Kể từ khi khởi xướng cải cách quản lý không phận tầm thấp vào năm 2010, việc bổ sung mục tiêu kinh tế tầm thấp vào kế hoạch quốc gia năm 2021, và việc dần hoàn thiện các quy định về ứng dụng và quản lý bay UAV vào năm 2023, các chính sách đã liên tục thúc đẩy sự phát triển và ứng dụng UAV trong lĩnh vực giao thông vận tải.
2010: Văn bản "Ý kiến về việc đẩy mạnh cải cách quản lý không phận tầm thấp ở Trung Quốc" đánh dấu sự khởi đầu của cuộc cải cách quản lý không phận tầm thấp. Văn bản này mô tả các mục tiêu tổng thể, các yêu cầu có thời hạn, sự phân công nhiệm vụ và các biện pháp cần thực hiện trong giai đoạn cải cách 2011-2020.
2021: Kế hoạch tổng thể quốc gia về mạng lưới giao thông ba chiều đã vạch ra sự phát triển của nền kinh tế nền tảng giao thông, kinh tế trung tâm, kinh tế hành lang và kinh tế vùng thấp, từ đó lần đầu tiên giới thiệu khái niệm kinh tế vùng thấp trong một kế hoạch quốc gia.
Tháng 9 năm 2023: Trong văn bản "Ý kiến của Bộ Giao thông Vận tải về việc thúc đẩy chuyển đổi số đường cao tốc và đẩy nhanh tiến độ xây dựng và phát triển đường cao tốc thông minh", việc sử dụng UAV trong các lĩnh vực nghiệp vụ khác nhau đã được đề cập nhiều lần. Văn bản này nhận thấy rằng phần mềm và phần cứng liên quan đến bảo trì cần được nâng cấp tối đa để đạt được khả năng kiểm tra tự động và bằng UAV; ngoài ra, đối với việc nhận thức về mạng lưới đường bộ, các phương pháp mới như UAV và tải dữ liệu lên thiết bị đầu cuối trên máy bay cũng được xem xét.
Tháng 5 năm 2023:Quy định tạm thời về quản lý bay của máy bay không người lái, một công cụ lập pháp của Bộ Giao thông vận tải Cộng hòa Nhân dân Trung Hoa (MOT), đã chính thức được ban hành vào ngày 1 tháng 1 năm 2024, đánh dấu một bước tiến quan trọng hướng tới một khung pháp lý toàn diện và tiêu chuẩn hóa hơn cho ngành công nghiệp UAV.
Tháng 5 năm 2024:Thông báo kêu gọi đề xuất các dự án thí điểm ứng dụng UAV tầm thấp trong kiểm tra và tuần tra đường cao tốc được nhắm mục tiêu cụ thể vào việc kiểm tra cầu, kiểm tra mái dốc, sửa chữa khẩn cấp và hỗ trợ quản lý, và đã tập hợp 21 dự án thí điểm trên toàn quốc.
Trong bối cảnh đó, các chuyên gia trong ngành đã xác định được bốn kịch bản mà UAV có thể được sử dụng một cách thiết thực và đáp ứng những yêu cầu cao:
Kiểm tra cầu:Được trang bị camera quang học độ phân giải cao, hình ảnh nhiệt hồng ngoại và phần mềm phát hiện vết nứt bằng trí tuệ nhân tạo, máy bay không người lái thực hiện kiểm tra định kỳ các cây cầu dựa trên các phân tích dữ liệu được lưu trữ như vết nứt, sự dịch chuyển, rỉ sét và các thiết bị chống va chạm, từ đó cung cấp dữ liệu liên tục cho việc giám sát sức khỏe kết cấu.
Kiểm tra độ dốc: Việc giám sát sườn dốc thường diễn ra ở những khu vực có sự chênh lệch độ cao đáng kể và thảm thực vật dày đặc, do đó nằm ngoài tầm với của các phương pháp truyền thống dựa vào con người hoặc phương tiện. Với máy bay không người lái, việc lập bản đồ 3D và so sánh hoạt hình được thực hiện để xác định vị trí bất kỳ sự sạt lở, công trình phá vỡ hoặc khu vực sụt lún nào có thể không nhìn thấy được.
Sửa chữa khẩn cấp:Bất kể tình huống là thảm họa thiên nhiên hay tai nạn đột xuất, UAV có thể là lực lượng phản ứng đầu tiên đến hiện trường, cung cấp cái nhìn tổng quan về những chi tiết quan trọng nhất cho việc chỉ huy và điều phối. Một số công ty đã tiến hành kết hợp UAV, hộp cứu thương, loa phóng thanh và thiết bị chiếu sáng để tạo ra một hệ thống có khả năng thả hàng cứu trợ khẩn cấp từ trên không. Thông báo qua loa phóng thanh + tìm kiếm và cứu hộ ban đêm.
Hỗ trợ quản lý:Dữ liệu từ các đợt kiểm tra thường xuyên được chuyển đến các nền tảng vận hành và quản lý của đường cao tốc, đóng vai trò là dữ liệu đầu vào theo thời gian thực cho mô hình đường cao tốc kỹ thuật số song sinh, từ đó cung cấp cơ sở hỗ trợ cho việc vận hành thông minh, ra quyết định bảo trì và kiểm soát chi phí.
Nhờ sự khuyến khích của chính phủ và sự phát triển sâu rộng của các kịch bản, UAV đang dần trở thành một phần không thể thiếu trong các phương thức vận tải. Dưới đây là những ý tưởng thiết kế của ba loại UAV chính. nền tảng.
Nền tảng quản lý, điều khiển và dịch vụ thống nhất UAV
Tỉnh Quảng Đông, phối hợp với ngành đường cao tốc, đã xây dựng một nền tảng quản lý, điều khiển và dịch vụ thống nhất UAV cấp nhóm nhằm giải quyết các khó khăn như phân tách không phận không rõ ràng, lập kế hoạch tuyến đường thiếu hợp lý và phân bổ tài nguyên khan hiếm trong ứng dụng UAV. Nền tảng này, thông qua các tính năng như bản đồ độ chính xác cao, nền tảng truyền phát đa phương tiện và khả năng trí tuệ nhân tạo, phản ánh việc thiết lập một hệ thống, quản lý và tiêu chuẩn hóa UAV trong các kịch bản đường cao tốc, từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc đơn giản hóa ứng dụng công nghệ UAV và tăng cường năng lực cho ngành đường cao tốc.
Kiến trúc hệ thống
Nền tảng này có khả năng tách biệt các chức năng của ứng dụng kinh doanh và UAV, từ đó đạt được sự thống nhất trong việc xây dựng các khả năng ứng dụng UAV chung. Ngoài ra, nó giúp dễ dàng quản lý chuyến bay, lập kế hoạch tuyến đường và chia sẻ tài nguyên, cùng với việc kiểm soát dữ liệu thống nhất. Đây là một công cụ tuyệt vời cho quá trình chuyển đổi số của các đường cao tốc.
Kiến trúc chức năng
Hệ thống dịch vụ kiểm soát không lưu của nền tảng là trung tâm tích hợp phản hồi thời gian thực, điều phối động và các dịch vụ cá nhân hóa. Nó cung cấp các dịch vụ vận hành chung như truy cập UAV, lập kế hoạch tuyến đường trực quan, ứng dụng và quản lý tài nguyên tuyến đường, truyền và lưu trữ dữ liệu hình ảnh, tăng cường trí tuệ nhân tạo dữ liệu và quản lý chuyến bay trong không phận. Các kịch bản ứng dụng của nó bao gồm một trong những điều sau đây.
Kiểm tra hàng ngày: Tiến hành các loại kiểm tra khác nhau như kiểm tra bề mặt, mặt đường, độ dốc, khu vực điều khiển và cửa hầm để tự động xác định các vấn đề khác nhau.
Kiểm tra định kỳ lớn trong dịp lễ:Thông qua nhiều phương tiện khác nhau như giám sát tình trạng giao thông, phát hiện tắc nghẽn, truyền hình ảnh từ xa, hướng dẫn giao thông và ghi nhận vi phạm, hiệu quả công tác của cảnh sát giao thông sẽ được nâng cao đáng kể.
Cứu hộ khẩn cấp: Thông qua chụp ảnh từ trên không, thu thập bằng chứng, hướng dẫn giao thông và chỉ dẫn phương hướng, thời gian bị mất trong các tình huống cứu hộ sẽ được giảm thiểu tối đa, đồng thời tiếp tục tăng cường sự tích hợp giữa ngành công nghiệp UAV và ngành vận tải.
Nền tảng tích hợp giám sát toàn cầu đường cao tốc liên kết AI-UAV
Nền tảng này sử dụng các thuật toán mô hình lớn để thực hiện các phép đo chuyên sâu trên dữ liệu lịch sử và thông tin giao thông thời gian thực, dẫn đến dự đoán chính xác rủi ro tai nạn và giám sát hành vi của phương tiện đang di chuyển. Khi phát hiện ra các rủi ro tiềm ẩn, thuật toán AI sẽ kích hoạt cơ chế liên kết UAV.
Chức năng cốt lõi
Buồng lái kỹ thuật số:Giao diện cung cấp tầm nhìn toàn cảnh rộng lớn, bao gồm dữ liệu giao thông trực tiếp, quỹ đạo di chuyển của phương tiện, hình ảnh kiểm tra từ UAV và cảnh báo bất thường, hỗ trợ phân tích kỹ lưỡng tình hình giao thông và đánh giá hành vi của người lái xe, từ đó dẫn đến quá trình ra quyết định hiệu quả hơn.
Cơ chế liên kết tai nạn:Hệ thống này không chỉ tự động xác định các khu vực dễ xảy ra tai nạn, mà còn gửi tín hiệu điều động đến các UAV gần nhất tại hiện trường, sử dụng ăng-ten RSU để quét và Trí tuệ nhân tạo đám mây (Cloud AI) để nhận dạng từ xa, đồng thời thông qua phát sóng trực tiếp và đèn nhấp nháy, hệ thống này cảnh báo hiệu quả cho công chúng và giúp giảm thiểu các tai nạn thứ cấp.
Theo dõi phương tiện đang vận chuyển: Hệ thống theo dõi thời gian thực tất cả các phương tiện, hỗ trợ truy vấn thông tin về việc phương tiện vào khu vực, lộ trình di chuyển và lịch sử hành trình; đồng thời hỗ trợ nhận dạng các loại phương tiện, chẳng hạn như xe vận chuyển vật liệu nguy hiểm, vốn tiềm ẩn rủi ro cao.
Hồ dữ liệu lớn toàn cầu:Hồ dữ liệu này lưu trữ hơn 1 tỷ mẩu thông tin từ khắp khu vực và nhiều sự kiện khác nhau, hỗ trợ việc huấn luyện mô hình quy mô lớn và tạo ra dữ liệu động về giao thông theo thời gian thực bằng công nghệ xử lý dữ liệu luồng.
Hệ thống phát hiện hư hỏng đường và cầu dựa trên UAV
Hệ thống này xác định và giải quyết một thách thức lớn của các phương pháp phát hiện hư hỏng cầu thủ công: sự thiếu hiệu quả, chi phí cao, bỏ sót phát hiện và rủi ro an toàn bằng cách tự động hóa quy trình. Các tính năng của hệ thống bao gồm tránh chướng ngại vật tự động, phát hiện hư hỏng đường và cầu, và định vị hành trình tự động. Hệ thống được sử dụng thông qua sự kết hợp giữa hệ thống điều khiển máy tính để bàn trực quan và nền tảng dịch vụ đám mây, cho phép vận hành dễ dàng, giám sát và cung cấp thông tin theo thời gian thực.sựtrưng bày.
Các công nghệ và chức năng chính
Tránh chướng ngại vật bằng UAV:Đảm bảo việc thu thập hình ảnh an toàn trong suốt hành trình bằng cách tránh chướng ngại vật.
Định vị UAV: Thu thập vị trí thời gian thực thông qua lidar, với độ dịch chuyển ban đầu được đặt bằng 0 và giá trị góc quay ban đầu dựa trên các phép đo IMU so với hệ tọa độ thế giới.
Nhận diện bệnh: Xử lý dữ liệu hình ảnh do UAV truyền tải để phát hiện các hư hỏng cụ thể trên đường và cầu.
Phát hiện bệnh: Quy trình này bao gồm xây dựng mô hình (huấn luyện các mô hình học máy/học sâu với số lượng lớn mẫu ảnh) và khớp phát hiện. Nó tối ưu hóa các mô hình MoCov2 và YOLOv4 bằng cách thêm các đặc trưng vị trí đám mây điểm 3D và sử dụng phép tích chập giãn nở để cải thiện việc trích xuất đặc trưng.
Hệ thống này cũng bao gồm chức năng nhận dạng bệnh tật, quản lý thông tin và cảnh báo sớm dựa trên hệ thống thông tin địa lý 3D, xây dựng cơ sở kiến thức về đặc điểm bệnh tật của đường và cầu cũng như thư viện mô hình đối tượng để hỗ trợ quản lý thông minh tài sản đường và cầu.
Tài liệu tham khảo
[1] Li Fang, Xing Wanyong, Zhang Qu, et al. Suy ngẫm về việc ứng dụng UAV trên đường cao tốc trong bối cảnh kinh tế [J]. Thông tin hóa truyền thông Trung Quốc, 2025(02):131-134.
[2] Tập đoàn đầu tư truyền thông Tô Châu: Nền tảng tích hợp để giám sát toàn diện đường cao tốc thông qua liên kết AI-UAV
[EB/OL]. [2025-07-24]. https://mp.weixin.qq.com/s/a_2yVpbgu7JqicRBPHERNA
[3] Duan Xuefeng. Kế hoạch kiểm tra độ cao thấp cho đường cao tốc ở Ninh Hạ
(Các hình ảnh trong bài viết này được tạo ra bởi Doubao AI.
