高速公路管理領(lǐng)域無人機需求潛力分析

一、中國高速公路建設(shè)管理情況

當前高速公路普遍存在基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化程度不高、后臺管理平臺落后的問題，同時暫無相關(guān)國家及行業(yè)標準規(guī)范對基礎(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線項目，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，為營運期基礎(chǔ)設(shè)施的全生命周期管理和應用進行積極有效的探索。

我國交通運輸行業(yè)蓬勃發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施快速增長，高速公路基本實現(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)交通強國的戰(zhàn)略目標，并在十九大報告中提到了要進行供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推進交通綠色發(fā)展。為實現(xiàn)和深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，國家及交通運輸行業(yè)高度重視基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、信息化、智能化升級。2019年7月25日交通運輸部印發(fā)《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》，目標是全面推進交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施和運載裝備全要素、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用體系。2019年9月19日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《交通強國建設(shè)綱要》，綱要確定了九大重點任務(wù)，其中包括“推動大數(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、無人機高速公路管理發(fā)展簡介

路管工作是交通管理的主戰(zhàn)場，也是應急處置工作的重要支撐點，隨著省際主線收費站取消和ETC的廣泛應用，常規(guī)的定點執(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+”的路管模式為基礎(chǔ)，推動傳統(tǒng)勤務(wù)向現(xiàn)代勤務(wù)轉(zhuǎn)變，實現(xiàn)高速公路車輛巡邏、定點值守、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、無人機高速公路管理應用現(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，為向科技要警力，進一步提升交通管理水平，無人機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用。

一、收費工作

收費工作相對其他部門的工作相對固定。在收費工作中，對于綠通車的查驗一直是比較有難度的，尤其是大型車輛，車輛本身比較高，加之有外部篷布進行包裹所以查驗起來比較困難?，F(xiàn)在的查驗方式司機打開篷布后查驗人員需要爬到車頂進行查驗，這樣的查驗方式對查驗人員的人身安全沒有任何保障，一旦發(fā)生墜車將會對收費人員造成傷害。對于這種車輛，我們可以采用無人機升空查驗的方式進行查驗。飛機升空后，采用飛機“定點環(huán)繞”飛行的動作對查驗車輛進行拍攝查驗。拍照后再將圖片上傳到交通運輸部“免費車輛查驗系統(tǒng)”中。

無人機對于這種大型綠通車輛查驗相比于現(xiàn)在的查驗方法其優(yōu)勢在于可以運用無人機的高空視角可以更全面的對車輛進行查驗，發(fā)現(xiàn)可以問題。其次就是可以排除查驗人員墜車的風險。

二、信息工作

信息部門的工作我認識到的信息部門可以分為兩個方面，一方面是道路路況的實時監(jiān)控和及時發(fā)布，另一個就是對轄區(qū)內(nèi)所有設(shè)備設(shè)施進行建設(shè)、維修、維護。第一方面的工作與路政的工作有交叉在路政工作中會詳細闡述。在此主要介紹第二個方面的工作。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、收費雨棚等設(shè)施設(shè)備。對于這些設(shè)施設(shè)備的檢查目前主要的檢查和維護手段只要是人員通過舉升車的舉升進行維護。如果采用無人機進行高空設(shè)施設(shè)備的巡查與維護相比于傳統(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確的依據(jù)，便于維修人員的快速維修。

三、養(yǎng)護工作

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

四、路管工作

路管工作是無人機使用的一個重要領(lǐng)域。我們路管中心的主要工作主要分為兩部分，第一部分是對高速公路主路上的工作這包括：對轄區(qū)內(nèi)道路進行日常的巡查保障道路的安全暢通;對道路上的障礙物和故障車輛、事故車輛車輛進行及時清障;協(xié)助交警處理轄區(qū)道路上的交通事故;車隊的安全護衛(wèi)與警戒工作。第二部分是對高速公路兩側(cè)的建構(gòu)區(qū)內(nèi)的工作這包括：對建構(gòu)區(qū)進行安全巡查防止護欄被破壞;防止非法在建構(gòu)區(qū)內(nèi)進行違規(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);對高速公路的路基進行安全巡查防止人為或者自然原因?qū)е碌穆坊?、橋基損壞。

目前我們采取的是定點車巡加視頻監(jiān)控巡查的巡查模式。這兩種巡查方式的優(yōu)點是能即使的處置在巡查過程中所發(fā)現(xiàn)的問題，缺點是耗時比較長(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、巡查風險高、由于是固定時間段進行巡查容易被某些違法分子掌握規(guī)律、無法對高架路兩側(cè)的建構(gòu)區(qū)進行巡查、無法對橋基底部進行巡查、在非車巡時間段外無法及時制止違規(guī)作業(yè)、無法及時對違法行為進行取證等弊端。

圖表：2018-2023年無人機高速公路管理市場規(guī)模(億元)