無(wú)人機(jī)高速公路巡檢和應(yīng)急指揮解決方案(初稿)

無(wú)人機(jī)高速公路巡檢和應(yīng)急指揮解決方案河南天騰測(cè)繪科技有限公司2018年9月一.概述行業(yè)背景+和大數(shù)據(jù)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，互聯(lián)網(wǎng)成為交通運(yùn)輸?shù)闹亍八膫€(gè)交通”建設(shè)和“十三五”期交通運(yùn)輸發(fā)展的主要任務(wù)，堅(jiān)持需求和問(wèn)題導(dǎo)向，注重統(tǒng)籌開(kāi)放、融合創(chuàng)新，大行業(yè)現(xiàn)狀耗：耗時(shí)耗力在日常工作中路政人員在進(jìn)行一些人員無(wú)法直接到達(dá)的地方進(jìn)行信息采集的時(shí)候，不僅困難重重，而且異常的耗時(shí)耗力；多：事故處理困難多上的視頻監(jiān)控點(diǎn)都是固定位置，造成肇事車輛持續(xù)近距離跟蹤難；低：巡檢工作量大，效率低險(xiǎn)：惡劣條件危及人身安全4G無(wú)人機(jī)系統(tǒng)概述4G4G智慧無(wú)人機(jī)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)高速公路養(yǎng)護(hù)與應(yīng)急處理手段相比較,無(wú)人機(jī)系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)??小型無(wú)人機(jī)日常維護(hù)費(fèi)用低，獲取信息快速直接，可節(jié)省項(xiàng)目周轉(zhuǎn)等附加成本,使得圖像數(shù)據(jù)的獲取成本大大降低?？呻S時(shí)隨地部署到各種環(huán)境中,迅速進(jìn)行數(shù)據(jù)采集作業(yè),并可根據(jù)實(shí)際需要掛載多種負(fù)載,例如可以掛載高清攝像頭,對(duì)重要區(qū)域進(jìn)行連續(xù)的觀測(cè),甚至可以通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將實(shí)時(shí)的影像數(shù)據(jù)傳送回總部或在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),同時(shí)根據(jù)需求調(diào)度飛機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集部位的調(diào)整?時(shí)效性強(qiáng)數(shù)據(jù)采集完畢后現(xiàn)場(chǎng)就可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行粗略檢視,對(duì)重點(diǎn)部位可以進(jìn)行重復(fù)觀測(cè),可快速有效監(jiān)測(cè)道路狀態(tài)實(shí)際情況?不受氣象?地理?xiàng)l件的影響一般無(wú)人機(jī)巡查適應(yīng)激烈的機(jī)動(dòng)和惡劣的環(huán)境,更適于執(zhí)行特殊時(shí)期危險(xiǎn)性高的任務(wù);和有人飛機(jī)?直升機(jī)相比,受陰?雨?霧等天氣的限制要小得多,而且彌補(bǔ)了衛(wèi)星遙感受云層遮擋無(wú)法獲得影像的缺陷?抗干擾能力強(qiáng)6工業(yè)級(jí)可靠性6120KM時(shí)，8M視頻傳輸穩(wěn)定。機(jī)身防水設(shè)計(jì)，保證小雨天氣正常使用。視頻傳輸能力強(qiáng)無(wú)人機(jī)利用微波技術(shù)作為視頻圖像傳輸通道，能達(dá)7-10KM的控制覆蓋半徑，非常適合于環(huán)境復(fù)雜、監(jiān)控范圍廣的任務(wù)。無(wú)縫對(duì)接視頻監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)人機(jī)視頻監(jiān)控協(xié)議是按照視頻監(jiān)控國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T28181-2011）研制，確保無(wú)人機(jī)視頻無(wú)縫對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。二.應(yīng)用場(chǎng)景在現(xiàn)代社會(huì)中科技的進(jìn)步和發(fā)展的過(guò)程中，無(wú)人機(jī)不再只局限于軍事的領(lǐng)交通擁堵疏導(dǎo)交通事故精確定位應(yīng)急救援高?；驉毫迎h(huán)境輔助執(zhí)勤違法行為抓拍違法行為抓拍三.無(wú)人機(jī)系統(tǒng)介紹設(shè)計(jì)原則圖傳監(jiān)控方案，本方案將會(huì)滿足高速公路管理部門的監(jiān)控需求。本方案遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則：先進(jìn)性與適用性H.264編碼技術(shù)3G/4G無(wú)線調(diào)制技術(shù)，體現(xiàn)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展水平，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。經(jīng)濟(jì)性與便捷性3G/4G/無(wú)線專網(wǎng)傳輸?shù)慕鉀Q方案，無(wú)需大規(guī)模布線，解決開(kāi)放性RJ-45網(wǎng)絡(luò)通訊口/RS232/RS485可擴(kuò)充性三.無(wú)人機(jī)系統(tǒng)介紹設(shè)計(jì)原則圖傳監(jiān)控方案，本方案將會(huì)滿足高速公路管理部門的監(jiān)控需求。本方案遵循技術(shù)先進(jìn)、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則：先進(jìn)性與適用性H.264編碼技術(shù)3G/4G無(wú)線調(diào)制技術(shù)，體現(xiàn)了當(dāng)前計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的最新發(fā)展水平，適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。經(jīng)濟(jì)性與便捷性3G/4G/無(wú)線專網(wǎng)傳輸?shù)慕鉀Q方案，無(wú)需大規(guī)模布線，解決開(kāi)放性RJ-45網(wǎng)絡(luò)通訊口/RS232/RS485可擴(kuò)充性整體應(yīng)用示意圖系統(tǒng)組成無(wú)人機(jī)系統(tǒng)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)采用預(yù)設(shè)起飛地點(diǎn)和地面車輛機(jī)動(dòng)的方式提供無(wú)人機(jī)飛行保障。對(duì)重要交通樞紐提供不間斷的高空視頻保障，視頻實(shí)時(shí)回傳至飛控終端，通過(guò)4G圖傳設(shè)備將信號(hào)上傳至調(diào)度指揮中心。對(duì)超出無(wú)人機(jī)飛行范圍的目標(biāo)地點(diǎn)采用地面機(jī)動(dòng)的方式，用最短的時(shí)間提供視頻保障。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，無(wú)人機(jī)有不同的解決方案，覆蓋各種應(yīng)用場(chǎng)景：277（HDMI4G從無(wú)人機(jī)特點(diǎn)來(lái)看，應(yīng)用與高速公路上的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)有如下一些特點(diǎn)：高效率：無(wú)人機(jī)的地勤和機(jī)務(wù)準(zhǔn)備時(shí)間短，可隨時(shí)出動(dòng)，與載人通用飛機(jī)、載人直升機(jī)，或其他交通工具相比，具有低投入、高效益的特點(diǎn)居高臨下：無(wú)人機(jī)可以鳥(niǎo)瞰地面車流實(shí)況，有利于高速管理部門掌握全局，通盤指揮和正確疏導(dǎo)。無(wú)人機(jī)性能（1）無(wú)人機(jī)參數(shù)類別名稱單位技術(shù)參數(shù)飛行器AngelUAV混合翼無(wú)人飛行器套機(jī)體材質(zhì)碳纖維/凱夫拉/玻纖復(fù)合機(jī)體翼展2550mm起飛重量最小6.9kg最大8.9kg續(xù)航時(shí)間固定翼模式120min旋翼模式25min飛行高度海拔≤4000m巡航速度1m/s～25m/d（視任務(wù)模式，可固定翼多旋翼同時(shí)融合）最大海平面速度28m/s最大爬升率6m/s（海平面）最大有效載荷標(biāo)準(zhǔn)1kg最大2kg起降方式垂直起降航跡控制精度水平航跡5m垂直航跡3m控制半徑15km@城區(qū)7dbi全向天線30km@野外7dbi全向天線50km@野外14dbi定向跟蹤天線失控保護(hù)能力低電量保護(hù)、電子圍欄、低高度保護(hù)、失速保護(hù)存儲(chǔ)形式RAW+JPG數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、POS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)適航能力抗風(fēng)5級(jí)操控方式遙控、自控、程控地面控制站系統(tǒng)飛控電腦套Corei7處理器/16GB內(nèi)存/512GBSSD固態(tài)硬盤配合地面控制站電源最大自持能力48小時(shí)，集成50km數(shù)據(jù)鏈路接收系統(tǒng)支持可選裝支持4GLTE數(shù)字鏈路遙控器套Futaba-T8fg綜合天線套7dbi全向天線供電系統(tǒng)充電器個(gè)6S500W充電器*1件充電電源個(gè)750W開(kāi)關(guān)電源*1件動(dòng)力電池套6S24AH動(dòng)力電池*1組（2）可搭配載荷攝影測(cè)量相機(jī)：相機(jī)重量：大約250g定焦：21mm焦距：10cm/無(wú)限遠(yuǎn)光圈：F2.8-22多級(jí)可變光圈像素：2040萬(wàn)傳感器尺寸：22.3*15.8mm，約2英寸（APS-C傳感器）快門：機(jī)械式最大快門速度：1/2000sISO：100-6400白平衡：自動(dòng)圖像格式：JPEG&DNG縱橫比例：5472×3648pxJPEG顏色協(xié)議：sRGB五通道相機(jī)（含GPS/IMU芯片）：相機(jī)體4個(gè)光譜1.2Mpx10位全局快門高達(dá)1FPSRGB相機(jī)16Mpx卷簾快門Wi-Fi配置IMU+磁力儀64GB5瓦（~12瓦高峰值）重量72g光照傳感器濾鏡與相機(jī)體的4個(gè)光譜相機(jī)一樣GPSIMU-磁力儀SD卡（3張，64G）1瓦重量35g熱紅外相機(jī)：圖像大小640像素×512像素GSD在75米高度：14cm成像率：7.5張每秒影像輸出率：7.5fps影像格式：GPX軌道的mp4場(chǎng)景溫度：-40℃到160℃溫度分辨率：0.1℃溫度校準(zhǔn)：自動(dòng)，以熱成像為基礎(chǔ)輸出格式：TIFF圖像、mp4影像相機(jī)重量：大約134g作業(yè)高度：75-150米4G圖傳系統(tǒng)HDMI時(shí)傳到水利站的監(jiān)控監(jiān)管中心，后臺(tái)通過(guò)客戶端即可查看實(shí)時(shí)視頻并與現(xiàn)場(chǎng)互動(dòng)，下達(dá)指示。4G圖傳系統(tǒng)相對(duì)有線的圖傳方式有以下一些特點(diǎn)：設(shè)備小巧操作靈活，背包式設(shè)計(jì)，方便現(xiàn)場(chǎng)試用。H265編解碼處理器設(shè)計(jì)。設(shè)備支持視頻采集、編碼壓縮、傳輸、雙向?qū)χv、地理定位等功能4G全網(wǎng)通網(wǎng)絡(luò)制式；多卡綁定傳輸策略，最多可支持四卡同時(shí)傳輸?？捎糜跓o(wú)人機(jī)圖傳、電視直播圖傳等實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場(chǎng)景布控.H265編解碼處理器設(shè)計(jì)。設(shè)備支持視頻采集、編碼壓縮、傳輸、雙向?qū)χv、地理定位等功能4G全網(wǎng)通網(wǎng)絡(luò)制式；多卡綁定傳輸策略，最多可支持四卡同時(shí)傳輸?？捎糜跓o(wú)人機(jī)圖傳、電視直播圖傳等實(shí)時(shí)性要求高的應(yīng)用場(chǎng)景布設(shè)4G圖傳設(shè)備性能1HDMI1AHDCVBS)H265/264MainProfile，1080PAAC32K2TF128GB前端和中心可以進(jìn)行雙向的語(yǔ)音對(duì)講4GLTE圖片抓拍，JPEG200WGNSS/GPS大容量鋰電池，支持設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航無(wú)線喊話系統(tǒng)在高速公路出現(xiàn)交通擁堵導(dǎo)致執(zhí)勤人員無(wú)法親臨現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交通疏導(dǎo)與事故員就可以如親臨現(xiàn)場(chǎng)的體驗(yàn)進(jìn)行執(zhí)勤與交通擁堵和事故的處理工作。無(wú)線喊話系統(tǒng)性能：支持單發(fā)單收、單發(fā)多收應(yīng)用模式。喇叭重量500g，一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便。內(nèi)磁喇叭，有效避免干擾飛機(jī)地磁。采用數(shù)字語(yǔ)音算法，聲音清晰度高，消除模擬語(yǔ)音的雜音現(xiàn)象。支持實(shí)時(shí)喊話和SD存儲(chǔ)卡語(yǔ)音播報(bào)，隨時(shí)靈活切換。喊話音質(zhì)清晰宏亮，警調(diào)低音渾厚，穿透力強(qiáng)，100米外測(cè)得80分貝。有效傳音距離1公里。防嘯叫設(shè)計(jì)，20喇叭體積小，重量輕，在飛機(jī)上的飛行空氣阻力小。10在嘈雜環(huán)境中使用不影響喊話聲音清晰度，更適合復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)指揮環(huán)境。調(diào)度指揮中心平臺(tái)無(wú)人機(jī)視頻監(jiān)控協(xié)議是按照視頻監(jiān)控國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T28181-2011）研制，確保無(wú)人機(jī)視頻無(wú)縫對(duì)接標(biāo)準(zhǔn)視頻監(jiān)控平臺(tái)。補(bǔ)充了傳統(tǒng)視頻監(jiān)控?cái)z像頭的不足，給高速公路交通管理帶來(lái)了新的視野，提升了應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的響應(yīng)速度。中心視頻平臺(tái)中接入無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)有良好的功能性擴(kuò)展的特點(diǎn)，具體特點(diǎn)如下：良好的擴(kuò)展性，能方便的添加監(jiān)控點(diǎn)及報(bào)警功能可追溯性強(qiáng)，對(duì)無(wú)人機(jī)回傳的信息進(jìn)行集中的存儲(chǔ)監(jiān)控能力強(qiáng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以同時(shí)監(jiān)控在不同地域的無(wú)人機(jī)信號(hào)三．高速行業(yè)功能應(yīng)用日常路況監(jiān)控交通管制應(yīng)急處置現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視和指揮不能滿足全程視頻覆蓋的需要、在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家.這種快速反應(yīng)平合一般是以直升機(jī)為載體、但是鑒于直升下價(jià)格低廉，并且維護(hù)相對(duì)方便的無(wú)人機(jī)就派上用場(chǎng)了。任務(wù)交通管理人員可以通過(guò)旋翼無(wú)