于志強(qiáng)
摘 要:人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的快速發(fā)展促進(jìn)了無(wú)人機(jī)井噴式應(yīng)用,本文通過(guò)介紹目前高速養(yǎng)護(hù)管理工作中的實(shí)際困難,及其他行業(yè)領(lǐng)域無(wú)人機(jī)應(yīng)用所解決的實(shí)際問(wèn)題,提出基于無(wú)人機(jī)現(xiàn)有功能在高速公路養(yǎng)護(hù)管理中的深度應(yīng)用范圍及操作提示,助力高速公路養(yǎng)護(hù)管理。
關(guān)鍵詞:無(wú)人機(jī) 高速公路 深度應(yīng)用
一、高速養(yǎng)護(hù)管理現(xiàn)狀
高速公路屬于準(zhǔn)公共產(chǎn)品,即承擔(dān)著民生責(zé)任,又有經(jīng)營(yíng)屬性。經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益都要抓。而重大基礎(chǔ)設(shè)施前期高投入,回報(bào)周期漫長(zhǎng),運(yùn)營(yíng)費(fèi)用巨大。運(yùn)營(yíng)主體承擔(dān)著高額的運(yùn)營(yíng)成本。
本文從高速公路日常養(yǎng)護(hù)巡查工作分析并提出利用無(wú)人機(jī)改變養(yǎng)護(hù)巡查方式的可行性建議,以提高早期發(fā)現(xiàn)公路病害的能力,并降低養(yǎng)護(hù)成本。目前高速公路運(yùn)營(yíng)單位養(yǎng)護(hù)管理主要是依靠日常路面巡查和集中排查發(fā)現(xiàn)問(wèn)題病害。但目前方式傳統(tǒng)、效率低下,效果不理想,高速公路巡查實(shí)成雞肋,亟需改善。
二、無(wú)人機(jī)在其它行業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用
(一)農(nóng)業(yè)應(yīng)用
植保和施肥對(duì)保障農(nóng)作物健康生長(zhǎng)至關(guān)重要。一直以來(lái),噴灑作業(yè)依賴(lài)人工或大型噴灑機(jī)。人力噴灑過(guò)于低效,而大型噴灑機(jī)的使用費(fèi)用高昂。目前在無(wú)人機(jī)上加裝可控噴藥系統(tǒng),配合智能規(guī)劃作業(yè)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)管理平臺(tái),可實(shí)現(xiàn)作業(yè)規(guī)劃、飛行實(shí)時(shí)管理和工作統(tǒng)計(jì)。較人工噴灑效率提高了數(shù)十倍。[1]
(二)電力巡線(xiàn)
輸電線(xiàn)和鐵塔構(gòu)成了現(xiàn)代電網(wǎng),輸電線(xiàn)路跨越數(shù)千公里,交錯(cuò)縱橫,電塔分布廣泛、架設(shè)高度高,使得電網(wǎng)系統(tǒng)的維護(hù)困難重重?,F(xiàn)在,先進(jìn)的無(wú)人機(jī)技術(shù)讓電力巡線(xiàn)工作變得更簡(jiǎn)單、高效, 巡線(xiàn)工作組到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)后,即可輕松使用掛載高清相機(jī)的無(wú)人機(jī)開(kāi)展空中巡檢工作。高清實(shí)時(shí)圖傳讓巡檢員在飛行中就能快速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。
(三)公路應(yīng)用
目前有些科研機(jī)構(gòu)、高校人員有無(wú)人機(jī)在橋梁檢測(cè)方面的應(yīng)用,但也只是無(wú)人機(jī)拍攝后,利用電腦平臺(tái)進(jìn)行后期圖像深度計(jì)算,通過(guò)計(jì)算識(shí)別橋梁病害。專(zhuān)業(yè)性較高,普通的公路巡查人員使用較為困難。
三、公路養(yǎng)護(hù)應(yīng)用探索
高速公路日常養(yǎng)護(hù)檢查都包括路面和橋梁檢查,其中特殊路段高填方路堤巡查、挖方路塹巡查、汛期巡查、除雪防滑檢測(cè)及大型橋梁及立交區(qū)巡查難度大,且公路屬于帶狀目標(biāo),利用無(wú)人機(jī)巡查是可行的。[2]
(一)路面巡查
目前在對(duì)高填方路堤,深挖路塹,互通立交區(qū)巡查時(shí),由于這種路段巡查難度大,巡查人員視線(xiàn)不能到達(dá),查看不到邊坡有無(wú)病害,泄水槽、排水溝有無(wú)沖毀、堵塞。必須爬到邊坡坡頂,或者下到邊坡邊腳下查看,路段較長(zhǎng)而且沒(méi)有道路且要跨過(guò)刺線(xiàn),給巡查人員查看帶來(lái)不小的困難。在對(duì)互通立交區(qū)進(jìn)行巡查時(shí),立交區(qū)地型復(fù)雜包括填方、挖方路段多處,十余個(gè)匝道,只能徒步檢查。目前是發(fā)生水毀出現(xiàn)滑坡病害,事后采取措施。現(xiàn)有無(wú)人機(jī)技術(shù)可輔助完成巡查任務(wù),由于無(wú)人機(jī)續(xù)航能力暫不支持獨(dú)立遠(yuǎn)距離巡邏,可利用現(xiàn)有無(wú)人機(jī)智能跟隨功能,將巡邏車(chē)做為智能跟隨車(chē)目標(biāo)。飛行高度控制在20米至50米,拍攝全幅路面,以時(shí)速60km/h,進(jìn)行巡檢拍攝。該功能非常適合特殊路段巡查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)病害,該方法多用于汛期檢查,以及春季植被生長(zhǎng)前進(jìn)行。對(duì)長(zhǎng)路段巡查時(shí),特別是高填方路段發(fā)生小規(guī)模水毀后,綠化植被被沖走,邊坡坡土裸露呈現(xiàn)出與周邊色差。巡查人員將拍攝視頻上傳到電腦,可后期利用電腦圖像視頻處理功能,對(duì)視頻圖像進(jìn)行曝光處理,通過(guò)軟件自動(dòng)篩選出色差較大的圖像,色差較大為水毀地區(qū),在飛行時(shí)無(wú)人機(jī)對(duì)全幅路面拍攝的同時(shí)拍攝到了公里牌及百米牌。巡查人員能通過(guò)電腦完成病害的識(shí)別及準(zhǔn)確的定位。
(二)確定積水源頭
迅速判斷立交區(qū)積水源頭位置。由于地理?xiàng)l件復(fù)雜,建成后的立交區(qū)會(huì)發(fā)生多處積水現(xiàn)象,如某高速公路立交區(qū),每到汛期遇強(qiáng)降雨該路段會(huì)發(fā)生多處積水,積水面積大、深,且屬于多方向流水。由于設(shè)計(jì)原因,排水能力不足,經(jīng)常會(huì)在停雨之后積水得不到排除,給行車(chē)帶來(lái)極大的安全隱患。高速公路養(yǎng)護(hù)單位針對(duì)此路段加強(qiáng)監(jiān)管并及時(shí)采取限速措施,為解決該問(wèn)題,當(dāng)時(shí)工程師針對(duì)該路段徒步查看沿立交區(qū)所涉及的匝道,判斷洪水源頭,重新設(shè)計(jì)改造。基于這種情況,可利用現(xiàn)有無(wú)人機(jī)飛到立交區(qū)上空可判斷積水源頭,可快解決查找洪水源頭,提高效率。
(三)制作三維圖像及建立監(jiān)管平臺(tái)
在對(duì)大型基礎(chǔ)設(shè)施建筑進(jìn)行管理時(shí),常會(huì)需要建筑圖像信息,但由于圖片為二維平面 ,不能夠全方位展現(xiàn)建筑更多的細(xì)節(jié),給后期養(yǎng)護(hù)管理帶來(lái)一定的難度。利無(wú)人機(jī)現(xiàn)有技術(shù)可以對(duì)大型橋梁、立交區(qū),基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行全景拍照,利用電腦軟件制作生成三維圖像,工程師可以在電腦前全方位觀察了解建筑更多信息,實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施管理信息化。[3]
大型的集團(tuán)形企業(yè)對(duì)于無(wú)人機(jī)的管理應(yīng)有自己的系統(tǒng)平臺(tái),目前,無(wú)人機(jī)可提供無(wú)人機(jī)司空管理,可管理轄區(qū)內(nèi)多臺(tái)無(wú)人機(jī)飛行,遠(yuǎn)程獲取無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)視頻與位置,增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作,同時(shí)可自動(dòng)同步飛行記錄,提升作業(yè)效率,保障飛行合規(guī)管理設(shè)備與人員,降低運(yùn)營(yíng)成本,助力團(tuán)隊(duì)快速擴(kuò)張.掌握所有飛行數(shù)據(jù),及實(shí)時(shí)飛行狀態(tài)。
四、結(jié)語(yǔ)
無(wú)人機(jī)的民用化已經(jīng)10余年,但普及全民化使用只有近5年,得意于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的快速發(fā)展,相信在不久的將來(lái),通過(guò)融合新一代的信息技術(shù),無(wú)人機(jī)既能夠在數(shù)據(jù)收集方面提升效率、創(chuàng)造更大的價(jià)值,也能在性能提升上獲得更多可能,為公路養(yǎng)護(hù)管理煥發(fā)新的生機(jī)。
參考文獻(xiàn)
[1]何建明.混凝土高橋墩裂縫的無(wú)人機(jī)檢測(cè)飛行策略與試驗(yàn)研究[J].公路交通科技應(yīng)用技術(shù)版,2018(01):193—195.
[2]鄒露鵬.微型無(wú)人機(jī)在公路橋梁養(yǎng)護(hù)檢測(cè)工程中的應(yīng)用[J].公路,2017(07):173—175.
[3]彭瑤瑤.基于無(wú)人機(jī)的路橋病害檢測(cè)[D].中國(guó)科學(xué)院大學(xué),2017(6).