3月18日上午,在繁忙的滨海大道沙河东立交桥上空,一架小型无人机正在进行飞行监测。立交桥下的绿化带旁,一名交通执法人员和一名无人机操作员正在密切关注无人机传回的画面。依靠5G技术提供的清晰画面,执法人员可以清楚地看到桥梁的每一个细节,精确到厘米级别。这正是深圳市交通运输局在南山区试点的无人机与5G技术结合的道路巡查项目。借助这项技术,无人机能够随时起飞,检查桥梁、边坡、涵洞等交通基础设施。一旦出现道路桥梁塌陷等紧急情况,还可以通过远程后台实时观测现场情况,及时应对险情。
当天上午,记者在深圳晚报记者的陪同下,亲身体验了无人机监测道路的实际效果。由于沙河东立交桥周边是住宅区,遮挡物较多,这次巡查采用了小型无人机进行人工灵活操控,以便无人机靠近桥梁,进行精准观察。
无人机降落之后,以大约20米/秒的速度在桥梁上方飞行,然后逐渐下降,最终进入梁柱之间仔细检查。巡查过程中,发现了桥墩伸缩缝处的挡板存在部分混凝土剥落的问题,病害区域宽0.6米,长1.2米,需要清除松动的混凝土并用混凝土或砂浆进行修补加固。
据现场的操作人员介绍,结合双目视觉技术和ToF传感器技术,无人机能够准确感知定位和避开障碍物。此外,通过电池热交换、IP45等级防护等技术的支持,无人机可以在任意时间、地形条件下(除恶劣天气外)以最大23米/秒的速度飞往目的地,不间断地进行桥梁边坡巡查,风险几乎为零。
桥梁和边坡的巡查尤其适合使用无人机,因为这样不仅节省时间,还降低了劳动强度。在现场,市交通运输局南山管理局的相关负责人徐丹向记者表示,道路设施巡查与市民的日常生活息息相关。如果未能及时发现隐患,一旦发生坍塌等事故,将严重影响市民的人身安全和社会的发展。
目前,传统的巡查方式存在工作量大、巡查结果不够准确、效率低、定点拍照取证困难等问题,尤其是在边坡和立交方面,人工巡查不仅费时费力,而且存在一定风险。因此,南山交通管理局率先创新地使用无人机进行市政道路设施的巡查试点。
那么,无人机巡查有哪些优势呢?徐丹介绍,最大的优势在于简单高效。无人机只需要在道路结构工程师的指导下提前设置飞行轨迹参数,就可以自动巡查。例如,滨海沙河东立交A匝道全长约301米,传统的人工巡查需要4名工作人员花费2-3天的时间才能完成,而现在使用无人机巡查,只需1人1台无人机,大约2-3小时就能完成任务。
除了道路巡查,无人机在桥梁边坡巡查中更是大展身手。徐丹表示,这是道路巡查中最繁琐的一项任务,巡查目标距离地面50米以上时,需要封闭车道并架设设备,借助桥检车进行作业,成本高、效率低、风险大,且难以获取准确的病害数据。通过无人机巡查,在专业工程师的指导下设定飞行轨迹参数后,可以迅速响应,“随叫随飞”。例如,沿沙河西路(百旺花卉市场路段)边坡巡查,整个过程只需约20分钟,大大节省了时间和人力成本,同时避免了巡查人员面临的风险。
5G实时传输清晰画面,后台建模精确至厘米
除了快速巡查,无人机还能实现精准巡查。利用5G技术保障准确性是无人机的另一大优势。记者了解到,深圳已经全面覆盖5G技术,无人机加装了5G模块。结合5G技术的数据传输速度快、网络延迟低的特点,无人机可以实时获取高清影像,并通过对视角、方位等参数的在线调整,实现全方位、多角度、无盲区的监控,成为突发情况应急指挥的“前端哨兵”,辅助后台工程师快速识别和定位病害。
获得高清影像后,通过图片拟合模拟功能,可以完成边坡、桥梁等结构的三维仿真建模,建立虚拟现实模型。后台工程师逐个校正后,输入病害数量及厘米级尺寸、长度、高差、面积等数据,例如边坡坍塌范围、排水沟堵塞情况等,进行无死角、厘米级定位,为后续精确、高效的修复病害提供数据支持。
南山管理局表示,接下来将进一步研究“无人机+5G”技术作为道路设施巡查及应急快速巡查的重要辅助手段的可行性,深挖无人机在道路设施巡查领域的应用潜力,进一步研究无人机巡查技术、优化软硬件,以及推广使用的可行性。同时,探讨无人机自动机坪、AI识别等新兴技术在道路巡查中的应用,争取实现无人机无人值守自动巡查,进一步提高道路设施巡查工作的智能化、自动化、高效化和精细化水平。