中文名：無人機(jī)智能交通
外文名：UAV Intelligent Transportation
目錄
背景概述
無人機(jī)相關(guān)概念
固定式監(jiān)控視頻探頭的局限性
無人機(jī)參與交通監(jiān)管
• 無人機(jī)用于交通流量控制
• 圖像處理
• 飛行控制系統(tǒng)
• 無人機(jī)地面站功能集成
• 無人機(jī)通信指揮車
背景概述
全球城市規(guī)模的迅猛發(fā)展，促使城市車輛增多、交通網(wǎng)絡(luò)日趨復(fù)雜、城際列車、高鐵等交通工具也得到了高速發(fā)展。在城市交通網(wǎng)為人們生活帶來便捷的同時(shí)，車多路繁的狀況亦給交通安全埋下了隱患，更是為交通控制和管理留下了更多的難題。
目前，現(xiàn)有交通監(jiān)控主要依賴于交警路面巡邏、定點(diǎn)攝像頭監(jiān)控等，所呈現(xiàn)的視角比較狹隘，圖像不夠清晰，當(dāng)事故現(xiàn)場(chǎng)周邊發(fā)生交通堵塞時(shí)，很難獲取到第一手現(xiàn)場(chǎng)的圖像資料，同時(shí)還存在著眾多的監(jiān)控漏洞及死角。如派遣載人直升飛機(jī)巡邏，每次出動(dòng)僅機(jī)油消耗就需支付高昂的費(fèi)用。昂貴的成本，大大削弱每日進(jìn)行實(shí)時(shí)勘察的可能性；加上龐大的機(jī)身無法深入狹小街道上空進(jìn)行拍攝或調(diào)查，更讓其可實(shí)施性幾乎為零。
無人機(jī)參與城市交通管理能夠發(fā)揮自己的專長和優(yōu)勢(shì)，幫助公安城市交管部門共同解決大中城市交通頑疾，不僅可以從宏觀上確保城市交通發(fā)展規(guī)劃貫徹落實(shí)，而且可以從微觀上進(jìn)行實(shí)況監(jiān)視、交通流的調(diào)控，構(gòu)建水一陸一空立體交管，實(shí)現(xiàn)區(qū)域管控，確保交通暢通，應(yīng)對(duì)突發(fā)交通事件，實(shí)施緊急救援。
無人機(jī)相關(guān)概念
無人機(jī)是“無人駕駛空中飛行器”或“遙控駕駛飛行器”的簡稱。在軍事上可用于空中偵察與監(jiān)視、目標(biāo)定位、誘餌、火力攻擊、戰(zhàn)損評(píng)估，以及電子對(duì)抗、通信中繼等。無人機(jī)可以集成高清攝影攝像裝置，系統(tǒng)主要包括：載機(jī)、飛控、陀螺云臺(tái)、視頻傳輸、地面站以及通話系統(tǒng)等，多旋翼無人機(jī)目前飛行高度一般在500米以內(nèi)，適合在各種復(fù)雜條件下拍攝傳輸高清影像。
固定式監(jiān)控視頻探頭的局限性
1. 覆蓋范圍有限；
2. 價(jià)格昂貴；
3. 只有非常小的區(qū)域（城市高速公路），涵蓋了像中央電視臺(tái)、VID等先進(jìn)的交通監(jiān)控系統(tǒng)；
4. 農(nóng)村地區(qū)和城市地區(qū)二級(jí)公路不覆蓋；
5. 利用直升機(jī)對(duì)高速公路監(jiān)控對(duì)飛行員要求較高，且無法對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
無人機(jī)參與交通監(jiān)管
隨著機(jī)動(dòng)車保有量的劇增和城市路網(wǎng)的不斷延伸，雖然交警部門不斷加大交通技術(shù)監(jiān)控設(shè)備投入，新增固定式交通技術(shù)監(jiān)控設(shè)備依然無法完全滿足交通監(jiān)管的需求。逐步完善電子監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，為道路交通管理和治安防范提供良好保障，無人機(jī)在智能交通監(jiān)管中能起到重要作用。
無人機(jī)用于交通流量控制
1. 利用無人機(jī)搭載的高清攝像機(jī)或者相機(jī)自動(dòng)收集道路情況信息；
2. 利用無人機(jī)搭載的圖傳系統(tǒng)傳輸拍攝的視頻信號(hào)或者圖片信號(hào)；
3. 利用無人機(jī)的飛控系統(tǒng)實(shí)施自主飛行，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)控。
圖像處理
1. 高穩(wěn)定、高靈敏度圖傳電路設(shè)計(jì)，圖像穩(wěn)定、畫質(zhì)上乘，在建筑物密集的區(qū)域使用更具優(yōu)勢(shì)；
2. 3軸避震飛行云臺(tái)，可搭載可見光、紅外、等機(jī)載設(shè)備，云臺(tái)具有格軸穩(wěn)定和自動(dòng)校正功能；
3. 搭載高清單反相機(jī)或者高清攝像機(jī)，拍攝圖像完美清晰。
飛行控制系統(tǒng)
無人機(jī)結(jié)合了GPS、6自由度慣性測(cè)量單元、磁場(chǎng)計(jì)、氣壓高度計(jì)等傳感器單元，優(yōu)化了高魯棒性H無窮算法以及專家系統(tǒng)等機(jī)器人控制的理論模型，提供了高穩(wěn)定性和可靠性的飛行控制核心模塊，使無人機(jī)系統(tǒng)成為全自動(dòng)的空中作業(yè)平臺(tái)，多種飛行控制模式為在不同的環(huán)境下作業(yè)提供了可能，姿態(tài)模式下可保持精確的高度鎖定和平穩(wěn)的姿態(tài)平衡。
強(qiáng)化失控保護(hù)，無人機(jī)機(jī)在失去遙控信號(hào)的時(shí)候能夠自動(dòng)懸停，超過10秒后，飛控系統(tǒng)會(huì)計(jì)算出返航的最佳路徑并指揮無人機(jī)返航，確保無人機(jī)安全返航。
精準(zhǔn)懸停，即使在大風(fēng)天氣，懸停的精度也不會(huì)受到影響。
無人機(jī)地面站功能集成
集成GPS地理信息系統(tǒng)，控制無人機(jī)目標(biāo)航點(diǎn)飛行和提高無人機(jī)飛行航線的精度。
在飛行中適時(shí)修改航線設(shè)置，在定位不好的情況下向地面站報(bào)警，并且在飛行途中定點(diǎn)懸停。
記錄遙測(cè)數(shù)據(jù)，顯示無人機(jī)飛行狀態(tài)（飛行里程、時(shí)間、高度、電壓、GPS狀況等信息）。
無人機(jī)通信指揮車
易瓦特自主研發(fā)的無人機(jī)通信指揮車?yán)酶黝愜囕d設(shè)備可實(shí)現(xiàn)對(duì)無人機(jī)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，加裝車載大功率的視頻接收機(jī)、伸縮天線、固定翼無人機(jī)彈射架、高精度RTK等裝置，能對(duì)無人機(jī)進(jìn)行高效、移動(dòng)的控制。
應(yīng)用范圍
1. 鐵路運(yùn)輸：
鐵路建設(shè)里程長，沿線敏感信息多。目前鐵路采用人工踏勤方法，工作量巨大，同時(shí)，受自然災(zāi)害、地形、天氣等條件限制，特殊地段難以開展調(diào)查，造成工程驗(yàn)收不完整、不準(zhǔn)確等后果。
在進(jìn)行鐵路選線、鐵路地址勘測(cè)、生態(tài)評(píng)價(jià)時(shí)，無人機(jī)具備3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻傳輸功能，可將無人機(jī)視頻影像實(shí)時(shí)傳輸至全球任何地點(diǎn)的手機(jī)終端或指揮中心，為鐵路建設(shè)提供大量數(shù)據(jù)來源，極大提高工作效率。無人機(jī)機(jī)身輕巧可靠，結(jié)構(gòu)緊湊、性能卓越，使用不受地理?xiàng)l件、環(huán)境條件限制，可在點(diǎn)多面廣、地點(diǎn)分散、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜的鐵路及其沿線飛行。
在地面站輸入坐標(biāo)后，無人機(jī)即通過地面控制站進(jìn)入預(yù)定飛行軌道，可遠(yuǎn)程將鐵路及其沿線的影像清晰回傳，及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)隱患，保障通信設(shè)備的安全和信息的通暢，減輕日常人員巡視的工作量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，更好地為鐵路安全運(yùn)輸生產(chǎn)服務(wù)。
2. 公路運(yùn)輸：
公路運(yùn)輸中，采用無人機(jī)系統(tǒng)，是智能交通建設(shè)中監(jiān)控的重要科技手段。無人機(jī)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)路面的實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面的交通事故，動(dòng)態(tài)查處路面違停等各類交通違法行為，提高交警監(jiān)控管理效率，確保道路通暢。
相比傳統(tǒng)航攝方式，無人機(jī)測(cè)繪不僅能增強(qiáng)數(shù)據(jù)的精度，還能提高效率。無人機(jī)系統(tǒng)提供全新的公路交通監(jiān)控方式，搭載高清攝像機(jī)，對(duì)公路進(jìn)行全程全方位拍攝，不僅能較好地滿足相關(guān)部門對(duì)于公路航拍資料的需求，還能為公路建設(shè)中的勘測(cè)、設(shè)計(jì)工作，提供強(qiáng)有力的技術(shù)保障。
2.1特大交通事故的現(xiàn)場(chǎng)勘查
傳統(tǒng)勘探手段耗時(shí)耗力，且面臨的危險(xiǎn)性可能造成二次事故，往往會(huì)因?yàn)槭鹿寿Y料收集太慢錯(cuò)過了最佳救援時(shí)間，而無人機(jī)機(jī)身輕巧可靠，結(jié)構(gòu)緊湊、性能卓越，使用不受地理?xiàng)l件、環(huán)境條件限制，可以深入各類復(fù)雜地區(qū)，迅速抵達(dá)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)出事地形、車輛受損情況、人員傷亡情況進(jìn)行快速、全面勘察，提高勘探和救援工作的科學(xué)性和高效性。
2.2維護(hù)交通秩序
無人機(jī)具備3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻傳輸功能，圖像傳輸速度快，可將實(shí)時(shí)圖像回傳至交通指揮中心，以便交通指揮中心在第一時(shí)間獲取巡邏車輛和警員的部署狀態(tài)，從而能夠及時(shí)下達(dá)指揮命令，管理交通秩序，避免在重要時(shí)期、重大場(chǎng)合出現(xiàn)交通擁堵等狀況。一旦發(fā)現(xiàn)警情，指揮中心能快速定位，調(diào)配最近的巡邏警力，達(dá)到最快速處理，有效提高交通管理效率。
無人機(jī)飛抵擁堵現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)擁堵原因、擁堵長度、擁堵車輛進(jìn)行全局性、準(zhǔn)確性的快速勘察，交通指揮中心根據(jù)無人機(jī)實(shí)時(shí)回傳的影像資料，快速合理準(zhǔn)確地對(duì)擁堵路段進(jìn)行疏導(dǎo)。
3. 水路運(yùn)輸：
水路運(yùn)輸是目前各主要運(yùn)輸方式中興起最早、歷史最長的運(yùn)輸方式。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國內(nèi)各港口的吞吐量也日益增大，船舶大型化、專業(yè)化趨勢(shì)明顯的同時(shí)，水上污染的風(fēng)險(xiǎn)也隨之而來。
目前水上運(yùn)輸主要采用船舶巡航、空中固定翼飛機(jī)定期巡航、衛(wèi)星遙感監(jiān)控等傳統(tǒng)手段。與船舶巡航、空中固定翼飛機(jī)定期巡航、衛(wèi)星遙感監(jiān)控等傳統(tǒng)手段相比，無人機(jī)擁有成本低、造價(jià)小、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。
無人機(jī)具備防雨水功能：可在大雨、中雪天氣飛行，飛行過程中防水等級(jí)達(dá)到IPX4，不受海上多變天氣影響。
無人機(jī)具備高精度的機(jī)載GPS設(shè)備，可設(shè)定航線自動(dòng)飛行。使用無人機(jī)定時(shí)定點(diǎn)監(jiān)控，對(duì)違規(guī)操作的船舶也會(huì)形成震懾作用。
4. 空中運(yùn)輸
航空運(yùn)輸業(yè)快速發(fā)展，對(duì)機(jī)場(chǎng)的安全管理提出了更高的要求。機(jī)場(chǎng)安全引起了各國政府的高度重視和國際社會(huì)的極大關(guān)注。 機(jī)場(chǎng)，特別是大中型航空樞紐機(jī)場(chǎng)就像一座獨(dú)立的“城池”，地域大、飛行區(qū)大、候機(jī)樓大、客貨流量大、飛機(jī)起降量大，如僅靠人工進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)與管理很難奏效，必須借助先進(jìn)的技術(shù)防范手段，做到早發(fā)現(xiàn)、早制止，把不安全因素消滅在萌芽狀態(tài)。
落客區(qū)是機(jī)場(chǎng)的重點(diǎn)監(jiān)控區(qū)域。該區(qū)域行人和機(jī)動(dòng)車較多，容易發(fā)生交通糾紛和交通事故。使用無人機(jī)巡航監(jiān)測(cè)，可發(fā)現(xiàn)普通視頻監(jiān)控?zé)o法監(jiān)測(cè)的區(qū)域，通過無人機(jī)3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻傳輸功能，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有效防止司機(jī)違法營運(yùn)等行為，大幅改善乘客排隊(duì)候車秩序，及時(shí)查找乘客丟失行李等。
由于機(jī)場(chǎng)飛行區(qū)域大，飛機(jī)著陸后發(fā)生事故搜救為較困難，無人機(jī)最大飛行高度2,000米，飛行半徑5公里，單程任務(wù)距離10公里，飛行速度80公里/小時(shí)，特別適合在大面積的搜救范圍開展巡航搜救工作。
優(yōu)勢(shì)
居高臨下一一無人機(jī)可以鳥瞰地面車流實(shí)況，有利于交管部門掌握全局，通盤指揮和正確疏導(dǎo)。與載人通用飛機(jī)、載人直升機(jī)相比，無人機(jī)可以飛得更低，更接近肇事車輛和人員，觀察得更加清楚。
大范圍 一與出動(dòng)多輛警車執(zhí)行任務(wù)相比較，無人機(jī)可以低空飛行、路徑短、速度快、變換視角靈活、活動(dòng)范圍大，有利于交通管理部門快速、高效地控制局面。
長留空一一與載人通用飛機(jī)、載人直升機(jī)相比，無人機(jī)的留空時(shí)間長，可以進(jìn)行長時(shí)間的城市交通巡邏飛行，這對(duì)鎖定目標(biāo)區(qū)域時(shí)無人機(jī)承擔(dān)長時(shí)間的搜尋任務(wù)非常適合。
高效率一一無人機(jī)的地勤和機(jī)務(wù)準(zhǔn)備時(shí)間短，可隨時(shí)出動(dòng)，與載人通用飛機(jī)、載人直升機(jī)，或其他交通工具相比，具有低投入、高效益的特點(diǎn)。
低風(fēng)險(xiǎn)一一在參與城市交通管理過程中，無人機(jī)能夠在災(zāi)害天氣或者受污染的環(huán)境下執(zhí)行高危險(xiǎn)性的任務(wù)等。實(shí)踐表明，無人機(jī)在沙塵暴探測(cè)，化學(xué)品污染、放射性污染監(jiān)測(cè)方面，確實(shí)具有比載人通用飛機(jī)、載人直升機(jī)，或其他交通工具無可比擬的優(yōu)勢(shì)。
航聯(lián)網(wǎng)——與其他傳統(tǒng)飛行器比較，航聯(lián)網(wǎng)使得無人機(jī)可以在線使用。無人機(jī)在選擇應(yīng)用軟件和系統(tǒng)后，發(fā)揮出“一架抵多架”的功能；航聯(lián)網(wǎng)使無人機(jī)系統(tǒng)集成度 高、智能化高、綜合效率高；航聯(lián)網(wǎng)為無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化設(shè)計(jì)留有空間，能夠根據(jù)需要進(jìn)行升級(jí)，提高品質(zhì)，增加功能；航聯(lián)網(wǎng)使無人機(jī)多用途平臺(tái)安 穩(wěn)性好、實(shí)用性強(qiáng)；航聯(lián)網(wǎng)使得無人機(jī)達(dá)到“綠色低碳一環(huán)保”標(biāo)準(zhǔn)，并引領(lǐng)航空科技進(jìn)步。
以少替多一一無人機(jī)在參與城市交通管理中能夠以較少的架數(shù)代替較多的地面警力完成同樣的任務(wù)，有助于節(jié)省人力和降低勤務(wù)成本。
機(jī)動(dòng)靈活——在參與城市交通管理中無人機(jī)既能夠飛行在高速道路和橋梁道路之上，又能穿行在高樓大廈之間，甚至可以穿過隧道進(jìn)行事故現(xiàn)場(chǎng)的勘查和取證，表現(xiàn)出特有的靈活性和機(jī)動(dòng)性。
應(yīng)急救援一一在遇到地震、洪災(zāi)、海嘯、暴雪等自然災(zāi)害時(shí)，地面交通全部癱瘓，有人駕駛飛機(jī)和直升機(jī)進(jìn)入存在危險(xiǎn)，無人機(jī)可以立即出動(dòng)，深入現(xiàn)場(chǎng)觀察實(shí)況，投入航拍，搜索人員、建立通信中繼，空投急救藥品搶救傷員。
治安防范——無人機(jī)在參與城市交通管理時(shí)，既能對(duì)肇事逃逸車輛緊追不合取證，又能對(duì)肇事逃逸者預(yù)先警告，然后擇機(jī)應(yīng)對(duì)，采用施放催淚瓦斯、投射捕捉器等手段。
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