提升了巡查監(jiān)控效率；填補(bǔ)了網(wǎng)格化綜合管理平臺(tái)在城市管理當(dāng)中人力、物力、效率需求的巨大短板。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；指揮調(diào)度系統(tǒng)；網(wǎng)格化綜合管理平臺(tái)；城市管理；應(yīng)用場(chǎng)景

網(wǎng)格化綜合管理平臺(tái)里嵌入無(wú)人機(jī)指揮調(diào)度系統(tǒng)，對(duì)城區(qū)一些重要建筑、物件等信息的收集、定位、監(jiān)控后，逐步進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)完善，最終就會(huì)發(fā)展到高級(jí)階段一智慧城市階段。以無(wú)人機(jī)作為載體，從空間三維數(shù)據(jù)采集出發(fā)，正在為走向智慧城市的建設(shè)做出巨大努力。

無(wú)人機(jī)指揮調(diào)度系統(tǒng)的成熟應(yīng)用，根據(jù)各種應(yīng)用場(chǎng)景，將它嵌入各種應(yīng)用平臺(tái)，代替人工完成特定工作已經(jīng)是目前的發(fā)展趨勢(shì)，不能因?yàn)闊o(wú)人機(jī)存在的一些安全隱患就阻礙科技的發(fā)展與進(jìn)步。筆者主要是通過(guò)日常無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際，對(duì)無(wú)人機(jī)在城市管理中解決實(shí)際問(wèn)題以及廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景作了簡(jiǎn)要敘述，不到之處請(qǐng)多多指正。

1無(wú)人機(jī)指揮調(diào)度系統(tǒng)

1）無(wú)人機(jī)大屏監(jiān)控系統(tǒng)

大屏幕視頻監(jiān)控系統(tǒng)為整個(gè)指揮系統(tǒng)提供豐富的、多元化的、高分辨率的圖像信息，系統(tǒng)提供多路視頻圖像的實(shí)時(shí)接人，可以讓指揮人員清晰、直觀地觀察到各個(gè)無(wú)人機(jī)的監(jiān)控圖像，以利于指揮。

2）高速LTE網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)&專屬鑒權(quán)安全系統(tǒng)

LTE無(wú)線通訊，通過(guò)高速LTE傳輸網(wǎng)絡(luò)接收無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)回傳的視頻信息，使得網(wǎng)格巡查作業(yè)人員能夠不受距離限制實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)格內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)情況。

3）專屬網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)安全系統(tǒng)

一對(duì)一權(quán)限匹配，操控終端與無(wú)人機(jī)進(jìn)行一對(duì)一權(quán)限匹配；一對(duì)多權(quán)限匹配，網(wǎng)格服務(wù)站工作人員可進(jìn)行一機(jī)多控權(quán)限匹配。

4）GPS監(jiān)控系統(tǒng)與自主作業(yè)規(guī)劃系統(tǒng)

GPS監(jiān)控，指揮中心可在大屏幕監(jiān)控系統(tǒng)、坐席監(jiān)督平臺(tái)實(shí)時(shí)觀察上線作業(yè)無(wú)人機(jī)的預(yù)設(shè)航線、當(dāng)前飛行狀態(tài)、當(dāng)前響應(yīng)動(dòng)作以及實(shí)時(shí)回傳視頻等信息。

5）無(wú)人機(jī)自主作業(yè)任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng)

可在坐席進(jìn)行無(wú)人機(jī)自主作業(yè)任務(wù)規(guī)劃，包括可設(shè)定定期執(zhí)行任務(wù)、對(duì)全轄區(qū)內(nèi)的待命無(wú)人機(jī)進(jìn)行集群任務(wù)規(guī)劃等，也可單獨(dú)調(diào)用事故地點(diǎn)最近的無(wú)人機(jī)前往查勘、作業(yè)等。2無(wú)人機(jī)指揮調(diào)度系統(tǒng)在城市管理中廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景

2.1公安領(lǐng)域

1）公共事件監(jiān)測(cè)

城市實(shí)行網(wǎng)格化管理過(guò)程中，由于管轄面積過(guò)大，對(duì)涉安違章建筑、山區(qū)的防火等往往難以掌控，牽扯較大精力。此時(shí)利用無(wú)人機(jī)對(duì)轄區(qū)開(kāi)展涉安違章建筑航拍執(zhí)法，山區(qū)建筑進(jìn)行巡查和拍照，確定是否存在問(wèn)題已成為常態(tài)化行政行為。

2）日常巡邏

無(wú)人機(jī)日常巡查的基本數(shù)據(jù)保存形態(tài)為視頻、音頻和圖片，數(shù)據(jù)量龐大且無(wú)序，需要專業(yè)的工作人員再將其歸類(lèi)、梳理，轉(zhuǎn)化成可以供領(lǐng)導(dǎo)層決策參考的數(shù)據(jù)和文字材料，建立從現(xiàn)場(chǎng)信息收集到領(lǐng)導(dǎo)決策無(wú)縫對(duì)接的工作流程體系。由專業(yè)人員負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)操作，信息的歸類(lèi)梳理則交由各科室負(fù)責(zé)，建立巡查信息報(bào)表，實(shí)行每周一報(bào)，為領(lǐng)導(dǎo)層實(shí)時(shí)提供參考信息。

3）高空喊話

進(jìn)行空中喊話，將指揮意圖及時(shí)傳達(dá)過(guò)去，并通過(guò)視頻與受害人對(duì)話。特別對(duì)于目前城市郊區(qū)的拆違工作，運(yùn)用無(wú)人機(jī)高空中喊話功能，可以有效地震懾頂風(fēng)作案。同時(shí)，指揮中心通過(guò)無(wú)人機(jī)直接監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)情況，合理安排工作人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處理，以緩解矛盾，將違建處置在初期萌芽狀態(tài)。

4）無(wú)線電偵測(cè)

R&S; ARDRONIS是一種能有效偵測(cè)和監(jiān)測(cè)無(wú)人機(jī)活動(dòng)并實(shí)現(xiàn)預(yù)警的可靠方法。它通過(guò)測(cè)定活躍遙控器和無(wú)人機(jī)的方向來(lái)確定操作者的方位。采用這種方法可以及時(shí)部署有效的反制措施，通過(guò)干擾無(wú)線電通信鏈路來(lái)反制和阻止無(wú)線電控制的無(wú)人機(jī)進(jìn)入限定區(qū)域。R&S; ARDRONIS的能力和關(guān)鍵功能包括分類(lèi)、地理定位和反制無(wú)線電控制的無(wú)人機(jī)帶來(lái)的威脅。

5）突發(fā)事件勘察

無(wú)人機(jī)還可以運(yùn)用到區(qū)域內(nèi)處理突發(fā)性事件的過(guò)程中。對(duì)突發(fā)性事件的處理，例如城區(qū)交通肇事造成的交通擁堵，可以安排無(wú)人機(jī)迅速判明情況，合理安排警力進(jìn)行關(guān)鍵路段的交通疏導(dǎo)；還有突發(fā)的火災(zāi)等，無(wú)人機(jī)都可以安排最合理的交通路線，避免交通擁堵，以便提供綠色的消防安全通道。

2.2環(huán)保領(lǐng)域

1）廢氣排放偵測(cè)

無(wú)人機(jī)可以對(duì)環(huán)境煙氣污染事件進(jìn)行定位、監(jiān)測(cè)，給地面工作人員提供可靠的信息數(shù)據(jù)以便及時(shí)處理。相比較老式的監(jiān)測(cè)設(shè)備，無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)大大提高了效率和范圍，等于給環(huán)保工作人員安上了千里眼，隨時(shí)可進(jìn)行煙氣排污溯源，定量分析數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行污染源排放追責(zé)認(rèn)定。

2）污水排放偵測(cè)

對(duì)于污水排放偵測(cè)，只要合理設(shè)置無(wú)人機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地進(jìn)行隨機(jī)起飛檢查，通過(guò)高空檢查，還可以對(duì)不方便查看、視野范圍無(wú)法觸及的地方進(jìn)行全面近距離的觀察，幫助掌握真實(shí)情況，提高執(zhí)法效率。通過(guò)掌上屏幕可以清楚看到無(wú)人機(jī)傳輸回來(lái)的實(shí)時(shí)情況，掌握企業(yè)廢水向河道流入全過(guò)程，證據(jù)確鑿，絲毫不給企業(yè)“做手腳”的機(jī)會(huì)，并根據(jù)污染物超標(biāo)情況對(duì)相關(guān)企業(yè)進(jìn)行相應(yīng)處罰。

3）固體垃圾偵測(cè)

無(wú)人機(jī)，用于發(fā)現(xiàn)特殊地段的固體垃圾，工業(yè)廢物等，可以監(jiān)控整個(gè)傾倒過(guò)程并取證。對(duì)于新出現(xiàn)的固體垃圾污染源，可以通過(guò)高空監(jiān)測(cè)附近車(chē)輛的運(yùn)輸軌跡，找到運(yùn)輸源頭。特別是城市郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，偷倒固體垃圾的現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，跟蹤、取證、溯源到最終制止并處理，無(wú)人機(jī)有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。

4）河道污染巡查

河道污染巡查，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效管理，成為當(dāng)前“治水”工作亟須解決的重大課題。無(wú)人機(jī)高空作業(yè)，可以設(shè)置固定監(jiān)測(cè)路線，每天安排無(wú)人機(jī)進(jìn)行飛行檢查，有利于解決治水監(jiān)管“最后一公里”問(wèn)題。每天安排無(wú)人機(jī)定時(shí)巡航，能快捷有效地監(jiān)控到河道保潔現(xiàn)狀情況，并對(duì)每天采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，找出河道污染源，幫助河道治污找出科學(xué)的治理方案。

2.3國(guó)土資源

1）地理信息掃描

利用無(wú)人機(jī)建立地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，該地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有無(wú)人機(jī)作業(yè)飛行區(qū)域的地理信息，通過(guò)地面站控制系統(tǒng)跟蹤無(wú)人機(jī)的飛行區(qū)域及航跡，并控制實(shí)景采集模塊的實(shí)景采集方向與范圍，使實(shí)景采集模塊實(shí)時(shí)獲取地面目標(biāo)區(qū)域的實(shí)景圖像，并通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送到地面站控制系統(tǒng)中。此外，無(wú)人機(jī)在向地面站控制系統(tǒng)發(fā)送實(shí)景圖像時(shí)，同時(shí)發(fā)送實(shí)景采集模塊采集實(shí)景圖像時(shí)的三維地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，地面站控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收實(shí)景圖像、所述實(shí)景采集模塊的信息以及所述實(shí)景采集模塊的三維地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并發(fā)送到定位軟件。

2）國(guó)土勘察

無(wú)人機(jī)應(yīng)用于國(guó)土資源勘察可實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源調(diào)查、國(guó)家海洋局和國(guó)家測(cè)繪局實(shí)現(xiàn)調(diào)查、地表水及淺層地下水資源探查、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警、自然災(zāi)害和生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)、典型城市調(diào)查、重點(diǎn)工程選址選線、土地資源監(jiān)測(cè)調(diào)查工程、礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)工程等國(guó)土資源勘測(cè)應(yīng)用的規(guī)劃、管理、保護(hù)與合理利用。無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還可以為國(guó)土資源執(zhí)法監(jiān)測(cè)提供服務(wù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和依法查處被監(jiān)測(cè)區(qū)域的國(guó)土資源違法行為，利用科技手段實(shí)現(xiàn)國(guó)土資源動(dòng)態(tài)巡查監(jiān)管。

2.4搶險(xiǎn)救災(zāi)

1）災(zāi)情勘察

在災(zāi)情勘察時(shí)，無(wú)人機(jī)可克服因交通、地理、環(huán)境、人員無(wú)法到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)等不利因素，快速進(jìn)入出險(xiǎn)空域，利用機(jī)上所載裝備，及時(shí)傳遞現(xiàn)場(chǎng)影像等信息。為搶險(xiǎn)救援提供準(zhǔn)確的信息和決策依據(jù)，可最大限度地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，保證信息采集人員的人身安全。

2）緊急通信支援

對(duì)于一些無(wú)通訊信號(hào)的盲區(qū)，應(yīng)急通訊就顯得非常重要，無(wú)人機(jī)可以作為載體提供通訊信號(hào)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通訊保障。在有線通信網(wǎng)絡(luò)被破壞的情況下，利用無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，可以迅速建立起新的通信系統(tǒng)，以最快的速度恢復(fù)通訊聯(lián)系，保障特殊地段通訊無(wú)盲區(qū)。

3）城市消防急救

消防任務(wù)期間，無(wú)人機(jī)能夠?qū)崟r(shí)傳輸火場(chǎng)圖像，將火場(chǎng)地形情況和明火發(fā)展情況以及撲火隊(duì)伍開(kāi)展撲救情況實(shí)況呈現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)指揮員面前，為指揮員科學(xué)決策提供了可靠的第一手信息。明火撲滅后，無(wú)人機(jī)還可以在第一時(shí)間巡察火場(chǎng)，防止死灰復(fù)燃。

4）景區(qū)急救

在人們的出行中，無(wú)人機(jī)除了能滿足人們看美景、拍美景的需求外，還有很多重要作用。自駕游時(shí)，無(wú)人機(jī)可提前沿途巡視地形、堵車(chē)、突發(fā)事件等，并且能夠在突發(fā)事件中可以傳遞訊號(hào)、報(bào)警等作為通訊基站使用。在森林景區(qū)，無(wú)人機(jī)將在預(yù)防火災(zāi)、景區(qū)管理中起到重要作用。

2.5交通巡查

1）日常交警巡查

無(wú)人機(jī)巡查執(zhí)勤主要用于規(guī)劃固定路段，通過(guò)無(wú)人機(jī)抓拍巡視路面交通擁堵及交通違法行為，主要設(shè)置在高速容易擁堵的路段，與高速交警總隊(duì)指揮中心互動(dòng)，提供及時(shí)、準(zhǔn)確的交通出行信息。

2）擁堵路段管理

對(duì)于容易發(fā)生擁堵的路段管理顯得尤為重要，交通疏導(dǎo)人員可以借助無(wú)人機(jī)指揮擁堵的車(chē)輛有序地通行，當(dāng)無(wú)人機(jī)發(fā)現(xiàn)堵點(diǎn)時(shí)，交通疏導(dǎo)人員可以按照車(chē)輛牌照號(hào)指揮車(chē)輛有序通行，同時(shí)可將路況實(shí)時(shí)畫(huà)面?zhèn)鬏數(shù)街笓]中心監(jiān)控平臺(tái)。

2.6林業(yè)安全

1）森林巡查

森林覆蓋率高，森林防火壓力較大，日常森林防火巡查依托森林養(yǎng)護(hù)隊(duì)，不僅人員多，且效率低，每完成一次巡山工作，都要2-3天。而用無(wú)人機(jī)實(shí)施森林防火巡查，一個(gè)架次20分鐘巡查即可完成，通過(guò)實(shí)時(shí)圖傳系統(tǒng)判明整個(gè)森林情況。

2）緊急救援

無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，視野廣闊?？蛇h(yuǎn)觀、可近察，可快速搜索整個(gè)災(zāi)區(qū)，也可仔細(xì)搜尋特定區(qū)域。無(wú)人機(jī)的應(yīng)用大大提高了搶險(xiǎn)效率。接到出勤任務(wù)后，無(wú)人機(jī)快速啟動(dòng)，進(jìn)行險(xiǎn)情觀測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)巡查，將現(xiàn)場(chǎng)情況通過(guò)圖像數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)反饋給指揮人員，為防汛指揮決策提供準(zhǔn)確依據(jù)。同時(shí)，無(wú)人機(jī)對(duì)險(xiǎn)情現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行反復(fù)搜索，發(fā)現(xiàn)受災(zāi)人員后，協(xié)同救援人員實(shí)施營(yíng)救，確保受災(zāi)人員安全。

除此以外，還有在電力巡線、旅游景區(qū)、水利勘測(cè)、河道巡檢等多領(lǐng)域的使用，是一項(xiàng)在城市管理中逐漸普及的應(yīng)用。

在無(wú)人機(jī)不斷的探索和應(yīng)用中，也發(fā)現(xiàn)其存在如下幾點(diǎn)問(wèn)題，并逐步在以后的工作中予以解決完善。

一是建立科學(xué)完善的調(diào)配使用機(jī)制。無(wú)人機(jī)不同于玩具，屬于航空模型，飛行帶有較強(qiáng)的專業(yè)性和危險(xiǎn)性，稍有不慎，輕則摔機(jī)，重則傷人。必須統(tǒng)一管理無(wú)人機(jī)公務(wù)運(yùn)用，需要使用無(wú)人機(jī)的科室，提前一天將飛行計(jì)劃上報(bào)辦公室，由辦公室統(tǒng)一調(diào)配飛行計(jì)劃，整合飛行任務(wù)，專人負(fù)責(zé)飛行操作，最大限度確保飛行安全及裝備安全。

二是解決巡查信息和決策系統(tǒng)融合問(wèn)題。無(wú)人機(jī)日常巡查的基本數(shù)據(jù)保存形態(tài)為視頻、音頻和圖片，數(shù)據(jù)量龐大且無(wú)序，需要專業(yè)的工作人員再將其歸類(lèi)、梳理，轉(zhuǎn)化成可以供領(lǐng)導(dǎo)層決策參考的數(shù)據(jù)和文字材料，建立從現(xiàn)場(chǎng)信息收集到領(lǐng)導(dǎo)決策無(wú)縫對(duì)接的工作流程體系。

三是提升無(wú)人機(jī)應(yīng)用的廣度與深度。目前無(wú)人機(jī)在各巡查領(lǐng)域的運(yùn)用還處在探索適用階段，許多具體的巡查內(nèi)容還尚需明確和延伸，須早梳理其在具體領(lǐng)域中的巡查內(nèi)容，如在安全生產(chǎn)巡查中明確大型廠房消防結(jié)構(gòu)巡查、危化品巡查等具體的操作內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)，為日后的常態(tài)化巡查明確基本方向。