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

    “十二五”期間我國安保行業(yè)發(fā)展迅速，市場規(guī)模從2011年的2800億元增長到2016年的5400億元。以視頻監(jiān)控、入侵報警為核心的“技防”系統(tǒng)已經(jīng)遍布大街小巷，現(xiàn)有安保企業(yè)3萬多家，為平安城市建設(shè)作出了重要貢獻。以保安站崗、巡邏為特征的“人防”手段已經(jīng)進入各個小區(qū)、廠區(qū)和園區(qū)，現(xiàn)有450多萬保安員，是看家護院的主力軍。

    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，維護成本高；3、發(fā)生警情時不能及時進行現(xiàn)場處置，阻止犯罪和警情擴大作用有限。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，巡檢工作不易實時監(jiān)督；2、防盜值班和在危險環(huán)境巡邏時人身安全風(fēng)險高；3、保安人員招聘難、文化層次低、流動性大，帶來管理隱患。據(jù)統(tǒng)計，50%以上的危險品倉庫事故是由于人工管理疏漏造成的[1]。

    另一方面我國內(nèi)地的警力嚴重不足，目前僅占人口比例的0.12%，而發(fā)達國家警察占人口0.3%，香港則達到0.4%，警力不足無疑已成我國基層公安隊伍的一個共同特點。因此大量聘用協(xié)警已經(jīng)成為常態(tài)，目前約有150萬名協(xié)警，與警察數(shù)量相當。其中相當數(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，流動性極大，有的縣年流動率高達20-30%。

    因此需要發(fā)展新的技術(shù)手段來彌補傳統(tǒng)技防和人防的不足。以移動機器人為平臺，搭載安全監(jiān)控設(shè)備和現(xiàn)場警示與處置裝置，與現(xiàn)有的安保監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合能夠發(fā)展出基于安保機器人的動態(tài)安保服務(wù)運營體系。從而實現(xiàn)全方位、多參數(shù)智能監(jiān)控，同時具備抵近偵查和現(xiàn)場處置能力，大幅度提高處警能力，提升全社會安保能力。

    從市場銷售來看，安保機器人目前尚處于市場培育階段。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試用。中國僅在變電站巡檢機器人方面形成了批量銷售。從市場競爭上看，目前行業(yè)龍頭企業(yè)尚未形成，為眾多進入者提供了均等的機會，優(yōu)勢企業(yè)的發(fā)展空間巨大。從市場需求上看，安保機器人具有廣闊的發(fā)展前景。根據(jù)我們初步的市場調(diào)研和分析，我國安保機器人的總需求量將達到百萬臺，市場容量超過千億元。

產(chǎn)品現(xiàn)狀

    目前國內(nèi)外已經(jīng)有數(shù)十家機器人和安保領(lǐng)域的企業(yè)陸續(xù)開展了安保機器人的產(chǎn)品研發(fā)和應(yīng)用，其中美國具有明顯的技術(shù)和市場優(yōu)勢。早在1999年美國的Cybermotion公司就與美國陸軍簽訂了一項為期7年的合同，生產(chǎn)25個系統(tǒng)100臺MDARS-I機器人（圖1a），用于美國18個不同的軍用倉庫中。MDARS-I的最低速度為3公里/時，一次充電可連續(xù)工作8小時，能夠在360度范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)10米遠的物體，可以通過無線局域網(wǎng)絡(luò)與控制站的通信。機器人裝有入侵者探測用的微波雷達、熱成像儀、聲音傳感器、CCD攝像機、紅外照明器和旋轉(zhuǎn)及傾斜平臺，還有超聲波傳感器及導(dǎo)航傳感器等。可發(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)問題及時發(fā)出警報。美國舊金山的SMP公司與硅谷創(chuàng)新中心合作開發(fā)了S5巡邏機器人（圖1b），該機器人具有自主巡邏、自動避障、全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)、PTZ自動跟蹤拍攝、低噪音電機驅(qū)動等功能，目前已在迪拜運用。成立于2013年4月的美國Knightscope公司通過融合音視頻、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)出可以在公共場所采集數(shù)據(jù)和執(zhí)行任務(wù)的安全警衛(wèi)機器人K5（圖1c）。該機器人已經(jīng)佩戴警徽上路巡邏，按每小時收費6.25美元的租賃模式運營。2015年我國的安保企業(yè)東方網(wǎng)力公司通過其香港子公司以500萬美元入股Knightscope公司，獲得5.98%股權(quán)。

    日本Tmsuk機器人公司與Alacom安保公司于2009年合作開發(fā)了T-34安保機器人（圖1d）。該機器人最高時速10公里，配備有探測裝置，可根據(jù)人體溫度和聲音偵察周圍情況，并將相應(yīng)圖像實時地顯示于手機屏幕。用于商場、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、國外典型的安保機器人

    我國在安保機器人方面的研究比國外起步略晚，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年國家電網(wǎng)公司電力機器人技術(shù)實驗室在國家“863計劃”的支持下，研制出第一代變電站設(shè)備巡檢機器人。該機器人攜帶可見光攝像機和紅外熱像儀等傳感器，沿一條閉合磁軌跡單向巡視，能夠進行儀表讀數(shù)和發(fā)現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備過熱等異?，F(xiàn)象。并于2010年研發(fā)出第四代巡檢機器人（圖2a），系統(tǒng)性能和可靠性顯著提高。浙江國自機器人公司開發(fā)的智能巡檢機器人（圖2b）具有類似功能，已經(jīng)實現(xiàn)小批量銷售。沈陽新松機器人公司通過在其原有的AGV（自動引導(dǎo)小車）上安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)研制出智能巡檢機器人（圖2c）。

    2006年6月中國民航地面特種設(shè)備研究基地機器人研究所研制出安保巡邏機器人（圖2d），并被評選為2006年度安保領(lǐng)域創(chuàng)新產(chǎn)品。該機器人可以實現(xiàn)自主環(huán)境探測、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、隨機線路巡邏及重點部位察看任務(wù)，具有全方位視覺的處理判斷能力，以及視覺及雙向語音信息的遠程傳輸與監(jiān)控，可檢測環(huán)境煙霧及火災(zāi)情況并進行異常情況報警。廣州尚云公司在2015年安博會期間推出了“守護神一號”智能巡邏機器人（圖2e）。國防科技大學(xué)于2016年4月推出了“AnBot”智能安保服務(wù)機器人（圖2f），該機器人集成了地圖同步構(gòu)建及定位、動態(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技術(shù)，具有自主巡邏、智能監(jiān)控探測、聲光報警、身份識別、自主充電等多種功能。并在機器人身上配備的帶電防暴叉，終端操控人員可通過遠程遙控，對犯罪嫌疑人進行威懾或?qū)⑵渲品?nbsp;   

    中國安防技術(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)運營的綜合型企業(yè)，于2012年開始與香港中文大學(xué)徐揚生院士的機器人研究團隊開展合作，面向安保領(lǐng)域研發(fā)了地面巡邏、水上巡邏、危險救援、替身等多種機器人。2015年該公司以機器人研究院為核心組建了中智科創(chuàng)機器人有限公司，并于年底正式推出了兩款安保機器人產(chǎn)品，適用于室外的SPR系列安保巡邏機器人（圖2g）和適用于室內(nèi)的SSR系列安保服務(wù)機器人（圖2h）。這兩款機器人集成了國內(nèi)外安保機器人的多項優(yōu)點，并結(jié)合該公司長期從事安保業(yè)務(wù)的優(yōu)勢，在機器人的環(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)實現(xiàn)了批量銷售。

圖2、國內(nèi)主要的安保機器人

科技情報分析

    科技文獻和專利是最大的技術(shù)信息來源之一，是技術(shù)創(chuàng)新的表達形式，具有前沿性和時效性，通過科技文獻和專利信息研究分析可以合理分析一個行業(yè)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀、預(yù)測行業(yè)技術(shù)發(fā)展的動向。本文通過文獻計量學(xué)研究方法，分別對安保機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，進行了分析討論，提出了在安保機器人研究領(lǐng)域的研究熱點和方向，分析了我國安保機器人發(fā)展的機遇與挑戰(zhàn)，為安保機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了參考。

1.數(shù)據(jù)信息

    數(shù)據(jù)來源

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

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

    國際專利：德溫特專利數(shù)據(jù)庫（DII）

檢索式:

    中文文獻和專利檢索式:

    ('安保'+'安保'+'安全保護'+'安全監(jiān)測'+'防護'+'防衛(wèi)'+'安檢'+'巡檢'+'巡邏'+'偵測'+'偵查'+'預(yù)警'+'報警'+'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'+'營救')*'機器人

    外文文獻和專利檢索式:

    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")

時間范圍：1985年至2016年

2.科技文獻

    （1）發(fā)文情況

圖3、1985-2016年中文和外文文獻年度發(fā)文趨勢

    采用本文的檢索方式對1985年至2016年中文和外文文獻進行數(shù)據(jù)檢索，共得到的文獻量分別為6136和17043篇。根據(jù)檢索結(jié)果可知，國際上安保機器人研究從1991起步，1996年起有明顯的發(fā)展，2004年進入成長期后發(fā)展迅速，目前遠未達到飽和期和衰退期，創(chuàng)新潛力巨大；中國的安保機器人研究起步比國外晚10年，但是后續(xù)發(fā)展迅猛，中國人發(fā)表的外文論文數(shù)量2007年超過了日本，2014年超過美國成為世界第一大論文產(chǎn)出國；美國、中國、日本、德國和韓國的總發(fā)文量較多，其在安保機器人理論和技術(shù)方面的研發(fā)實力雄厚，其中，美國在發(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，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。

圖4、1985-2016年外文文獻前五名國家年發(fā)文趨勢

2.2（2）關(guān)鍵詞分析

    本文利用文獻計量學(xué)詞頻分析法，采用CiteSpace[2]軟件對與安保機器人相關(guān)的中外文學(xué)術(shù)論文和文獻進行分析。關(guān)鍵詞分析是學(xué)術(shù)期刊評價的重要指標，用來分析學(xué)術(shù)研究的熱點，揭示研究內(nèi)容之前的內(nèi)部聯(lián)系[3,4]。本文選擇對2010年至2016年安保機器人中外文獻的關(guān)鍵詞進行分析，其中，2010年至2016年共檢索到中文和外文的文獻總量分別為4100和9677篇，通過關(guān)鍵詞詞頻統(tǒng)計，確定安保機器人領(lǐng)域的研究方向。運行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年外文和中文文獻高頻關(guān)鍵詞表

    統(tǒng)計顯示，在外文文獻中，關(guān)鍵詞詞頻較高的為：安保機器人移動、系統(tǒng)、視覺、檢測、網(wǎng)絡(luò)、導(dǎo)航/自主導(dǎo)航、巡檢、設(shè)計、定位/即時定位等。在中文文獻中，控制系統(tǒng)、巡檢、救援、視覺、監(jiān)控系統(tǒng)、目標跟蹤、移動、路徑規(guī)劃、目標檢測等詞出現(xiàn)的頻次較高。如果某一個關(guān)鍵詞在安保機器人領(lǐng)域文獻中出現(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器人領(lǐng)域的研究前沿[5]。由此可知，在安保機器人研究中移動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、檢測系統(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內(nèi)外安保機器人領(lǐng)域?qū)W者研究的重點，同時也表明了這些領(lǐng)域是安保機器人研究中重點考慮的技術(shù)研究方向。

3.專利分析

    （1）專利申請量

    通過對DII專利數(shù)據(jù)庫和智慧芽數(shù)據(jù)庫進行檢索，共檢索到與安保機器人研究相關(guān)的專利分別為19397和32720件（檢索時間為1985-2016年），由圖5可以看出，安保機器人專利申請量整體持快速增長態(tài)勢，說明了安保機器人技術(shù)生命周期尚處于技術(shù)發(fā)展期，未來發(fā)展存在巨大前景。在20世紀90年代末，國內(nèi)安保機器人專利申請量快速增加。近年來，國內(nèi)對專利保護的重視度也逐漸增強。其中，國內(nèi)專利申請類型中，發(fā)明、實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年國內(nèi)和國際安保機器人年度專利申請趨勢

3.1（2）申請人排序

    根據(jù)統(tǒng)計分析得出2010年至2016年間國內(nèi)和國際專利申請人排名（見圖6和圖7），從國際專利權(quán)人的申請量可知，日本在專利申請方面遙遙領(lǐng)先，主要在大企業(yè)研發(fā)，實用性較強，明顯處于技術(shù)競爭的優(yōu)勢地位。

圖6:2010-2016年國際安保機器人專利主要申請人

圖7:2010-2016年國內(nèi)安保機器人專利主要申請人

    由我國專利的申請情況（圖7）可知，我國安保機器人專利產(chǎn)出單位除了國家電網(wǎng)公司和山東魯能公司，大部分還是集中在高?？蒲性核?，我國安保機器人領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化還有待于進一步推進。中國安防公司各子公司合計擁有安保機器人相關(guān)專利189項。

結(jié)束語

    安保機器人具有抵近偵察和主動介入的能力，將給安保行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇，推動動靜結(jié)合的智能安保服務(wù)體系建設(shè)，市場潛力巨大。