5G无人机及其在城市交通应急管理中的应用

　　【摘 要】 5G技术日渐普及，无人机在应急响应中的优势明显，使得未来交通借助5G无人机在应急管理层面的应用成为必然需求。本文通过无人机与5G技术的融合，搭建了5G无人机系统，探索5G无人机在城市交通管理、交通事故、交通疏导等应急情况下的应用优势，以期为5G无人机在城市交通应急响应与管理过程中获得更多的实际应用，为打造城市交通应急管理智能化服务体系、提升城市交通应急管理水平提供一定参考。

　　【关键词】5G无人机;城市交通;应急管理引言

　　随着社会经济不断发展和科技的日新月异，以及中国城市化建设的日臻完善，城市交通问题在人们的生产生活中日益突出，交通拥堵、事故频发，城市交通的指挥和监管越来越受到人们的重视。特别是本次新冠肺炎疫情爆发后，大量交管人员投入到抗疫防卫工作中，使得交通应急管理缺口突出，且由于病毒极强的传染性使得一些城市交通问题处理变得困难。在此期间，无人机工作的身影闪烁其中，消毒防护、交通指挥、隔空喊话劝导等，为防疫战增添了一抹不同的底色。特别是近几年无人机技术发展突飞猛进，其运行成本低、人员伤亡风险小、机动性能好、可超视距飞行等特点，使无人机在相关领域获得了应用，如航拍、高压线巡查、地质勘探、抢险救灾、农药喷洒、商业表演等。随着城市交通问题的日益突出，无人机在城市交通管理中的应用变得越来越迫切。

　　然而，传统无人机一般通过遥控系统进行控制，无人机与遥控器之间的数据传输采用蓝牙或Wi-Fi，由于发射功率的限制，只能在不超过500m的视距范围进行数据传输，且传输图像分辨率不高，信号抗干扰能力差，极大地限制了无人机在行业上更广泛的应用。5G的高带宽、低时延、高可靠性等能为无人机的通信提供便利，弥补其在图传、大数据回传及算力上的不足。無人机与5G技术的相互融合已成为未来无人机技术发展的重要趋势。

　　结合5G及其相关技术(定位、避障技术等)的5G无人机，搭载各类设备将完成城市交通应急管理任务，提高交通应急管理响应速度，提升城市交通管理水平，5G无人机将促进未来交通朝向智能化、立体化发展。

　　1. 5G无人机及其系统搭建

　　1.1 5G无人机技术特点

　　基于无人机定位、避障、路面规划等方面的优化，5G无人机将具备超大带宽、超低时延、高定位精度、超高飞行安全的特点，与传统无人机相比，5G无人机将具备智能化、高速化的特征。在5G无人机优质作业的特性下，结合现有科技产品服务于城市交通， 5G无人机可在城市交通管理、交通疏导、交通事故处理、交通环境监控等方面发挥重要作用，如在上下班高峰、突发交通事故、突发公共事件等应急场景发挥快速响应能力，确保城市交通管理平稳有序，提升城市交通管理与服务水平。

　　1.2 5G无人机系统搭建

　　无人机的价值在于形成空中平台，结合其他部件或载荷扩展应用，替代人类完成空中作业。5G 技术拓展了无人机低空覆盖范围，为无人机行业应用提供了大带宽、高可靠、低时延的无线通信能力，助力其在交通管理上的应用。现结合5G通信技术、无人机平台以及载荷设备搭建应用在城市交通管理方面的5G无人机系统。5G无人机系统由5G通信系统、无人机平台、载荷、控制系统等组成。随着5G模块的成熟，无人机将直接搭载5G模块，无需再通过地面站与后台进行数据交互，可直接与距其最近的 5G基站通信，同时通过部署在基站侧的边缘云平台，在无线侧便可完成视频、图片数据的本地化处理，缩短业务端到端流程。通过5G无人机搭载高清摄像机、GPS导航定位模块、雷达避障模块、喊话器等多种类型载荷，实现超高清视频、飞行参数数据的实时回传，并可基于多类型挂载，对交通现场情况进行及时高效处理。5G无人机可结合4K超清相机，进行多维度超高清拍摄，能在巡航过程中及时发现道路违法情况，对违法停车、违法占用应急车道、违法变道等行为进行4K超高清拍照取证;同时，5G无人机还可在交通事故发生时及时有效传输现场图片和数据;集成了远程喊话功能的5G无人机，还可以对现场车辆进行疏导和警告。5G无人机的广泛使用无疑将大幅节省警力，缩短出警时间，高效完成交通管理工作。5G无人机系统如图1所示。

　　2.5G无人机应用

　　2.1 5G无人机在城市交通管理中的应用

　　在已经搭建好的5G无人机平台上进行模拟和演示实验，测试5G无人机在城市交通管理中的应用效果。当某个路段出现交通状况时，5G无人机从指挥中心起飞，可以通过测量无人机到达现场的时间和边缘计算评估整个过程中数据传输的流畅度，判断5G无人机相对于原方案在完成指定工作任务上是否拥有效率上的提升。

　　5G无人机摄像头为无人机系统提供一双“天空之眼”，在交通应急管理的各过程中均需要摄像头提供广阔的视野。无人机通过4K高清摄像头图传，可模拟实时监控路段的车流量以及进行主干道的巡查工作，发现存在的安全隐患。相比人力道路巡查，5G无人机的巡查面更广，响应速度更快。利用无人机搭载喊话器可模拟对违规车辆和人员进行提醒和警告。还通过搭载的人脸识别、车牌识别技术模块记录违反交通法规的车辆或行人信息并回传到指挥中心。在特殊情况如疫情期间，5G无人机还可通过搭载红外热成像仪对道路上进行体温监控，确保人员安全。发现体温异常个体时，可通过喊话器远程交流，提醒其做检测或就医，减少人员接触。搭载防暴网枪的无人机还能承担对交通道路上的犯罪嫌疑人的跟踪监控及逮捕工作。5G无人机在城市交通管理中的应用如图2所示。

　　2.2 5G无人机在城市交通疏导中的应用

　　5G无人机可以在拥堵路段实时观测道路情况，通过5G网络的大带宽特性，将拥堵路段上的固定摄像机、移动布控球等终端设备所采集的实时监控视频数据高速率、低时延地传输至指挥中心，通过AI视频监控分析软件对监控视频数据进行分析，测算拥堵时间并根据路况实时操控红绿灯，缓解道路拥堵。指挥中心可以通过测算将道路拥堵状况分享到网络，这样驾驶人员就能实时了解到道路情况。

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文章名称： 5G无人机及其在城市交通应急管理中的应用

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