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无人机在道路交通安全上的应用   分享到:

      11月23日,由中国智能交通协会交通安全专业委员会、公安部交通管理科学研究所主办的2017’第十二届中国智能交通年会道路交通安全技术论坛上,安徽科力信息产业有限责任公司总工程师段连飞发表《无人机在道路交通安全上的应用》的演讲,本文为演讲速记整理,未经演讲者本人审核。

一、无人机概述

无人驾驶飞机(unmanned aerial vehicle,UAV),是指无驾驶员或“驾驶”(控制)员不在机内的飞机,简称无人机。其系统主要是由一个典型的无人机系统主要由飞行器、一个或多个地面控制站(GCS)、任务载荷和数据链组成。无人机按照尺寸大小可分为大型、中型、小型和微型无人机。按照活动半径或飞行时间可分为近程、短程、中程和长航时无人机,按照飞行方式可分为固定翼、旋翼、扑翼无人机。目前使用的无人机大多数是固定翼,还有旋翼无人机。

谈到无人机,除了飞机本身之外,应该还有三个,即地面站、任务载荷、数据链等。如果要无人机发挥作用的话,还必须要重视任务载荷、数据链,以及地面站的应用。

二、无人机在道路交通安全应用方向

无人机在道路安全上的应用方向主要有安全巡查、道路交通事件检测、交通疏导,事故紧急救援,安全评价等方面。

交通巡查可以固定路线普查,重点区域详查,应急组网合查等。特别是在高速公路道路安全的巡查上,无人机可以大显身手。比如固定路线普查,可以解决国内北斗导航等实现固定路线的普查工作。重点区域详查,可以对重点的区域进行详查,对事故进行检测分析。应急组网合查,这里涉及到多无人机组网技术,如何实现多无人机组网实现对特定区域安全事故的分析,安全事故评价等方面的应用,是大有可谓的。

道路交通事件检测,比如说车辆刮碰等事故事件检测。可以从高空特殊的视角,实现对事故的检测和特殊车辆抛洒物检测。需要结合高空平台、地面组织及交通运输状况平台,三位一体实现抛洒物检测、车辆超速检测和违规应急车道的检测。

交通疏导和事故紧急救援。在道路交通疏导方面,可以结合无人机地面指控站共同发挥作用,也可以结合无人机挂载高音喇叭实现疏导。在通信发生故障的情况,还需要通信接力的时候,可以用无人机实现通信。除了空中的无人机组网,还有完善地面的移动组网。此外还有救援组织物资投放,物资投放在国外快递行业物流方面已经得到了应用。

三、面向应用需要解决的技术问题

1平台技术

(1)无人机飞行安全保障技术。无人机现在之所以在道路交通安全,比如说以高速公路为例,没有广泛使用的原因是安全问题。主要是自身飞机的安全可靠性。除了飞机本身飞行器的制造工艺以外,在飞行导航,还有应急降落等方面,都是可以开展一些技术公关的。

目前一些无人机,都是采用GPS导航,虽然很多讲GPS+北斗,但是由于之前国家的北斗建设在时效性这块的缺点,导致的都是GPS,其实GPS是很容易被干扰的,在特定的区域很容易干扰GPS。在这种情况下,飞机如果失去了它的眼睛,那么会对整个的飞行安全造成重大的影响。这里不仅是要研究基于GPS的,还要研究其它,特别是基于我国的北斗、GLONASS、无线电等技术应用,特别是在特殊情况下,多种导航方式组合的技术应用。

高速公路上一旦发生事故应该如何应对,如果飞机出现应急情况,那么如何实现应急的降落?针对高速公路可以研究备降场地的自动分析技术,这里面既可以采用后台,也可以采用飞机上本身加载的任务载荷,可以分析当地的情况,实现自主降落,同时还可以使用伞降形式,即备用伞。

(2)数据链技术

对于短程的无人机,基本上都是采用微波通信的方式,对于长航时,就要考虑卫星通信,在通信发生故障时,还要考虑我们现在的4G和5G通信。虽然4G和5G通信,目前还不能作为无人机主导的数据链技术,但是它可以作为数据链安全技术的主要手段,特别是5G技术。

(3)动力技术

现在大多数处于安全考虑,短距离非常的无人机,都是采用电池。如果长距离飞行,在巡查,从定点到详查方面,这个时候就要油电混合,当然小型的无人机在太阳能的领域,其实还是有很多的技术需要公关。

2道路安全智能检测技术

(1)机器学习

深度学习专门研究计算机如何模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。可以实现飞行数据的,或者是飞行视频数据,雷达数据等各种数据的自学习,典型是的阿尔法狗ZERO可以战胜阿尔法狗。

(2)多元数据融合

目前研究交通更多的偏重于交通数据,如果无人机用在道路交通安全上,或者道路交通数据分析上,还要考虑无人机自身具有的一些特质数据。比如无人机的导航数据,无人机任务载荷获得的这些图象数据,这些图象包括可见光的、红外的、雷达的,都能发挥各自不同的优势,比如雷达图象可以在有雾的情况下,特别是在雾天,它可以对道路交通安全巡查上发挥它的独特优势,包括当地的地理信息数据,将这些数据进行多元数据的融合,可以发挥无人机与道路的完美结合。

3应急指挥

(1)安全应急指挥体系的建立。要建立由总队、支队到大队各个不同层级的安全指挥体系。

(2)应急智能方案生成。应急智能方案主要涉及到无人机的调度、监视手段的运用和救援实施等问题。

(3)基于辅助的决策。在无人机获取到现场数据后,综合各种飞行数据、侦察数据以及其它方式获取的数据,综合分析,为决策提供依据。





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