多轴飞行器在高速公路交通管理的应用探讨

　　近年来，多轴飞行器技术日趋成熟完善，由于其成本较低、无人员伤亡风险、机动性能好和使用方便等优势，其应用也从单纯航拍逐步延伸到测绘、重大事故应急指挥、电力线路巡检、林业防火等公路、安全、消防、电力领域，应用前景广阔。但目前多轴飞行器在高速公路交通管理应用无论是理论层面还是实践层面，还处于相对空白，如何应用好多轴飞行器，提高指挥调度、空中巡逻及应急处置效率，值得探讨、实践和研究。

　　一、多轴飞行器简介

　　多轴飞行器属无人机的一类，与固定翼飞机、直升机等无人机不同,多轴飞行器具有多个动力输出轴，带动多个旋翼，并通过各个旋翼的不同转速（各个旋翼螺距固定），产生各个方向的扭力，从而控制机身。多轴飞行器相对于其他种类无人飞机，有着结构相对简单、连动部件较少、结构相对坚固以及尺寸小、重量轻，适合携带一定的任务载荷等优点。根据需要及组合不同装备，多轴飞行器可获最长30-40分钟续航时间，遥控飞行半径最大可达1公里，可以做垂直、前后侧向等六通道运动，在空中悬停，执行停机定点监控、拍摄，远距离无线实时影像回传。

　　专业级多轴飞行器重要装备有：1.飞行控制系统，从而可完成精准悬停、匀速巡航、大机动转弯等飞行动作；2.机载云台，具有自动稳定功能，保证了摄像设备能够稳定的拍摄高清图像；3. 无线视频监控技术，以FPV视角（First Person View）实时传回画面，在将微型无线摄像头和视频信号发射器安装到飞行器的适当位置上，后者将摄像头拍到的影像实时传送回来，在接收机的屏幕上显示。这样，操纵者就像真正的驾驶员，飞行员那样，能够看着"眼前"的图像驾驶遥控飞机，即使在视线无法看到的地方也能应付自如；4.GPS或北斗全球定位系统，提供准确、即时的位置信息，实现自主导航，一键返程等功能。

　　二、国内外多轴飞行器在民用领域的应用案例

　　（一）苏州高速交巡警、深圳和柳州交警，在节假日期间尝试用无人机对高速路面、市区主要路口进行监控，在交通事故现场上空记录事故情况和交通拥堵时，快速发现拥堵点，提高排堵保畅工作。

　　（二）杭州消防支队采购多轴飞行器，应用于一些侦查难度大、人员难以靠近的灾害事故现场,实现在事故救援时将现场图像实时传输回地面。以及应用在一些困于悬崖、野外、高层建筑等，常规消防装备难以满足救援需要的特殊情况。

　　（三）重庆市变电公司采用多轴飞行器对500千伏输电线路进行高空巡视，采用人工巡线时,都是靠人力步行到每一个巡线点,如果要检查外力损坏的设施部件还要断电后派人爬上高塔查看。通过飞行器巡线，大大提高了工作效率。据计算,在山地丘陵地带,如果靠人工巡线的方式,平均一天只能巡查1.5公里至2公里,而同样的巡线里程,采用多轴飞行器,只需要2个小时左右,且采用飞行器巡线比人工更为经济。

　　（四）江苏省公路部门将多轴飞行器运用与桥梁检测，其使用成本远低于搭架检测和桥梁检测车，同时检测精度高，多轴飞行器可以搭载高分辨率摄像机对各种桥梁病害进行细致拍摄，通过FPV技术能随时操控拍摄位置，可进行多次，反复航测，极大的提高桥梁检测的实效。

　　（五）瑞士苏黎世警方使用多轴飞行器航拍交通事故现场照片。警方介绍：多轴飞行器对拍摄大跨度交通事故现场非常有用，例如多车追尾事故现场、牵引列车事故现场，在过去很难拍摄整个事故现场。有时，多轴飞行器也用于拍摄火灾现场，帮助调查。

　　三、高速交警宁波支队的实践初探

　　国庆期间，高速交警宁波支队利用多轴飞行器对辖区高桥、云龙、姜山北等大型互通进行高空巡逻，从100-200米左右高度俯视拍摄，有效弥补固定监控视角窄、无法移动的弊端，使指挥中心能宏观掌握路况、快速研判、一旦发生拥堵，可迅速判明堵点，实行准确快速疏导。并通过微博同步发布无人机拍摄的俯视监控画面，可以让群众非常直观地了解路面信息。（见图片1）

　　同时，对多轴飞行器拍摄应急车道违法进行了尝试。10月1日，甬台温复线高速公路因前方事故发生拥堵，无人机降低高速，悬停在应急车道垂直上空，震慑、及时纠正违法作用明显。使以往的非现场执法由事后处罚向事前警示、事中纠正转变，提升了管理效果。且拍摄视频的截图能清晰反映违法相关信息，可作为违法证据使用。（图片2）

　　另外多轴飞行器使用后，立即引来中央电视台、腾讯、宁波新闻等知名和本地媒体关注，也赢得网友纷纷点"赞"，仅其中一条微博上便得到了165万余次的浏览量，大部分评论称赞交警工作有创新和支持大力查处应急车道行驶违法行为。百度中搜索"宁波高速交警"、"无人机"，共查找到220多万条相关记录，取得了良好的宣传效果、社会效果。

　　四、使用时的注意问题

　　多轴飞行器应用到交通管理领域特别是用于违法取证是新情况、新事物，虽然有《道路交通安全法》第7条"对道路交通安全管理工作，应当加强科学研究，推广、使用先进的管理方法、技术、设备。"的原则性规定，但依然缺少适用方式、步骤、条件等程序上的具体规定。在试用过程中，也发现一些问题需要注意与避免：

　　（一）在低空飞行时可能会分散驾驶人注意力，存在一定安全隐患和争议，建议一般情况下飞行高度50米以上。操作选点上尽量选择在高速公路跨线桥上或下方道路进行，确保操作人员自身安全以及对过往车辆人员不产生太大影响。

　　（二）使用人员应当经过专业培训，防止误操作导致坠机等事故。另外多轴飞行器受天气影响大，在雨天及大风等恶劣天气条件下无法使用。

　　（三）飞行中应目视视距范围（500米）内开展飞行，注意不得靠近高压电线影响信号，还应注意遥控距离，防止"失联"。

　　最后，多轴飞行器是否受航空管制，也是使用部门和民众非常关心的法律问题。2013年11月《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》，明确了在非人口稠密区进行飞行，由无人机系统驾驶员自行负责，无须证照管理。

　　五、多轴飞行器的在高速公路交通管理的应用设想与展望

　　（一）大流量路段的管理，这也是目前多轴飞行器应用到高速公路交通管理最广泛的一面。无人机可以鸟瞰道路车流实况，使高速交警指挥中心掌握全局，通盘指挥调度，实时发布的图片，可以让驾乘人员和即将出行人员获取最新最准确的路况信息，减少交通拥堵的程度、范围。

　　（二）大型交通事故现场和危险化学品泄露事故现场的拍摄。大型交通事故现场，可能是多车追尾，平视的角度无法拍摄到交通事故现场的整体情况，一般的路面监控，受制于高度和角度，也只能拍摄到部分画面，但多轴飞行器的高机动性、灵活性，可以航拍整体，从而有利于事故现场调查与现场施救。在危险化学品泄露事故现场前期，由于情况不明，贸然进入现场非常危险，通过多轴飞行器实时视频，可以让处置人员，判明泄露物质、泄露程度，有利于应急事故的处置。

　　（三）交通事故安全防护时，作为预警机使用。多轴飞行器可以搭载喊话器、警报器和交通指挥信号灯设备，在事故现场上游预警，并通过距离检测，自动检测拥堵车队，实现自动倒退，可替代当前示警车作用。

　　（四）结冰、洪水、山体滑坡等自然灾害引起的交通中断、通讯中断，多轴飞行器能够快速部署，通过实时传回高清视频和高精度图片，帮助指挥员了解灾情，引导地面搜救力量及时解救被困人员，为抢险救灾争取宝贵时间。

　　（五）高速公路上发生群体性突发性事件时，多轴飞行器能发挥快速响应、空中机动灵活的优势，实时跟踪事件的发展态势，帮助指挥中心实施不间断指挥处理。加装空投装置后，小型无人机还能进行特殊物品的投送，如播撒传单，向地面人员传递信息；多轴飞行器通过加装高音喇叭，可以进行空中喊话，传递政府信息。

　　（六）大型安保任务中，多轴飞行器可以从空中提供地面的高清画面，并可以快速机动到任何需要的区域上空，搜索发现地面可疑人员、车辆，提供强有力的空中情报保障。

　　六、结语

　　创新是当今社会的时代精神，多轴飞行器作为一个反应迅速、功能灵活多变、高效率低成本的平台，通过创新应用，必然可以作为一个有效、辅助的科技设备，服务于高速公路交通管理实践。本文主要目的是抛砖引玉，多轴飞行器的应用需要大家在实践中共同探索、拓展。

　　主要参考资料：

　　[1] 福州市公安局. 谈小型无人机在公共安全领域的应用前景展望

　　[2] 温州市公安局龙湾区公安分局. 试论中小型无人机在特警工作中的应用

　　[3] 柳州市公安局交通警察支队. "无人小飞机"发挥大作用--柳州交警支队利用高新科技助推交管水平提升的实践与探索

　　[4] 陈雷. 无人机在交通应急指挥领域的应用

　　[5] 国网青海电力公司. 浅谈输电线路巡视中无人机的应用

　　作者简介

　　浦岷：宁波市高速公路交警支队

　　张明：宁波市高速公路交警支队