浅析无人机在山区高速公路交通管理中的应用_倪羽.pdf

浅析无人机在山区高速公路交通管理中的应用文图倪羽随着科技进步，无人机在道路交通管理工作中的应用日益广泛，作为空中力量的有力补充，在日常巡逻、隐患排查、事故处理、违法取证、数据采集等多个方面大显身手。本文立足于山区高速公路交通实际，以福建南平高速交警应用无人机开展交通安全管理为例，对无人机在山区高速公路交通管理中的多样化应用、存在问题及相关应用构想进行梳理和论述。一、无人机在山区高速公路交通管理中的应用场景南平市地处福建省北部，武夷山脉北段东南侧，具有典型的“八山一水一分田”特征。辖区高速公路通车里程 1045 公里，有 7 条线路交错纵横，桥隧占比高，互通匝道多，其中落地互通 58 个、枢纽 13 个、服务区 23 对、隧道单向 331 座、桥梁单向 1322 座。面对复杂地形的交通环境，南平高速交警充分发挥无人机空中优势，在开展视频巡逻、交通事故处置、道路隐患排查、大车流疏堵保畅等工作中加强应用，为做好辖区高速公路交通安全管理工作带来了极大便利。（一）开展视频巡逻和违法抓拍利用无人机巡航高度高、飞行距离长、拍摄视角全的优点开展视频巡逻，能够及时发现高速公路上车辆违停、逆行，行人上高速，以及道路交通拥堵等各类警情，通过无人机搭载的高音喊话器进行干预，消除风险隐患。例如在节假日期间，车辆违法占用应急车道现象频发，利用无人机开展视频巡逻，可以便捷、高效地抓拍并固定证据，有效弥补现有执法方式的盲区和不足，大大增强了对交通违法行为的震慑效果。（二）勘查事故现场在以往交通事故现场勘查中，事故处理民警需要人工测量车辆位置、现场痕迹、散落物等所有事故元素，手工测量、绘图费时费力，事故现场勘查工作需要较长时间才能完成，造成交通拥堵的同时，也容易引发二次交通事故。引入无人机勘查事故现场，可以实现人机分离、远程操控，由无人机对事故现场进行大范围观测，民警借助专业软件即能快速固定现场证据，完成事故现场图的绘制，缩短了现场处置时间，降低了潜在危险性，能够更快恢复道路通行。（三）处置突发事件在突发交通事故等意外情况导致交通阻断时，如果民警无法快速到达现场，可以利用无人机高空飞行抵近，采集完整的现场视频图像信息并实时回传指挥中心，为开展分析研判和指挥疏导工作提供依据，特别是在引导轻微财产损失事故的快处工作中，通过无人机挂载的喊话器提醒驾驶人“快处、快撤”，既能最大程度降低对道路通行的干扰，又能够有效避免二次事故的发生，提高事故勘查准确性和工作效率。此探 讨Discussion54|道路交通管理 2023/03拍，全方位采集了匝道的线形、弯道半径、视线遮挡等情况，以及坡道和弯道结合的相关数据信息，进而因地制宜提出预防事故的针对性措施，相比以往的排查隐患更加直观、更加全面、更有说服力，有力推动了高速公路运营管理部门对道路隐患的落实整改。如宁光高速西芹枢纽 H 匝道，由于该弯道半径小、视距不足，曾连续发生多起货车冲撞护栏导致侧翻的事故，影响交通安全。民警通过无人机多角度地对该处匝道进行航拍，采集相关弯道数据，并在航拍图上标注出针对性的整改意见，推动了隐患的治理工作，如图 2所示。图2 宁光高速西芹枢纽匝道事故多发点除了急弯路段，一些溜方、塌陷的地质灾害点往往也难以察觉，这些灾害点通常位于高护坡或者高落差的位置，站在路面难以看清整体情况，加上地形限制，很多关键的隐患点步行无法到达，这时就需要无人机的辅助。如长深高速龙德寺隧道出口的溜方安全隐患，民警操控无人机飞到边坡的最高点处，准确掌握了溜方点的全貌，解决了人工巡视角度限制、无法近距离巡查等问题，为隐患治理方案的制定提供了有力支撑，如图 3 所示。另外，高速公路沿线一些隔离栅的位置距离高速外，如遇到具有燃爆特性的危险品交通事故，对道路和周边环境安全造成严重威胁时，无人机通过高空视角能够安全、快速地掌握事故现场方圆几公里的道路环境情况，及时发现和消除潜在的安全隐患，为应急处置提供条件。例如，2022 年 4 月 12 日，宁光高速（上行）4 公里 100 米处发生 1 起重型特殊结构货车追尾重型半挂牵引车（运载 19 吨液化天然气）的事故，造成液化天然气泄漏。民警利用无人机的多项功能开展应急处置，在掌握现场情况、外围人员疏散、分流管制点设置、消防救援通道打通等方面发挥了至关重要的作用，如图 1 所示。图1 利用无人机协助处置危化品车辆事故（四）排查道路隐患匝道和互通枢纽的安全隐患排查是高速公路交通安全管理的一项重要工作。南平高速交警借助无人机的高空视角，对枢纽互通存在安全隐患的匝道进行航三明三明夏道夏道事故多发点事故多发点2023/03 道路交通管理|55公路较远，部分路段苗木较为茂密或者紧挨高落差的山崖，出现隔离栅破损问题往往难以及时察觉并解决，存在行人或者动物闯入高速公路的隐患风险。通过无人机灵活机动的特点，可以不受地理位置的限制，直接越过树木，再利用多倍对焦镜头进行近距离拍摄，准确发现破损部位，为高速公路养护部门及时修复隔离栅提供准确的位置信息。（五）优化交通标志标线道路交通标志标线是引导车流安全有序通行的重要保障，对于一些交通标志设置不合理或者标线缺失的路段，仅通过普通视角难以察觉，而在无人机的航拍视角下，却能够看得一清二楚。例如宁光高速延平服务区，设计之初是想让进入服务区的货车停到餐厅大楼后方的广场处，但由于指示标志不足，进入服务区的车辆均停在了大楼的前方广场，造成秩序混乱，尤其是在节假日车流量较大的时候容易引发刮擦事故。如图 4 所示，民警通过高空视角，航拍出服务区的全貌，车辆停放不均衡的问题得到直观显现。基于航拍图片暴露出的风险隐患，民警提出了整改建议，高速公路业主部门很快对该问题进行了针对性治理。（六）加强占道施工监管民警使用无人机对占道施工路段进行安全监管，一旦发现现场布控与方案不符、布控不到位、警示提示标志牌缺失、施工作业人员随意进出安全区等问题，立即使用无人机喊话器对施工人员进行喊话提醒，要求立即整改，同时对发现的不规范、不安全的行为拍照留存。对于大型占道施工区域，可以利用软件对施工区域进行测量，指导施工区域按照标准规范要求安全布控，及时消除源头安全隐患，有效预防和减少施工区域交通事故的发生，如图 5 所示。图5 占道施工航拍停车场图4 宁光高速延平服务区停车不均衡图3 长深高速龙德寺隧道口溜方隐患探 讨Discussion56|道路交通管理 2023/03二、无人机应用于交通管理存在的不足（一）与交通管理融合不够深入。当前针对利用无人机开展公安交通管理工作的研究不多，此类培训也较少，没有形成交通管理业务流程与无人机应用相融合的专业内容体系，导致无人机管理、数据采集、飞控技术、信息化智能应用与交通管理实战化存在脱节现象。此外，随着警用无人机数量日益增多，公安交管部门无人机操控专业人才不足的矛盾日益凸显。（二）电池续航是“硬伤”。现有无人机续航能力不足，在未建立基站的情况下，一块电池的安全续航时间仅有 30 至 40 分钟，在高速公路大范围管理和巡逻应用中的局限性较大，特别是南平市高速公路里程长，较短时间的无人机巡逻难以覆盖全部辖区。而且，电池续航受外部环境因素影响较大，如飞行速度、高度、温度、湿度、风速、飞行动作、负载装备等，都会影响无人机的续航时间。（三）设备使用存在安全隐患。一是设备自身的安全。虽然无人机一定程度上降低了部分民警在某些特殊情况下的执勤风险，但作为具有高速旋转且锋利“旋翼”的电子设备，本身就存在一定的安全问题。如果遇到电子设备故障、电磁波干扰、恶劣天气等不利因素，容易导致坠毁或“炸机”，可能伤及人员，且一旦坠落在高速公路上，势必会给正常通行车辆带来极大安全隐患。二是信息传输的安全。大部分无人机的相关信息传输仅作用于个人手机，未经专用通信密钥进行加密，数据的安全性无法保障。三、加强无人机在公安交管工作中的应用构想（一）推动无人机公安交管应用技术创新。一是结合公安交管工作实际需求，加快无人机的配备，加大高速公路空中管控力度，实现基于无人机开展交通事故处理、道路隐患排查、基础数据采集、违法取证、指挥调度、日常巡逻、安全宣传、施工管理等为一体的空中智能化管控网络，为高速公路交通安全管理工作提供技术支撑。二是研发“5G+无人机”高速公路自动巡航系统，实现对高速公路路况的及时巡逻、高清视频实时动态回传，第一时间发现路面风险和交通违法行为，并通过喊话系统及时劝阻纠正，消除隐患。三是开发一键启动和自动充电、自动换电、自动巡航、自动“归巢”技术，从根本上解决普通无人机巡航充电慢、间隔长、难以实现 24 小时巡航和必须有人值守控制的问题。（二）进一步加强无人机操作人才队伍建设。一是建立无人机操作专业人才库，培养实战化运行情况下的无人机操作复合型人才，不仅掌握无人机飞行驾驶技术，而且具备较高的政治素质和一定的无线电相关知识，能够熟悉公安交通管理相关知识，熟练掌握航拍、图像处理、地面观测、飞行情报采集分析等技术。二是建立健全无人机操作人才队伍培训机制，每年定期组织业务培训和比武竞赛，提升现有队伍人才综合素质和战斗力。（三）推动“智能无人机+公安指挥系统”的深度融合。目前，警用无人机与后端的指挥中心集成指挥平台衔接还不够紧密，应急情况下的指挥决策效率还有很大提升空间。应该打破无人机单兵作战的思维，把无人机作为高速公路智慧交管的数据来源之一，将其侦查获得的动态实时数据与其他智能感知系统包括车流量、事件检测情况、视频信号传输、射频识别等数据融合汇聚，统一接入公安交通集成指挥平台，为高速公路交通安全管理和应急处置提供数据信息支撑，提高指挥决策效率。（作者单位：福建省公安厅交警总队南平高速公路支队）2023/03 道路交通管理|57