交通基础建设 —— 无人机技术在道路及铁路行业的商业应用
无人机技术对于一些基础建设行业的积极影响更为广泛，彰显的成效更为显著，对于道路及铁路行业更是如此。在这两个行业中，企业管理着因复杂的基础建设而构成的庞大网络。这些网络遍布辽阔的地域，产生与投资控制、资产盘点以及维护相关的高额成本。无人机解决方案为积极寻求新型业务模式的企业提供契机。相对于传统方法，无人机解决方案更为迅捷、更具成本效益，也更为安全。收集各类数据的无人机，在施工场地上、常规维护及资产盘点活动过程中成为不可或缺的工具。
未来几年，无人机将成为交通基础建设行业变革的主要力量。在激烈竞争的市场中，率先且有效应用无人机技术的参与者可抢先占据主导优势地位。
市场趋势
交通基础建设是现代社会的命脉。基础建设需求不断高涨的原因包括：人口持续增长、交通运输成本趋向合理以及社会流动性不断上升。在此浪潮之下，基础建设运营者的投资活动亦不断增加；从目前直至2020年，全球资本性支出以每年4.5%的速率增长（总增长速率为30%）。由于大量的基础建设项目将持续营运，这些支出增长将反映在维护方面的开支增长。
交通基础建设资本性支出增长已成为全球趋势。预计非洲及拉丁美洲的增长最为迅猛；到2020年，这些地区的交通基础建设投资将翻一番。在约2,000亿美元的资本性支出增长中，亚洲的贡献巨大，占全球交通基础建设投资增长的63%。在西欧及美国等发达地区，预计到2020年，相关开支的平均增长速率将达到15%。
为目前根据牛津经济研究院最新预测作出的2016年基础建设开支展望。所有数据呈列单位为十亿美元，按2014年恒定汇率计。
行业领军者下一步应注重投资具成本效益的方案，从而提高利润，应对即将发生的变革。在施工方面应用创新科技的程度亦成为衡量道路及铁路运营者在瞬息万变的环境下业绩表现的决定性因素。企业要想长期维持盈利，不仅需要将资本投资控制在预算范围内、循序渐进地按计划执行投资，也需要保持极佳的质量以及降低维护成本—这是最可靠有效的方式之一。无人机方案可为这些领域带来变革，以低成本向施工场地以及全面投入营运的基础建设提供长期持续且客观公正的监控。鉴于这些趋势不断发展，我们预计无人机解决方案将在道路及铁路基础建设行业发挥重要作用。
无人机在交通基础建设中的应用
根据普华永道全球CEO调研，未来五年，科技进步将成为众多行业变革的主要驱动因素。科技进步的重要性高于全球经济实力转移或人口结构变化。无人机商用为其中的一项关键性进步，对于交通基础建设行业亦不例外。无人机及其提供的数据在交通基础建设投资的整个周期中释放着颠覆性的变革能量。实时、准确及具可比性的3D建模数据对于投资项目施工前期、施工阶段及运营阶段都至关重要，而智能及具成本效益的无人机解决方案可提供此类数据。
对于道路及铁路运营者而言，投资控制及监管成为需要应对的主要挑战之一。新项目耗资巨大，因此有序的项目执行成为投资成功的决定性因素，同时也可增强投资者的竞争实力。无人机以及先进的3D建模软件可有效应用于投资的各阶段。
无人机以及先进3D建模工具能够快速及准确地获取数据，这对于规划阶段的帮助非常巨大。在设计阶段，它们不仅能够提供精确的地理空间数据，亦可帮助控制调整计划及设计的相关成本。
在施工阶段，无人机方案可实现多种应用。交通基础建设施工项目耗资巨大，需要大量劳动力，因此，需要严格的监管保证项目有序进展、控制各项开支在预算范围内，同时解决施工场地安全等其他问题。具备准确性、便捷性以及成本效益的无人机可帮助解决所有这些难题。无人机在监管层面最重要的应用包括监控工程进度及质量、将物资分配与项目设计及计划进行对比。
其他应用包括监测并防范擅自闯入基础建设区域的行为、代替人工实施沟渠保护以及保障施工场地安全等等。据普华永道无人机解决方案咨询服务团队统计，在无人机监控的施工场地，平均人身安全事故的数量减少91%。
在预调试阶段，无人机可用于准确评估按照初始计划执行的工作所产生的效益、监测任何可能的偏差。与此同时，无人机方案可用于评估项目对于环境以及其他关联方的影响。在施工前期以及施工阶段获取的数据对于后期的维护也至关重要。
道路及铁路等交通基础建设是现代社会的循环系统。在社会流动性日益上升的趋势下，有数十亿人口每周花费数十个小时通勤往来。大都市交通网络以及长途接驳站变得日益拥挤。因此，维护现有基础建设的完整运力显得极其重要。
在基础建设维护中，无人机首先应用于高压电塔、风电机组、电信天线塔以及桥梁方面；对这些而言，频繁及精确的监测才能确保其安全及正确的运行。配备高清摄像装置及扫描装置的无人机可代替人类执行精确的监测。得益于图像处理技术的进步，无人机的精确性是人类肉眼无法实现的。在难以接近基础建设或接近基础建设会面临危险的情况下，这样的精确性更是难能可贵。无人机还可实现其他检测：例如，电线腐蚀、接线错误或负载失衡引起过热，装备红外摄像装置的无人机很容易就可捕捉到这些现象。人类无需面临任何危险便可获得此类信息，且耗费的成本较低。
例行监控是所有维护工作不可或缺的重要环节，无人机可从多个方面改进相关工作。针对各种不同的问题，例行无人机巡检收集的信息可用于各时间节点上数据点的比较、磨损情况估量以及未来情况恶化预测，因而获取的资料更为准确。
从多个角度而言，无人机创新方案可推动基础建设监控的变革。与传统方法相比，成本大幅降低；无人机创新方案所提供的信息详尽，具历时可比性，且可有效应用于维护规划工作。
在交通运输行业，无人机备受关注的其中一项应用为盘点及归类。对成百上千或成千上万的单个项目进行监控既费时又费力。利用无人机自动化在特定铁路区段内进行车辆监控及盘点，可切实提高效率。
盘点与维护监控同时进行。对于道路及铁路运营者而言，对基础建设附近的项目，如指示牌或变压器，进行监控及归类既费时又费力。无人机则可实现这一工作的自动化。无人机可接近带有LoRa收发器、条形码、射频标签或其他识别标签的项目，对这些设施进行扫描，收集到的信息与对应类别的数据进行比对，从而识别相关变动。
未来无人机在交通基础建设中的应用
道路及铁路运营者可将诸多新兴科技应用于无人机，达到加强投资控制及维护的目的。众多备受关注的应用包括将机器学习技术融入到无人机操作中。时下，绝大多数的数据处理及分析通过人工完成。但是，如果机器能够学会如何自主完成这些任务，就可改善这一进程。
在资本项目过程中，无人机技术标准化执行与建筑信息模型（BIM）方法的融合明显提升基础建设施工进程，同时改善施工后的运营及维护。在施工场地上作业的无人机定期以高效方式传回的高质量的地理空间数据，有助于生成与资本项目相关的深度工程级信息。这些信息是建筑信息模型方法的核心，因此，可与BIM模型结合，应用于设计、施工、调试、运营及维护阶段。
经过特定的训练，机器学习软件通过一种运算法则，可学会如何完成复杂的任务，像人脑一样运作。运用深度学习无人机方案，可减少我们处理、整合及分析在巡检中收集的数据所需耗费的时间及成本。
与无人机结合的另一项技术为增强现实，二者合力产生协同效应，帮助获取有关施工场地的关键信息。增强现实可在实时施工场景下模拟总体结构建设，帮助施工团队确定确切的位置，了解组装指示、材料信息、相关警示以及项目的其他信息。整个施工过程由此得以简化，进度加快。结合具备增强现实功能的无人机所收集到的数据，施工团队可掌握施工项目的最新情况，从而确定总体结构的下一个组成部分应在何处进行安装及何时安装，或确定已破损的部分及修护破损部分的时间。增强现实在帮助施工团队的同时；虚拟现实则将总体结构视觉化，帮助设计师及建筑师把握总体结构的设计效果。
无人机亦应用于小规模的施工工程及修护工作中，在高处执行危险性任务。未来，无人机将应用于建造物资运送以及部件组装、焊接及固定。
机遇及挑战
我们预计，资金及法律支持、改善数据处理及存取和技术的迅速发展三个因素将推动无人机解决方案在道路及铁路行业中的应用。
而在将无人机解决方案应用于日常运营的过程中，基础建设行业从业者也将面临多项挑战，例如：航空风险和隐私保护。