安全防范是面向社會(huì)、企業(yè)、家庭和個(gè)人預(yù)防和制止盜竊、搶劫、爆炸、火災(zāi)等安全事件的活動(dòng)，安保產(chǎn)業(yè)對(duì)于維護(hù)公共安全具有極其重要的作用。

    “十二五”期間我國(guó)安保行業(yè)發(fā)展迅速，市場(chǎng)規(guī)模從2011年的2800億元增長(zhǎng)到2016年的5400億元。以視頻監(jiān)控、入侵報(bào)警為核心的“技防”系統(tǒng)已經(jīng)遍布大街小巷，現(xiàn)有安保企業(yè)3萬(wàn)多家，為平安城市建設(shè)作出了重要貢獻(xiàn)。以保安站崗、巡邏為特征的“人防”手段已經(jīng)進(jìn)入各個(gè)小區(qū)、廠區(qū)和園區(qū)，現(xiàn)有450多萬(wàn)保安員，是看家護(hù)院的主力軍。

    然而，傳統(tǒng)的技防系統(tǒng)存在以下不足：1、視頻監(jiān)控系統(tǒng)均為固定安裝，存在死區(qū)，容易被破壞或躲避；2、傳統(tǒng)的巡更系統(tǒng)技術(shù)陳舊，安裝繁雜，維護(hù)成本高；3、發(fā)生警情時(shí)不能及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處置，阻止犯罪和警情擴(kuò)大作用有限。傳統(tǒng)的人防措施存在以下缺陷：1、存在思想麻痹、玩忽職守、監(jiān)守自盜等隱患，巡檢工作不易實(shí)時(shí)監(jiān)督；2、防盜值班和在危險(xiǎn)環(huán)境巡邏時(shí)人身安全風(fēng)險(xiǎn)高；3、保安人員招聘難、文化層次低、流動(dòng)性大，帶來(lái)管理隱患。據(jù)統(tǒng)計(jì)，50%以上的危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)事故是由于人工管理疏漏造成的[1]。

    另一方面我國(guó)內(nèi)地的警力嚴(yán)重不足，目前僅占人口比例的0.12%，而發(fā)達(dá)國(guó)家警察占人口0.3%，香港則達(dá)到0.4%，警力不足無(wú)疑已成我國(guó)基層公安隊(duì)伍的一個(gè)共同特點(diǎn)。因此大量聘用協(xié)警已經(jīng)成為常態(tài)，目前約有150萬(wàn)名協(xié)警，與警察數(shù)量相當(dāng)。其中相當(dāng)數(shù)量的協(xié)警布局在路面巡防，如蘇州市的協(xié)警60%在路面巡防。協(xié)警的待遇差，流動(dòng)性極大，有的縣年流動(dòng)率高達(dá)20-30%。

    因此需要發(fā)展新的技術(shù)手段來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)技防和人防的不足。以移動(dòng)機(jī)器人為平臺(tái)，搭載安全監(jiān)控設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)警示與處置裝置，與現(xiàn)有的安保監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合能夠發(fā)展出基于安保機(jī)器人的動(dòng)態(tài)安保服務(wù)運(yùn)營(yíng)體系。從而實(shí)現(xiàn)全方位、多參數(shù)智能監(jiān)控，同時(shí)具備抵近偵查和現(xiàn)場(chǎng)處置能力，大幅度提高處警能力，提升全社會(huì)安保能力。

    從市場(chǎng)銷售來(lái)看，安保機(jī)器人目前尚處于市場(chǎng)培育階段。2013年全球銷售額約合2.2億人民幣，主要是小批量銷售和樣機(jī)試用。中國(guó)僅在變電站巡檢機(jī)器人方面形成了批量銷售。從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)上看，目前行業(yè)龍頭企業(yè)尚未形成，為眾多進(jìn)入者提供了均等的機(jī)會(huì)，優(yōu)勢(shì)企業(yè)的發(fā)展空間巨大。從市場(chǎng)需求上看，安保機(jī)器人具有廣闊的發(fā)展前景。根據(jù)我們初步的市場(chǎng)調(diào)研和分析，我國(guó)安保機(jī)器人的總需求量將達(dá)到百萬(wàn)臺(tái)，市場(chǎng)容量超過(guò)千億元。

產(chǎn)品現(xiàn)狀

    目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有數(shù)十家機(jī)器人和安保領(lǐng)域的企業(yè)陸續(xù)開展了安保機(jī)器人的產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用，其中美國(guó)具有明顯的技術(shù)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)。早在1999年美國(guó)的Cybermotion公司就與美國(guó)陸軍簽訂了一項(xiàng)為期7年的合同，生產(chǎn)25個(gè)系統(tǒng)100臺(tái)MDARS-I機(jī)器人（圖1a），用于美國(guó)18個(gè)不同的軍用倉(cāng)庫(kù)中。MDARS-I的最低速度為3公里/時(shí)，一次充電可連續(xù)工作8小時(shí)，能夠在360度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)10米遠(yuǎn)的物體，可以通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)與控制站的通信。機(jī)器人裝有入侵者探測(cè)用的微波雷達(dá)、熱成像儀、聲音傳感器、CCD攝像機(jī)、紅外照明器和旋轉(zhuǎn)及傾斜平臺(tái)，還有超聲波傳感器及導(dǎo)航傳感器等?？砂l(fā)現(xiàn)煙、火及入侵者，并可確定所存物品的狀況及位置，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)發(fā)出警報(bào)。美國(guó)舊金山的SMP公司與硅谷創(chuàng)新中心合作開發(fā)了S5巡邏機(jī)器人（圖1b），該機(jī)器人具有自主巡邏、自動(dòng)避障、全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)、PTZ自動(dòng)跟蹤拍攝、低噪音電機(jī)驅(qū)動(dòng)等功能，目前已在迪拜運(yùn)用。成立于2013年4月的美國(guó)Knightscope公司通過(guò)融合音視頻、室外定位、避障等傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)，開發(fā)出可以在公共場(chǎng)所采集數(shù)據(jù)和執(zhí)行任務(wù)的安全警衛(wèi)機(jī)器人K5（圖1c）。該機(jī)器人已經(jīng)佩戴警徽上路巡邏，按每小時(shí)收費(fèi)6.25美元的租賃模式運(yùn)營(yíng)。2015年我國(guó)的安保企業(yè)東方網(wǎng)力公司通過(guò)其香港子公司以500萬(wàn)美元入股Knightscope公司，獲得5.98%股權(quán)。

    日本Tmsuk機(jī)器人公司與Alacom安保公司于2009年合作開發(fā)了T-34安保機(jī)器人（圖1d）。該機(jī)器人最高時(shí)速10公里，配備有探測(cè)裝置，可根據(jù)人體溫度和聲音偵察周圍情況，并將相應(yīng)圖像實(shí)時(shí)地顯示于手機(jī)屏幕。用于商場(chǎng)、樓宇的安保巡邏，發(fā)現(xiàn)可疑人員后，它可在主人的遙控指揮下，朝可疑人員噴撒一張蜘蛛網(wǎng)式的大網(wǎng)。

圖1、國(guó)外典型的安保機(jī)器人

    我國(guó)在安保機(jī)器人方面的研究比國(guó)外起步略晚，但是在變電站巡檢方面發(fā)展迅速，已經(jīng)得到一定規(guī)模的應(yīng)用。2002年國(guó)家電網(wǎng)公司電力機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)家“863計(jì)劃”的支持下，研制出第一代變電站設(shè)備巡檢機(jī)器人。該機(jī)器人攜帶可見光攝像機(jī)和紅外熱像儀等傳感器，沿一條閉合磁軌跡單向巡視，能夠進(jìn)行儀表讀數(shù)和發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備過(guò)熱等異常現(xiàn)象。并于2010年研發(fā)出第四代巡檢機(jī)器人（圖2a），系統(tǒng)性能和可靠性顯著提高。浙江國(guó)自機(jī)器人公司開發(fā)的智能巡檢機(jī)器人（圖2b）具有類似功能，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)小批量銷售。沈陽(yáng)新松機(jī)器人公司通過(guò)在其原有的AGV（自動(dòng)引導(dǎo)小車）上安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)研制出智能巡檢機(jī)器人（圖2c）。

    2006年6月中國(guó)民航地面特種設(shè)備研究基地機(jī)器人研究所研制出安保巡邏機(jī)器人（圖2d），并被評(píng)選為2006年度安保領(lǐng)域創(chuàng)新產(chǎn)品。該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)自主環(huán)境探測(cè)、自主避障導(dǎo)航及自主充電功能，能夠按照工作人員的具體要求在非人工干預(yù)的情況下自主完成固定線路巡邏、隨機(jī)線路巡邏及重點(diǎn)部位察看任務(wù)，具有全方位視覺的處理判斷能力，以及視覺及雙向語(yǔ)音信息的遠(yuǎn)程傳輸與監(jiān)控，可檢測(cè)環(huán)境煙霧及火災(zāi)情況并進(jìn)行異常情況報(bào)警。廣州尚云公司在2015年安博會(huì)期間推出了“守護(hù)神一號(hào)”智能巡邏機(jī)器人（圖2e）。國(guó)防科技大學(xué)于2016年4月推出了“AnBot”智能安保服務(wù)機(jī)器人（圖2f），該機(jī)器人集成了地圖同步構(gòu)建及定位、動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃、深度學(xué)習(xí)智能大腦、視頻智能分析等先進(jìn)技術(shù)，具有自主巡邏、智能監(jiān)控探測(cè)、聲光報(bào)警、身份識(shí)別、自主充電等多種功能。并在機(jī)器人身上配備的帶電防暴叉，終端操控人員可通過(guò)遠(yuǎn)程遙控，對(duì)犯罪嫌疑人進(jìn)行威懾或?qū)⑵渲品?nbsp;   

    中國(guó)安防技術(shù)有限公司（CSST）是一家專業(yè)從事安全防范和平安城市建設(shè)運(yùn)營(yíng)的綜合型企業(yè)，于2012年開始與香港中文大學(xué)徐揚(yáng)生院士的機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)開展合作，面向安保領(lǐng)域研發(fā)了地面巡邏、水上巡邏、危險(xiǎn)救援、替身等多種機(jī)器人。2015年該公司以機(jī)器人研究院為核心組建了中智科創(chuàng)機(jī)器人有限公司，并于年底正式推出了兩款安保機(jī)器人產(chǎn)品，適用于室外的SPR系列安保巡邏機(jī)器人（圖2g）和適用于室內(nèi)的SSR系列安保服務(wù)機(jī)器人（圖2h）。這兩款機(jī)器人集成了國(guó)內(nèi)外安保機(jī)器人的多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，并結(jié)合該公司長(zhǎng)期從事安保業(yè)務(wù)的優(yōu)勢(shì)，在機(jī)器人的環(huán)境適應(yīng)性、使用方便性、應(yīng)用有效性方面突破了一系列的關(guān)鍵技術(shù)，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了批量銷售。

圖2、國(guó)內(nèi)主要的安保機(jī)器人

科技情報(bào)分析

    科技文獻(xiàn)和專利是最大的技術(shù)信息來(lái)源之一，是技術(shù)創(chuàng)新的表達(dá)形式，具有前沿性和時(shí)效性，通過(guò)科技文獻(xiàn)和專利信息研究分析可以合理分析一個(gè)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、預(yù)測(cè)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)向。本文通過(guò)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)研究方法，分別對(duì)安保機(jī)器人中文和外文的核心學(xué)術(shù)論文與專利的產(chǎn)出結(jié)果，進(jìn)行了分析討論，提出了在安保機(jī)器人研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和方向，分析了我國(guó)安保機(jī)器人發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，為安保機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了參考。

1.數(shù)據(jù)信息

    數(shù)據(jù)來(lái)源

    科技文獻(xiàn)：WEBOFSCIENCE和CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)

    中國(guó)專利：智慧芽專利信息分析平臺(tái)（http://passport.patsnap.cn/）

    國(guó)際專利：德溫特專利數(shù)據(jù)庫(kù)（DII）

檢索式:

    中文文獻(xiàn)和專利檢索式:

    ('安保'+'安保'+'安全保護(hù)'+'安全監(jiān)測(cè)'+'防護(hù)'+'防衛(wèi)'+'安檢'+'巡檢'+'巡邏'+'偵測(cè)'+'偵查'+'預(yù)警'+'報(bào)警'+'看家'+'監(jiān)控'+'替身'+'反恐'+'軍用'+'除暴'+'排爆'+'拆彈'+'消防'+'救援'+'救災(zāi)'+'搜救'+'營(yíng)救')*'機(jī)器人

    外文文獻(xiàn)和專利檢索式:

    TS=("security"or"inspection"or"detection"or"monitor"or"surveillance"or"warning"or"substitute"or"patrol"or"bomb-disposal"or"anti-terrorism"or"explosive-handling"or"explosiveordnancedisposal"or"firefighting"or"fire-fighting"or"firefighting"or"military"or"rescue")ANDTS=("robot"or"robots"or"robotics")

時(shí)間范圍：1985年至2016年

2.科技文獻(xiàn)

    （1）發(fā)文情況

圖3、1985-2016年中文和外文文獻(xiàn)年度發(fā)文趨勢(shì)

    采用本文的檢索方式對(duì)1985年至2016年中文和外文文獻(xiàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索，共得到的文獻(xiàn)量分別為6136和17043篇。根據(jù)檢索結(jié)果可知，國(guó)際上安保機(jī)器人研究從1991起步，1996年起有明顯的發(fā)展，2004年進(jìn)入成長(zhǎng)期后發(fā)展迅速，目前遠(yuǎn)未達(dá)到飽和期和衰退期，創(chuàng)新潛力巨大；中國(guó)的安保機(jī)器人研究起步比國(guó)外晚10年，但是后續(xù)發(fā)展迅猛，中國(guó)人發(fā)表的外文論文數(shù)量2007年超過(guò)了日本，2014年超過(guò)美國(guó)成為世界第一大論文產(chǎn)出國(guó)；美國(guó)、中國(guó)、日本、德國(guó)和韓國(guó)的總發(fā)文量較多，其在安保機(jī)器人理論和技術(shù)方面的研發(fā)實(shí)力雄厚，其中，美國(guó)在發(fā)表論文總數(shù)方面處于領(lǐng)先地位，主要在大學(xué)研究，前瞻性較強(qiáng)，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)明顯。

圖4、1985-2016年外文文獻(xiàn)前五名國(guó)家年發(fā)文趨勢(shì)

2.2（2）關(guān)鍵詞分析

    本文利用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)詞頻分析法，采用CiteSpace[2]軟件對(duì)與安保機(jī)器人相關(guān)的中外文學(xué)術(shù)論文和文獻(xiàn)進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞分析是學(xué)術(shù)期刊評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，用來(lái)分析學(xué)術(shù)研究的熱點(diǎn)，揭示研究?jī)?nèi)容之前的內(nèi)部聯(lián)系[3,4]。本文選擇對(duì)2010年至2016年安保機(jī)器人中外文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，其中，2010年至2016年共檢索到中文和外文的文獻(xiàn)總量分別為4100和9677篇，通過(guò)關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計(jì)，確定安保機(jī)器人領(lǐng)域的研究方向。運(yùn)行CiteSpace軟件，將具有相同意義的關(guān)鍵詞合并，按照關(guān)鍵詞詞頻進(jìn)行降序排列，得到排名前15的高頻關(guān)鍵詞表（見表1.1）。

表1.12010-2016年外文和中文文獻(xiàn)高頻關(guān)鍵詞表

    統(tǒng)計(jì)顯示，在外文文獻(xiàn)中，關(guān)鍵詞詞頻較高的為：安保機(jī)器人移動(dòng)、系統(tǒng)、視覺、檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航/自主導(dǎo)航、巡檢、設(shè)計(jì)、定位/即時(shí)定位等。在中文文獻(xiàn)中，控制系統(tǒng)、巡檢、救援、視覺、監(jiān)控系統(tǒng)、目標(biāo)跟蹤、移動(dòng)、路徑規(guī)劃、目標(biāo)檢測(cè)等詞出現(xiàn)的頻次較高。如果某一個(gè)關(guān)鍵詞在安保機(jī)器人領(lǐng)域文獻(xiàn)中出現(xiàn)的頻次較高，那么該關(guān)鍵詞所表征的研究主題是安保機(jī)器人領(lǐng)域的研究前沿[5]。由此可知，在安保機(jī)器人研究中移動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、救援系統(tǒng)及傳感器系統(tǒng)等關(guān)鍵詞所涉及的研究方向是國(guó)內(nèi)外安保機(jī)器人領(lǐng)域?qū)W者研究的重點(diǎn)，同時(shí)也表明了這些領(lǐng)域是安保機(jī)器人研究中重點(diǎn)考慮的技術(shù)研究方向。

3.專利分析

    （1）專利申請(qǐng)量

    通過(guò)對(duì)DII專利數(shù)據(jù)庫(kù)和智慧芽數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，共檢索到與安保機(jī)器人研究相關(guān)的專利分別為19397和32720件（檢索時(shí)間為1985-2016年），由圖5可以看出，安保機(jī)器人專利申請(qǐng)量整體持快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，說(shuō)明了安保機(jī)器人技術(shù)生命周期尚處于技術(shù)發(fā)展期，未來(lái)發(fā)展存在巨大前景。在20世紀(jì)90年代末，國(guó)內(nèi)安保機(jī)器人專利申請(qǐng)量快速增加。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)對(duì)專利保護(hù)的重視度也逐漸增強(qiáng)。其中，國(guó)內(nèi)專利申請(qǐng)類型中，發(fā)明、實(shí)用新型和外觀專利的占比分別為74%、25%和1%，創(chuàng)新能力潛力巨大。

圖5:1985-2016年國(guó)內(nèi)和國(guó)際安保機(jī)器人年度專利申請(qǐng)趨勢(shì)

3.1（2）申請(qǐng)人排序

    根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析得出2010年至2016年間國(guó)內(nèi)和國(guó)際專利申請(qǐng)人排名（見圖6和圖7），從國(guó)際專利權(quán)人的申請(qǐng)量可知，日本在專利申請(qǐng)方面遙遙領(lǐng)先，主要在大企業(yè)研發(fā)，實(shí)用性較強(qiáng)，明顯處于技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的優(yōu)勢(shì)地位。

圖6:2010-2016年國(guó)際安保機(jī)器人專利主要申請(qǐng)人

圖7:2010-2016年國(guó)內(nèi)安保機(jī)器人專利主要申請(qǐng)人

    由我國(guó)專利的申請(qǐng)情況（圖7）可知，我國(guó)安保機(jī)器人專利產(chǎn)出單位除了國(guó)家電網(wǎng)公司和山東魯能公司，大部分還是集中在高校科研院所，我國(guó)安保機(jī)器人領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化還有待于進(jìn)一步推進(jìn)。中國(guó)安防公司各子公司合計(jì)擁有安保機(jī)器人相關(guān)專利189項(xiàng)。

結(jié)束語(yǔ)

    安保機(jī)器人具有抵近偵察和主動(dòng)介入的能力，將給安保行業(yè)帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，推動(dòng)動(dòng)靜結(jié)合的智能安保服務(wù)體系建設(shè)，市場(chǎng)潛力巨大。