无人机在公路应急指挥中的应用与选型

张海涛 张戎 顾传焱

摘 要：根据公路突发事件的特点，论述无人机的技术优势，将无人机和公路应急指挥实际工作相结合，并针对公路应急指挥的需求进行无人机选型分析，得出结论，为提高公路应急指挥能力提供保障。

关键词：无人机；公路；应急指挥；选型

1 无人机与公路应急指挥

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制裝置操纵的无人驾驶飞行器，随着无人机技术和产品的快速发展，近年来在军用领域和民用领域都得到了广泛的应用。无人机技术先进，具有机动灵活、视野全面等特点，能直观、准确地反映事件现场及处置过程。公路突发事件是指由突发事件引发的造成或者可能造成公路出现中断、阻塞、重大人员伤亡、大量人员需要疏散、重大财产损失、生态环境破坏和严重社会危害的紧急事件，主要包括自然灾害、公路交通运输生产事故、公共卫生事件和社会安全事件。

本文提出将无人机技术与公路突发事件应急处置相结合，旨在为路网应急管理提供一种全新的技术手段和解决方案，加强公路交通突发事件的应急管理工作，提高突发事件预防和应对能力，及时恢复公路交通正常运行，保障公路畅通，满足有效应对公路交通突发事件的需要，保障经济社会正常运行。

2 公路应急指挥需求分析

无人机在公路交通突发事件的应急处置中的定位是一种快速空中监控工具，能实现“飞得快、看得清、传得到”的目标。“飞得快”指无人机应能通过系统的优化设计，实现快速出动、放飞、返程、收队的全过程，从而节省宝贵的时间资源，提高应急响应速度和事件处置完成速度。“看得清”指无人机应为公路管理部门提供了一双明亮的“眼睛”，通过高清数字成像和实时传输技术获取事件现场的动态画面和位置信息，为管理者提供广阔的空中视角，以便实时掌握事件现场的宏观态势，为处置方案的科学决策提供支撑。“传得到”指无人机应能通过搭载空中喊话装置，实现事件现场的语音指令传达到现场，包括现场端喊话和后台喊话。通过对事件现场的管理人员、涉事人员和围观群众发布明确指令，有利于稳定人员情绪，提高疏散效率，避免出现恶性事件发生。

根据以上分析，对无人机的性能和功能需求具体体现在如下方面：操作迅速，要求无人机便携性好，收纳装配方便，操控简易，起降灵活，飞行速度快，可达60km/h以上；高清图传，既能实时传输又可本地存储，实时传输时支持清晰度在720P及以上，本地存储时支持清晰度在1080P及以上；不间断图传，能够通过两架或以上无人机的交替起落，实现连续不间断的空中实时视频传输；四级可视，事件现场、区县级路网分中心、市级路网中心、省级路网中心这四个地点能够同步看到实时回传图像，传输稳定可靠；空中喊话，能够通过现场的处置人员和后台的指挥中心两种喊话方式，实现从空中向现场人员发布语音指令；续航时间久，正常天气条件下无人机单架次能够持续工作时间至少30分钟；安全可靠，具备一键返航、低电返航等安全保护功能；其他功能，支持随时悬停、定点环绕、目标追踪等智能化功能。

3 无人机分类

3.1 固定翼型

固定翼无人机的机翼固定不变，靠流过机翼的风提供升力，装备涡喷或者涡喷发动机，通过投掷、轨道发射等方式升空。依赖其强大的发动机，固定翼无人机飞行速度快，续航时间长，载重量大，适合远距离连续工作以及出现紧急事件时快速到达现场。但其操作复杂，起飞和降落需满足特定要求，且只可盘旋不能悬停。

3.2 直升机型

直升机型无人机依靠主旋翼提供升力。如果只有一个主旋翼的话，还必须要有一个小的尾翼抵消主旋翼产生的自旋力。直升机型无人机具备非常优秀的机动性能，可以垂直起降和悬停，适应更加复杂苛刻的飞行环境。大型直升机型无人机的载荷可以达到40公斤，续航能力可高达6小时，是针对专业航拍任务的最优解决方案。但其结构复杂，价格较高。

3.3 多旋翼型

多旋翼型无人机由多组动力系统组成的飞行平台，常见的有四旋翼、六旋翼、八旋翼。机械结构简单，动力系统只需要电机直接连接涡桨即可。它采用垂直起降方式，适应各种环境，并可实现空中悬停，机动灵活，操控简单，可靠性高。目前最大载重量可以达到30公斤，从而可以通过增加或改变不同的任务模块来执行不同的任务。比如，通过吊篮携带补给物资，通过安装扩音器实现对现场指挥和管制等多种现场任务。随着电池能量密度的提升、材料的轻型化和机载设备的小型化，多旋翼的优势将进一步凸显。

4 无人机选型

根据对无人机种类分析，针对公路应急处置业务推荐采用多旋翼或直升机（电动）两种类型。固定翼由于对起落空间要求高、不能悬停、不方便搭载云台和喊话等因素，不推荐在应急处置业务中使用。多旋翼无人机具有面向个人娱乐的消费级和面向行业应用的工业级这两类级别的机型，前者以大疆、零度、亿航等厂家为代表，价格较低，普遍在2万以内，但采用的元器件、部件材質和抗干扰能力相对较弱，飞行故障率相对较高；后者以大疆（M100以上）、易瓦特、北方天途、钟山苑、数字鹰等厂家为代表，体积更大，抗风等级、续航时间、使用耐久度更优，但价格较高，从10万～50万不等，公路管理部门可根据实际需要和资金条件进行灵活的组合搭配。

5 结语

本文提出了使用无人机在公路应急指挥方面的技术研究和应用，分析了无人机各机型的性能与优势，为公路应急指挥中无人机的选型提供了参考。无人机的使用为公路路网管理和应急抢险工作提供高效的空中支持，市路网指挥中心可根据无人机获取的高清现场实时画面，发布科学、权威的指挥调度指令及处置决策，可以有效减少公路巡查监管的盲点，使应急处置工作更科学、更规范，全面提升公路突发事件的应急指挥、调度处置能力和信息化智能化水平，最大程度地预防和减少公路突发事件及其造成的损害，推进我省普通干线公路管理工作的现代化进程。

参考文献：

[1] 朱黎明，党彰，刘锦东.浅谈无人机在突发性公共事件中的应用及启示[J].中国应急管理，2009（7）.

[2] 周伟，宋军，成旭.无人机在海事监管救助中的应用与选型[J].水运管理，2012，34（4）.