無人機(jī)在高速公路交通應(yīng)急指揮中的應(yīng)用研究

文｜支野 王楊謹(jǐn) 田勇

近年來，隨著無人駕駛航空器（以下簡稱無人機(jī)）行業(yè)的快速發(fā)展，無人機(jī)在交管領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛。2020年公安部《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)警用航空工作的意見》中提出要加強(qiáng)警用無人機(jī)應(yīng)用，提高協(xié)同能力。對此，公安部交通管理局高度重視，《公安交通管理科技發(fā)展規(guī)劃（2021-2023年）》中多處提到要加強(qiáng)推廣無人機(jī)智能化應(yīng)用。各地交管部門也積極開展了無人機(jī)應(yīng)用探索，目前主要在交通事故處理、路面巡邏、警示宣傳等方面應(yīng)用較多。但是面向高速公路交通應(yīng)急監(jiān)測指揮場景，各地多憑主觀判斷開展無人機(jī)調(diào)度作業(yè)，過分依賴飛手能力開展現(xiàn)場監(jiān)測，缺乏科學(xué)、統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、操作規(guī)程，存在“不會用、不想用、不敢用”等問題。本文結(jié)合《高速公路交通應(yīng)急管理程序規(guī)定》內(nèi)容，介紹無人機(jī)在高速公路交通應(yīng)急指揮場景中的啟用條件、監(jiān)測任務(wù)內(nèi)容，并提出無人機(jī)選型建議等，以供各地公安交管部門參考借鑒。

一、無人機(jī)啟用條件

當(dāng)高速公路發(fā)生道路交通應(yīng)急事件后，出現(xiàn)以下情況時(shí)，宜啟用無人機(jī)輔助開展高速公路交通應(yīng)急調(diào)度監(jiān)測任務(wù)：1.事件發(fā)生現(xiàn)場無監(jiān)控探頭或監(jiān)控探頭損壞造成現(xiàn)場畫面無法查看，需要無人機(jī)提供現(xiàn)場畫面直播或回放等；2.由于自然災(zāi)害、地形復(fù)雜、交通阻塞等因素導(dǎo)致處置民警無法及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場，需要無人機(jī)第一時(shí)間抵達(dá)現(xiàn)場，采集現(xiàn)場基本情況；3.道路交通應(yīng)急事件發(fā)生后，現(xiàn)場有?；?、易燃易爆等物質(zhì)，事故車輛爆炸燃燒造成二次傷害等惡劣環(huán)境，民警無法進(jìn)入現(xiàn)場處置救援，需要無人機(jī)掌握現(xiàn)場實(shí)況，研判傷害程度等情況；4.道路交通應(yīng)急事件發(fā)生后，報(bào)警人對現(xiàn)場地理位置、車輛停放位置、應(yīng)急事件描述不清，需要無人機(jī)搜索現(xiàn)場位置、定位現(xiàn)場車輛、確定應(yīng)急事件響應(yīng)等級等。

二、無人機(jī)監(jiān)測任務(wù)內(nèi)容

當(dāng)高速公路發(fā)生道路交通應(yīng)急事件后，交管部門決定派出無人機(jī)開展監(jiān)測任務(wù)時(shí)，無人機(jī)可輔助做好以下五方面內(nèi)容：1.利用無人機(jī)可以監(jiān)測應(yīng)急事件影響范圍（道路影響的起止點(diǎn)），根據(jù)道路交通中斷造成車輛滯留的影響范圍和嚴(yán)重程度，輔助判定高速公路交通應(yīng)急響應(yīng)等級、劃定警戒區(qū)范圍等；2.利用無人機(jī)音視頻傳輸系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測現(xiàn)場車輛、人員、道路情況以及道路交通應(yīng)急事件上下游道路交通態(tài)勢、周邊地理環(huán)境等情況，輔助交管部門對事件的處置時(shí)間和可能造成的影響及時(shí)作出研判；3.利用無人機(jī)靈活機(jī)動等特點(diǎn)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測應(yīng)急車道通行情況，通過喊話器、爆閃燈等載荷輔助引導(dǎo)醫(yī)療、施救等車輛、人員順利出入事故現(xiàn)場；4.利用無人機(jī)可采集現(xiàn)場信息，包括但不限于道路交通應(yīng)急事件發(fā)生地點(diǎn)、道路交通狀況、事件造成損失及危害、判定的響應(yīng)級別等信息，并按要求及時(shí)將信息上傳至相關(guān)應(yīng)急指揮或道路交通態(tài)勢監(jiān)測服務(wù)平臺；5.無人機(jī)可輔助交警提醒事件發(fā)生地來往車輛減速、變更車道；夜間，無人機(jī)可通過照明裝置、爆閃燈等設(shè)備在來車方向1000米以外，對交通進(jìn)行疏導(dǎo)分流。

三、關(guān)于無人機(jī)選型的建議

無人機(jī)一般可分為固定翼、直升機(jī)、多旋翼和其他（含傘翼、撲翼、傾轉(zhuǎn)旋翼、混合構(gòu)型等）。根據(jù)高速公路發(fā)生道路交通應(yīng)急事件特點(diǎn)，建議無人機(jī)選型上應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面：

一是無人機(jī)系統(tǒng)功能。應(yīng)配備懸停功能，能進(jìn)行前進(jìn)后退、左右轉(zhuǎn)向、上升下降和懸停運(yùn)動且具備前后、左右、上下障礙物感知避障功能；應(yīng)具備衛(wèi)星定位和導(dǎo)航功能，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)起降及飛行軌跡跟蹤；應(yīng)具備根據(jù)電池余量和失聯(lián)后自動返航功能，具備IP45以上防護(hù)等級；應(yīng)裝載顯示工作狀態(tài)、飛行姿態(tài)、輪廓范圍的飛行指示燈，定位跟蹤器和飛行記錄儀；支持動力系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、電池、圖傳鏈路等冗余備份；最大續(xù)航時(shí)間應(yīng)滿足GA/T1411.1-2017中5.3.5要求，最大飛行半徑應(yīng)不小于15公里。

二是通信鏈路要求。應(yīng)具備遠(yuǎn)距離、低延時(shí)、強(qiáng)抗干擾的數(shù)字圖傳功能；采用自有無線電通信網(wǎng)絡(luò)，圖傳距離應(yīng)不小于10公里，可通過擴(kuò)展4G/5G無線通信模塊，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境長距離圖傳；支持控制站與飛控低延時(shí)指令傳輸。

三是任務(wù)載荷要求。無人機(jī)任務(wù)載荷應(yīng)至少包括相機(jī)任務(wù)載荷、喊話器任務(wù)載荷、照明裝置載荷和紅藍(lán)爆閃燈任務(wù)載荷。其中，相機(jī)任務(wù)載荷應(yīng)至少滿足以下要求：支持拍攝圖像和視頻，并能通過控制站配置相機(jī)參數(shù)及控制拍攝；應(yīng)具備廣角、變焦、夜視拍攝功能，拍攝圖像分辨率應(yīng)不低于1080P，拍攝視頻分辨率應(yīng)不低于720P，視頻幀率不低于每秒25幀；支持在視頻圖像上疊加時(shí)間、地點(diǎn)及飛行姿態(tài)信息；支持視頻圖像存儲功能，存儲容量不小于64GB。喊話器任務(wù)載荷應(yīng)至少滿足以下要求：最遠(yuǎn)揚(yáng)聲距離不低于200米，支持實(shí)時(shí)喊話、文字轉(zhuǎn)語音、錄音循環(huán)和音頻文件播放等多種廣播模式；支持強(qiáng)聲驅(qū)散模式，用于群體性事件強(qiáng)聲驅(qū)逐。照明裝置任務(wù)載荷應(yīng)至少滿足以下要求：滿足夜間作業(yè)需求，支持跟隨相機(jī)變焦及轉(zhuǎn)動相機(jī)方向光束隨至；具備強(qiáng)光爆閃模式，支持聚光和泛光，可鎖定捕捉移動物體，持續(xù)照射跟蹤；照明亮度不應(yīng)低于兩萬流明，最遠(yuǎn)照射距離不低于200米。紅藍(lán)爆閃燈應(yīng)符合以下要求：工作時(shí)間大于24小時(shí)，閃爍方式支持紅藍(lán)交替閃爍、頻閃、快閃、慢閃、爆閃等多種方式，可視距離大于500米。

目前，無人機(jī)在輔助開展高速公路交通應(yīng)急調(diào)度監(jiān)測任務(wù)中還面臨諸多挑戰(zhàn)和瓶頸問題，包括圖傳距離不足、易受環(huán)境影響等技術(shù)因素，同時(shí)還有空域?qū)徟贫ú幻鞔_、飛行人員和無人機(jī)維護(hù)人員短缺等非技術(shù)因素影響。但隨著無人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及公安應(yīng)急指揮模式從平面指揮向空地立體化指揮轉(zhuǎn)變的大勢趨，將大大提升交通應(yīng)急指揮、處置效率，進(jìn)一步提升交通應(yīng)急監(jiān)測指揮管理數(shù)字化和智能化水平。