夏春雨 李劍 王青 韓忠華 楊杰超,2

1. 公安部第一研究所 2. 北京中天鋒安全防護(hù)技術(shù)有限公司

一、引言

2020新年伊始，一場(chǎng)爆發(fā)于武漢、被命名為2019-nCoV病毒（新型冠狀病毒）引發(fā)的疫情迅速席卷整個(gè)中國(guó)。疫情就是命令，防控就是責(zé)任，廣大公安民警聞令而動(dòng)，迅速投入到疫情防控阻擊戰(zhàn)中，用血肉之軀筑起一道道生命的防線。

疫情發(fā)生以來(lái)，公安民警全員上崗，堅(jiān)守在交通疏導(dǎo)、走訪排查、宣傳教育、案件偵辦第一線，工作量巨大、警力嚴(yán)重不足。為有效降低執(zhí)勤風(fēng)險(xiǎn)、減輕工作強(qiáng)度、緩解警力不足，防疫型警用機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，作為新型警用裝備，隨全國(guó)廣大公安民警一起投入疫情防控阻擊戰(zhàn)，以科技為武器，利用自身優(yōu)勢(shì)堅(jiān)決遏制疫情蔓延勢(shì)頭。

防疫型警用機(jī)器人是基于疫情防控期間的勤務(wù)模式和實(shí)戰(zhàn)需求，在原有警用機(jī)器人基礎(chǔ)上迭代升級(jí)所得。它搭載有消毒噴霧裝置、體溫篩查系統(tǒng)，可協(xié)助甚至代替警務(wù)人員在疫區(qū)完成智能消毒、異常體溫篩查、安保巡邏等工作。根據(jù)防疫期間發(fā)揮的作用，可將防疫型警用機(jī)器人分為警用消殺機(jī)器人、警用測(cè)溫機(jī)器人和警用安保機(jī)器人。

二、警用消殺機(jī)器人

（一）功能

警用消殺機(jī)器人以警用機(jī)器人為載體，在機(jī)器人上搭載防疫消毒模塊，能夠?qū)ο緟^(qū)域進(jìn)行全自動(dòng)消毒作業(yè)，有效殺滅致病微生物。在消毒過(guò)程中，警用消殺機(jī)器人可提供“正在消毒，請(qǐng)繞行”等語(yǔ)音提示和燈光閃爍警示，避免人員靠近造成傷害。消毒任務(wù)完成后，警用消殺機(jī)器人可將消毒時(shí)間、地點(diǎn)等關(guān)鍵信息上傳至控制中心做記錄和分析，同時(shí)自動(dòng)回到充電點(diǎn)位補(bǔ)充電量。

（二）優(yōu)勢(shì)

警用消殺機(jī)器人具有四大優(yōu)勢(shì)：（1）可采用自動(dòng)運(yùn)行模式或遙控運(yùn)行模式進(jìn)行作業(yè)，充分彌補(bǔ)了固定式消毒裝置的不足；（2）節(jié)省大量消毒人力和時(shí)間，顯著提升工作效率；（3）采用智能化消毒防控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定點(diǎn)、定量消毒處理，有效避免過(guò)度消毒；（4）實(shí)現(xiàn)智能遠(yuǎn)程控制、人機(jī)分離，避免消毒液侵害人體，顯著降低二次污染和交叉感染的幾率，降低職業(yè)傷害。

（三）類型

根據(jù)防疫消毒模塊的類型可將警用消殺機(jī)器人分為過(guò)氧化氫型、次氯酸型和紫外線型。過(guò)氧化氫型警用消殺機(jī)器人在機(jī)器人內(nèi)部集成氣化模塊，利用機(jī)器人的氣動(dòng)系統(tǒng)將消毒氣體快速在空間內(nèi)擴(kuò)散，增加消毒的覆蓋面和均勻性，能有效、無(wú)死角地殺滅空氣中的致命微生物，主要適用于警務(wù)室及警務(wù)大廳等室內(nèi)區(qū)域的消毒。次氯酸型警用消殺機(jī)器人在機(jī)器人上搭載消殺箱，能夠自動(dòng)無(wú)死角地噴灑次氯酸消毒液，對(duì)環(huán)境物表和空氣進(jìn)行自主移動(dòng)式多點(diǎn)消毒，可對(duì)多種多重耐藥菌進(jìn)行高水平消滅，主要適用于警用器械和警用設(shè)施的消毒處理。紫外線型警用消殺機(jī)器人集成紫外線消毒裝置作為消毒手段，可殺滅各類環(huán)境物表的細(xì)菌、病毒、寄生蟲、水藻及其他病原體，主要適用于室內(nèi)空氣、物體表面和文件等的消毒。

（四）系統(tǒng)組成

警用消殺機(jī)器人的防疫消毒系統(tǒng)主要由控制單元、驅(qū)動(dòng)單元、執(zhí)行單元、傳感單元組成，如圖1所示，在智能控制終端的配合下，完成消毒任務(wù)?？刂茊卧鳛閿?shù)據(jù)交互的核心，輔助智能控制終端實(shí)現(xiàn)對(duì)霧化距離和藥液流量或光照時(shí)長(zhǎng)的精確控制。智能控制終端對(duì)消毒過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行全程把控和記錄，達(dá)到精準(zhǔn)防疫的目的。驅(qū)動(dòng)單元和執(zhí)行單元配合聯(lián)動(dòng)，完成移動(dòng)和排藥（光照）工作。傳感單元主要感知環(huán)境和機(jī)器人的狀態(tài)，為機(jī)器人更好地完成防疫工作提供數(shù)據(jù)支撐。

（五）應(yīng)用場(chǎng)景

看守所和戒毒所等監(jiān)管場(chǎng)所具有人員密集、活動(dòng)集中、場(chǎng)所封閉等諸多有利于疫情擴(kuò)散傳播的因素，戰(zhàn)疫形勢(shì)異常嚴(yán)峻。為全面遏制疫情在監(jiān)管場(chǎng)所內(nèi)的傳播，必須對(duì)全域進(jìn)行高頻次無(wú)死角的有效消毒作業(yè)。為解決人工消毒面臨的時(shí)間緊、任務(wù)重、人手缺等諸多難題，警用消殺機(jī)器人臨危受命，對(duì)監(jiān)管區(qū)域進(jìn)行全面消毒，保障了域內(nèi)人員安全。警用消殺機(jī)器人還可應(yīng)用于人流或車流密集的檢查站、辦事大廳、醫(yī)院等室內(nèi)外場(chǎng)所。

（六）實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用

在新冠疫情肆虐期間，警用消殺機(jī)器人在新冠患者集中救治區(qū)——深圳市第三人民醫(yī)院開(kāi)展了實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，如圖2所示，機(jī)器人每天對(duì)醫(yī)院內(nèi)外進(jìn)行消毒，為遏制疫情發(fā)揮了重要的作用。

三、警用測(cè)溫機(jī)器人

高溫發(fā)熱是新型冠狀病毒肺炎的典型癥狀之一，有效的、非接觸式的快速體溫篩查成為排查新冠感染者的關(guān)鍵。為嚴(yán)格篩查各檢查站及核心區(qū)域的異常體溫人員，警用測(cè)溫機(jī)器人沖鋒上陣。

（一）功能

警用測(cè)溫機(jī)器人是在警用機(jī)器人上搭載紅外測(cè)溫和便攜式黑體模塊，由智能體溫預(yù)警平臺(tái)配合完成人體體溫快速檢測(cè)、發(fā)熱報(bào)警和記錄分析，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)體溫?cái)?shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控，有效預(yù)檢篩查病毒感染的疑似病例。同時(shí)，測(cè)溫模塊與人臉識(shí)別模塊、信息采集模塊（身份信息）、語(yǔ)音播報(bào)模塊、顯示報(bào)警模塊等配合聯(lián)動(dòng)，形成“溫度檢測(cè)+異常提醒+后臺(tái)管控”和“溫度檢測(cè)+正常登記+區(qū)域準(zhǔn)入”兩種常態(tài)化的應(yīng)用模式。測(cè)溫過(guò)程中，警用測(cè)溫機(jī)器人可提供“訪客體溫正?！被颉霸L客體溫異?！钡日Z(yǔ)音提示和燈光閃爍警示，并將測(cè)量結(jié)果同步推送至智能終端或平臺(tái)，提示工作人員采取必要措施。

（二）原理

警用測(cè)溫機(jī)器人通過(guò)紅外探測(cè)模塊檢測(cè)被測(cè)對(duì)象（額頭、眼廓、耳腔等）的紅外輻射量，經(jīng)適當(dāng)修正后，輸出顯示身體某部位的溫度作為人體被測(cè)時(shí)的體溫值。

（三）優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)體溫檢測(cè)手段相比，警用測(cè)溫機(jī)器人具有三大優(yōu)勢(shì)：（1）應(yīng)用快速測(cè)溫和黑體矯正技術(shù)，可同時(shí)對(duì)多個(gè)被測(cè)者進(jìn)行體溫測(cè)量，測(cè)量速度快、精度高、效率高；（2）基于非接觸式測(cè)溫原理，被測(cè)人員與機(jī)器人可間隔1米以上，且測(cè)量過(guò)程中不需要被測(cè)人員摘掉口罩，規(guī)避了直接接觸和交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)；（3）測(cè)量結(jié)果有記錄，全程可追溯。

（四）系統(tǒng)組成

警用測(cè)溫機(jī)器人的測(cè)溫系統(tǒng)主要由紅外溫度傳感器、超聲波測(cè)距傳感器、背景環(huán)境溫度傳感器、主控CPU、音箱和LED顯示器組成，如圖3所示。紅外溫度傳感器用于測(cè)量人體溫度，環(huán)境溫度傳感器主要用于測(cè)量背景溫度，超聲波傳感器用于測(cè)量人體與紅外溫度傳感器之間的距離，兩者將用于系統(tǒng)誤差的補(bǔ)償，以提高系統(tǒng)測(cè)溫精度。若被測(cè)人員體溫正常，則發(fā)送到LED顯示器上顯示，同時(shí)在擴(kuò)音器中播放提示信息；若被測(cè)人員出現(xiàn)發(fā)熱情況，則發(fā)送到LED顯示器上顯示預(yù)警色，同時(shí)在擴(kuò)音器中播放警示信息，警示燈閃爍，報(bào)警信息還將通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳至后臺(tái)報(bào)警，工作人員及時(shí)處置。測(cè)量完成后，數(shù)據(jù)上傳并記錄。

（五）應(yīng)用場(chǎng)景

警用測(cè)溫機(jī)器人主要應(yīng)用于檢查站等重要出入口的人員體溫篩查，這些區(qū)域人流量巨大，必須快速準(zhǔn)確地完成經(jīng)過(guò)人員的體溫檢測(cè)和登記錄入，代替?zhèn)鹘y(tǒng)多警員配合完成的人員檢測(cè)、檢查、登記等異常體溫人員篩查工作，有效節(jié)省警力，提高效率，同時(shí)避免人為因素造成的誤檢和漏檢。警用測(cè)溫機(jī)器人還適用于政務(wù)服務(wù)大廳、交通檢查站、地鐵站、機(jī)場(chǎng)、車站等人流密集場(chǎng)景下群體和個(gè)體的體溫篩查。

（六）實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用

在戰(zhàn)疫期間，警用測(cè)溫機(jī)器人參與了深圳檢查站和火車站等區(qū)域的溫度測(cè)量及監(jiān)測(cè)任務(wù)，協(xié)助一線民警在危險(xiǎn)、高強(qiáng)度的工作環(huán)境中完成排查、防控工作，如圖4、圖5所示，實(shí)現(xiàn)了對(duì)通行人員體溫的快速檢測(cè)和異常體溫人員的有效篩查。

四、警用安保機(jī)器人

警用安保機(jī)器人是以原有的警用機(jī)器人為基礎(chǔ)，融合戴口罩情況下的人臉識(shí)別技術(shù)形成的防疫型警用戰(zhàn)時(shí)機(jī)器人。

（一）功能

警用安保機(jī)器人采用先進(jìn)的3D激光、視覺(jué)、慣導(dǎo)融合導(dǎo)航技術(shù)，具備自動(dòng)導(dǎo)航和智能避障的功能，可執(zhí)行定時(shí)、定點(diǎn)的巡邏安保任務(wù)，也可隨時(shí)接受指令替代警務(wù)人員進(jìn)入隔離區(qū)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)度和指揮功能，提高檢查效率與安全性。警用安保機(jī)器人集成了紅外熱成像與高清視頻雙視技術(shù)，可全天候進(jìn)行視頻監(jiān)控，借助人臉智能識(shí)別算法，對(duì)進(jìn)入查驗(yàn)區(qū)的非備案人員進(jìn)行及時(shí)的識(shí)別和警告，有效保障了查驗(yàn)場(chǎng)所的防疫安全。警用安保機(jī)器人可精確定位、自主導(dǎo)航、高效巡邏，實(shí)現(xiàn)了對(duì)人、事、物的識(shí)別、偵測(cè)、分析，是高效率、高智能的新型安保手段。警用安保機(jī)器人具有行為識(shí)別功能，在自主巡邏時(shí)能夠快速同步識(shí)別未規(guī)范佩戴口罩的旅客，通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)功能對(duì)其進(jìn)行提醒。

（二）優(yōu)勢(shì)

警用安保機(jī)器人應(yīng)用于防疫戰(zhàn)場(chǎng)具有三大優(yōu)勢(shì)：（1）可替代部分一線警員完成巡邏安保工作，降低警務(wù)人員的工作強(qiáng)度和暴露風(fēng)險(xiǎn)，有效緩解警力不足的壓力；（2）具備一鍵報(bào)警、語(yǔ)音對(duì)講和視頻監(jiān)控功能，輔以智能管控終端/平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)可視化遠(yuǎn)程調(diào)度指揮，避免了接觸感染，有效降低一線民警的感染風(fēng)險(xiǎn)；（3）可執(zhí)行“雨中戰(zhàn)疫”任務(wù)，提醒過(guò)往司機(jī)提前掃描二維碼登記，并進(jìn)行疫情和衛(wèi)生防疫事項(xiàng)播報(bào)，克服了惡劣天氣或環(huán)境對(duì)警務(wù)工作的影響。

（三）工作流程

警用安保機(jī)器人執(zhí)行安保任務(wù)的工作流程如圖6所示。在智能控制終端的配合下，可完成視頻監(jiān)控、語(yǔ)音播報(bào)、巡邏警戒等任務(wù)。

（四）應(yīng)用場(chǎng)景

警用安保機(jī)器人適用于機(jī)場(chǎng)、車站、地鐵站、各大商場(chǎng)、公園廣場(chǎng)、社區(qū)及重點(diǎn)卡口路段等戶外和大型室內(nèi)場(chǎng)所，協(xié)助或替代一線警務(wù)人員進(jìn)行24小時(shí)不間斷巡邏監(jiān)控。操作簡(jiǎn)單、機(jī)動(dòng)靈活，可代替一線警員進(jìn)入易交叉感染的公共區(qū)域和防疫車不能到達(dá)的偏僻狹窄通道進(jìn)行作業(yè)，極大避免了人員的感染。

（五）實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用

警用安保機(jī)器人承擔(dān)了中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院和深圳北站等重點(diǎn)區(qū)域的巡邏安保任務(wù)，如圖7、圖8所示，緩解了屬地警力不足的壓力，有效支援了抗疫最前線。

五、問(wèn)題與建議

防疫型警用機(jī)器人以服務(wù)公安業(yè)務(wù)、服務(wù)公安一線為宗旨，助力全國(guó)公安機(jī)關(guān)戰(zhàn)疫行動(dòng)如火如荼。但在實(shí)戰(zhàn)中也暴露出一些短板，需要在下一步工作中著力解決。

（一）強(qiáng)化本體性能

目前，防疫型警用機(jī)器人的本體性能還不夠完善，諸如警用消殺機(jī)器人的消殺效率、警用測(cè)溫機(jī)器人的測(cè)溫精度和警用安保機(jī)器人的安保效能都需全面優(yōu)化；防疫模塊與原有模塊的集成性有待進(jìn)一步加強(qiáng)；本體的安全性和可靠性也面臨諸多問(wèn)題，在疫情防控工作中尚有較大的提升空間。

因此，有必要立足防疫型警用機(jī)器人本體的實(shí)戰(zhàn)需求，加大科研攻關(guān)力度，將更為優(yōu)質(zhì)的防疫技術(shù)集成到防疫型警用機(jī)器人上，全面提升性能，為一線提供高可靠的防疫型警用機(jī)器人產(chǎn)品。

（二）提升通信品質(zhì)

防疫型警用機(jī)器人普遍使用4G通信手段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作，速度慢、延遲高、帶寬不穩(wěn)定是目前面臨的主要難題，影響了視頻回傳、人臉比對(duì)、遠(yuǎn)程操控等功能的實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用效果。

因此，必須加強(qiáng)同先進(jìn)通信公司的雙贏合作，優(yōu)選大帶寬、高速度、低時(shí)延的5G網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi 6網(wǎng)絡(luò)作為警用機(jī)器人流媒體類和業(yè)務(wù)類數(shù)據(jù)的通信支撐，有效解決實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中的卡頓和延時(shí)等問(wèn)題，全面推進(jìn)防疫型警用機(jī)器人的實(shí)用化、規(guī)?；瘧?yīng)用。

（三）完善平臺(tái)功能

防疫型警用機(jī)器人的智能管控平臺(tái)在兼容性和魯棒性方面仍存在一系列問(wèn)題，無(wú)法滿足大數(shù)據(jù)分析計(jì)算和多機(jī)器人協(xié)同調(diào)度等復(fù)雜實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景要求。

因此，有必要以實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，開(kāi)發(fā)綜合性警用機(jī)器人智能管控平臺(tái)，提高對(duì)大數(shù)據(jù)的綜合應(yīng)用和分析能力，全面助力防疫型警用機(jī)器人實(shí)戰(zhàn)效能的提升，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有警務(wù)實(shí)戰(zhàn)平臺(tái)的無(wú)縫銜接和融合應(yīng)用。

六、結(jié)語(yǔ)

防疫型警用機(jī)器人在疫情防控阻擊戰(zhàn)中發(fā)揮了重要作用，充分展現(xiàn)了公安科技形象，得到了一線基層民警和廣大人民群眾的肯定。

隨著警務(wù)執(zhí)法智能化需求的持續(xù)釋放及執(zhí)勤方式的不斷變革，以互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的防疫型警用機(jī)器人將成為維護(hù)治安、抗擊疫情的有力抓手，在應(yīng)對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生事件中發(fā)揮中流砥柱的作用。