淺析無人化警用裝備在安保場景中的應(yīng)用

張劭華 王其磊 朱林

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，國際影響力不斷擴(kuò)大，我國承辦了越來越多的大型活動、會議，在我國國際地位得到提升的同時，隨之而來的是公安機(jī)關(guān)愈加繁重的安保任務(wù)以及近些年隨著恐怖主義、極端主義的抬頭，大型活動出現(xiàn)事故造成惡劣影響的可能性也在不斷提升，廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全權(quán)受到了巨大的威脅。

我國是個承辦大型活動非常多的國家，我國現(xiàn)平均每年舉報各類大型活動1.4 萬場左右，直接參與人數(shù)超過3 億人次，且活動數(shù)量還在以每年18%的速度逐年增長[1]。由于人員聚集，極端主義勢力的滲透進(jìn)一步加劇了大型活動中發(fā)生事故的可能性。

為了保證大型活動的順利進(jìn)行，確保萬無一失不出現(xiàn)事故，這就要求公安機(jī)關(guān)要制定詳細(xì)的安保活動預(yù)案。公安機(jī)關(guān)制定的安保活動預(yù)案執(zhí)行者往往是人民警察，那么警用裝備作為輔助人民警察完成任務(wù)的利器，公安機(jī)關(guān)加大了對安保場景下警用裝備的研發(fā)：“金盾工程”一期建設(shè)以及二期建設(shè)的完成，公安工作信息化水平不斷提高，公安裝備信息化建設(shè)方面也取得了長足的進(jìn)步，針對安保場景的智能頭盔、5G 無人安防車、5G 警燈等基于新技術(shù)的裝備不斷被研發(fā)出來[2]，且在習(xí)近平總書記于2019 年公安工作會議上提出的“科技強(qiáng)警”指引下，各地公安機(jī)關(guān)的在警用裝備上的投入不斷加大，國家財政公共安全支出以每年10%的速度增長，裝備建設(shè)水平處在高速上升階段。因此在無人化裝備不斷列裝的背景下，本文對無人化警用裝備進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)以及安保場景下的任務(wù)分析，并綜合展望未來無人化警用裝備發(fā)展的趨勢。

一、無人化警用裝備應(yīng)用現(xiàn)狀

在安保場景下無人化警用裝備主要有無人化單警裝備、無人機(jī)、安保機(jī)器人以及應(yīng)用5G 新技術(shù)的安保裝備。

（一）無人化單警裝備

隨著科技發(fā)展進(jìn)步，安保場景下單警裝備也得到了更新，民警可以應(yīng)用的單警裝備不僅僅只有八大件，還有智能頭盔、單警定位裝備等。

1.智能頭盔。智能頭盔對傳統(tǒng)的警用頭盔進(jìn)行了改進(jìn)，傳統(tǒng)的警用頭盔起到的是對警員頭部進(jìn)行防護(hù)的作用，智能警用頭盔還具備紅外熱成像、AR（增強(qiáng)現(xiàn)實）顯示、通信傳感等功能。智能警用頭盔可以對物品表面的溫度或人的體溫進(jìn)行測量，在新冠疫情流行的時候，該裝備在一定情況下對防疫提供了幫助，并且由于通信模塊的存在，民警可以將頭盔中傳感器提取到的信息傳輸?shù)街笓]系統(tǒng)，可以幫助指揮中心掌握實施情況對突發(fā)事件進(jìn)行研判以及處置。

2.無人機(jī)。無人機(jī)又稱UAV，無人機(jī)作為一種“低慢小”的飛行器具備質(zhì)量輕、攜帶方便、技術(shù)成熟等優(yōu)點得到了公安機(jī)關(guān)的青睞，各地也成立了警航大隊來打擊犯罪，無人機(jī)主要應(yīng)用于公安機(jī)關(guān)打擊犯罪的“查”“打”方面，溫州市公安局特警支隊成立警航大隊，對維護(hù)當(dāng)?shù)刂伟病⒋驌舴缸锲鸬搅朔e極作用。在安保方面，無人機(jī)在整個安保區(qū)域巡航，視野范圍大，并且機(jī)動性好，極大地解放了警力并且指揮中心也借助無人機(jī)完成了現(xiàn)場監(jiān)控的任務(wù)。

3.安保機(jī)器人。安保機(jī)器人近些年運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)感知等技術(shù)，性能得到了比較好的提升，現(xiàn)階段安保機(jī)器人主要是和無人機(jī)配合完成工作，無人機(jī)對整體的安保區(qū)域進(jìn)行巡航，把握全局，安保機(jī)器人主要負(fù)責(zé)和民警一起在地面巡邏，對周邊場景進(jìn)行掃描。機(jī)器人還可以為參加大型活動的人提供幫助，機(jī)器人可以完成簡單的問答，為人類指路等簡單的任務(wù)機(jī)器人可以勝任。

（二）應(yīng)用5G 新技術(shù)的安保裝備

1.5G 無人安防車。5G 安防車應(yīng)用自動駕駛技術(shù)，并且由于電池容量大，單次巡航可達(dá)到100km，并且由于四周都裝有攝像頭以及雷達(dá)，可以無死角地實時獲取周圍360°的情況，由于運(yùn)用5G 技術(shù)，具有低時延的特點，可以快速將傳感器獲取到的反常情況立即反饋到指揮中心，指揮中心可以做到立即處置。安防車內(nèi)部也具備一定的空間，可以存放一些其他的設(shè)備，可以在一定程度上為民警減負(fù)。并且5G 安防車采用百度自動駕駛技術(shù)，可以實現(xiàn)路徑規(guī)劃，自行巡邏并且內(nèi)嵌避障算法可以有效地避開行人。

2.5G 警燈。5G 警燈是一種應(yīng)用在警車上的新型警燈，與傳統(tǒng)的警燈只發(fā)光不同，5G 警燈可以對周邊人員、車輛情況等進(jìn)行實時記錄，并在第一時間上報指揮中心。并且這種5G 警燈運(yùn)用了北斗衛(wèi)星定位，在一定程度上幫助了指揮中心的警力調(diào)度、指揮以及應(yīng)急處置。

可以說5G 技術(shù)在警用方面也得到了空前的發(fā)展，充分地說明了公安機(jī)關(guān)對于5G 技術(shù)的重視，并且隨著5G 技術(shù)的進(jìn)一步深入應(yīng)用，警用裝備和5G 的結(jié)合也一定會更加緊密，越來越多的基于5G 技術(shù)的警用裝備也會被列裝。

二、無人化警用裝備關(guān)鍵技術(shù)

（一）數(shù)據(jù)融合技術(shù)

在這些智能的警用裝備中，都用到了傳感器技術(shù)，由于溫度漂移、硬件精度不理想等問題，傳感器是存在一定誤差的，因此就需要對傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，這就用到了數(shù)據(jù)融合技術(shù)；數(shù)據(jù)融合技術(shù)現(xiàn)在主要是應(yīng)用卡爾曼濾波技術(shù)，卡爾曼濾波的核心就是在知道機(jī)器人以及無人機(jī)在理想情況下運(yùn)行的公式條件下，對采集到的數(shù)據(jù)，計算得出的數(shù)據(jù)，進(jìn)行權(quán)重上的選擇，計算出最終的數(shù)據(jù)。

（二）自動控制技術(shù)

無人機(jī)能在空中穩(wěn)定飛行、機(jī)器人可以在路上平穩(wěn)地行走都涉及到了控制技術(shù)，現(xiàn)階段最經(jīng)典的控制技術(shù)為PID 技術(shù)，并且該技術(shù)在工業(yè)界應(yīng)用廣泛，PID 技術(shù)是以bode 圖以及奈奎斯特圖為基礎(chǔ)，以傳遞方程為對象，對傳遞方程中的一些參數(shù)進(jìn)行整定，以期系統(tǒng)可以平穩(wěn)運(yùn)行并且有一定的抗擾動能力。對于安保任務(wù)較為復(fù)雜的場景，在面對大風(fēng)時很可能會導(dǎo)致無人機(jī)偏離航向，在面對崎嶇不平的路面時，機(jī)器人很可能會出現(xiàn)跌倒的現(xiàn)象，這就要求公安機(jī)關(guān)尤其應(yīng)該重視機(jī)器人的自動控制技術(shù)。

PID 的參數(shù)整定仍然是依靠人工經(jīng)驗，近些年隨著人工智能以及深度學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，有研究將BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行了融合，可以不根據(jù)人工經(jīng)驗而是依靠計算機(jī)對PID 中的參數(shù)進(jìn)行選擇。

三、無人化裝備技術(shù)未來發(fā)展的展望

在應(yīng)用新技術(shù)、高科技的裝備不斷列裝的同時，也應(yīng)該注意到裝備后勤保障的重要性，所謂“兵馬未動，糧草先行”強(qiáng)調(diào)的就是后勤保障的重要性。

目前就無人化警用裝備后勤保障方面來看，雖然高新技術(shù)廣泛的應(yīng)用于此并且取得了一定的進(jìn)步，但是也需要注意到依然存在一些問題。目前無人化警用裝備后勤保障主要存在如下問題：

1.眾多的高科技裝備如警用機(jī)器人、警用無人機(jī)應(yīng)用在安保活動中。雖然這些裝備科技含量高并且對警員的幫助大，但是隨著警用裝備從數(shù)量以及種類上的增加導(dǎo)致了安保場景下警用裝備保障工作相對復(fù)雜，使得傳統(tǒng)的警用裝備保障模式疲于應(yīng)對。

2.現(xiàn)階段公安機(jī)關(guān)關(guān)于裝備保障效果的評價工作更多的是以一些警保人員的經(jīng)驗定性評價為基礎(chǔ)，得到的結(jié)論較為模糊，無法很明確地指出應(yīng)該針對何種裝備的何種性能進(jìn)行改進(jìn)，需要將何種裝備引進(jìn)到大型活動的安保任務(wù)中。這樣就造成了基層警力的大量浪費(fèi)；二來對裝備的采購以及保養(yǎng)的盲目性造成了大量財產(chǎn)浪費(fèi)，做不到“好鋼用在刀刃上”。

由于安保場景下的警務(wù)工作涉及到多個警種、社會科學(xué)和自然科學(xué)多個學(xué)科理論以及任務(wù)場景復(fù)雜并且需要用相對較少的資源達(dá)到最優(yōu)的結(jié)果，這與錢學(xué)森提出的“系統(tǒng)工程”存在一定的相似性，因此安保場景下警用裝備保障工作在方法論上可以和系統(tǒng)工程相互借鑒，可以借鑒《系統(tǒng)論》中的一些思想：系統(tǒng)評價理論和系統(tǒng)預(yù)測理論[3]。

未來對于無人化警用裝備的評價應(yīng)該從公安機(jī)關(guān)的實戰(zhàn)出發(fā)，提出一種安保場景下警用裝備保障能力定量化表示的理論，幫助公安機(jī)關(guān)中從事警保工作人員從指標(biāo)體系角度出發(fā)，以數(shù)字得分的方式更直觀地看到警用裝備保障能力在哪些方面存在不足。并且為了可以更進(jìn)一步地幫助從事警保工作人員認(rèn)識到在今后的工作中應(yīng)該從哪幾個指標(biāo)方面入手對警用裝備保障能力進(jìn)行提升，在綜合歷年的評價數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，公安機(jī)關(guān)應(yīng)當(dāng)有一種預(yù)測理論，以具體數(shù)據(jù)的形式更進(jìn)一步把握無人化警用裝備保障能力的未來發(fā)展趨勢，以期完善警用裝備后勤保障工作，讓無人化警用裝備更加貼合安保任務(wù)中的實戰(zhàn)需求，幫助人民警察更高效、便捷的執(zhí)行安保任務(wù)，達(dá)到事半功倍的效果。