融合無人機的交通新產(chǎn)品發(fā)展趨勢

0 引言

無人機因其機動靈活、地理限制較少、可精準遠程控制、便于實現(xiàn)多機協(xié)作等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于交通執(zhí)法、地理測繪等方面。觀察發(fā)現(xiàn)，當前研究大多集中在優(yōu)化無人機結(jié)構(gòu)，或提出新的無人機控制算法，致力于加強其在實時道路交通擁堵檢測和交通事件檢測等傳統(tǒng)交通安全管理方面的作用，而對推動其在更豐富的交通場景進行應(yīng)用拓展關(guān)注不足。本文在全面梳理近年來交通行業(yè)應(yīng)用無人機產(chǎn)品方面研究成果的基礎(chǔ)上，展望了其發(fā)展趨勢。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

國外學者對無人機在交通領(lǐng)域的應(yīng)用開展了一系列研究，Robert Guirado[1]通過4G電信手段將無人機直接連接到互聯(lián)網(wǎng)，將無人機系統(tǒng)4G通信框架應(yīng)用于道路交通和線性基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測；Adarsh Kumar等[2]將無人機與交通監(jiān)控有效結(jié)合，提出一種新穎的基于軟件定義無人機網(wǎng)絡(luò)（SDDN）的碰撞道路交通監(jiān)控和管理避讓策略，增加了檢測覆蓋率，使得搜集數(shù)據(jù)準確完整。Liang Huang等[3]提出了一種結(jié)合注意機制改進的YOLOv4網(wǎng)絡(luò)算法，用于自動識別和檢測無人機圖像中的道路交通多元要素，能夠?qū)崿F(xiàn)道路交通多要素的自動識別和檢測，為構(gòu)建基礎(chǔ)交通地理信息數(shù)據(jù)庫提供了新的解決方案。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

近年來，無人機以其速度快、成本低的特點，在物流領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。孟姍姍等[4]提出一種多卡車與無人機混合配送模式，以縮短卡車行駛距離，降低總成本。王小瑀等[5]在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，分別設(shè)計了用于感知背景類別的語義分割算法以及用于感知目標類別的目標檢測算法運用在無人駕駛系統(tǒng)中。

2 無人機在交通領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢

針對無人機在交通領(lǐng)域的路徑規(guī)劃、物流配送、交通執(zhí)法管理等方面的應(yīng)用，無人機在交通領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢主要包括以下幾個方面。

2.1 無人機提升運輸效率

隨著經(jīng)濟發(fā)展，人口結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，我國的人口老齡化現(xiàn)象日益凸顯，勞動資源匱乏，無人機與物流配送結(jié)合，可以減少人力、物力的占用，較大提高工作效率，緩解人口老齡化造成的勞動力不足。

2.2 無人機提高交通管理質(zhì)量

交通安全問題一直是交通管理中的一大難題，無人機的智能巡航系統(tǒng)能運用在公路管理以及水路航道的巡檢中，減少外在環(huán)境對信息獲取的影響，降低人的主觀因素判斷造成的誤差，提升交通管理質(zhì)量。

2.3 無人機緩解陸地交通壓力

無人機其運行的航道與陸地交通不同，在運用無人機進行配送、巡檢、救援等工作時幾乎不占用陸地交通資源，有效減輕陸地交通的壓力，降低陸地交通的事故率。

3 無人機交通新產(chǎn)品發(fā)展趨勢

3.1 驛站-無人機點到點末端協(xié)同配送

結(jié)合國內(nèi)快遞寄取的習慣，可以采用驛站-無人機點到點協(xié)同配送的方式節(jié)約寄取快遞的時間。由于驛站的社區(qū)化，其服務(wù)范圍非常明確，在驛站中配備專門用于配送的無人機，按照設(shè)計的配送最佳路線，依次完成派送任務(wù)后返回驛站，由無人機實現(xiàn)最末端的配送，并為客戶節(jié)約寄取貨物的時間。

3.2 載人無人機的緊急交通救援

在交通救援中，縮短救援時間可降低事故造成的損失。與救護車到達指定地點并返回救護地點的方式相比，運用載人無人機[6]（圖1）進行交通救援可以直接避免交通擁堵和崎嶇路況造成的時間浪費，進行最佳飛行路徑和最短時間的救援。

圖1 載人救護無人機模擬圖

3.3 運用智能交通無人機進行巡檢

無人機在交通勘測調(diào)查方面的用途日益凸顯，已經(jīng)在海巡與公路巡檢中得到認可。交通巡檢無人機相對人力具有極大的優(yōu)勢，能夠避免人的主觀因素以及專業(yè)水平造成的數(shù)據(jù)誤差；能在提高工作效率的同時降低人力、物力成本。但是現(xiàn)有無人機巡檢智能化程度低、巡檢范圍小、信息傳輸慢，需要更加智能自動化的交通巡檢無人機來進行更高效的巡檢工作。

3.4 無人機輔助車載網(wǎng)絡(luò)，加速無人駕駛時代的到來

隨著汽車持有量增加，道路擁堵、交通事故等問題接踵而來。通過無人機輔助車載網(wǎng)絡(luò)，無人駕駛車輛可準確而穩(wěn)定獲取實時視覺感知，較好的安全運行，實現(xiàn)車車信息互通，減少交通擁堵，提升道路安全水平和通行能力。

4 總結(jié)

綜合而言，目前關(guān)于融合無人機的交通產(chǎn)品研究仍較為局限，無人機與交通產(chǎn)品的結(jié)合應(yīng)用發(fā)展空間巨大。本文提出了無人機與交通產(chǎn)品融合的應(yīng)用優(yōu)勢及發(fā)展趨勢，為拓展融合無人機的交通新產(chǎn)品研究提供方向和思路借鑒。