多类型无人机河道执法的实战应用

多类型无人机河道执法的实战应用

侯琛

陕西警官职业学院 陕西 西安 710021

摘要：警用无人机在大型活动安保、应急处突、侦查搜捕、交通管理、紧急救援、河道巡查等警务活动中作用越来越重要，警用无人机实战应用的不断深入对一线公安民警实战应用技能提出了更高要求。

关键词：垂起无人机； 技战法；实战应用

一、警用无人机概述

自2006年以来，无人机陆续被世界各地的警方应用到警务执法活动中。我国最早将无人机应用于警务活动是在 2008 年北京奥运会安保活动上。2011年之后，全国各地的公安机关逐渐运用无人机进行警务执法活动，探索执法新模式。大量的警用无人机应运而生，但没有明确的标准对警用无人机进行规范。为了适应新型安全需要、生成新的战斗力、全面提升警用航空建设水平、进一步增强服务公安工作的能力。2017 年，公安部发布了《警用无人驾驶航空器 系统》标准，明确规定了警用无人驾驶航空器( Police Unmanned Aircraft， 简称警用无人机) 的概念。警用无人机是指公安机关所使用的、用于警务执法活动的、没有登机驾驶人员的一种航空器，属于警用装备。

（一）传统警用无人机类型

公安部发布的《警用无人驾驶航空器系统》将警用无人机分为无人 直升机、多旋翼无人机、固定翼无人机三大类。

 1．无人直升机( Unmanned Helicopter) ，指具有 1－2个螺旋桨，可垂直升降、悬停的无人机。具有较强的负载能力、续航能力以及模块悬挂系统，但其隐蔽能力和稳定能力差。

 2.多旋翼无人机( Multi － axis Unmanned Aircraft) ，指具有 3 个或更多的螺旋桨，可垂直升降、悬停的无人机。具有良好的机动性、简易性、经济性，但续航能力差。

3．固定翼无人机( Fixed － wing Unmanned Aircraft) ，指借助固定机翼产 生升力的无人机。具有强大的续航能力，作战半径大、飞行速度快，但是快速部署展开能力差、起落场地要求高。

4．垂直起降固定翼翼无人机（VTOL），以下简称垂起无人机。垂直起降固定翼无人机是近些年出现的新型无人机，是结合了多旋翼和固定翼二者优势，既能高速巡航又能原地垂直起降的固定翼，具有对起降场地要求低、机动性好、巡航速度快、续航时间长、抗风等级高等优势。

（二）垂起无人机特点

按照《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》征求意见稿关于运行风险大小的划分垂起无人机一般是中型工业级无人机，采用固定翼结合四旋翼的复合翼布局形式，将旋翼融合到固定翼系统，改变了传统固定翼无人机起飞模式，突破性解决固定翼受飞行跑道、环境的要求，使无人机不受起降环境影响，具备飞行速度快、抗风能力强和长距离执行任务的特点[1] 。

垂起无人机可以动态按约束信息进行规避，绕开高楼、禁飞区，在最短的时间内到达目标点，并对目标区域进行盘旋，并通过变焦光电吊舱对目标区域进行跟踪监视。既能获得最大的监控视野，又能确保变焦后能看得清地面细节。但是垂直起降固定翼也有的缺点，主要有1、不能悬停获取连续某处影像;2、只能按照固定航线飞行不够灵活;3、操作难度较大，这也导致了高风险;4、购置费用高；4、上手难，一般需要专业培训;生产多旋翼无人机厂家较多，垂起无人机生产厂商较少。

三、河道巡查

2017年初，西安警方启动“河流警长制”。所有“河流警长”配合“河长”工作，须对辖区内的河流开展常态化巡查，及时发现污染线索，打击非法捕捞水产品、非法占用农用地、非法采矿、投放危险物质等严重污染河流环境的违法犯罪行为。

（一）无人机河道巡查的特点

河道巡查是一项精细化的系统工程，需要巡查者对河道及其周边情况进行全局监管。目前，我省各地主要还是通过人工巡查的方式，对河道违建及污染进行监测，并通过沿河驾车、行走、乘船等方式进行巡查、取证、拍摄，但是河流附近环境复杂、树木茂密，行走不便，导致巡河耗费时间长、效率低下，还容易发生危险，且大部分的河流并不能通过坐船的方式进行巡河，就会导致巡查成本较高。我们将无人机利用在河道的巡检上，解决传统河道巡检上的诸多问题。无人机可随时巡视监控，利用空中视角的优势，高效便捷，第一时间掌握水利设施及水文情况、周边环境情况，以便有效地预防或处理紧急情况，并大大提高了工作效率[2]。。

利用多种无人机技术进行河道巡检，进行空地结合、人机结合、立体交叉的巡河模式。这种巡查方式突破了徒步巡河方式单一，发现问题能力不足的瓶颈，利用垂起无人机速度快、航程远、滞空时间长、载重量大的特点和多旋翼无人机因其机动灵活的起降方式、低空循迹的自主飞行方式、快速响应的多数据获取能力配合作业。

（二）技战法实战研究

1.常规巡查

利用垂起无人机速度快，效率高，航时长的优势，市局和区县公安局的河道管辖较长，合适垂起无人机开展长距离的巡查，通过设定航线进行自动化巡检，设定好航点以及高度，无人机便可以沿着路线进行飞行，利用携带的变焦相机、广角

相机、热成像相机对沿途河道岸上垃圾、河中水草、河岸违建、桥边堆积物、非法采砂进行拍摄，或者录制视频，利用携带多光谱监测系统，实现对河道水体的图像及光谱信息采集。多光谱数据具有“图谱合一”的特点，光谱信息可用于分析物质成分和含量，实现对水体污染物和污染程度的快速监测；成像信息可用于对物质成分和含量分析实现精确定位；二者结合可以高效实现较大区域的河道污染分布分析和监测。通过无人机巡查有无新增黑臭水体，有无饮用水源地安全隐患，沿岸有无垃圾乱堆乱弃，污水乱排乱放，水面有无成片漂浮物（浮萍、水草、垃圾）等情况，根据成像分析反馈监测情况。

通过以上获取的基础信息和实时数据纳入河道巡检信息平台，各级负责人可通过平台随时查阅、方便历史资料对比，通过对比及时发现隐患或测评治理效果。如果发现有违法问题，或者有建筑物和树木遮挡，可以通知基层警长派出多旋翼无人机以低空补充侦察，多旋翼无人机可以在发现河流污染的情况下携带取水设备到河流中取水，相较于传统的河岸边取水和乘船取水更加方便[3]。

2．夜间执法

多数河道的违法行为发生在晚间，嫌疑人利用夜晚可见度低、监管弱等因素进行违法犯罪行为，比如违法采砂、倾倒垃圾等。民警利用无人机红外热成像和智能跟随功能，对非法采砂现场、运输船只、销赃码头进行侦察取证。在夜间执法时，采砂船航速较慢，垂起无人机可以在高空开展大范围侦察，在由速度较慢的多旋翼无人机携带高清双光吊舱可以飞至目标上空取证，在查处到违法行为时及时录像取证，并跟随采砂船侦察。通过现代化的技术装备和系统提高管理和执法效率和效果、降低管理执法成本，是科技强警的体现。

3.防止河流安全事故

2022年8月13日四川彭州龙门山镇爆发山洪，造成7人死亡。2022年7月15日四川北川山洪6人死亡。8月18日青海省西宁市大通县发生山洪灾害造成4人死亡。2022年8月19日,青海大通县山洪灾害成因,已致17人死亡。2022年8月15日，陕西汉中勉县长沟河镇，发生一起溺水事故，5人不幸溺亡。2022年6月26日四川泸州市叙永县龙凤镇3名儿童在河里失联。6月21日下午，陕西西安长安区一家景区外，一名16岁少年溺水。2022年7月2日，西安渭河附近发生了一起溺水事故，一名13岁的男孩溺水失踪。

每年夏季，山洪和溺水事故进入易发期和高发期。河道较长，传统的人力巡逻耗时耗力，利用垂起无人机的长时间巡航的特点在重点水域开展空中长时间预警巡逻，通过高空喊话的方式,开展防溺水宣传和野游劝离工作，防止溺水事故的发生，有效保障人民群众生命安全。当地公安局要充分发挥无人机辐射面广、效率高、不受地形约束等特点，采用“人防+技防”“空中+地面”相结合的方式进行危险水域巡查、防溺水宣传和野游劝离工作。在遇到危险时利用多旋翼无人机可以抛投救生圈等为受困群众提供帮助。

四、未来的设想

（一）无人值守巡检系统应用

虽然无人机给公安工作带来了很大的便利但是应用中也存在的各方面的局限性，因此自动化无人机场应运而生，通过实现无人机的自动起降、自动巡航、自动充电，解决无人机在行业应用中的局限性。

目前垂起无人机起降、维护、更换电池均需要人工完成，由于无人机应用体系的局限性，无人机缺乏独立性，依靠人工每日无人机充电保养维修，耗时耗力。因此，为无人机搭建适合的“无人机机场”便尤为重要。近年来，多旋翼无人机机场开始使用，但垂起无人机起降操作和充电维护作业仍然需要人为干预，一定程度上限制了无人机系统发挥更大作用。 早期受限于无线电磁感应充电技术的低效率和机械臂为无人机更换电池完成充电操作容错机制较低和无人机停放姿态与程序设定存在差异，极易导致机械臂夹持操作失败，需多次执行夹持动作，并且RTK（载波相位差分技术）PPK定位技术不够成熟，无法完成机场工作[4]。

如今，随着目前随着超清增稳AI云台和支持4G/5G公共网络传输与超远距离控制系统以及RTK 和PRK结合的双模差分定位方案技术的应用，接触式快速充电技术，并结合视觉引导定位技术，对即将降落的无人机进行锁定跟踪，向无人机实时传输偏移量，引导无人机降落，通常通过起降平台的自动归中装置实现无人机自动归位和收纳回舱。

（二）开发警用无人机应用平台

目前警用无人机的研究主要是研究单一功能，比如警用测绘、侦查、拍照取证、搜救等，通过“智慧警务”的大数据、云计算、物联网、5G技术等新科技手段扩展无人机的应用，把本地区警用无人机系统接入到平台中，各级公安机关警航部门利用各自的权限使用本地区所有的无人机，上级警航部门实时了解警用无人机的动向，无人机获取的信息接入到相关部门对应的“信息库”中进行信息碰撞，综合分析嫌疑人或车辆的轨迹，把图像信息转化成有效情报信息，为案件侦破提供技术支撑。

五、结语

多类型无人机配合执法为公安基层提供了一套业务融合紧密的执法手段。实现了多类型警用无人机各项任务处理流程。垂起警用无人机高速公路和河道大范围巡逻扩大了警用无人机巡逻范围,对遏制高速公路和河道事故发生,减少违法现象有提升促进作用。

参考文献：

[1] 袁野,浅析无人机在水务方面的研究与应用[J],

[2]骆延青.无人机航测技术在“河长制”中的应用［J］.大众标准化，2020（6）：148

[3]王立，周尚意，邱川曦 . 无人机影像在人文地理探究式教学中的应用: 以北碚正码头景观为例［J］． 中学地理教学参考，2019，460( 4) : 79 － 81

[4]张 帆，刘瑾瑜． 无人机在警务实战中的应用研究———以群体性事件的处置为例[J]．武术研究，2018，3( 07) : 138 － 140 + 144．