城市路网、高速干线、山区道路日常管理中,长期存在地面感知视野受限、远距离路段巡查覆盖不足、夜间与恶劣天气监管能力薄弱、突发路况响应链条偏长等现实难题。单一依靠路面摄像头、地面巡逻车辆的管控模式,难以实现全域无死角监测,各类交通违法、道路拥堵、路面隐患、突发事故容易出现监管盲区,影响通行安全与路网运行效率。低空无人机、卫星定位、路侧智能感知、车端交互技术的成熟落地,为交通行业带来立体化升级路径。融合空中无人机巡检、天基定位通信、地面路侧设施、网联车辆、云端调度平台的空天地一体化智慧交通车路协同模式,打通空中、高空、地面多层感知通道,把分散的车辆、道路、低空设备数据统一汇聚,形成多维度联动、全流程闭环的新型交通运行管理体系,推动交通治理从单点管控转向全域协同。
一、体系架构:搭建多层互通的空天地协同感知网络
(一)天基底座:全域时空基准支撑
以卫星定位与通信资源为基础,为全路网车辆、路侧设备、无人机提供统一高精度时空坐标,解决偏远路段、桥隧区域地面通信信号覆盖不足的问题。所有交通终端依托天基信号完成位置校准、数据远距离传输,让空天地一体化智慧交通车路协同体系不受地域限制,实现城乡道路、高速路网、山区道路统一联网调度。
(二)空中感知层:一网统飞无人机立体巡查
依托“一网统飞”综合管控平台,部署分布式自动无人机机场,搭载高清摄像、红外热成像、激光补光设备,构建24小时不间断空中感知网络。平台支持多航线、多任务自主规划巡航,可自动联动地面路侧预警信号起飞核查,弥补地面设备视野短板。面对城市违停、高速违停、车辆闯红灯、违规变道、路面拥堵等交通场景,无人机通过AI识别算法捕捉异常目标,多级拉框放大完成清晰取证;夜间借助红外热成像识别路面热源与车辆动态,实现全天候无间断监测。同时搭载远程广播喊话功能,对占道、危险驾驶行为进行远程劝导,落地非现场执法新模式。
(三)地面车路协同层:聪明车辆与智慧道路深度交互
道路沿线布设雷达、智能摄像头、信号机等路侧感知单元,形成全域地面感知网络。通过车路交互通信技术,路侧设备实时采集车流、行人、路况信息,同步推送至途经网联车辆;车辆自身感知数据反向回传至路侧与云端,消除单车感知盲区。路面固定监控发现拥堵、事故、路面破损等预警信息后,依托视链技术完成精准地理定位,自动下发调度指令,联动空中无人机前往现场核实,实现地面预警、空中复核、人车信息互通的联动机制,是空天地一体化智慧交通车路协同落地运行的核心枢纽。
(四)云端调度中枢:全域数据统筹与闭环处置
云端平台整合卫星、无人机、路侧设备、网联车辆产生的多源数据,搭建统一数字地图与可视化指挥界面。系统对各类交通事件进行智能研判分级,自动生成处置工单,同步推送至交管、路政、应急等相关部门移动端,支持一键导航抵达现场。平台具备多维度数据统计分析能力,梳理拥堵时段、违法高发路段、道路隐患分布规律,为路网规划、交通管控优化提供数据参考。
三、核心运行逻辑:多设备联动实现全流程闭环治理
完整的空天地一体化智慧交通车路协同运行链路,形成“预警识别—空中核验—信息互通—远程干预—现场处置—复盘归档”完整闭环。
多源智能预警:路侧摄像头、路面传感器率先捕捉车辆违规、道路拥堵、路面病害等线索;卫星同步传输全域车流宏观态势;无人机常态化巡航主动扫描偏远路段、高架、互通立交等盲区,多重渠道同步触发预警。
空地联动核验取证:收到预警信号后,平台自动调度就近无人机飞往事发点位,多角度拍摄影像、红外画面留存完整证据,同步将现场实景回传指挥中心,规避人工现场勘查的安全风险。
车路信息同步疏导:云端将拥堵、事故、管制提示实时下发至路侧信号灯、可变情报板与沿线网联车辆,提前引导车辆绕行分流,从源头缓解路段拥堵。无人机配合空中广播远程劝导涉事车辆规范停靠、快速撤离,缩短现场占道时长。
跨部门协同处置:预警与取证信息同步推送交警、路政、养护等业务端口,各单位依据权责同步开展现场疏导、违法处置、道路抢修工作,系统全程记录事件处置全流程,形成标准化案件档案。
态势复盘优化管控:平台汇总长期预警数据,分析路网运行规律,动态调整无人机巡航路线、路侧设备监测重点,持续优化空天地一体化智慧交通车路协同调度策略。
四、多元落地场景:覆盖交通管理全业务链条
(一)道路交通秩序智能管控
在城市主干道、国省干道、高速公路场景下,空中无人机搭配地面路侧感知设备协同工作,实时监测闯红灯、违规变道、违停、货车占道等行为。依托低空取证能力开展非现场执法,减少路面执勤人员上路频次,降低一线执法安全隐患;高峰时段空中俯瞰全域车流,精准定位拥堵节点,配合地面信号配时动态调节,提升道路通行效率。
(二)道路基础设施运维巡检
针对桥梁、隧道、边坡、偏远山区道路,无人机抵近完成高空、高危点位检测,借助红外设备识别路面裂缝、边坡变形、标识破损等隐患,将影像数据同步至养护管理系统。结合空天地一体化智慧交通车路协同数据联动,精准定位病害坐标,自动生成养护工单,把传统人工登高巡检转化为安全高效的空中智能巡检模式。
(三)交通突发事件应急保障
遇交通事故、道路积水、山体落石等突发状况时,天基通信保障偏远区域信号畅通,无人机快速抵达现场完成全景测绘,实时回传现场画面支撑指挥中心制定救援疏导方案;同步向周边车辆推送路况预警,引导车辆避让,为救援、清障作业腾出通行空间,大幅压缩应急响应与道路恢复时长。
(四)低空物流与多式联运支撑
依托一体化低空管控平台规划无人机物流航线,在山区、海岛、高速服务区开展应急物资、日常货物低空配送。物流无人机运行数据接入空天地一体化智慧交通车路协同体系,与地面路网、货运车辆信息互通,打通空中配送、地面转运的多式联运通道,完善综合立体交通服务能力。
五、综合应用价值:提质增效,构建可持续智慧交通体系
(一)拓宽感知边界,消除路网监管盲区
空中无人机弥补地面设备高度、距离限制,卫星覆盖无地面基站区域,路侧感知覆盖城市密集路段,多层感知互相补充,实现全路网无间断监测,解决以往高架、互通、山区道路“看不见、管不全”的痛点,让交通运行状态全域可感知、可追踪。
(二)降低运行成本,实现无人值守常态化运维
一体化平台支持无人机自主起降、自动巡航、自主返航,减少专职飞手长期驻场投入;AI算法复用适配交通巡查、违法识别、道路运维多类场景,无需重复搭建独立系统,节约信息化建设投入。夜间依托红外、激光补光设备自动取证巡查,无需人工通宵值守,持续释放人力成本。
(三)优化响应效率,实现前置化交通管控
传统交通管理多为事后处置,而空天地一体化智慧交通车路协同体系依托多源预警实现提前干预,拥堵、违法、隐患在初期即可识别处置,避免小问题演化成大面积拥堵、安全事故;远程喊话、线上取证等非现场手段简化处置流程,提升路网通行流畅度。
(四)强化跨域协同,推动交通治理数字化转型
平台打通公安、交通、路政、应急多部门数据通道,实现案件、预警、路况信息互通共享,打破部门信息壁垒。依托长期积累的交通态势数据,为城市路网规划、交通设施改造、高峰管控方案制定提供客观数据支撑,推动交通管理由经验驱动转向数据驱动。
随着低空经济、智能网联技术持续迭代,空天地一体化智慧交通车路协同体系将进一步拓展应用边界。一方面持续优化多机型无人机统一管控能力,丰富低空交通服务场景;另一方面深化车端、路侧、空中、天基数据深度融合,完善数字孪生路网模型,实现交通态势仿真预判。
未来将持续推进跨区域、跨行业一体化平台共建共享,统一低空飞行、车路交互、数据互通相关标准,让空中低空资源、地面智能路网、网联车辆深度协同,打造安全、高效、集约、绿色的全域立体智慧交通新格局,为城乡一体化出行、现代化路网治理提供长期稳定的数字化支撑。