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交通运输领域怎么应用无人机

在连云港港主航道,一架无人机升空至200米高度进行航标巡检,随后下降至150米高度转入赣榆港航道,获取检测点影像。50分钟后,无人机安全着陆,共获取影像1000余幅,其中针对航标的有效影像200余幅,基本可以辨识航标颜色、形状、破损等情况……这是东海航海保障中心连云港航标处(以下简称“连云港航标处”)将无人机技术应用于航标巡检领域,对海上预设点航标进行无人机低空飞行巡检的一次试飞。自去年开始,连云港航标处就与具有资质的通航服务企业合作,由他们进行无人机飞行操作,完成了一系列航标巡检试验。

去年,连云港航标处将这项技术申请了专利,目前共获得实用新型专利两项,立体快速处理平台一套,实现了航标的立体监管,在大范围推广应用方面具有重要示范意义。

今年2月,江苏省盐城市航道管理处也对无人机作业进行了试验。负责此次试验的江苏省盐城市航道管理处副主任徐军表示,一旦试验成功,将从专业通用航空公司购买服务,完成航道巡查。目前开展试验的是连申线盐城段长达202公里的航道,试验结束后,会根据巡航效果,向全省推广。

无人机应用不限于海上航标和内河航道巡检,也受到了交通运输行业各领域的推崇。目前全国很多地方的高速公路路政、港航管理、邮政快递管理部门,都已经尝试利用无人机进行安全监管,或提供其他服务。

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效率和安全保障方面优势明显

连云港航标处副处长王申山说,无人机作为一种新型遥感数据获取手段,有着成本低、响应时间短、灵活性高等众多优点,通过对飞行高度、机载设备、航线设计等进行调整优化,来拓展航标监管手段,可最大限度地提高日常管理和航海保障应急响应效率。

“常规航标巡检作业,专业船舶从连云港主航道到赣榆港航道,来回需要5个小时,耗油2吨,而通过无人机巡检模式,仅需要50分钟,耗油10公斤,作业成本降低了,巡检作业时限缩短了。航标管理和维护有了强有力的技术支撑,在监管远海沉船标志方面,也可以一显身手。”王申山说。

在内河航道巡检方面,利用无人机提高巡检效率的潜力也非常令人期待。江苏省盐城市航道管理处副主任徐军说:“盐城市内河主干航道超过800公里,仅仅采用航政执法艇巡查,每小时仅能航行18公里,每个月不仅干线河道难以全部巡查清楚,频率也难以提高。如果配备无人机,按照7至8天巡查一次的频率,可以保证每次巡查70%以上主干航道。”

除了水上交通,无人机在陆上路政巡检方面,也有自身优势。一位湖北路政人员反映,拿路政巡检作业来说,一线巡检目前需要人工徒步完成,非常艰苦。夏天高温作业时,路边树木密集、荆棘和蚊虫较多,遇到雨季更会影响人员安全。“最让人害怕的是查看落差很大的桥梁下方的情况,上下一次的时间大约需要8到15分钟,下桥的过道又窄又陡,一旦滑倒后果不堪设想。在巡查某些没有人行楼梯的涵洞时,甚至需要在身上拴一根攀爬绳,一点点放下去,上下一个涵洞往往就要消耗10到30分钟。”这些工作,在配备无人机后几分钟内就可完成操作。

在高速公路危险品事故应急处置方面,无人机的作用更是不可小觑。“事故发生后,在现场情况不明时,可以使用无人机拍摄现场。”一位曾经参与过现场执法的路政部门负责人说。根据拍摄到的车辆牌照以及车身标识,工作人员可以通过交警平台,查询车主、运输货物的种类和属性等,并据此安排后期事故处置方式。如果在现场不明的状况下,贸然派出工作人员,可能造成不必要的伤亡。

“我国无人机在交通运输领域的应用虽然起步较晚,但发展迅速。对于早期无人机夜间拍摄时图像不够清晰等问题,目前也已经得到了解决。”清华大学合肥公共安全研究院工程师、无人机专题项目组负责人王琨说,“无人机挂载设备已经越来越先进。在天气条件不佳或者夜晚,可见光受到影响,可以使用热红外成像仪或微光夜视仪拍摄交通事故现场;遇到有害气体泄漏,可以挂载相关的气体检测装置;遇到交通堵塞,可以挂载高音广播来向群众散播撤离路线。”

保障设置可降低操作风险

在实际操作中,先期尝试的人也遇到了一些问题,比如无人机难以躲避树木、建筑物,在无人机巡查过程中,很有可能由于遇到高层建筑物造成控制器信号中断。

“遇到类似情况时不用惊慌,无人机会放弃执行任务,自动升高返航。其实这是为了保障飞行安全,在信号中断的情况发生时,有意加入的设置。除此之外,对于难以绝对避免的误操作,研究也已有了突破——无人机短期内接收到失控性操作后,会启动自我保护程序,悬停在空中。”王琨解释道。

飞行过程除了需要保护无人机自身安全外,还必须保护地面人员的安全,特别是无人机应用到交通运输领域之后,常常出现在群众聚集、车流较大等事故现场。“这种环境中,一旦无人机发生故障,从空中掉落下来,后果不堪设想。这也是无人机管控较为严厉的一个重要原因。”中国航空器拥有者及驾驶员协会(简称AOPA)执行秘书长、无人机管理办公室主任柯玉宝说,依法依规进行飞行计划申报必不可少,这一环节是目前保障无人机安全进行交通执法及服务的重要一步。

“飞控系统精准定高、定位悬停、自动返航、敏感区域禁飞等功能,都可以提高无人机飞行的安全性。”王琨说,“比如当机载GPS探测到无人机已处于机场中心区域已定范围内,飞行器会主动发出限制指令,地面操作人员也会立刻收到安全降落的提醒。目前最先进的无人机系统可以自行按照遇到的突发情况和路线变化,改变飞行航道。” 这些技术的实现,已经可以保障基本交通执法飞行的安全。

不过也有路政人员反映,无人机操控较为困难,起飞和降落的平稳性都有待提高。

借助专业机构力量避免“黑飞”

无人机作为“飞行在空中的第三只眼”,为交通运输领域的安全监管和应急保障提供了很大便利,但是在实际应用过程中,不少管理部门仍有顾虑,其中最主要的一点就是可能涉嫌“黑飞”。

“黑飞”是一种习惯性说法,标准定义是“未经登记的飞行”。目前,国内任何未取得民航部门许可的飞行都被列为非法升空范畴,是不被允许的。

那么,怎样的无人机飞行才是合法的?柯玉宝说:“合法的无人机飞行要求驾驶员必须经过相关业务培训,获得驾驶资格证,升空的无人机必须具有适航证件,飞行过程必须遵守相应的‘交通法规’,并提前申报飞行计划。”

无人机升空之后,还必须遵守“空中交通法规”——《轻小无人机运行规定(试行)》。不同重量、飞行高度、飞行半径的无人机需要遵循不同的规定,其中还包括类似于“禁止酒驾”的相关条款。柯玉宝称,这是我国第一部无人机“交通法规”。

如果一线工作人员对相关政策法规不太了解,为了避免涉身“黑飞”,初期阶段可以通过向具备资格的通航经营单位直接购买通航服务,或者加入行业协会等,由他们代为进行飞行计划申请,并接受培训以获取驾驶执照等。徐军表示,他们这次无人机试点成功后,就会采用招投标的方式,把内河航道的无人机巡查外包给具备资质的企业。

避免“黑飞”怎么操作

如果交通运输管理部门有计划进行自主飞行作业,需要同时满足驾驶员获得驾驶资格证、无人机具有适航证件以及飞行前申报飞行计划三个条件。对于基层部门来说,需要做的工作还有很多。

●视距范围内运行微型无人机不需要驾驶资格证

柯玉宝提到,对于驾驶资格证的持有,现有法规规定了例外情况。2013年中国民用航空局发布《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》,明确“在室内运行的无人机、在视距范围内运行的微型无人机、在人烟稀少、空旷的非人口稠密区进行试验的无人机”这三种情况下,驾驶员可以不必具备驾驶证,其他情况根据无人机的飞行距离、空机重量的不同,分别应持有行业协会或者民航局颁发的驾驶证。

也就是说,没有驾驶执照的普通交通执法人员只能驾驶微型无人机在视距范围内飞行,即只能在相对高度120米以下,半径500米以内,驾驶空机重量7千克以下的无人机。

●取得适航证件需要先有电台执照

对于无人机必须具备适航条件,即取得适航证件,柯玉宝说:“适航证件包括国际登记证、试航证和电台执照。根据我国相关规定,个人难以取得电台执照,所以无人机适航条件的完备处于尴尬境地。”北京航空航天大学通用航空产业研究中心主任高远洋也认为:“对于适航证件的取得,相关法律规定有待完善,需要进一步明确。”

●危险品事故处理可紧急起飞的同时申报飞行计划

在证件方面符合了相关规定后,接下来就面临着具体飞行计划和飞行任务的申报问题。根据2003年开始实施的《通用航空飞行管制条例》,所有无人机在起飞之前必须申报飞行计划。飞行计划包括飞行单位、起飞降落的时间、高度以及范围等具体内容,同时对飞行任务进行说明。

申报飞行计划的主要目的是为了空中管制部门协调空域使用,防止发生航空器碰撞。“如果一架无人机没有申报飞行计划起飞,恰好在同一飞行空间有其他无人机或者有人航空器作业,两者在互不知晓对方的情况下,发生碰撞,不可避免会祸及航空器以及乘客、甚至地面人员的生命财产安全。”柯玉宝说,“所以任何飞行都必须申报飞行计划。”

根据这一规定,如果交通运输部门拟采用无人机进行常规路线巡查,必须在拟飞行前一天15时前提出申请,当地飞行管制部门在21时前作出答复。对于突发交通事故导致“交通拥堵”等,由于飞行任务不可预知,可在拟飞行前1小时提出临时飞行计划,当地飞行管制部门在拟飞行前15分钟予以答复。

不过,对于一些危化品运输车碰撞起火爆炸等严重交通事故,时间意味着生命。“这种情况下,也可以边起飞边申报。”柯玉宝说,“这时,不管无人机还是其他有人航空器在知晓临时升空的无人机后,都会紧急避让,以便其优先执行飞行任务。”

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