无人机技术在公共交通运输管理领域应用研究

夏昊

摘 要：近年来，在城市交通领域中各种新技术得到了广泛的应用，改善了城市交通运输管理的效率。无人机技术作为一种新技术，其在交通运输管理领域之中得到了快速的推广。因为无人机的独特特点，其对应改善交通运输管理有着相当积极的作用。在文中着重对无人机技术在公共交通运输管理领域之中的应用进行探讨，为改善公共交通运输管理提供借鉴。

关键词：无人机技术；公共交通运输；交通运输管理

近些年，以物联网、云计算、大数据和移动互联为代表的现代信息技术和互联网思维，对各个行业产生了革命性、颠覆式的影响。无人机在城市交通运输管理领域有着实际需求，它具有体型小、效率高、机动灵活、环境依赖性低、覆盖范围广等优点，可以进行三维立体巡逻、重点盯防移动监控，实现对指定区域的管控，确保交通运输管理工作有效开展，应对突发交通运输安全事件时，也可以及时实施紧急救援。

1 无人机参与交通运输管理的优势

居高临下——无人机可以鸟瞰地面车流实况，有利于交通运输部门大数据信息化掌握全局，通盘指挥和正确决策。无人机可以飞得更低，更接近肇事车辆和人员，观察得更加清楚。

范围广——目前，无人机的飞行半径最大可以达到20km，以地面站为中心可以有效覆盖周边地区，可以充分满足对交通运输管理工作需求。

留空长——无人机通过锂电池充电电源，可以满足在空中持续飞行时间长达70分钟以上，足够完成交通运输管理任务。

效率高——当遇到崎岖颠簸的地形时。无人机可以充分发挥优势作用，不因地理环境的影响，可以高效率进行监控采集，为交通运输管理工作提供第一手资料。

启动快——无人机安装快捷，通过地面站遥控器遥控指挥，准备时间不到5分钟，可以迅速升空执行任务。

风险低——无人机可以抵抗恶劣天气的影响，最大可以抗7级风力，在遭遇灾害天气时，可以充分发挥优势高效安全完成交通运输救灾任务。

信号图传——无人机通过无线电技术和4G图传系统，将空中第一视角实时同步的回传到地面站和指挥中心系统，也可通过电脑软件实时观看视频和图片，也可回看历史记录，支持高清视频传输。且随着5G技术的研发，无人机也已满足安装5G模块进行实时信号传输，使实时画面更清晰，图像更精细。

交通监测——可以利用无人机对某个地区进行适时航拍，以获取车流统计数据，从而分析交通状况，分析造成该路段交通拥堵的原因。经过一段时间的连续监测，从车流变化中摸索出的规律可以为交管部门进行交通的实时疏导提供依据。

以少替多——在参与交通运输管理中能够以少数量的无人机执行空地任务，代替多数执法人员和车辆完成同样的任务，有助于节省人力和降低勤务成本。

应急救援——在遇到地震、洪灾、暴雪等自然灾害时，地面交通运输面临瘫痪，有人驾驶飞机和直升机进入存在危险，无人机可以立即出动，深入现场观察实况，投入航拍，搜索人员、建立通信中继，空投急救药品抢救伤员。

机动灵活——在参与交通管理中，无人机能够飞行在各种道路和桥梁道路之上，甚至可以穿过隧道进行事故现场的勘查和取证，表现出特有的灵活性和机动性。

治超防范——在参与公共交通运输管理时，无人机能够对一些超限、超载车辆进行重点盯防，实时跟踪，通过监控视频技术抓取盯防车辆的车牌号，完成实时取证，并通过喊话器发出警告，可以冷静从容应对交通运输管理领域的违法违规行为。

2 无人机在交通运输管理领域应用

根据交通运输管理现状和国内智慧管理发展趋势，我们认为交通管理平台应由现有的地面监控变为空地结合监控；由固定监控变为固定与移动监控相结合；由点线监控发展为全覆盖监控；由传统管理模式转化為以无人机作为空中监控管理的搭载配套平台。近年来，由于航空产业的飞速发展和无人机技术成熟应用，无人机技术目前在交通领域方面的应用非常广泛，可以突破地域的局限性以及一些路面人为不可控的情况进行交通管理，并且高效便捷，效果显著。

2.1 无人机在交通工程建设领域中的应用

新建工程和改扩建工程，可以通过无人机从空中视角去监测施工现场作业人员的作业状况。因为新建工程在改扩建的时候是有围挡的，地面很多角度是看不到的，用无人机可以改变地面视角，方便监控管理。

检测施工的质量，特别是特大桥梁施工出现的混凝土蜂窝麻面、露筋甚至裂缝等问题。目前，由人工检测难度大、强度大、危险性大、效率低，而且容易遗漏，存在死角和盲区。利用无人机搭载光学变焦镜头的智能系统，能准确发现结构方面的问题，比传统的人工检测更具有检测安全、高效、成本低，极大的提高了施工的速度。

竣工验收辅助，应用BIM技术和智能交通信息平台无人机空中技术相结合，无人机地面软件三维建模技术跟BIM的模型做一个融合。BIM模型是前期规划和设计，根据设计进行施工到竣工后，应用无人机采集图像进行三维模型，以及加载激光点云去采集它的点云数据，然后做一个融合处理，我们可以很清晰地发现跟原有的设计符合程度和完成的基础数据，那么对竣工交付验收的时候也是一个辅助的支撑作用。

2.2 无人机在交通勘察设计领域中的应用

公路、涵道的建设，需跨越河流和特殊地段，常在荒郊野外施工、复杂地形进行设计勘察。目前，采用人力作业方式，既繁琐又费时、费力、成本高昂。如果采用无人机倾斜摄影 3 D测绘技术进行航测，通过空中视角采集地形地貌等资料回传分析，数据精准到厘米级，方便于复杂地形探测、下穿部位探测和立交桥建设的探测和建模。

2.3 无人机在桥梁检测建设领域中的应用

无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统在桥梁检测领域的应用具有显著的优势。桥梁检测难度大，特别是特殊结构的桥梁（斜拉索、悬索桥以及跨度大的高端桥、地理位置复杂险峻的桥梁）。当前，采用人力手段或者桥检车也不能有效的检测，比如高墩桥。桥检车的机械臂长度受限，解决不了高墩中央位置的检测问题，而且桥检车特别耗时，成本也非常高，效率也非常低，采用传统方式进行检测，既危险又耗时耗力。

目前，利用无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统采用搭载变焦镜头、红外探测镜头和实时高清图传技术进行桥检，更为快捷方便准确直观。通过无人机悬停功能，借助高精度导航系统和避障系统，针对检测对象的具体范围进行局部拍照和精确感应，将采集到的数据传到后台保存处理。对桥梁的裂缝、错位等隐患所在的位置以及危害程度，做准确的定性、定量评估，为桥梁检查提供一个科学精准的判断，有效地弥补传统桥梁检测所存在的不足。

2.4 无人机在交通应急处置领域中的应用

公路交通应急处置。针对道路突发事件等因素，引起道路拥堵等情况，无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统不受地形、天气、昼夜等情况影响的优势，响应快、看得清、传得准，全高清、全方位、无死角，确保第一时间掌握现场情况，保证实时高清影像数据获取，为指挥中心的调度决策提供可靠的依据。目前，道路虽有固定探头，但其覆盖面不足、存在盲区等问题，以无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统来巡查可以有效解决。

国省干线公路、县道、地方公路线路横穿城市，边远地区，所处地形复杂，以无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统进行高空侦察，加大反恐安保能力、交通线路巡检能力和恶劣气象信息的采集工作，确保交通工作的安全。

地方海事机构应急搜救。以无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统能够快速抵达事故现场，第一时间在目标区进行搜救和抛投救生物品，通过搭载的红外传感器进行全方位的搜索，避免人为的不确定性导致遗漏。对于巡查船无法到达的危险区域，无人机通过机载的影像设备，把现场的画面实时传回指挥所调度中心，为海事部门快速的布置救援任务提供信息保障，提高应急搜救的效率和成功率。

交通违法违章管理。针对道路上的限载、超高，水路上的非法侵占河道，非法采砂等等违法行为，以无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统利用高倍变焦功能的摄像头，4K高清视频进行拍摄的技术手段，极大地提高了查处工作效率。

2.5 无人机在交通運输日常巡检领域中的应用

采用以无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统实现长距离的巡航，覆盖半径达10公里以上，利用4G网络将道路、水路交通运输情况通过中转站实时传至后台电脑端、监控指挥中心处理，保证日常交通运输巡检更加高效、准确。

无人机可用于日常巡检中执行视频收集以及小空间航空拍摄等多种空拍任务，空中视频直播、航拍视频文件快速回传等。可根据实际需求定制化，配备不同飞行时间、距离的无人机，同时针对实际采集画面的要求，可配备高清变焦摄像机。

2.6 无人机在促进交通运输信息化管理领域中的应用

目前，我市交通建设如火如荼，公路、水路沿线面貌日新月异，交通线路的新建和整改，建筑物的拆除和新建，水路的管理和整治等不能及时更新到交通电子地图中。无人机作为空中监控管理的搭载配套平台的智能系统利用低空和倾斜摄影开发技术系统集成无人驾驶飞行器及GPS技术，属于高机动性，成本低的小型化专业化遥感系统。能够获得大比例尺度、高精度、高重叠度的影像，为交通全景图像拼接和场景三维重建提供信息支持。通过网络计算机技术、航空摄影技术、高端存储技术将阜阳交通信息进行智能化，数字化和可视化，并将兼容到云数据终端，更加直观地起到交通引导和宣传作用。