融合無人機(jī)的交通新產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

無人機(jī)因其機(jī)動(dòng)靈活、地理限制較少、可精準(zhǔn)遠(yuǎn)程控制、便于實(shí)現(xiàn)多機(jī)協(xié)作等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于交通執(zhí)法、地理測(cè)繪等方面。觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前研究大多集中在優(yōu)化無人機(jī)結(jié)構(gòu)，或提出新的無人機(jī)控制算法，致力于加強(qiáng)其在實(shí)時(shí)道路交通擁堵檢測(cè)和交通事件檢測(cè)等傳統(tǒng)交通安全管理方面的作用，而對(duì)推動(dòng)其在更豐富的交通場(chǎng)景進(jìn)行應(yīng)用拓展關(guān)注不足。本文在全面梳理近年來交通行業(yè)應(yīng)用無人機(jī)產(chǎn)品方面研究成果的基礎(chǔ)上，展望了其發(fā)展趨勢(shì)。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

國外學(xué)者對(duì)無人機(jī)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用開展了一系列研究，Robert Guirado[1]通過4G電信手段將無人機(jī)直接連接到互聯(lián)網(wǎng)，將無人機(jī)系統(tǒng)4G通信框架應(yīng)用于道路交通和線性基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測(cè)；Adarsh Kumar等[2]將無人機(jī)與交通監(jiān)控有效結(jié)合，提出一種新穎的基于軟件定義無人機(jī)網(wǎng)絡(luò)（SDDN）的碰撞道路交通監(jiān)控和管理避讓策略，增加了檢測(cè)覆蓋率，使得搜集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確完整。Liang Huang等[3]提出了一種結(jié)合注意機(jī)制改進(jìn)的YOLOv4網(wǎng)絡(luò)算法，用于自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)無人機(jī)圖像中的道路交通多元要素，能夠?qū)崿F(xiàn)道路交通多要素的自動(dòng)識(shí)別和檢測(cè)，為構(gòu)建基礎(chǔ)交通地理信息數(shù)據(jù)庫提供了新的解決方案。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

近年來，無人機(jī)以其速度快、成本低的特點(diǎn)，在物流領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。孟姍姍等[4]提出一種多卡車與無人機(jī)混合配送模式，以縮短卡車行駛距離，降低總成本。王小瑀等[5]在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)了用于感知背景類別的語義分割算法以及用于感知目標(biāo)類別的目標(biāo)檢測(cè)算法運(yùn)用在無人駕駛系統(tǒng)中。

2 無人機(jī)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

針對(duì)無人機(jī)在交通領(lǐng)域的路徑規(guī)劃、物流配送、交通執(zhí)法管理等方面的應(yīng)用，無人機(jī)在交通領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面。

2.1 無人機(jī)提升運(yùn)輸效率

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人口結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，我國的人口老齡化現(xiàn)象日益凸顯，勞動(dòng)資源匱乏，無人機(jī)與物流配送結(jié)合，可以減少人力、物力的占用，較大提高工作效率，緩解人口老齡化造成的勞動(dòng)力不足。

2.2 無人機(jī)提高交通管理質(zhì)量

交通安全問題一直是交通管理中的一大難題，無人機(jī)的智能巡航系統(tǒng)能運(yùn)用在公路管理以及水路航道的巡檢中，減少外在環(huán)境對(duì)信息獲取的影響，降低人的主觀因素判斷造成的誤差，提升交通管理質(zhì)量。

2.3 無人機(jī)緩解陸地交通壓力

無人機(jī)其運(yùn)行的航道與陸地交通不同，在運(yùn)用無人機(jī)進(jìn)行配送、巡檢、救援等工作時(shí)幾乎不占用陸地交通資源，有效減輕陸地交通的壓力，降低陸地交通的事故率。

3 無人機(jī)交通新產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)

3.1 驛站-無人機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)末端協(xié)同配送

結(jié)合國內(nèi)快遞寄取的習(xí)慣，可以采用驛站-無人機(jī)點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)同配送的方式節(jié)約寄取快遞的時(shí)間。由于驛站的社區(qū)化，其服務(wù)范圍非常明確，在驛站中配備專門用于配送的無人機(jī)，按照設(shè)計(jì)的配送最佳路線，依次完成派送任務(wù)后返回驛站，由無人機(jī)實(shí)現(xiàn)最末端的配送，并為客戶節(jié)約寄取貨物的時(shí)間。

3.2 載人無人機(jī)的緊急交通救援

在交通救援中，縮短救援時(shí)間可降低事故造成的損失。與救護(hù)車到達(dá)指定地點(diǎn)并返回救護(hù)地點(diǎn)的方式相比，運(yùn)用載人無人機(jī)[6]（圖1）進(jìn)行交通救援可以直接避免交通擁堵和崎嶇路況造成的時(shí)間浪費(fèi)，進(jìn)行最佳飛行路徑和最短時(shí)間的救援。

圖1 載人救護(hù)無人機(jī)模擬圖

3.3 運(yùn)用智能交通無人機(jī)進(jìn)行巡檢

無人機(jī)在交通勘測(cè)調(diào)查方面的用途日益凸顯，已經(jīng)在海巡與公路巡檢中得到認(rèn)可。交通巡檢無人機(jī)相對(duì)人力具有極大的優(yōu)勢(shì)，能夠避免人的主觀因素以及專業(yè)水平造成的數(shù)據(jù)誤差；能在提高工作效率的同時(shí)降低人力、物力成本。但是現(xiàn)有無人機(jī)巡檢智能化程度低、巡檢范圍小、信息傳輸慢，需要更加智能自動(dòng)化的交通巡檢無人機(jī)來進(jìn)行更高效的巡檢工作。

3.4 無人機(jī)輔助車載網(wǎng)絡(luò)，加速無人駕駛時(shí)代的到來

隨著汽車持有量增加，道路擁堵、交通事故等問題接踵而來。通過無人機(jī)輔助車載網(wǎng)絡(luò)，無人駕駛車輛可準(zhǔn)確而穩(wěn)定獲取實(shí)時(shí)視覺感知，較好的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)車車信息互通，減少交通擁堵，提升道路安全水平和通行能力。

4 總結(jié)

綜合而言，目前關(guān)于融合無人機(jī)的交通產(chǎn)品研究仍較為局限，無人機(jī)與交通產(chǎn)品的結(jié)合應(yīng)用發(fā)展空間巨大。本文提出了無人機(jī)與交通產(chǎn)品融合的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)，為拓展融合無人機(jī)的交通新產(chǎn)品研究提供方向和思路借鑒。