【摘 要】 5G技術日漸普及，無人機在應急響應中的優(yōu)勢明顯，使得未來交通借助5G無人機在應急管理層面的應用成為必然需求。本文通過無人機與5G技術的融合，搭建了5G無人機系統(tǒng)，探索5G無人機在城市交通管理、交通事故、交通疏導等應急情況下的應用優(yōu)勢，以期為5G無人機在城市交通應急響應與管理過程中獲得更多的實際應用，為打造城市交通應急管理智能化服務體系、提升城市交通應急管理水平提供一定參考。

　　【關鍵詞】5G無人機;城市交通;應急管理引言

　　隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展和科技的日新月異，以及中國城市化建設的日臻完善，城市交通問題在人們的生產(chǎn)生活中日益突出，交通擁堵、事故頻發(fā)，城市交通的指揮和監(jiān)管越來越受到人們的重視。特別是本次新冠肺炎疫情爆發(fā)后，大量交管人員投入到抗疫防衛(wèi)工作中，使得交通應急管理缺口突出，且由于病毒極強的傳染性使得一些城市交通問題處理變得困難。在此期間，無人機工作的身影閃爍其中，消毒防護、交通指揮、隔空喊話勸導等，為防疫戰(zhàn)增添了一抹不同的底色。特別是近幾年無人機技術發(fā)展突飛猛進，其運行成本低、人員傷亡風險小、機動性能好、可超視距飛行等特點，使無人機在相關領域獲得了應用，如航拍、高壓線巡查、地質(zhì)勘探、搶險救災、農(nóng)藥噴灑、商業(yè)表演等。隨著城市交通問題的日益突出，無人機在城市交通管理中的應用變得越來越迫切。

　　然而，傳統(tǒng)無人機一般通過遙控系統(tǒng)進行控制，無人機與遙控器之間的數(shù)據(jù)傳輸采用藍牙或Wi-Fi，由于發(fā)射功率的限制，只能在不超過500m的視距范圍進行數(shù)據(jù)傳輸，且傳輸圖像分辨率不高，信號抗干擾能力差，極大地限制了無人機在行業(yè)上更廣泛的應用。5G的高帶寬、低時延、高可靠性等能為無人機的通信提供便利，彌補其在圖傳、大數(shù)據(jù)回傳及算力上的不足。無人機與5G技術的相互融合已成為未來無人機技術發(fā)展的重要趨勢。

　　結合5G及其相關技術(定位、避障技術等)的5G無人機，搭載各類設備將完成城市交通應急管理任務，提高交通應急管理響應速度，提升城市交通管理水平，5G無人機將促進未來交通朝向智能化、立體化發(fā)展。

　　1. 5G無人機及其系統(tǒng)搭建

　　1.1 5G無人機技術特點

　　基于無人機定位、避障、路面規(guī)劃等方面的優(yōu)化，5G無人機將具備超大帶寬、超低時延、高定位精度、超高飛行安全的特點，與傳統(tǒng)無人機相比，5G無人機將具備智能化、高速化的特征。在5G無人機優(yōu)質(zhì)作業(yè)的特性下，結合現(xiàn)有科技產(chǎn)品服務于城市交通， 5G無人機可在城市交通管理、交通疏導、交通事故處理、交通環(huán)境監(jiān)控等方面發(fā)揮重要作用，如在上下班高峰、突發(fā)交通事故、突發(fā)公共事件等應急場景發(fā)揮快速響應能力，確保城市交通管理平穩(wěn)有序，提升城市交通管理與服務水平。

　　1.2 5G無人機系統(tǒng)搭建

　　無人機的價值在于形成空中平臺，結合其他部件或載荷擴展應用，替代人類完成空中作業(yè)。5G 技術拓展了無人機低空覆蓋范圍，為無人機行業(yè)應用提供了大帶寬、高可靠、低時延的無線通信能力，助力其在交通管理上的應用。現(xiàn)結合5G通信技術、無人機平臺以及載荷設備搭建應用在城市交通管理方面的5G無人機系統(tǒng)。5G無人機系統(tǒng)由5G通信系統(tǒng)、無人機平臺、載荷、控制系統(tǒng)等組成。隨著5G模塊的成熟，無人機將直接搭載5G模塊，無需再通過地面站與后臺進行數(shù)據(jù)交互，可直接與距其最近的 5G基站通信，同時通過部署在基站側的邊緣云平臺，在無線側便可完成視頻、圖片數(shù)據(jù)的本地化處理，縮短業(yè)務端到端流程。通過5G無人機搭載高清攝像機、GPS導航定位模塊、雷達避障模塊、喊話器等多種類型載荷，實現(xiàn)超高清視頻、飛行參數(shù)數(shù)據(jù)的實時回傳，并可基于多類型掛載，對交通現(xiàn)場情況進行及時高效處理。5G無人機可結合4K超清相機，進行多維度超高清拍攝，能在巡航過程中及時發(fā)現(xiàn)道路違法情況，對違法停車、違法占用應急車道、違法變道等行為進行4K超高清拍照取證;同時，5G無人機還可在交通事故發(fā)生時及時有效傳輸現(xiàn)場圖片和數(shù)據(jù);集成了遠程喊話功能的5G無人機，還可以對現(xiàn)場車輛進行疏導和警告。5G無人機的廣泛使用無疑將大幅節(jié)省警力，縮短出警時間，高效完成交通管理工作。5G無人機系統(tǒng)如圖1所示。

　　2.5G無人機應用

　　2.1 5G無人機在城市交通管理中的應用

　　在已經(jīng)搭建好的5G無人機平臺上進行模擬和演示實驗，測試5G無人機在城市交通管理中的應用效果。當某個路段出現(xiàn)交通狀況時，5G無人機從指揮中心起飛，可以通過測量無人機到達現(xiàn)場的時間和邊緣計算評估整個過程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿扯龋袛?G無人機相對于原方案在完成指定工作任務上是否擁有效率上的提升。

　　5G無人機攝像頭為無人機系統(tǒng)提供一雙“天空之眼”，在交通應急管理的各過程中均需要攝像頭提供廣闊的視野。無人機通過4K高清攝像頭圖傳，可模擬實時監(jiān)控路段的車流量以及進行主干道的巡查工作，發(fā)現(xiàn)存在的安全隱患。相比人力道路巡查，5G無人機的巡查面更廣，響應速度更快。利用無人機搭載喊話器可模擬對違規(guī)車輛和人員進行提醒和警告。還通過搭載的人臉識別、車牌識別技術模塊記錄違反交通法規(guī)的車輛或行人信息并回傳到指揮中心。在特殊情況如疫情期間，5G無人機還可通過搭載紅外熱成像儀對道路上進行體溫監(jiān)控，確保人員安全。發(fā)現(xiàn)體溫異常個體時，可通過喊話器遠程交流，提醒其做檢測或就醫(yī)，減少人員接觸。搭載防暴網(wǎng)槍的無人機還能承擔對交通道路上的犯罪嫌疑人的跟蹤監(jiān)控及逮捕工作。5G無人機在城市交通管理中的應用如圖2所示。

　　2.2 5G無人機在城市交通疏導中的應用

　　5G無人機可以在擁堵路段實時觀測道路情況，通過5G網(wǎng)絡的大帶寬特性，將擁堵路段上的固定攝像機、移動布控球等終端設備所采集的實時監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)高速率、低時延地傳輸至指揮中心，通過AI視頻監(jiān)控分析軟件對監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)進行分析，測算擁堵時間并根據(jù)路況實時操控紅綠燈，緩解道路擁堵。指揮中心可以通過測算將道路擁堵狀況分享到網(wǎng)絡，這樣駕駛人員就能實時了解到道路情況。

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