无人机拥堵治理应用研究

春节刚刚过去，在这里给大家拜个晚年，祝大家兔年大吉。

相信大家都感受到了，今年春节期间，回家的、出游的，走亲访友的人格外多，可以说是几年不见的盛况。在高兴之余，堵车也是这几年来前所未有的，春节你堵了吗？反正李老师是在西安堵了4个钟头，足够在车上复习一遍兔年春晚了，当然李老师没有看春晚，而是在想，怎么用无人机来提升治理拥堵的效率。

笔者之前曾对无人机的交管场景进行过一点调研，再结合这两年的应用发展，这里给出一点个人浅见，如有不对或不全面的地方，还请读者在评论区指正。

无人机用于拥堵治理的方法主要有4个方向：道路优化、事故快处、堵点查看、拥堵预警。

一、道路优化

首先聊聊道路优化，这是一个专业性很强的问题，需要补充一些道路规划的背景知识，当然长篇大论大家肯定不喜欢看。我就只讲一些最浅显的道理。

我们知道，车道拥堵的根本原因是单位时间内通过的车流量太大，但道路不能无限拓宽，这就形成了矛盾。要减少拥堵，本质上只有使车辆分流，或加快通过时间两条路径。

1 、交通渠化

要解决车辆分流问题，有一个办法是像修泄洪渠一样，修一条车道给主干道“分洪”，这种方法叫做道路渠化。我们在一些城市看到的这种带有交通岛和右转专用道的路口，就是道路渠化的一种。

道路渠化示意图

相比传统十字路口，右转车辆不会被直行等红灯车辆堵住，而且转弯速度比直角转弯快得多，这样等于快速清空了右侧车道，也可以让不愿等红灯的车择路分流，达到了减流的作用。除了能减少车辆平面交叉冲突外，还能让行人提前在交通岛等红绿灯，提高了行人通过效率，减少了人车冲突。

但是，交通渠化需要对症下药，不能盲目建设，否则花钱不说还会起到反作用。在渠化前，要提前对路口、路段、区域的总体流量进行统计和分析，这个工作如果采用传统方式，需要提取的路口监控数据非常多，数据价值较低，分析难度较大。

因此，可以采用无人机定点定时在高空进行视频采集，利用高空视角，帮助分析车流情况，简单讲就是站得高看得远，所以减少了视频采集和分析难度。还可以进行实景建模，将地理信息数据提取到第三方软件中进行模拟仿真。

城市道路二维模型

除此之外，大疆行业应用的生态合作伙伴可以提供相关的分析软件，配合大疆无人机，形成较为完整的流量分析方案。

流量分析工具示意图

2、交通组织优化

刚才讲过，要减少拥堵，本质上只有使车辆分流，或加快通过时间两条路径。通过渠化实现了车辆分流，那如何加快通过时间呢？这就靠交通组织优化了。

交通组织优化，是指在不进行大刀阔斧改造的前提下，通过修改直行和转弯车道标线、调整信号灯配时、规划等候区等手段增加道路通行效率。比如有些道路的掉头车道并不是在最左边，而是靠右，这就可以加大转弯半径从而加快掉头速度，有些城市的信号灯可以根据车流量调整时间，称为智能配时。

举个实际的例子，泉城济南的一条南北方向的交通大动脉叫纬二路，虽然有双向10车道，但早晚高峰期间交通流量非常大，导致道路上车速慢如蜗牛，李老师在济南工作时就住这旁边，亲测很堵。

济南纬二路堵点位置

济南交管部门运用无人机拍摄路况视频，再结合人工踏勘，从小汽车、慢行、公交、信号灯四大方面对纬二路（经四路-经五路）交通问题进行了系统分析论证，并通过节点扩能，路网均流，优化公交车道和非机动车道，精细化配时等方式，使道路沿线通行能力得到整体提升。拥堵指数由2.07降低至1.63，排队长度减少了30-40米，早高峰拥堵基本得到缓解。

 纬二路优化后效果

总结一下，无人机在道路优化领域的主要作用是采集视频、测绘建模两方面，帮助管理部门多快好省地完成分析和规划工作。

二、事故快处

道路上突发交通事故后，就可能造成严重拥堵，这种交通流的状态比较紊乱，比一般堵车对交通危害更大。因此提升交通事故的处理效率，快速恢复交通，对缓解拥堵至关重要。这里介绍2种不同情况的处理方式。

1 、严重事故

第一类是较为严重导致人员伤亡或财产损失的交通事故，需要人员到场进行勘查取证和绘图，以备划分各当事人的责任。无人机处理流程如下：

交通事故快速勘查流程

该流程大幅简化了传统手工作业，其优势有：

1、根据比例尺和基准点进行标线测量，更精准直观，在复杂场景更有优势（如多车连环相撞）；

2、避免勘查过程中的二次事故；

3、勘查测绘效率显著提升，事故现场面积越大，提升越明显。

根据各地使用案例，这种处理流程可将常见的两车事故的处理时间从30分钟左右降低到15分钟左右。

2 、轻微事故

而对于道路上最常见的小剐小蹭，按照国家规定，可以通过以下四个步骤，完成快处快撤处理：

1、马上停车，然后开启危险报警闪光灯（双闪灯），在确保安全的情况下设置警告标志；

2、查看车辆的事故损耗，拍照取证，记录好对方的车牌号、查验双方的驾驶证、记下联系电话；

3、情节严重的迅速报警，交由警方处理，情节轻微的也可以自行协商确定事故责任，给予双方相应的赔偿；

4、联系保险公司办理赔偿手续，可协商赔偿的就可以进行书面赔偿协议，如果不能自行解决交由交警处理，待事故责任认定书出来之后经警方调解进行处理。

虽然现在“互碰自赔”和网上远程定责已经非常普及，但由于各种原因，当事人将车停在行车道上，一边吵架一边等交警，无视后方拥堵的情况屡见不鲜。这样不仅阻碍交通，而且非常危险。

其实早已有交通管理部门尝试使用无人机来解决这一问题，比如沈阳、广州、宿迁、苏州等地，先后做了类似尝试。以宿迁为例，接到报警后，如果骑警无法快速到达现场，就会使用携带喊话器的无人机飞往现场，先拍摄现场全貌，再通过喊话器请双方驾驶员抬头面向无人机，互相指认碰撞部位，然后指引双方尽快驶离行车道。半年使用下来，宿迁已运用无人机勘查轻微人伤交通事故900余起，出警速度提升29.6%，群众满意度提升32.8%。

而苏州交管部门针对高架路交通事故，尝试了一种更新颖的解决方案：

1、部署无人机机场覆盖辖区，然后对城区进行建模，提前做好城区建模和航线规划，以避开高大建筑物；

机场部署示意图

2、对各个路灯进行编号和定位，这样在报警第一时间，通过询问路灯杆号，就可以快速确定位置；

通过灯杆定位

3、无人机根据路灯杆编号一键起飞，自动前往目标区域，自动完成拍照上传，自动播放指引录音，指引车主快速处理完后挪开车辆，自动返回机场；

无人机自动出勤

4、将自动拍摄的取证照片上传到事故平台，以便后期调取。

这样，理论上整个流程只需要接线人员根据路灯编号，点击几个按钮，就可以完成一次快速的取证和疏导的闭环，不仅速度快了，还节省了人力。

不过，和所有新技术手段一样，这种方式还存在一些难题和争议，如飞行安全问题，远程取证的合规性，第三方平台开发和数据对接，以及车主是否愿意配合等。在可见的未来，交警的经验，专业性、执行力，以及调解纠纷的能力，依然是处理交通事故中的关键一环。

三、堵点查看

首先要明确什么是堵点，之前讲过，造成拥堵的两个主要原因是“流量过大”和“流速过慢”，而“堵点”就是导致这两个因素发生的点。如，主干道左拐有一所学校，每天放学时，大家都赶着去接孩子，左转车辆暴增，就会在红绿灯路口排起长队，逐渐拥塞其他车道，导致大家都过不去，最后像击鼓传花一样，引起周边一连串的拥堵，这个左转的路口就是核心堵点。

堵点示意图

如图，拥堵会逐渐由1传到2，3，4，不及时处理掉会有更大范围拥堵。

这些堵点的出现可能有规律（如学校路段）也可能是随机的（如交通事故），当发现拥堵时，需要快速找到堵点并排除。

就拿前面接孩子这个例子来说，如果能快速定位到拥堵原因，通过调整左转信号灯的配时，疏散校门口违停车辆，或是协助待转车辆开到等候区等手段，就可以一定程度上减少拥堵，尽快清空左转路口。但如果没找到问题，头痛医脚，那就事倍功半了。

说了这么多，其实就是想告诉大家，快速准确定位堵点并及时疏导很重要。那有人可能会问了，我知道你要推荐无人机，但我看城市路上到处都是摄像头，为什么不用摄像头来找堵点呢？非用无人机不可吗？

我举个生活中的例子，有一次我在停车场丢了东西，去查监控，发现一个停车场有几十路的监控，视野又很窄，画面中的人一闪而过又出现在另一路画面里面，就好像你看一个电影，画面被分割成几十块不连续的，还全是越轴和跳轴，非常割裂，就会看的很辛苦。而一条主路上有多少摄像头呢？成百上千路。那难度可想而知。

在多路监控中查找有用信息很困难

使用无人机空中查堵就会简化这一工作，在能见度足够的情况下，飞到50米高度的能见范围是1-2公里，不仅可以灵活缩放视野，还可以拍全景图，相比起几米高的固定摄像头，效率提升是显而易见的。而且无人机还可以跨地形移动，对高架路，内部路，以及监控盲区都有更好的查看效果。

无人机的另一个优势是便于分享位置和视频画面，这也是和传统视频监控系统比较的，把视频专网的一路视频推送给一线勤务，看似简单，其实对信息化建设的要求较高，目前仍有一些交管系统尚不具备这个能力，依然在通过对讲的方式进行指挥。而无人机平台建设比较灵活，可以先把位置和图像信息同步到后台，后台再发到勤务终端，这样，一个堵点查找-回传信息-指挥调度-处理堵点的闭环工作就完成了。

 派勤给执行终端（铁骑车机）

以上这个工作流程，需要第三方系统供应商进行开发和对接，已经在深圳市交管部门得到了应用。

四、拥堵预警

刚才讲了拥堵发生后的处理方式，除此之外，我们还希望能主动发现问题，加强感知能力，提升处理效率，甚至防患于未然，对这一课题，无人机应用的前景在哪里呢？

基于现有技术，通过高空巡逻、流量分析、路况直播三管齐下，可以一定程度上实现早发现、早报告、早处理，下面对这三种手段做逐一说明。

注：下面介绍的场景在技术理论上已经具备，但应用上还并不成熟，可以看成是一种对未来的展望。

1、 高空巡逻

一说到高空巡逻大家就会想到大疆机场。的确，城市道路巡逻这种固定路线，精度要求不高，且需要克服雨雪恶劣天气的场景，非常适合大疆机场。截止2023年一月份，已在全国部署了300多个局点，运行时长达到150万小时。

多地部署机场完成技术验证

当机场覆盖多条道路后，通过集群化的自动高空巡逻，就成为了城市的“高空传感器”，通过高空视野和快速移动，可高效采集包括车流量、人流量，车辆类别、违章行为、设施损坏、路面缺陷等信息。

然而，尺有所短寸有所长，所有工具都不是万能的。无人机无法彻底取代摄像头，二者的工作方式有很大不同——摄像头适合24小时连续工作，无人机适合在特定时间周期性工作，摄像头不能移动但覆盖率很高，无人机覆盖不了整条道路但可以快速移动，摄像头需要精确到车牌号和驾驶员，而无人机主要观察车流量和明显异常行为。无人机的应用不会使摄像头边缘化，反而会引入一种新的分工，让摄像头发挥更大价值。

在不久的将来，摄像头和无人机之间应该有这样的联动机制——互相作为触发端和执行端，互补优劣势。举两个例子：

1、无人机发现井盖疑似丢失→触发事件→系统自动调取周边摄像头→确定井盖丢失→人工介入，回滚监控视频找到嫌疑人；

2、摄像头发现车流速度变慢→触发事件→系统自动指派无人机前往高空巡查→发现堵点是前方高架出现事故→人工介入，发现是轻微事故→无人机一键取证喊话，快速恢复交通。

在城市道路上空开展无人机巡逻，对安全性要求极高，可以考虑给无人机加装降落伞（大疆生态提供），以尽量减小风险。

携带降落伞的M30T

另外，和机场搭配的M30系列无人机具备防尘放水功能和传感器冗余，并在设计之初就针对无人值守的场景进行了正向设计。因此我认为当前技术已具备开展大规模、无人化、周期性集群巡逻的条件，一旦大规模应用，将为城市治理带来新的信息采集方式、新的管理方式、甚至新的思维方式。

2、 流量分析

之前提到过，流量统计是无人机巡逻的主要目的，不统计流量，就无法使用数学工具和AI模型来计算和评估，就无法准确指导道路优化、交通组织、人员分配等工作。当前主要使用道路卡口摄像头采集视频进行统计，缺点是范围小，易遮挡，易重复统计，而使用无人机以高空俯视视角监测，好处是模型训练难度低，计数和测速的准确性高，监控范围更大，且可以按需调整位置。下图较为清晰地表明了二者的区别。

摄像头流量统计视角

无人机流量统计视角

这里要澄清一点，大疆无人机只是作为采集工具，当前的数据处理都是通过第三方平台来实现的。

基于流量模型，实时预测未来一段时间内态势的变化，再基于分析结果，灵活调派一线人力、调整交通策略，比如预先在入口处进行临时交通管控，调整红绿灯配时，以及通过指示牌、短信、广播等进行预报。

3、 路况直播

私家车车主作为交通的第一参与者，对道路是否拥堵起决定性作用，想要缓解拥堵，只靠管理部门是不行的，必须有车主的参与。目前中国私家车数量与日俱增，如果大家都在节假日同时出门，不论如何管理都会堵得你怀疑人生。所以，要将以上这些信息直观而及时地传达给车主。

其中，最直观的方式就是结合无人机的视角，开展路况实时直播，除了路况视频直播，再加上流量统计、拥堵长度、预计拥堵时间等。这些数据理论上可以共享到常用的导航APP或是车载导航上，比如我节假日想去某景点参观，查看了拥堵情况后，也许就会选择错峰出行或是搭乘公共交通。而如果我开在高速上，发现前方几公里堵得一动不动，可能就会提前找个服务区下去先充电吃饭了。

希望随着技术的发展，明年的春节我们可以早一点到家，那里有等了我们一年的人，在盼着我们回家吃饭。

最后温馨提醒大家，道路千万条，安全第一条，行车不规范，亲人两行泪。不管多急，也不要忽视了行车安全。

*转载请注明来源慧飞