林伟:无人机在智慧交通和环水保中应用的新进展

3sNews2016-06-17 11:50:16

摘要: 交通运输部环境保护中心高级工程师林伟发表精彩演讲。

  6月15日,由泰伯主办,以“无处不在的地理信息”为主题的全球地理信息开发者大会2016(World Geospatial Developers Conference 2016,以下简称为“WGDC 2016”)在北京国家会议中心盛大开幕。

  6月16日,测绘无人机高峰论坛隆重开幕。数十位无人机领域的专家亲临现场,共商无人机产业大计。

林伟:无人机在智慧交通和环水保中应用的新进展

  会上,交通运输部环境保护中心高级工程师林伟发表了以“无人机在智慧交通和环水保中应用的新进展”为主题的精彩演讲。以下是演讲实录(未经本人核实)。

  林伟:各位朋友各位嘉宾大家好,我是交通部运输部保护中心我们应用无人机时间不是很长,头几年但是基本都是摆设,一架几百万谁也不敢飞。我们现在对于小型的无人机应用比较多,我把我们应用的一些实例给大家介绍一下,同时实例过程中有的一些需求给大家列出来,希望大家有研发能力的或者有合作意愿的一块跟我们做行业应用的推广。

  第一个方面我想说一下,无人机遥感助力智慧交通,这个里边想简单介绍一下说,在交通建设项目建设中无人机应用,建设项目从08年四万亿投资中国公路建设,港口建设成为建设主流,我们逐步引入无人机的应用,解决了原来很多效率低下的问题。主要把无人机三个项目建设周期,第一个是设计期,工程布设在无人机应用可以开展。还有一个施工期的施工管理,还有运管期,还有城市里面的路网监控,我逐一给大家介绍一下。

  这个是2011年去年的时候,北京六环有一个阿苏卫垃圾卫生填埋场,在六环这个位置,没有给这个填埋场没有留出口,2015年的时候这个垃圾量已经达到147万吨左右,按照现在5立方米常规的垃圾车来讲,一天有将近两千辆车造成了很大的交通拥堵,对地方干扰十分严重。请了北京分公司做了一个地形测绘,我们市政府建设单位在三维地形图上进行一个虚拟设计,通过一些定制好的互通立交的设计方案放在测绘地形图上进行一些设计模拟,来选线定一下到底哪个方案是更优方案,比如说拆迁量,占地的范围那个是最优的,通过这个虚拟设计,比原来的平面设计更直观,效率更高。

  这个是一个高速公路的建设项目,当时在这个地方,这个地方叫艾琳在福建那边。我们用无人机测绘以后,得出这个山体这个地方的全面三维模型,在这个上面进行一个隧道的设计,进行一个大开发的设计。开发的高度也经过一个虚拟的,得出不同的施工量,最后得出一个到底哪个高度用哪个线型,在哪个位置进行这个跨越。

  这个是即将要投入的一个应用,在这个青藏公路,铁路已经修完了,现在把青藏公路改成高速公路,在一千多公里的公路上引入无人机,进行青藏公路布线的设计。

  无人机在施工期的管理应用,这是比较典型的一个例子,2015年11月14日北京三元桥的改造工程,一共用了40多个小时全过程有无人机进行监视和调度,最终铺设桥面板平易,之前拆除,之后铺车,四十多个小时全程监控。

  这是一个施工期的无人机应用,在这个峡谷地区在河道里面修一个大的高速公路桥,在施工期的时候我们建立了一个数据库,1月份建设进度有一个影像数据还有一个测量数据,包括里面的一些料场可以测量可以有多少堆料,2月份有什么,3月份有什么,形成一个历史的数据库,这样的话以后出现一些什么事故,包括以后通车施工,对以后的观察有很充足的数据。原来施工完了以后有什么根本看不到,包括很多项目都是这样的,你施工结束以后都无法进行回顾。

  无人机在运行期主要是交通规划,交通规划根据交通量,交通量的变化情况流向的特点进行一个应急保障的预案,比如有哪些系统的时候通过无人机的观察流量变化进行实施方案变化。还有一个路况检测,分析造成交通拥堵的原因。刚才说的这些东西在城市内得到广泛应用,我们作为交通系统主管的道路是高速公路进入城市不归我们管了。河南省高速公路管理局和交警部门一块做了一个启动仪式,将无人机常规化巡航纳入日常管理工作,以后无人机在湖南省是一个常态化的工具。在空中看这个地方出现交通事故,赶快进行道路口的封闭或者是开通进行流量的调配。

  应急事故辅助处理

  湖北监利沉船事故,这个事故完全是第一手资料从无人机拍摄的,但是在那个时候没有行业中的无人机,获得的资料都是新闻媒体他们的无人机。所以在重庆到上海的航道,一共大约两千多公里在这块交通部准备筹建一个无人机的巡航,日常巡航,像做这个电力线巡航一样,我们在航道巡航。两千多公里不可能一个架次飞,我们要分成几段,这个方案向你们提出一个设想,没有进入具体的操作阶段,我们对机型的了解不是很多,我们一个机型适合巡航多长时间航道,包括一些天气的干扰因素,是否所有的机型适合,还在前期的调研过程中间。

  另外一个比较大的事故应急应用,就是通过溢油事故。当时利比亚的邮轮在大连新港卸油造成很大面积污染,造成了50平方公里海面受污染,总量达到了1500吨,国际海事法庭仲裁的时候,我们提出的索赔要求国际海事组织不承认,我们没有具体数据提供,这个数据是官方公布的数据,这个数据老百姓也不认。其实还有很多图片,包括你们上网搜一下很多老百姓告政府说我们家受影响,但是这些范围不再这个之内。说明什么?说明我们当时的取证存在很大的欠缺,所以我们单位正在做全国溢油应急设备库设备标配标准的规定。首先国家级,省级,公司级,应用地点,邮轮、港口、码头,油库…

  功能需求:索赔取证,视频,照片,溢油量测量,反应危害方向,防范重点,喊话。救援协助,围油栏布设,投放小型救援,救生设备。这是我们的另一个需求,希望它是提供整套的反应体系,而不是只是到机器,我们希望是软件、硬件作为的系统,这个系统可以应用到很多地方。

  这是我们在公路养护、资产管理,路面破损位置,面积,制定合理修复方案,包括做测量以后都可以得到数据库,进行调配。还有一个是桥梁检测。原来这些大桥动不动几十米上百米的桥墩靠人爬上去,或者拿着望远镜看,现在可以无人机做。现在多数是可见光的无人机,用照片判断,我们希望有一些搭载红外设备。这种红外设备可以进行电能检测,钢筋的检测。但是这个机器有一些问题,我们要检测桥面的低面怎么办,只能照下方不能照上方。

  智能港口是一个大的监控室,我们把这个无人机引进之后,从原来的地面监控变成全方位的监控,飞到码头作业区,可以看到船舶的卸货情况等,环保设施有没有运行,都可以看到。

  交通部高速公路数据网,现在模仿澳大利亚,我们需要一个机器,大家做测绘机器都要做回形针的航路设计,我们做现行工程我们只观测现行公路两侧两三百米的食物,所以做这个测量不具备这个航向分辨率。

  一个是生态环境检测网络建设方案的通知,要加强生态检测。我们做了一个水保设施的项目,在这个沟里都有人住,在这个泥石流的冲击中,要对它进行防护,第一个要测量,测量进行一个虚拟设计。当时我们一共用了三台机器,最后进行这个项目的测量,最终国产机器没想到任务完成了,那两个机器多多少少出了一个问题。

  水利部在全国水保信息网有一个重点工程,比如各个分类的工程每年进行一个投资,进行一个现场核实,比如这个做的坡耕地改梯田的重点工程检查,直接现场核实。

  这是作为项目检查的时候,项目检查原来直接在车上跑一跑,路边停一停,现在直接飞到天上看。原来我们做公路检查的时候把车停在边上,一说这边恢复完了,现在专家不看了,飞到天上看你前边做了,后边没做,那就不行,现在检查力度越来越严,方法越来越好。

  这是一个比较典型的没有恢复的,无人机上去以后可以直接测量这个小区的面积,通过它的建模通过测量提供它的绿化量。

  这是一个北京新机场的建设,在大兴那边已经完成征地了,环保部提出很多要求,我们现在准备做这个项目的环保工程监理,这个里边我们希望用无人机技术,这个建设单位几百个,靠正常人员方案是解决不了的,我们希望有一个无人机的方案,每隔几天飞一次,建立一个完整的数据库,这样的话对施工期的管理起到很大的一个促进作用。

  这个是环境执法的应用,环保部现在大规模采用无人机环境执法,从2014年开始,2015年都在做了,为了保持APEC会议,奥运会周围限排,人查肯定不行,有一些企业偷偷开工,用无人机一下查了一百多家违规企业,晚上用红外的手段来。

  这是一个结合自然保护区的动物管理,这个是用的比较好的一个,2015年6月份在重组地区观察白头叶猴,原来是在峭壁活动人很难观察,现在用无人机观察远处就可以看到。这种无人机最好是低噪静音的,稍微飞近一点对动物的影响相当强烈。这个是做的一个页码的观测方案,原来是人工的做网格观测,现在我们希望用无人机替代人工作业,原来观测一条线有具体数据大家拍看一下,现在用无人机大大简化了工作量,也野生幼体的分辨非常清楚。

  这是国外的一个应用案例,亚马逊林区环境保护的一个案例。这是无人机跟踪白鲸迁移来进行观测,这个是对鲸体喷水看它吃了什么东西。这是在湿地对鸟类迁徙的习惯进行一个跟踪,因为旁边有一个机场,看受不受鸟类的影响,无人机取得第一手资料。

  我说一下我们的行业需求,我觉得适合这个行业需求的机器,首先不要太大,要轻便一些,一个人单兵可以背走,每个地方去一台车要受影响,要方便拆装。还有一个飞控,很多飞控国外做的好一些,国内做的不能满足专业化的需求,希望能改善。还有一个就是续航人员,飞上去十多分钟真是干不了什么活,还有一个安全可靠,都是何总刚才说的。

  硬件开发,进一步开发一机多屏,我们一台飞机飞上去以后,周围很多点比如说这个事故点,事故场的中间很多领导都能看到,一个分发。还有一个是远距离的,在天津发生事故,湖北的翻船事故,交通部的相关领导从北京连夜坐飞机赶过去,路上经过8个小时到现场,当时有一个很好的图像系统,总理很快知道,不用跑到那边再指挥什么的。

  还有一个就是对图传的一个要求。另外是测绘这块,在行业应用对软件进行一些开发,无人机测绘的一个最大的问题就是它不能直接获得DTM和DSM,以上和其他原因,难以满足精确的工程量和投资管理要求,减少我们的工作压力。我们要去掉房屋和树木工作量非常大,希望有比较好的方式来减轻我们这个工作。

  另外一个是软件开发,简便的地形测绘燃烧,检测周期内多次成果的自动对比。这是一个专业化的应用,我们希望现在航测解决原来卫星遥感的应用,进一步开发专业化地形测绘,环境保护林草覆盖率作业软件。

  在云数据库研究、建设方面,我们也希望以后所有的历史数据都能生成一个专业数据库,这样的专业数据库首先留一个本体,以后我有什么变化它的对比都是一个本体,没动之前一个样,本体数据收集是一个比较重要的东西。对突发环境进行应急的应用,总的来讲希望建立一个专业数据库,以后对事故的应急或者我们的应用做一个很大的数据支持,也是对我们做这个专业应用提供一个专家决策系统。

  以上是我交流的内容,谢谢大家。

[责任编辑:龙薇]
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