无人机系统在通信工程技术的应用

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摘要：随着时代的发展，我国基础设施建设水平不断提高，高速公路在城市建设中有着重要作用。全面阐述高速公路通信工程系统构成及其作用，结合无人机种类、无人机通信技术的内容，列举无人机技术在高速公路信息工程技术中的应用，以期提升我国高速公路通信工程技术水平。

关键词：无人机；高速公路；通信工程技术

随着我国经济水平的快速提高，当前无人机技术已经不再局限于军事领域，而是随着其逐步轻便化与技术水平的不断提升，开始被广泛应用于交通、摄影等其他领域。目前在我国的高速公路通信工程技术中，部分地区已经开始将无人机加入到通信体系中，与传统通信工程技术一起为高速公路安全运行保驾护航。但是在实践过程中，无人机在高速公路通信工程领域的应用仍处于起步阶段，因此对其进行研究具有一定的现实意义。

1高速公路通信工程系统构成及作用

高速公路通信工程系统是高速公路体系十分重要的组成部分，其与高速公路收费系统、监控系统相互协调，共同应对各种高速公路领域内的相关任务。具体而言，高速公路通信工程系统在整个高速公路体系内主要起到的是传输工具的作用，能够将监控、收费等系统中的数据信息进行汇总，方便信息中心对其进行处理。在实践中，高速公路通信系统的是监控、收费系统所采集到相关语音、图像、视频等数据的传输路径，一般包括光纤数字传输、图像传输、电缆工程等部分[1]。其中，传统的高速公路通信工程大多数是依据电缆进行数据传输，一旦电缆设备损坏则很容易出现短时间内无法构建信息传输网络的现象，进而影响高速公路交通运输的通畅，此时无人机通信技术就能对这些问题进行解决。

2基于移动互联网的无人机通信技术

随着现代通信技术的不断提升，我国的移动通信网络水平得到了飞速发展，在这一技术背景下，基于移动互联网的无人机通信技术能力愈发强大，能够适应大多数电缆无效背景下的通信需求。例如，我国的电信网络在3G条件下的网络带宽就已经能达到4Mbps，而在4G网络背景下更是达到惊人的40Mbps以上。当前，我国基础设施建设已经逐步趋向完善，大多数乡村地区已经建设完成了通信基站，网络覆盖率很高，在实践中能为无人机通信提供充足的运行基础，满足高清条件下的成像需求。此外，我国网络覆盖率还在进一步增大，并且随着5G通信网络的建立，其网络运行速度会逐渐加大，在无人机的运行过程中，基本上不会受到网络带宽的限制，其画面清晰度能够得到充分保障[2]。另外，随着无人机在各领域的不断普及，其价格已经降到比较低的水平，其应用成本并不高。

3无人机种类

3.1垂直起降型无人机

垂直起降型无人机是当前在各行各业中进行应用的最主流机型，其起降方式与直升机基本相同，其原理都是利用旋翼拉力将机身带离地面，并增速上升到一定高度。在实践中，这种无人机可以在大多数地形上实现起飞与降落，能够满足大部分行业与环境对于无人机的使用需求[3]。随着技术不断升级，当前我国广泛采用的垂直起降型无人机在运行过程中不仅能垂直起降，还可以在空中保持持续静止，这种无人机的灵活性更强，且静止状态对于信息采集以及定位有着明显的效果，在承重能力上的表现也相对较好。相关数据显示，这一类型无人机的载重量基本在30kg左右，这已经能够满足大部分日常情景以及小部分特殊情景的应用需求。例如，部分单位在执行灾害救援任务时，如果道路交通受到阻隔，那么就可以采用无人机完成救灾物资运输任务，其工作效率也能得到保证。

3.2固定翼无人机

固定翼无人机的原理类似于战斗机、客机等，其在起飞过程中需要相关单位提供一条封闭道路为其提供助力。该型无人机上一般搭载有涡喷发动机，能够为无人机本身提供较强的动力。与垂直起降型无人机相比，这种无人机的发动机在冬季的气候条件下依然能够维持相对较快的运转速度，并使机身保持正常的飞行姿态。在实践中，固定翼发动机能够在低气温环境下正常进行交通巡逻任务，并及时将所得到的信息向中央数据处理系统进行反馈，保证相关安全事故在能够在第一时间得到处理。与垂直起降型无人机相比，固定翼无人机在回收过程中存在一定难度，其回收过程中最常采用的方式是降落伞回收法以及触网模式回收法。这种技术已经比较成熟，虽然较垂直起降型无人机复杂，但也不会为相关单位带来太大的使用负担。

4无人机技术在高速公路信息工程系统中的作用

4.1日常路况监控

无人机技术能够在高速公路日常路况监控方面发挥辅助作用。具体而言，在现代科学技术背景下，当前各大厂商设计的无人机一般具有速度快、能耗小、持续运行时间长等优势，并且大多数无人机上具备可以搭载现代化高清摄像头的云台，能够保证机身运动过程中摄录信息的清晰性以及稳定性，这可以辅助相关部门更好地对地面交通状况进行完整的记录与拍摄。这可以为相关部门提供高速公路日常路况信息，进而提升高速公路管理单位对于路况的了解与控制能力[4]。无人机的操作方式简单，但是如果想要使其发挥出一定的功能性还是需要使用者根据自身需求对应用方式进行适当调整，因此，相关单位在对无人机进行使用的过程中应该注意采用一定的科学方式。例如，高速公路管理部门采用无人机的主要目的是通过其加强巡逻力度，因此，飞行速度快、运行里程较长的固定翼飞机就成为交通管理部门首先考虑的无人机种类。另外，在固定翼无人机运行过程中，相关单位应提前设定运行轨道，并保证无人机长期处于自动巡航状态，这一功能也是大多数无人机所支持的。这样无人机每天都可以自动按照预先设定的工作路线进行巡逻，大大减小人工对无人机进行干预的劳动强度，节省传统巡逻方式所需要消耗的人力成本，无人机就可以代替巡逻人员完成相关信息的收集，而且在速度、应用场景方面有着明显优势。

4.2交通管制

在交通管制方面，无人机也能发挥一定作用。例如，当高速公路管理部门管辖范围内的路段出现交通事故之后，会有一部分人员抱着侥幸心理逃离现场，从而使伤者不能及时接受治疗。而在无人机应用之后，相关单位可以采用这一技术对肇事车辆进行定位，并进行全程追踪，并将收集到的信息向数据处理中心进行实时传输，辅助相关单位对犯罪行为进行打击。由于无人机的工作范围是在空中，因此它的监控范围以及追踪能力都是传统固定摄像技术无法比拟的，能够取得比传统逃逸司机追踪方式更好的效果。此外，在无人机日常执行巡逻过程中，相关单位也可以通过无人机上面搭载的扬声器等设备，对高速公路上发生的交通违法、违规行为进行规范，不仅能提升整体道路交通的安全性，也能在一定程度上保证路边执法人员的安全[5]。

4.3应急处置

在应急处置方面，无人机也有着一定建树。首先，在高速公路发生交通事故之后，相关单位最先要做的就是对事故附近的交通信息进行了解，并及时疏散相关车辆。但是在实际工作过程中，经常会由于环境、时间、地理位置等诸多因素的影响，进而导致相关行政执法人员无法准确判断交通情况，影响交通事故的处理效率。而无人机技术能够在人员不能到场的情况下对交通环境进行摄录以及反馈，并通过机身搭载的扬声器以及摄录设备对现场进行疏导，降低交通事故的处理难度。其次，在高速公路上发生的交通事故一般都比较严重，很容易造成车辆损毁以及人员伤亡，通过传统的救援方法无法应对各种不同的事故状况，经常会出现救援设备准备不够齐全的问题。而无人机可以利用自身较快的飞行速度，将缺失的物品及时运抵现场，为受伤群众提供更加丰富的救援支持[6]。

5结论

随着科技水平的快速提升，无人机技术的应用已经不再局限于军事领域，能广泛应用于人们的日常生活，当前各大科研机构也在积极探索新式无人机在我国各类民用领域的具体应用。在高速公路信息工程领域，无人机也能发挥出重要作用。因此，相关单位在新时代应该积极将无人机技术应用于高速公路信息工程，在日常路况监控、交通管制以及应急处置等方面提升高速公路管理部门的工作水平。未来无人机技术一定会在交通通信领域发挥出更大的作用，促进我国高速公路通信技术长期健康发展。

参考文献

［1］陆晓杰.基于新技术整合的警用无人机在高速公路管理中的技战法研究［J］.道路交通科学技术，2019（3）：46-50.

［2］何涛.无人机影像在高速公路检测中的应用分析［J］.中国设备工程，2019（20）：108-109.

［3］冯瑶.无人机航测技术在高速公路勘测及辅助选线中的应用分析［J］.四川水泥，2019（5）：51.

［4］谷雷.无人机在高速公路边坡日常养护巡查中的运用［J］.交通世界，2020（12）：14-15.

［5］黄飞新，刘春峰，王超.基于无人机技术的高速公路建设施工信息化管理应用研究［J］.广东公路交通，2019，45（3）：57-61.

［6］李斯涛，方留杨，李培锋，等.无人机在高速公路建设期弃渣场监测中的应用研究［J］.公路交通科技（应用技术版），2020，16（2）：292-296.

作者：李磊 单位：中电建冀交高速公路投资发展有限公司