淺析基于消費級無人機現(xiàn)有技術增效助力高速公路養(yǎng)護管理

于志強

摘 要：人工智能、物聯(lián)網、大數據等信息技術的快速發(fā)展促進了無人機井噴式應用，本文通過介紹目前高速養(yǎng)護管理工作中的實際困難，及其他行業(yè)領域無人機應用所解決的實際問題，提出基于無人機現(xiàn)有功能在高速公路養(yǎng)護管理中的深度應用范圍及操作提示，助力高速公路養(yǎng)護管理。

關鍵詞：無人機 高速公路 深度應用

一、高速養(yǎng)護管理現(xiàn)狀

高速公路屬于準公共產品，即承擔著民生責任，又有經營屬性。經濟效益、社會效益都要抓。而重大基礎設施前期高投入，回報周期漫長，運營費用巨大。運營主體承擔著高額的運營成本。

本文從高速公路日常養(yǎng)護巡查工作分析并提出利用無人機改變養(yǎng)護巡查方式的可行性建議，以提高早期發(fā)現(xiàn)公路病害的能力，并降低養(yǎng)護成本。目前高速公路運營單位養(yǎng)護管理主要是依靠日常路面巡查和集中排查發(fā)現(xiàn)問題病害。但目前方式傳統(tǒng)、效率低下，效果不理想，高速公路巡查實成雞肋，亟需改善。

二、無人機在其它行業(yè)領域應用

（一）農業(yè)應用

植保和施肥對保障農作物健康生長至關重要。一直以來，噴灑作業(yè)依賴人工或大型噴灑機。人力噴灑過于低效，而大型噴灑機的使用費用高昂。目前在無人機上加裝可控噴藥系統(tǒng)，配合智能規(guī)劃作業(yè)系統(tǒng)和農業(yè)管理平臺，可實現(xiàn)作業(yè)規(guī)劃、飛行實時管理和工作統(tǒng)計。較人工噴灑效率提高了數十倍。[1]

（二）電力巡線

輸電線和鐵塔構成了現(xiàn)代電網，輸電線路跨越數千公里，交錯縱橫，電塔分布廣泛、架設高度高，使得電網系統(tǒng)的維護困難重重?，F(xiàn)在，先進的無人機技術讓電力巡線工作變得更簡單、高效， 巡線工作組到達作業(yè)地點后，即可輕松使用掛載高清相機的無人機開展空中巡檢工作。高清實時圖傳讓巡檢員在飛行中就能快速發(fā)現(xiàn)故障點。

（三）公路應用

目前有些科研機構、高校人員有無人機在橋梁檢測方面的應用，但也只是無人機拍攝后，利用電腦平臺進行后期圖像深度計算，通過計算識別橋梁病害。專業(yè)性較高，普通的公路巡查人員使用較為困難。

三、公路養(yǎng)護應用探索

高速公路日常養(yǎng)護檢查都包括路面和橋梁檢查，其中特殊路段高填方路堤巡查、挖方路塹巡查、汛期巡查、除雪防滑檢測及大型橋梁及立交區(qū)巡查難度大，且公路屬于帶狀目標，利用無人機巡查是可行的。[2]

（一）路面巡查

目前在對高填方路堤，深挖路塹，互通立交區(qū)巡查時，由于這種路段巡查難度大，巡查人員視線不能到達，查看不到邊坡有無病害，泄水槽、排水溝有無沖毀、堵塞。必須爬到邊坡坡頂，或者下到邊坡邊腳下查看，路段較長而且沒有道路且要跨過刺線，給巡查人員查看帶來不小的困難。在對互通立交區(qū)進行巡查時，立交區(qū)地型復雜包括填方、挖方路段多處，十余個匝道，只能徒步檢查。目前是發(fā)生水毀出現(xiàn)滑坡病害，事后采取措施?，F(xiàn)有無人機技術可輔助完成巡查任務，由于無人機續(xù)航能力暫不支持獨立遠距離巡邏，可利用現(xiàn)有無人機智能跟隨功能，將巡邏車做為智能跟隨車目標。飛行高度控制在20米至50米，拍攝全幅路面，以時速60km/h，進行巡檢拍攝。該功能非常適合特殊路段巡查，及時發(fā)現(xiàn)病害，該方法多用于汛期檢查，以及春季植被生長前進行。對長路段巡查時，特別是高填方路段發(fā)生小規(guī)模水毀后，綠化植被被沖走，邊坡坡土裸露呈現(xiàn)出與周邊色差。巡查人員將拍攝視頻上傳到電腦，可后期利用電腦圖像視頻處理功能，對視頻圖像進行曝光處理，通過軟件自動篩選出色差較大的圖像，色差較大為水毀地區(qū)，在飛行時無人機對全幅路面拍攝的同時拍攝到了公里牌及百米牌。巡查人員能通過電腦完成病害的識別及準確的定位。

（二）確定積水源頭

迅速判斷立交區(qū)積水源頭位置。由于地理條件復雜，建成后的立交區(qū)會發(fā)生多處積水現(xiàn)象，如某高速公路立交區(qū)，每到汛期遇強降雨該路段會發(fā)生多處積水，積水面積大、深，且屬于多方向流水。由于設計原因，排水能力不足，經常會在停雨之后積水得不到排除，給行車帶來極大的安全隱患。高速公路養(yǎng)護單位針對此路段加強監(jiān)管并及時采取限速措施，為解決該問題，當時工程師針對該路段徒步查看沿立交區(qū)所涉及的匝道，判斷洪水源頭，重新設計改造?；谶@種情況，可利用現(xiàn)有無人機飛到立交區(qū)上空可判斷積水源頭，可快解決查找洪水源頭，提高效率。

（三）制作三維圖像及建立監(jiān)管平臺

在對大型基礎設施建筑進行管理時，常會需要建筑圖像信息，但由于圖片為二維平面 ，不能夠全方位展現(xiàn)建筑更多的細節(jié)，給后期養(yǎng)護管理帶來一定的難度。利無人機現(xiàn)有技術可以對大型橋梁、立交區(qū)，基礎設施進行全景拍照，利用電腦軟件制作生成三維圖像，工程師可以在電腦前全方位觀察了解建筑更多信息，實現(xiàn)基礎設施管理信息化。[3]

大型的集團形企業(yè)對于無人機的管理應有自己的系統(tǒng)平臺，目前，無人機可提供無人機司空管理，可管理轄區(qū)內多臺無人機飛行，遠程獲取無人機實時視頻與位置，增強團隊協(xié)作，同時可自動同步飛行記錄，提升作業(yè)效率，保障飛行合規(guī)管理設備與人員，降低運營成本，助力團隊快速擴張.掌握所有飛行數據，及實時飛行狀態(tài)。

四、結語

無人機的民用化已經10余年，但普及全民化使用只有近5年，得意于人工智能、物聯(lián)網、大數據等信息技術的快速發(fā)展，相信在不久的將來，通過融合新一代的信息技術，無人機既能夠在數據收集方面提升效率、創(chuàng)造更大的價值，也能在性能提升上獲得更多可能，為公路養(yǎng)護管理煥發(fā)新的生機。

參考文獻

[1]何建明.混凝土高橋墩裂縫的無人機檢測飛行策略與試驗研究[J].公路交通科技應用技術版，2018（01）：193—195.

[2]鄒露鵬.微型無人機在公路橋梁養(yǎng)護檢測工程中的應用[J].公路，2017（07）：173—175.

[3]彭瑤瑤.基于無人機的路橋病害檢測[D].中國科學院大學，2017（6）.