高速公路管理領(lǐng)域無人機(jī)需求潛力分析

一、中國高速公路建設(shè)管理情況

當(dāng)前高速公路普遍存在基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化程度不高、后臺(tái)管理平臺(tái)落后的問題，同時(shí)暫無相關(guān)國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的范圍和深度做出明確規(guī)定。本研究依托杭州繞城西復(fù)線項(xiàng)目，以基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化為基礎(chǔ)，建立建管養(yǎng)一體化數(shù)字化管理平臺(tái)，為營運(yùn)期基礎(chǔ)設(shè)施的全生命周期管理和應(yīng)用進(jìn)行積極有效的探索。

我國交通運(yùn)輸行業(yè)蓬勃發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施快速增長(zhǎng)，高速公路基本實(shí)現(xiàn)了全國高速公路“覆蓋成網(wǎng)”，有力支撐了國家現(xiàn)代化建設(shè)。黨的十九大提出了建設(shè)交通強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)，并在十九大報(bào)告中提到了要進(jìn)行供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推進(jìn)交通綠色發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)和深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，國家及交通運(yùn)輸行業(yè)高度重視基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、信息化、智能化升級(jí)。2019年7月25日交通運(yùn)輸部印發(fā)《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》，目標(biāo)是全面推進(jìn)交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)載裝備全要素、全周期的數(shù)字化，主要內(nèi)容包括構(gòu)建數(shù)字化采集體系、網(wǎng)絡(luò)化傳輸體系以及智能化應(yīng)用體系。2019年9月19日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，綱要確定了九大重點(diǎn)任務(wù)，其中包括“推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合。推動(dòng)數(shù)據(jù)資源賦能交通發(fā)展，加速交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)、運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)、能源網(wǎng)與信息網(wǎng)融合發(fā)展，構(gòu)建泛在先進(jìn)的交通信息基礎(chǔ)設(shè)施”。由此，基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、信息化、智慧化建設(shè)正式上升為國家戰(zhàn)略。

二、無人機(jī)高速公路管理發(fā)展簡(jiǎn)介

路管工作是交通管理的主戰(zhàn)場(chǎng)，也是應(yīng)急處置工作的重要支撐點(diǎn)，隨著省際主線收費(fèi)站取消和ETC的廣泛應(yīng)用，常規(guī)的定點(diǎn)執(zhí)勤管理手段將失去作用，給高速公路交通管理帶來重大挑戰(zhàn)，我們可以采用“智能無人機(jī)+”的路管模式為基礎(chǔ)，推動(dòng)傳統(tǒng)勤務(wù)向現(xiàn)代勤務(wù)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)高速公路車輛巡邏、定點(diǎn)值守、道口執(zhí)勤、視頻巡檢、空中巡查的“空地一體”立體化交通管理方式。

三、無人機(jī)高速公路管理應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，智能硬件已開始向小型化、低成本、低功耗的方向邁進(jìn)，為向科技要警力，進(jìn)一步提升交通管理水平，無人機(jī)作為一種新型的科技產(chǎn)品在道路交通管理中逐漸得到應(yīng)用。

一、收費(fèi)工作

收費(fèi)工作相對(duì)其他部門的工作相對(duì)固定。在收費(fèi)工作中，對(duì)于綠通車的查驗(yàn)一直是比較有難度的，尤其是大型車輛，車輛本身比較高，加之有外部篷布進(jìn)行包裹所以查驗(yàn)起來比較困難。現(xiàn)在的查驗(yàn)方式司機(jī)打開篷布后查驗(yàn)人員需要爬到車頂進(jìn)行查驗(yàn)，這樣的查驗(yàn)方式對(duì)查驗(yàn)人員的人身安全沒有任何保障，一旦發(fā)生墜車將會(huì)對(duì)收費(fèi)人員造成傷害。對(duì)于這種車輛，我們可以采用無人機(jī)升空查驗(yàn)的方式進(jìn)行查驗(yàn)。飛機(jī)升空后，采用飛機(jī)“定點(diǎn)環(huán)繞”飛行的動(dòng)作對(duì)查驗(yàn)車輛進(jìn)行拍攝查驗(yàn)。拍照后再將圖片上傳到交通運(yùn)輸部“免費(fèi)車輛查驗(yàn)系統(tǒng)”中。

無人機(jī)對(duì)于這種大型綠通車輛查驗(yàn)相比于現(xiàn)在的查驗(yàn)方法其優(yōu)勢(shì)在于可以運(yùn)用無人機(jī)的高空視角可以更全面的對(duì)車輛進(jìn)行查驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可以問題。其次就是可以排除查驗(yàn)人員墜車的風(fēng)險(xiǎn)。

二、信息工作

信息部門的工作我認(rèn)識(shí)到的信息部門可以分為兩個(gè)方面，一方面是道路路況的實(shí)時(shí)監(jiān)控和及時(shí)發(fā)布，另一個(gè)就是對(duì)轄區(qū)內(nèi)所有設(shè)備設(shè)施進(jìn)行建設(shè)、維修、維護(hù)。第一方面的工作與路政的工作有交叉在路政工作中會(huì)詳細(xì)闡述。在此主要介紹第二個(gè)方面的工作。在轄區(qū)內(nèi)我們有很多的高空設(shè)備，例如高桿燈，攝像頭、LED顯示屏、收費(fèi)雨棚等設(shè)施設(shè)備。對(duì)于這些設(shè)施設(shè)備的檢查目前主要的檢查和維護(hù)手段只要是人員通過舉升車的舉升進(jìn)行維護(hù)。如果采用無人機(jī)進(jìn)行高空設(shè)施設(shè)備的巡查與維護(hù)相比于傳統(tǒng)方法能更直接的觀看到設(shè)施設(shè)備的情況，并可以利用飛機(jī)上的熱成像攝像頭快速的發(fā)現(xiàn)某些線路不同的情況，為維修人員的維修提供準(zhǔn)確的依據(jù)，便于維修人員的快速維修。

三、養(yǎng)護(hù)工作

養(yǎng)護(hù)部門可以運(yùn)用無人機(jī)的高空視角對(duì)于高速路面進(jìn)行巡查工作，通過無人機(jī)內(nèi)置的系統(tǒng)軟件可以在飛行過程中直接對(duì)發(fā)現(xiàn)的路面問題進(jìn)行快速且準(zhǔn)確的定位，在飛行過程中直接對(duì)于路面的坑洼、斷裂等位置直接測(cè)算出損壞的面積。相對(duì)于現(xiàn)在的養(yǎng)護(hù)工人工巡查會(huì)更直接更高效。我們運(yùn)管中心管理著20多公里的高架路和一座特大橋。對(duì)于橋身的檢查一直是一個(gè)難題，只要原因就是體積大且對(duì)橋身和橋基等位置無法近距離觀察。我們可以采用無人機(jī)進(jìn)行高空巡查，對(duì)于重點(diǎn)位置拍攝視頻實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化為三維圖，工程師可以實(shí)時(shí)的在后臺(tái)進(jìn)行三維圖對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題。其次就是對(duì)于綠色植被的打理工作。專業(yè)的植保型無人機(jī)可以替代人工對(duì)種植作物進(jìn)行澆水和打藥工作。

四、路管工作

路管工作是無人機(jī)使用的一個(gè)重要領(lǐng)域。我們路管中心的主要工作主要分為兩部分，第一部分是對(duì)高速公路主路上的工作這包括：對(duì)轄區(qū)內(nèi)道路進(jìn)行日常的巡查保障道路的安全暢通;對(duì)道路上的障礙物和故障車輛、事故車輛車輛進(jìn)行及時(shí)清障;協(xié)助交警處理轄區(qū)道路上的交通事故;車隊(duì)的安全護(hù)衛(wèi)與警戒工作。第二部分是對(duì)高速公路兩側(cè)的建構(gòu)區(qū)內(nèi)的工作這包括：對(duì)建構(gòu)區(qū)進(jìn)行安全巡查防止護(hù)欄被破壞;防止非法在建構(gòu)區(qū)內(nèi)進(jìn)行違規(guī)設(shè)置廣告牌、偷挖盜采等違規(guī)行為;防止非工作人員和牲畜誤入到建構(gòu)區(qū)內(nèi);對(duì)高速公路的路基進(jìn)行安全巡查防止人為或者自然原因?qū)е碌穆坊蚧鶕p壞。

目前我們采取的是定點(diǎn)車巡加視頻監(jiān)控巡查的巡查模式。這兩種巡查方式的優(yōu)點(diǎn)是能即使的處置在巡查過程中所發(fā)現(xiàn)的問題，缺點(diǎn)是耗時(shí)比較長(zhǎng)(尤其是車巡)、無法巡查到所有路段的情況(視頻監(jiān)控巡查)、巡查成本高、巡查風(fēng)險(xiǎn)高、由于是固定時(shí)間段進(jìn)行巡查容易被某些違法分子掌握規(guī)律、無法對(duì)高架路兩側(cè)的建構(gòu)區(qū)進(jìn)行巡查、無法對(duì)橋基底部進(jìn)行巡查、在非車巡時(shí)間段外無法及時(shí)制止違規(guī)作業(yè)、無法及時(shí)對(duì)違法行為進(jìn)行取證等弊端。

圖表：2018-2023年無人機(jī)高速公路管理市場(chǎng)規(guī)模(億元)