無(wú)人機(jī)技術(shù)在道路改造設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

聶瑞紅

摘? 要：傳統(tǒng)的道路改造設(shè)計(jì)主要基于對(duì)歷史事故數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以及現(xiàn)狀調(diào)研，而人工觀測(cè)具有局部性、主觀性和低精度等特點(diǎn)。隨著無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的不斷成熟，在道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)攝像技術(shù)、快速制圖等領(lǐng)域的應(yīng)用已有學(xué)者進(jìn)行了研究，但尚未廣泛的應(yīng)用于道路設(shè)計(jì)。文章主要是通過(guò)在實(shí)際案例的應(yīng)用，介紹了無(wú)人機(jī)技術(shù)在道路現(xiàn)狀問(wèn)題排查及道路狀況分析中適用的主要情況，并分析了無(wú)人機(jī)技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中較傳統(tǒng)拍攝記錄方法的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)技術(shù);航拍;道路改造設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U491.31? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）34-0099-02

Abstract： Traditional road reconstruction design is mainly based on statistical analysis of historical accident data and current situation investigation， while manual observation has the characteristics of locality， subjectivity and low precision. With the development of UAV aerial photography technology， the application of UAV aerial photography technology in road traffic accident scene and rapid mapping has been studied by scholars， but it has not been widely used in road design.This paper mainly introduces the main application of UAV technology in road condition investigation and road condition analysis through the application of practical cases， and analyses the advantages of UAV technology in road design compared with traditional photographic recording methods.

Keywords： UAV Technology; aerial photography; road renovation design

引言

傳統(tǒng)的道路改造設(shè)計(jì)主要基于對(duì)歷史事故數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在缺少事故數(shù)據(jù)支撐的情況下，通常采用交通沖突技術(shù)?；谝曨l識(shí)別技術(shù)的交通沖突自動(dòng)識(shí)別在交通安全領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，而無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用于視頻拍攝中，能夠克服人工觀測(cè)的局部性、主觀性和低精度等特點(diǎn)。隨著無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的不斷成熟，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)攝像技術(shù)、快速制圖等領(lǐng)域的應(yīng)用[1][2]已有學(xué)者進(jìn)行了研究，但尚未廣泛的應(yīng)用于道路設(shè)計(jì)。

本文主要是通過(guò)在實(shí)際案例的應(yīng)用，介紹了無(wú)人機(jī)技術(shù)在道路現(xiàn)狀問(wèn)題排查及道路狀況分析中適用的主要情況，并分析了無(wú)人機(jī)技術(shù)在道路設(shè)計(jì)中較傳統(tǒng)拍攝記錄方法的優(yōu)勢(shì)。

1 設(shè)計(jì)過(guò)程

（1）首先，明確項(xiàng)目范圍、內(nèi)容及實(shí)施計(jì)劃，有針對(duì)性的對(duì)沿線各類路段進(jìn)行排查，建立典型路段安全需求模塊。

（2）通過(guò)事故資料分析，將已發(fā)生事故分布于道路平面圖，初步確定事故多發(fā)點(diǎn)位。繼而根據(jù)該點(diǎn)位事故發(fā)生的位置、形態(tài)，應(yīng)用無(wú)人機(jī)航拍有針對(duì)性的拍攝排查，結(jié)合無(wú)人機(jī)拍攝的全景照片、視頻資料，分析事故發(fā)生的原因與道路條件、周邊環(huán)境及車輛行駛軌跡之間的相對(duì)關(guān)系。

（3）圍繞工作的總體目標(biāo)，依據(jù)相關(guān)文件、規(guī)范，著重對(duì)典型需求模塊（開(kāi)口整治、平面交叉、集鎮(zhèn)化路段、路側(cè)險(xiǎn)要路段等）提出改造設(shè)計(jì)方案。

2 無(wú)人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的道路改造設(shè)計(jì)主要基于對(duì)歷史事故數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析以及現(xiàn)狀調(diào)研，道路交通事故信息中，重要的是車輛、道路和痕跡三者之間的空間關(guān)系，目前道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)記錄圖是最好的呈現(xiàn)方式[1]，但主要是針對(duì)單個(gè)交通事故的記錄。對(duì)于收集的交通事故資料，僅能從事故形態(tài)及原因等直觀分析，對(duì)于交叉口路段及環(huán)境復(fù)雜路段，人工調(diào)研拍照無(wú)法全方位體現(xiàn)的特殊點(diǎn)段，應(yīng)用無(wú)人機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝，提高了拍攝成果的清晰度及范圍的全面性，后期資料處理方便，同時(shí)能夠直觀體現(xiàn)出道路、車輛在事故點(diǎn)附近的特征及運(yùn)行軌跡。

無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用于道路設(shè)計(jì)中主要在以下幾個(gè)方面：

（1）對(duì)于橋梁養(yǎng)護(hù)改造，傳統(tǒng)人工調(diào)研僅能對(duì)橋面等部位的病害進(jìn)行觀察，但使用無(wú)人機(jī)航拍可以克服這些障礙，對(duì)梁底及墩柱等隱蔽部位的一些情況進(jìn)行實(shí)時(shí)影像記錄。

（2）在高速公路上，如果發(fā)生多車事故，現(xiàn)場(chǎng)交通狀況混亂，甚至?xí)斐绍囕v擁堵，處理人員很難及時(shí)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，傳統(tǒng)的方法不能實(shí)時(shí)完整記錄整個(gè)道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)的概況，但使用無(wú)人機(jī)航拍可以解決這個(gè)弊端。

（3）排查平面交叉渠化是否合理、交叉口轉(zhuǎn)角通視三角區(qū)是否存在遮擋現(xiàn)象等;以及相鄰的中分帶開(kāi)口間距是否合理。

（4）新建或改建道路周圍環(huán)境、地形地貌以及路域環(huán)境等。

3 案例分析

3.1 中分帶開(kāi)口分析

項(xiàng)目路與一條四級(jí)路成十字交叉口，開(kāi)口大小10m。被交路南側(cè)通往化工廠區(qū)，北側(cè)服務(wù)于居民集中點(diǎn)的交通出行。后因廠區(qū)物流需要，在被交路以西主線南側(cè)新建一條三級(jí)公路。

現(xiàn)狀中分帶開(kāi)口位置與南側(cè)廠區(qū)通道錯(cuò)位，從無(wú)人機(jī)航拍圖人行橫道磨損的情況，可以直觀的顯示車輛的主要行駛軌跡。廠區(qū)出來(lái)的大貨車往左轉(zhuǎn)方向出行時(shí)需行駛至開(kāi)口處集中掉頭，下行方向通往廠區(qū)的車輛會(huì)選擇在交叉口進(jìn)入上行方向逆行至被交路轉(zhuǎn)彎，嚴(yán)重影響通行效率且存在較大安全需求，需進(jìn)行安全整治。

3.2 平交口分析

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，開(kāi)口1與開(kāi)口2交叉距離80m，距離較近，因該路口是鎮(zhèn)政府所在集鎮(zhèn)進(jìn)出道路，北側(cè)通往集鎮(zhèn)，南側(cè)連接多處居民集中點(diǎn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)交通量調(diào)查，南北方向機(jī)動(dòng)車存在不小的出行需求。

開(kāi)口2處主線現(xiàn)狀兩車道，東進(jìn)口右轉(zhuǎn)車輛較多，受直行車輛紅燈影響，右轉(zhuǎn)車不愿排隊(duì)等待，通過(guò)占用硬路肩實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn);東進(jìn)口人行橫道線及中分帶護(hù)欄設(shè)置太過(guò)靠前，不利于車輛左轉(zhuǎn)，從無(wú)人機(jī)拍攝圖片可以判斷路面的磨損軌跡。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)交通量調(diào)查，開(kāi)口1主要為非機(jī)動(dòng)車和小客車，結(jié)合交通量調(diào)查結(jié)果與現(xiàn)狀事故情況，最終將開(kāi)口1改為人非通道，行人和非機(jī)動(dòng)車仍然從開(kāi)口通行，機(jī)動(dòng)車采用繞行方式，由北往南的機(jī)動(dòng)車需繞行約1.3km，由南往北的機(jī)動(dòng)車?yán)@行約200m。開(kāi)口2處主線東側(cè)進(jìn)口增加1道右轉(zhuǎn)車道，對(duì)中分帶進(jìn)行壓縮，按規(guī)范要求設(shè)置減速車道與漸變段，優(yōu)化人行橫道布置。

3.3 路側(cè)橫向干擾排查

路域環(huán)境為影響道路美觀及行車安全的因素之一，過(guò)村過(guò)鎮(zhèn)路段路側(cè)存在連片商鋪或建材等堆積。項(xiàng)目路現(xiàn)狀設(shè)置了輔道及綠化隔離，但路側(cè)居民戶戶接入，輔道未發(fā)揮實(shí)際作用。對(duì)主線橫向干擾較大，航拍圖可以直觀體現(xiàn)路段搭接道路的整體情況及周圍環(huán)境。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用于道路建設(shè)項(xiàng)目勘查、設(shè)計(jì)工作階段，避免了傳統(tǒng)調(diào)研方式的缺陷，提高了調(diào)研工作的效率及拍攝資料的精確性、全面性，系統(tǒng)的體現(xiàn)了道路現(xiàn)狀及周邊環(huán)境。無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)與事故資料結(jié)合，能夠更直觀的體現(xiàn)事故多發(fā)點(diǎn)段的現(xiàn)狀情況，輔助進(jìn)行事故形態(tài)分析及改造方案研究，改造設(shè)計(jì)的重點(diǎn)更具有針對(duì)性，對(duì)降低交通安全風(fēng)險(xiǎn)、減少交通事故數(shù)量，提高公路通行能力、路況水平，從根本上改善公路安全水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]何樹(shù)林，吳昊，李震.基于無(wú)人機(jī)的道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)照相與攝像技術(shù)研究[J].中國(guó)人民公安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2018（2）：88-91.

[2]鄭淵茂，何原榮，冷鵬，等.基于無(wú)人機(jī)的交通事故現(xiàn)場(chǎng)快速制圖及歸檔系統(tǒng)構(gòu)建[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2017（11）：146-155.