引言
随着高速公路网络不断延伸，建设区域逐渐向丘陵、山区等复杂地带拓展，传统依赖人工的营运巡查与指挥调度模式，已难以应对日益增长的管理压力。效率低下、成本偏高的痛点，与现代高速对高效、安全、智能化管理的需求愈发脱节。
相比之下，无人机凭借视野广阔、响应迅速、运营成本低的独特优势，结合AI、大数据等技术，能精准发现各类道路隐患。无论是边坡、桥梁等高危复杂区域的日常作业，还是突发事件的紧急响应，都能实现问题早发现、早处置。因此，引入无人机技术提升高速多场景管理效能，已成为提升通行效率与安全水平的关键举措。
一、高速公路营运管理的现状痛点
当前高速营运巡查与指挥调度主要依赖车辆、人工及固定摄像头，整体存在"通行车辆多、危险因素多、突发事件多、应急难度高"的"三大一高"痛点，具体表现如下：
1.1 车流量激增，巡查压力倍增
高速车流量持续攀升，交通事故与异常事件频发，让营运巡查压力陡增。以广韶高速为例，作为京港澳高速粤境南段的重要通道，全长近200公里横跨三市，是珠三角与粤北资源互补的交通命脉。线路长、路况杂、车流大的特点，让传统人工轮巡模式暴露出覆盖死角多、效率低、人力成本高的问题，亟需技术升级突破瓶颈。
1.2 作业环境复杂，人工巡查隐患突出
高速公路全封闭、高车速的特性，叠加沿线边坡、桥梁、隧道等复杂结构，让人工巡查面临双重风险：一方面，高速车流、山体落石、故障设施等随时威胁路政、养护人员的人身安全；另一方面，人工难以快速全面排查桥梁、边坡的病害缺陷，恶劣天气或特殊时段还可能中断巡查，导致安全隐患漏判，影响运营安全。
1.3 突发事件突发，应急响应时效严苛
交通事故、车辆故障等突发事件具有随机性，必须第一时间响应才能最大限度保障生命财产安全。广东省"五快机制"明确要求，对高速重点区域突发事件需实现"5分钟到场"快速响应，通过快速发现、撤离、联动等举措，提升交通疏导效率，这对传统应急模式提出了极高要求。
1.4 现场环境复杂，应急救援难度大
突发事件现场往往伴随塌方泥沙、事故残骸、火灾烟雾等危险因素，尤其在桥梁、隧道等区域，固定摄像头难以覆盖全方位信息，部分区域甚至无法人工抵达。救援人员无法及时掌握现场全貌，直接影响应急方案的制定与实施，亟需智能化手段提升调度效率。
二、无人机在高速领域的应用基础
2.1 行业应用日益广泛
在高速行业数字化转型与无人机技术快速发展的双重驱动下，无人机已广泛应用于路面巡查、交通疏导、施工监管、应急调度、路政养护等多个场景，成为智慧高速建设的重要支撑。
2.2 技术发展拓宽应用边界
无人机及配套技术的升级，让其适配场景不断丰富。机巢的出现实现了无人机全天候自动化作业与联网控制；可见光相机、喊话器、激光雷达等多功能挂载，结合长航时机型，拓展了作业能力；AI赋予智能分析能力，5G保障高清图传与超视距飞行，云计算则提供安全高效的数据存储与计算服务，形成技术合力。
2.3 政策红利持续释放
作为低空经济、数字经济的重要组成，无人机应用获得国家与行业政策大力扶持。2024年"低空经济"写入两会政府工作报告，国家发改委低空经济发展司成立；交通运输部也明确提出，要应用无人机提升路况检测、养护施工等环节的自动化智能化水平，为行业应用铺路。
2.4 法律法规日趋完善
2024年1月1日《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》正式实施，标志着无人机产业进入规范化发展阶段。条例明确了运营资质要求，并将高速公路上方空域划定为管制空域，为无人机在高速领域的合规应用提供了法律依据。
三、无人机应用的核心建设思路
当前无人机在高速领域的应用仍存在业务融合不深、协同不足、数据不通的问题，影响管理效率。为此，本文确立"开放、协同、高效"的核心思路，具体如下：
3.1 构建可管可控的能力底座
建设无人机飞行服务中台，实现无人机与低空飞行活动的统一规划、调度、监控与数据管理。以服务化形式开放核心能力，供各业务系统按需调用，既满足多场景应用需求，又保障合规安全，避免"烟囱式"重复建设。
3.2 实现数据共享与业务协同
依托飞行服务中台的开放能力，推动无人机技术与业务系统深度融合。业务系统可直接调用航线规划、飞行调度、视频直播等功能，实现数据实时共享，让营运巡查与指挥调度流程更连贯、效率更高。
3.3 打造远程智能调度体系
针对人工依赖度高的问题，通过优化设备选型与布设选址，实现无人机自动化作业与远程精准控制。结合路域环境与结构物特点提前规划飞行航线，确保紧急情况下可快速调用、立即起飞，提升作业效率与质量。
四、无人机应用的关键建设内容
4.1 无人机飞行服务中台建设
飞行服务中台是核心支撑，承担飞行服务与保障功能，实现无人机统一接入、航线统筹、数据集中存储与任务智能调度。通过标准化开放接口，让业务系统可直接集成使用，同时提供航线管理、飞行审批、冲突检测等全流程保障，提升飞行安全。
4.1.1 总体架构设计
中台总体架构主要包含五大模块（如图所示）：
图1 总体架构
1）边端设备：涵盖多品牌、多型号的机巢、无人机及负载设备，通过中台实现统一接入、控制与监测；
2）外部系统：提供限飞区、气象等安全飞行所需信息，增强中台监测能力；
3）核心中台：集成设备管理、航线管理、任务调度、数据管理、空域管理等核心功能，为业务系统提供支撑；
4）支撑平台：由高精度数字地图与AI能力中台组成，提供2D/3D底图与智能分析能力；
5）业务系统：调用中台能力实现各类无人机应用，满足营运巡查与调度需求。
4.1.2 系统功能设计
中台包含PC端管理系统与移动端飞控App，功能覆盖全流程作业需求：
1）管理系统核心功能：支持多型号设备接入与状态监测；提供航线规划、导入与查看；可制定任务计划、回放飞行轨迹；基于高精度底图展示采集数据；支持空域管理与飞行实时监控；具备异常预警与统计分析可视化功能，同时可实现无人机视频直播与远程操控。
2）飞控App核心功能：适配现场作业需求，工作人员可查看作业与航线信息，连接无人机后一键起飞完成作业；支持拍照、录像等操作，作业完成后可上传采集数据。
4.2 无人机业务应用落地
依托飞行服务中台的开放能力，推动与业务系统深度融合，形成完整业务闭环
图2 无人机业务应用流程
4.2.1 三大核心应用场景
1）路网运行监测：日常及节假日期间，通过无人机全景巡查并实时直播画面，快速发现拥堵、事故等异常；借助喊话器远程疏导交通，结合红外摄像头实现夜间巡查，构建"空地一体化"监管模式。
2）基础设施监测：规划固定航线与作业时间，对路面、边坡、桥梁等进行周期性巡查，采集影像数据并实时回传；通过数据分析标注病害，补充人工养护巡查的不足，提升养护质量。
3）应急指挥调度：突发拥堵、事故、塌方等情况时，快速指派无人机飞抵现场直播画面，辅助掌握事件原因与处置进度；结合喊话、照明等负载设备辅助处置，提升应急调度效率。
4.2.2 业务系统功能集成
针对管理需求，在业务系统中集成中台核心能力，方便工作人员操作：
-
无人机分布视图：基于路网地图查看机巢位置、空闲状态与设备健康度，精准发起巡查任务；
-
巡查任务管理：支持创建一次性或周期性任务，自定义机巢、时间与航线，实现自动化巡查；
-
应急快速响应：异常情况时一键起飞无人机，快速获取现场信息；
-
视频直播联动：实时查看无人机画面并投放大屏，全局掌握现场情况；
-
灵活飞行控制：操控云台等设备调整视角，通过喊话器引导现场处置；
-
数据管理分析：查看并分析采集的音视频数据，为决策提供依据。
4.2.3 设备选型与选址规划
结合不同应用场景制定设备选型标准，匹配适配机型。针对高速里程长、单无人机覆盖有限的问题，优先选择交通便利、通电通网、运维便捷的位置布设机巢，具体分为四类：
1）一类位置：收费站、服务区、管理中心等自有建筑，安全性与稳定性最优；
2）二类位置：设备门架附近30米内，可依托门架取电取网，信号传输效果好；
3）三类位置：高速红线内铁塔类杆塔，作为前两类位置的补充；
4）其他位置：红线外租赁物业，确保巡查覆盖无死角。
4.3 飞行航线规划采集
提前规划采集两类航线，保障作业安全与效率：一是航路规划，覆盖机巢服务范围，支持应急场景下灵活选择起降点；二是固定航线，针对路面、桥梁等复杂区域，适配定时定点自动化作业。
航线采集包含航点坐标、飞行高度、速度等关键信息，同时遵循三项要求：严格遵守飞行管理条例；完成规划后需验证安全性；定期复核更新，适配环境变化与新需求。
五、广韶高速无人机试点实践与成效
5.1 试点应用内容
2024年，广韶高速开展无人机试点应用，推进管理数字化转型：在营运管理中心与佛冈收费站布设机巢，覆盖20公里重点路段，涵盖边坡、隧道、互通立交等关键区域；采集沿线安全航线，在监控中心部署飞行服务中台，并在"路运一体化平台"中开发无人机应用功能，实现一键起飞、视频直播、远程控制等操作；开展日常巡查与应急调度试点，通过无人机高空侦察路况，异常事件时替代人工快速响应。（机巢布设及航线如图3所示，应用效果画面如图4所示）
图3 无人机机巢布设及航线图
图4 无人机应用画面
5.2 试点核心成效
5.2.1 自动化巡查，效率大幅提升
通过预设航线与作业时间，无人机实现7×24小时无人值守巡查，每架次10分钟即可完成沿线多区域覆盖，相比人工巡查效率显著提升。同时凭借广阔视野，有效填补传统监控死角，实现全范围覆盖。
5.2.2 一键快速响应，抢占救援黄金期
异常事件发生时，监控人员一键起飞无人机，5分钟内即可抵达现场并实时直播画面。工作人员在监控中心就能全面掌握现场情况、人车动态与处置进度，精准辅助应急调度，大幅提升响应效率。
5.2.3 远程联动处置，降低二次风险
紧急情况下，无人机可实现不少于20分钟的远程处置，通过隔空喊话、现场取证等功能，解决拥堵路段、危险区域的信息触达难题。助力人员快速撤离与交通疏导，有效减少二次事故发生概率。
六、结束语
在科技赋能的大背景下，无人机正逐步深度融入高速公路管理业务。本文从业务现状与技术基础出发，设计无人机在营运巡查与指挥调度中的应用方案，并通过广韶高速试点验证了实践价值。
无人机"自动飞行+自动回传+自动分析+自动报警"的一体化应用，不仅提升了高速管理服务水平，还降低了人力与运营成本，为保障通行安全畅通、提升出行体验提供了有力支撑。未来，随着应用场景的进一步拓展与技术融合的深化，无人机将推动高速公路智慧化管理迈向更高水平。