警用無人機(jī)在安檢排爆工作中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

薛奇，曹鳳紅

（1.成都市公安局雙流區(qū)分局，四川 成都 610200；2.樂山師范學(xué)院輕合金材料研究所，四川 樂山 614000）

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使信息的傳播具有時效性、廣泛性、普及性等特征，它不僅為人們的日常生活提供巨大的方便，而且也為犯罪分子尋找犯罪手段和工具提供了有利條件，近年來，有關(guān)這類新聞的媒體報道層出不窮。安檢排爆工作要適應(yīng)時代發(fā)展的需要，必須大力推動科技強(qiáng)警，強(qiáng)化科技創(chuàng)新能力，培養(yǎng)科技人才。

根據(jù)現(xiàn)場處理程序的規(guī)定，為了減少與爆破設(shè)備的接觸，防止爆破事故，排爆人員一般采取轉(zhuǎn)移為主，人工拆除為輔。無人駕駛的飛行器是使用無線電遠(yuǎn)程控制設(shè)備和自帶的程序控制器進(jìn)行飛行的，也可以通過車載電腦進(jìn)行完全的或間斷的自動操作，已經(jīng)快速融入安檢排爆工作中，彌補(bǔ)基礎(chǔ)手段的某些缺陷，是新時期公安系統(tǒng)需要緊緊抓住、深入研究的科技力量。

1 警用無人機(jī)在安檢排爆工作中應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 應(yīng)用場景豐富

傳統(tǒng)設(shè)備如機(jī)器人等都有相關(guān)的限制，滾動輪結(jié)構(gòu)簡單，可以適應(yīng)爬樓梯臺階，越溝能力強(qiáng)，但是不能很好地滿足不同高度差、松軟泥濘等復(fù)雜條件下的施工需求。警用無人機(jī)具有高便攜、高可靠性、簡單操縱等優(yōu)點(diǎn)。

針對不同的爆炸現(xiàn)場環(huán)境，排爆人員可以選擇不同尺寸、不同功能的無人機(jī)進(jìn)行作業(yè)。在安裝了機(jī)械臂后，無人機(jī)可以在人或者機(jī)器人等不適合地方進(jìn)行抓取，既能確保安全，又能大大提高工作效率。在完成現(xiàn)場安全工作時，選擇不同型號、不同型號的無人機(jī)，對安全工作也有很大的幫助。比如，對于場館內(nèi)部建筑的屋頂較高、視頻伸縮式檢查鏡不易檢查的地方，大型體育場的管道、煙道等安全檢查不到的地方，以及有毒有害的地下管道，通過無人機(jī)進(jìn)行安全檢查，可以大大減少工作量。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，某些廠家的無人機(jī)平臺上已經(jīng)配備了機(jī)械手、炸藥消毒器等常規(guī)的排爆器材，排爆人員可以根據(jù)不同的處理方式，選擇最佳的處理方案。

1.2 觀察角度立體

在傳統(tǒng)的處理方法中，排爆人員對現(xiàn)場環(huán)境的總體掌握和爆炸物的信息獲取渠道相對單一。由于受地形條件的制約，大部分排爆人員只能從有限的視角獲得需要的資料，而不完全的信息往往會在一定程度上干擾排爆人員的判斷，從而影響分析的效果。安裝了高清變焦云臺的無人機(jī)，可以從多個角度、全方位、實(shí)時地測量和評價爆炸物，同時還能提供更多、更高效的情報。

一些地方是曾經(jīng)戰(zhàn)爭的主要戰(zhàn)場，很多時候處理的涉爆案件都是由戰(zhàn)爭遺留下來的。人們在日常生產(chǎn)、生活中，如工地施工、魚塘清淤、江邊釣魚等，往往會在淤泥河溝或石頭縫隙中發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)爭遺留的炮彈。在處理這類突發(fā)事件時，排爆人員的預(yù)判和轉(zhuǎn)移處理都有很大難度。有了無人機(jī)的運(yùn)用，民警們處理這類案件的效率大大提高。當(dāng)無人機(jī)抵達(dá)涉爆區(qū)后，可以從多個角度、全方位地觀測爆炸區(qū)域，為排爆人員的分析決策提供最準(zhǔn)確、最直接的依據(jù)，從而制定出有效的應(yīng)對措施。

1.3 作業(yè)精確高效

在對疑似爆炸物進(jìn)行初步分析，確認(rèn)為可動炸藥后，通常會進(jìn)行搬遷處理。我國大部分的公安排爆隊(duì)伍都會配備排爆機(jī)器人，在一定的情況下，某種程度上取代了人力。但是，由于技術(shù)原因，目前市場上的爆破作業(yè)機(jī)器人測量與定位誤差較大，定位測量算法的實(shí)時性不強(qiáng)，難以對可疑對象進(jìn)行有效的捕獲，也不能對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時定位，從而增加了爆炸性目標(biāo)遺漏的發(fā)生概率，從而使排爆工作失敗。這是因?yàn)橐话愕呐疟瑱C(jī)器人都是帶著攝像頭的，操作者會根據(jù)現(xiàn)場CCD 傳來的畫面來做出判斷，然后通過控制機(jī)器人來執(zhí)行命令。但實(shí)際上，機(jī)器人只是一種基礎(chǔ)工具，在高速移動、動態(tài)環(huán)境等復(fù)雜環(huán)境下，很可能會出現(xiàn)故障。

在精確定位方面，無人機(jī)采用了實(shí)時動態(tài)差分法（RTK），這是全球定位系統(tǒng)中最普遍的一種新的測量手段。排爆型無人機(jī)采用GPS-RTK，它的位置精度可以達(dá)到毫米，可以對無人機(jī)的坐標(biāo)、高度等關(guān)鍵的戰(zhàn)略情報進(jìn)行實(shí)時反饋。模型建立的速度和模型質(zhì)量都能達(dá)到工作要求，為排爆人員精確地完成排爆任務(wù)提供了有力的支撐。

1.4 使用維護(hù)成本低

無人機(jī)的購買成本約在數(shù)萬元左右，而掃雷機(jī)器人成本約在幾十萬到幾百萬之間，其無人機(jī)成本大大降低。安全與排爆部隊(duì)可按使用要求采購不同型號、尺寸及載重的無人機(jī)和與其配套的裝載機(jī)。由于受專利等技術(shù)的保護(hù)，機(jī)器人的各生產(chǎn)廠商在開發(fā)、更換平臺及配套設(shè)備方面存在很大差別，且使用費(fèi)用高，影響后續(xù)的維護(hù)與保養(yǎng)。而無人機(jī)相對維護(hù)成本低，大多零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，可以線上進(jìn)行無人機(jī)零部件的購買及配送與更換，維護(hù)簡單靈活，避免了機(jī)器人中的高昂的后續(xù)維護(hù)及保養(yǎng)問題，節(jié)約了維保成本。隨著無人機(jī)的使用范圍逐步擴(kuò)展，除了大疆等國內(nèi)著名的無人機(jī)制造商，還有很多公司都在嘗試進(jìn)入這一藍(lán)海，并且正在積極開發(fā)出符合不同行業(yè)工作需求的產(chǎn)品，企業(yè)研究設(shè)計出符合實(shí)際警務(wù)工作的機(jī)型和相關(guān)掛載，實(shí)現(xiàn)互利共贏，長足推動科技興警，科技強(qiáng)警。

2 警用無人機(jī)在安檢排爆工作中存在問題

2.1 無人機(jī)使用性能問題

目前市場上的無人機(jī)都是以鋰離子電池為主，續(xù)航時間大概是20 ～30min，要實(shí)現(xiàn)多用途，就要降低飛行重量，不能攜帶大容量的電池，這也是無法擴(kuò)大無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域及技術(shù)發(fā)展的瓶頸之一。目前，無人機(jī)主要應(yīng)用于900MHz、1.4GHz 和2.4GHz 的無線電頻率，1.4GH是主要的數(shù)據(jù)通信波段，2.4GHz 是主要的圖像傳輸波段。

在公共無線通信中，特別是同波段的干擾難以避免，無人機(jī)偵察工作中時常受到其他信號干擾，導(dǎo)致偵察目標(biāo)并完成偵察任務(wù)的效果上差強(qiáng)人意，因此，為了提高無人機(jī)的偵察、判斷等危險工作高效能，需要對無人機(jī)偵察工作進(jìn)行大量的實(shí)踐與總結(jié)。

2.2 無人機(jī)監(jiān)管保障問題

由于我國對警用無人機(jī)的應(yīng)用定位還不夠明確，各部門間的溝通也不到位，致使很多地區(qū)存在著監(jiān)督體系不完善、工作程序不規(guī)范、報批不清楚、手續(xù)繁雜，導(dǎo)致無人機(jī)的日常管理不規(guī)范。一些民警缺乏安全執(zhí)法及時報備意識，隨意動用無人機(jī)，使得無人使用過程中出現(xiàn)飛機(jī)丟失或者安裝事故。雖然公安部公安航空局制定了有關(guān)無人機(jī)警用涂裝標(biāo)志的規(guī)范性文件，但當(dāng)?shù)毓矙C(jī)關(guān)在執(zhí)行過程中缺乏嚴(yán)肅認(rèn)真的態(tài)度；此外，標(biāo)準(zhǔn)的警用無人機(jī)涂裝標(biāo)識沒有在大眾中普及，很多民眾對無人的標(biāo)識缺乏了解，在執(zhí)行任務(wù)過程中容易引起民眾的誤會，同時也為無人機(jī)的監(jiān)管工作帶來了一定的困擾。而無人機(jī)監(jiān)管及報賬的問題，也是無人機(jī)在警用工作中受到限制的原因之一。

2.3 無人機(jī)人才培養(yǎng)問題

警用無人機(jī)控制人員缺乏，且地區(qū)間人員分布也不平衡。警用無人機(jī)駕駛員的訓(xùn)練分為初級和高級兩個階段，通過基本訓(xùn)練和考核合格的，發(fā)放B級駕駛資格證書，通過高級訓(xùn)練和考核合格的，可以獲得A 級駕駛資格證書。在這些飛機(jī)中，持有A 級證書的人可以作為飛機(jī)的飛行教練。目前，我國擁有A 級證書的人數(shù)很少，數(shù)量也很少，大部分都是居住在比較富裕的城市，而在中國西北部的偏遠(yuǎn)地區(qū)，擁有操控?zé)o人機(jī)技術(shù)的工作人員較少，更是沒有辦法使用無人機(jī)。另外，目前僅有少數(shù)警察院校開設(shè)了無人機(jī)訓(xùn)練課程，而大多數(shù)警察院校仍未開設(shè)專門的教學(xué)項(xiàng)目。

3 警用無人機(jī)應(yīng)用于安檢排爆領(lǐng)域未來展望

3.1 立足實(shí)戰(zhàn)，加強(qiáng)訓(xùn)練

在現(xiàn)實(shí)生活中，很多城市的排爆隊(duì)伍都裝備了無人機(jī)和相應(yīng)的裝備，但由于缺乏訓(xùn)練，或者缺乏穩(wěn)定的心理素質(zhì)，同時很多基層民警、領(lǐng)導(dǎo)干部對“無人機(jī)”定位不清、不了解，對其作用認(rèn)識不足，使得很多公安局對無人機(jī)在偵排爆以及很多工作領(lǐng)域里不愿意使用無人機(jī)。無人機(jī)并不僅僅是一架能在空中飛行的攝像機(jī)，而是一種全新的運(yùn)輸平臺，可以大大提高警察的工作效率，這一點(diǎn)在電力監(jiān)控、農(nóng)業(yè)、植保等民用領(lǐng)域都得到了證明。如何充分利用無人機(jī)在公安工作中的作用，擴(kuò)大無人機(jī)的使用范圍，關(guān)鍵還是要看人。排爆人員要在無人機(jī)的早期培訓(xùn)和操作人員的配合下，大膽地運(yùn)用，吸取經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)無人機(jī)在排爆中的運(yùn)用技巧，將其推廣到全國。以實(shí)踐為導(dǎo)向，對公安無人機(jī)的執(zhí)法實(shí)踐研究是提升執(zhí)法水平的重要手段，也是推動法制與技術(shù)研究的重要力量。

無人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)可分為兩大類：（1）“多機(jī)”聯(lián)合作戰(zhàn)，即相同型號的飛機(jī)在完成相同的任務(wù)時，主要從停留時間、使用面積等方面進(jìn)行考量；（2）“人機(jī)”聯(lián)合作戰(zhàn)，以警務(wù)無人機(jī)和警察的配合為主。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，無人偵察機(jī)能擔(dān)負(fù)更多的任務(wù)，而如何有效地解決無人機(jī)操控人員和現(xiàn)場警務(wù)人員的矛盾成了理論上的一個重要課題。

3.2 人才培養(yǎng)，系統(tǒng)培訓(xùn)

無人機(jī)是一種高技術(shù)的新型設(shè)備，它在設(shè)計與研制過程中存在一些缺陷，不能很好地適應(yīng)警用的實(shí)際工作。在實(shí)際應(yīng)用中，警察對裝備要求根據(jù)使用的目的而有很大不同，這就需要公安機(jī)關(guān)與無人機(jī)制造商進(jìn)行溝通與交流，根據(jù)實(shí)際警用需求，為無人機(jī)的性能和使用提供更好的保障，讓無人機(jī)在警用實(shí)際任務(wù)中能夠更好地發(fā)揮出它的作用。因?yàn)楹芏喙膊块T自身的科研實(shí)力嚴(yán)重不足，因此，警方可以與無人機(jī)制造及科研機(jī)構(gòu)進(jìn)行合作，在實(shí)施科技強(qiáng)警戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，利用企業(yè)的技術(shù)力量，開發(fā)出各種能執(zhí)行不同警務(wù)任務(wù)的無人機(jī)以及所配套的操作系統(tǒng)，不斷提高無人機(jī)的性能，使無人機(jī)更加智能化、多功能化。

從公安院校抓起，培養(yǎng)無人機(jī)專業(yè)人才，并對其進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)。目前，無人機(jī)駕駛員大多是通過短期培訓(xùn)獲得警用多旋翼B1 證書的在職民警，具有初步的操作基礎(chǔ)，但不懂無人機(jī)的理論、組裝、維護(hù)、地面站、軟硬件研發(fā)等精細(xì)內(nèi)容。這就需要在公安院校的偵查、治安、警務(wù)指揮等專業(yè)開設(shè)無人機(jī)相關(guān)課程，也可以在警察隊(duì)伍中招募技術(shù)人才，甚至面向大眾在無人機(jī)制造公司之外進(jìn)行招募，還可以選拔能力強(qiáng)、業(yè)務(wù)素質(zhì)好的老師到公安機(jī)關(guān)實(shí)習(xí)。

3.3 發(fā)布項(xiàng)目，統(tǒng)一部署

工信部、科技部等部門可以根據(jù)當(dāng)前工作組建聯(lián)合基金，支持高危行業(yè)的智能無人平臺自主研發(fā)能力，建議以智能無人救援隊(duì)、無人系統(tǒng)智能設(shè)備為典型應(yīng)用場景，設(shè)立自主智能無人機(jī)的重大專項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計劃，從而提升我國面向高危行業(yè)的智能無人平臺自主研發(fā)能力。同時教育部可以牽頭人才培訓(xùn)，加強(qiáng)高危行業(yè)與新一代人工智能等前沿學(xué)科交叉融合，擴(kuò)大相關(guān)方向的研究生招生名額。將管理人員、操作人員、維護(hù)人員作為復(fù)合人才重點(diǎn)培養(yǎng)，建立跨領(lǐng)域立體人才培訓(xùn)體系，建立專業(yè)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，將高危行業(yè)無人平臺智能化裝備的新技術(shù)、新知識納入相關(guān)培訓(xùn)體系，對高危行業(yè)從業(yè)人員進(jìn)行在職培訓(xùn)。目前無人機(jī)的智能程度還不高，在工作中還需要靠人工來操縱，這樣不可避免地會造成操作上的錯誤和效率低下。未來的無人機(jī)應(yīng)該進(jìn)一步向智能化發(fā)展，逐漸擺脫手動操作，能夠在緊急情況下做出反應(yīng)。

4 結(jié)語

隨著科技水平的不斷提升，人們對無人機(jī)的認(rèn)知水平也越來越高，無人機(jī)將會在今后的安檢防爆工作中發(fā)揮越來越大的作用。但我們也要清醒地認(rèn)識到，我國目前的無人機(jī)運(yùn)用技術(shù)水平尚低，且相關(guān)技術(shù)不全面，離真正的無人化排爆技術(shù)尚有一段距離。隨著高性能芯片技術(shù)、人工 AI 技術(shù)、5G 通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，以及無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的不斷突破，未來的無人機(jī)排爆將會更好地適應(yīng)戰(zhàn)場，為排爆部隊(duì)提供更多的便利，相關(guān)工作人員應(yīng)該高度重視這一技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，并積極采取手段提升應(yīng)用水平，從而有效保障人們的生命財產(chǎn)安全和社會的和諧穩(wěn)定，為我國社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展提供良好的環(huán)境。