智慧城市中無人機的應用場景
智慧城市是指利用物聯網、云計算、大數據和空間地理信息集成等新一代信息技術,促進城市規劃、建設、管理和服務智能化的新概念和新模式。一個城市的智能水平可以通過智能環境、智能生活、智能經濟、智能人、智能交通、智能治理、智能旅游等多種因素來評價。信息通信技術、機器人技術、無線傳感器網絡、物聯網、云計算、霧計算、大數據分析等方面的最新發展和創新,為智慧城市的發展奠定了基礎。無人機作為一種重要的載體,廣泛應用于環境監測、交通管理、污染監測、民用安全控制和商品運輸等領域,對智慧城市建設產生積極影響。以下將討論無人機在智能城市中的幾個有前途的應用。
「南京千里眼航空是一家致力于工業級無人飛行器及無人機管制系統解決方案的研發和生產商。千里眼航空經營的無人機涵蓋:巡檢、航測、環保、植保、無人機偵測,攔截設備及系統、無人機機載設備等產品。
千里眼航空以高質量的產品、優良的服務、合理的價格,致力成為國內優異的綜合型企業,為廣大用戶提供完善的服務。」
1.交通監控和管理
目前,中國許多大城市都面臨著交通擁堵。在高峰時間、大型活動、施工作業或事故期間,車輛數量會周期性或突然增加。這就需要交通管理者及時找出源頭,從而找到及時有效的方法來減少交通擁堵。國內大部分城市街道的主干道上都有攝像頭,可以提供一些信息,但是很難提供完整實時的信息。無人機由于其機動性和高能見度的優勢,可以以移動的方式覆蓋擁堵區域和周圍所有區域,并實時收集和提供一套完整的交通擁堵信息。大城市一些地區交通擁堵的另一個原因是找不到停車位。國內很多城市的老城區都沒有單獨的停車區,大部分車輛都需要沿街停放。隨著停車的常態化和停車位的有限化,駕駛員往往會低速繞過目標區域,耗時且困難。無人機(UAV)可以通過尋找空閑的停車位,并與其他自動化系統相結合,幫助駕駛員更快地找到或預訂空閑的停車位,從而充分發揮其優勢。
2.衛生應急服務
無人機可用于提供或支持衛生應急服務,快速為患者提供所需的醫療用品和服務。這些服務將為患者提供及時的基本生活和健康支持系統。例如,在俄羅斯,無人機被用來將除顫器和必要的醫療設備直接運送給心血管患者進行心肺復蘇。再比如,當救護車和醫生不能及時到達或到達偏遠地區時,可以使用無人機提供門診服務,并提供必要的生命支持設備和醫療用品,以提高使用無人機的應急能力。
3.安保和人群監控
無人機可以幫助警察在智能城市實施安全。快速部署可以收集實時信息,并在各種情況下支持這些操作,以便做出正確的決策并實施適當的行動。最近,美國國會、司法部、司法援助局等聯邦高層機構都支持使用無人機管理城市大規模活動,將無人機與視頻流、安全可靠的無線通信、法醫測繪軟件、基于視頻的異常運動檢測和基于視頻的異常人類行為識別等結合起來。使當局能夠在最需要的地方提供所需的地面行動、人群控制和醫療服務,提高準確性并降低成本,從而提高監視行動的生產率和效率,有助于
4.基礎設施檢查
無人機(UAV)可以為檢查城市基礎設施提供靈活、快速、經濟的工具。城市基礎設施的日常檢查需求很大,但這些檢查工作量大,過程復雜,人工實施的風險系數高,涉及到巨大的成本和精力。無人機(UAV)可以有效地用于一些檢查,提供可能的問題區域的圖像和掃描,并通過后續軟件的分析找出基礎設施中任何問題的跡象。目前已有成熟的無人機檢查橋梁、電力線、管道、大型建筑的方案。
5.農業管理和環境監測
目前,無人機已經廣泛應用于農業植物保護領域,如施肥、噴灑、播種或澆水。他們還可以定期檢查作物及其狀況。此外,它們還可以用于篩選作物的發育,以確定最佳收獲時間或是否需要采取一些保護措施。在城市中,無人駕駛飛行器還可以幫助監測和測量環境條件,例如測量高二氧化碳含量和空氣污染物的存在等有害物質,從而能夠早期檢測有害條件,準確評估可能的風險,并在必要時進行早期干預。
6.旅游支持
無人機可以作為旅游景點的向導,如歷史和自然博物館、動物園等城市設施,引導游客參觀景點,并利用智能手機或汽車音響系統中的應用為他們連接和提供信息,從而將游客引導到他們想看的特定景點。此外,無人機還可以根據游客的需求提供多種語言的翻譯能力。目前,廣州一航已在廣西賀州使用無人機自動駕駛,并在景區進行輪渡和觀光飛行。
7.無人機測量
在土木工程和城市管理中有許多應用,傳統的測量方法費時費力。隨著無人機、遙感和圖像處理技術的發展,無人機可以有效地用于智能城市的地理空間和測量活動,可以作為智能、快速、準確、廉價和安全的工具,開展建設項目或城市管理系統所需的各種測量活動。無人機可用于獲取大型基礎設施項目的三維地圖數據。基于這些數據,可以生成不同類型的三維地圖,如紋理三維模型、數字表面模型、地形表面模型、矢量信息和等高線。此外,無人機還可以幫助智能城市的不同區域進行地理空間土地調查。收集到的數據還可以提供給地理信息系統,用于不同類型的智能城市管理應用。
8. 大規模災害管理
在遇到地震、洪水、火山、森林或大型基礎設施火災以及恐怖襲擊等大災害和緊急情況中,迅速開展情況監測、分析、應急安排和控制工作極為重要。然而,在大多數情況下,人類和應急小組可能無法輕松快速地到達災區。同時,道路和電信系統等大部分基礎設施可能遭到破壞。這使得常規監測和應急響應行動難以有效實現。在這種情況下,無人機可以得到有效利用,作為靈活、可靠和安全的工具來監視和提供有關當前情況的實時信息。例如,2011年日本福島發生了兩次重大自然災害,第一次是里氏9.0級的地震(據記載是日本歷史上最強的地震)。第二次是一場15米的大海嘯,破壞了整個地區,引發了福島第一核電站核災難,數千居民喪生。除了無人機之外,沒有其他的無人機來監測這些災害的情況。無人機可以飛到不同的地方,獲得更多的實時信息,以便更好地分析和評估形勢。
9. 商品訂單交付
我國的迅蟻、美團等大型企業正在開展此類配送活動,谷歌在澳大利亞昆士蘭進行了農村快遞的初步測試。當客戶在線下訂單時,待命送貨無人機快速收到訂單,可以靈活地快速移動到城市的不同區域,即使在擁擠的城市也可以快速運送,在飛行航線上,通過避開擁擠區域和使用更快的路線來增加機動性。亞馬遜和DHL等公司開始開發和測試這一概念。此外,谷歌也在開發一個名為“翼計劃”的系統,以構建自動遞送系統,在幾分鐘內將包裹送到不同的地方。
10. 無人機輔助無線通信
一般來說,城市中的無線通信有多種選擇,可以使用Wi-Fi、GSM、WiMAX和衛星鏈路等。然而,在一些特殊情況中,一些技術可能無法持續提供可靠的無線通信服務。例如,遇到自然災害時,基站等基礎設施損壞而無法使用。同時,在一些重大體育賽事等特殊活動中,這些區域的基站會變得極度擁擠而超載。這種情況下,配備無線通信支持設備的無人機可以部署在這些地區,為智慧城市服務的不同客戶提供基本或額外的覆蓋。此外,無人機還可用于協助提供遠程區域之間的無線連接,繼續提供交互式智慧城市服務。
11. 無人機出租車
在智慧城市中使用無人機作為空中出租車也是行業發展的一個熱點,主要有兩個目標,一是提供安全、自主、無人駕駛的無人機出租車,二是通過利用更直接的出行路線、避免交通擁堵,來提供更快的方式。作為其智慧城市愿景的一部分,迪拜最近進行了無人機出租車服務的首次試驗,該無人機可以搭載兩名乘客,由德國Volocopter的公司研發。這家公司的目標是讓他們的無人機出租車在5年內投入使用。盡管這種出租車應用有很多優點,但仍有一些具體的挑戰需要妥善解決和測試。首先,載客無人機出租車必須具有極高的安全和安保要求,進而會大大增加提供此類服務的成本。其他問題,類似空中擁堵、起降場地使用、空中交通管制以及法律和道德問題都還需要進一步突破和完善。
12. 基于無人機的霧(Fog)計算
許多智慧城市基于物聯網、云計算和其他系統集成來實現各種目的。然而,將物聯網應用程序與云集成有許多限制,因為云計算無法處理物聯網應用程序的基本特征和要求,這時就出現了霧計算。霧計算是對云計算概念的延伸,也很形象地描述二者的特征,云在天上,霧更接近人生活的空間。霧計算主要使用的是邊緣網絡中的設備,數據傳遞具有極低時延。基于無人機的霧計算結合了二者的優點,通過利用配備霧單元的無人機可以更好地支持物聯網應用,提供靈活性、移動性和快速部署功能,以支持智慧城市中的物聯網應用。例如,當一個十字路口的信號燈發生問題時,可以派遣一個基于無人機的霧計算平臺,去執行任務,為交通信號燈提供智慧控制。