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

    “十二五”期間我國安保行業發展迅速，市場規模從2011年的2800億元增長到2016年的5400億元。以視頻監控、入侵報警為核心的“技防”系統已經遍布大街小巷，現有安保企業3萬多家，為平安城市建設作出了重要貢獻。以保安站崗、巡邏為特征的“人防”手段已經進入各個小區、廠區和園區，現有450多萬保安員，是看家護院的主力軍。

    然而，傳統的技防系統存在以下不足：1、視頻監控系統均為固定安裝，存在死區，容易被破壞或躲避；2、傳統的巡更系統技術陳舊，安裝繁雜，維護成本高；3、發生警情時不能及時進行現場處置，阻止犯罪和警情擴大作用有限。傳統的人防措施存在以下缺陷：1、存在思想麻痹、玩忽職守、監守自盜等隱患，巡檢工作不易實時監督；2、防盜值班和在危險環境巡邏時人身安全風險高；3、保安人員招聘難、文化層次低、流動性大，帶來管理隱患。據統計，50%以上的危險品倉庫事故是由于人工管理疏漏造成的[1]。

    另一方面我國內地的警力嚴重不足，目前僅占人口比例的0.12%，而發達國家警察占人口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。因此大量聘用協警已經成為常態，目前約有150萬名協警，與警察數量相當。其中相當數量的協警布局在路面巡防，如蘇州市的協警60%在路面巡防。協警的待遇差，流動性極大，有的縣年流動率高達20-30%。

    因此需要發展新的技術手段來彌補傳統技防和人防的不足。以移動機器人為平臺，搭載安全監控設備和現場警示與處置裝置，與現有的安保監控系統結合能夠發展出基于安保機器人的動態安保服務運營體系。從而實現全方位、多參數智能監控，同時具備抵近偵查和現場處置能力，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，目前行業龍頭企業尚未形成，為眾多進入者提供了均等的機會，優勢企業的發展空間巨大。從市場需求上看，安保機器人具有廣闊的發展前景。根據我們初步的市場調研和分析，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。

產品現狀

    目前國內外已經有數十家機器人和安保領域的企業陸續開展了安保機器人的產品研發和應用，其中美國具有明顯的技術和市場優勢。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25個系統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，一次充電可連續工作8小時，能夠在360度范圍內發現10米遠的物體，可以通過無線局域網絡與控制站的通信。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、紅外照明器和旋轉及傾斜平臺，還有超聲波傳感器及導航傳感器等。可發現煙、火及入侵者，并可確定所存物品的狀況及位置，發現問題及時發出警報。美國舊金山的SMP公司與硅谷創新中心合作開發了S5巡邏機器人（圖1b），該機器人具有自主巡邏、自動避障、全景視頻監控系統、PTZ自動跟蹤拍攝、低噪音電機驅動等功能，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、物聯網技術、大數據技術，開發出可以在公共場所采集數據和執行任務的安全警衛機器人K5（圖1c）。該機器人已經佩戴警徽上路巡邏，按每小時收費6.25美元的租賃模式運營。2015年我國的安保企業東方網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。

    日本Tmsuk機器人公司與Alacom安保公司于2009年合作開發了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，可根據人體溫度和聲音偵察周圍情況，并將相應圖像實時地顯示于手機屏幕。用于商場、樓宇的安保巡邏，發現可疑人員后，它可在主人的遙控指揮下，朝可疑人員噴撒一張蜘蛛網式的大網。

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展迅速，已經得到一定規模的應用。2002年國家電網公司電力機器人技術實驗室在國家“863計劃”的支持下，研制出第一代變電站設備巡檢機器人。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，能夠進行儀表讀數和發現監測設備過熱等異常現象。并于2010年研發出第四代巡檢機器人（圖2a），系統性能和可靠性顯著提高。浙江國自機器人公司開發的智能巡檢機器人（圖2b）具有類似功能，已經實現小批量銷售。沈陽新松機器人公司通過在其原有的AGV（自動引導小車）上安裝視頻監控系統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年度安保領域創新產品。該機器人可以實現自主環境探測、自主避障導航及自主充電功能，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，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控，可檢測環境煙霧及火災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）。國防科技大學于2016年4月推出了“AnBot”智能安保服務機器人（圖2f），該機器人集成了地圖同步構建及定位、動態路徑規劃、深度學習智能大腦、視頻智能分析等先進技術，具有自主巡邏、智能監控探測、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將其制服。    

    中國安防技術有限公司（CSST）是一家專業從事安全防范和平安城市建設運營的綜合型企業，于2012年開始與香港中文大學徐揚生院士的機器人研究團隊開展合作，面向安保領域研發了地面巡邏、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機器人有限公司，并于年底正式推出了兩款安保機器人產品，適用于室外的SPR系列安保巡邏機器人（圖2g）和適用于室內的SSR系列安保服務機器人（圖2h）。這兩款機器人集成了國內外安保機器人的多項優點，并結合該公司長期從事安保業務的優勢，在機器人的環境適應性、使用方便性、應用有效性方面突破了一系列的關鍵技術，目前已經實現了批量銷售。

圖2、國內主要的安保機器人

科技情報分析

    科技文獻和專利是最大的技術信息來源之一，是技術創新的表達形式，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技術發展的現狀、預測行業技術發展的動向。本文通過文獻計量學研究方法，分別對安保機器人中文和外文的核心學術論文與專利的產出結果，進行了分析討論，提出了在安保機器人研究領域的研究熱點和方向，分析了我國安保機器人發展的機遇與挑戰，為安保機器人產業發展提供了參考。

1.數據信息

    數據來源

    科技文獻：WEBOFSCIENCE和CNKI數據庫

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

    國際專利：德溫特專利數據庫（DII）

檢索式:

    中文文獻和專利檢索式:

    ('安保'+'安保'+'安全保護'+'安全監測'+'防護'+'防衛'+'安檢'+'巡檢'+'巡邏'+'偵測'+'偵查'+'預警'+'報警'+'看家'+'監控'+'替身'+'反恐'+'軍用'+'除暴'+'排爆'+'拆彈'+'消防'+'救援'+'救災'+'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）發文情況

圖3、1985-2016年中文和外文文獻年度發文趨勢

    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據檢索，共得到的文獻量分別為6136和17043篇。根據檢索結果可知，國際上安保機器人研究從1991起步，1996年起有明顯的發展，2004年進入成長期后發展迅速，目前遠未達到飽和期和衰退期，創新潛力巨大；中國的安保機器人研究起步比國外晚10年，但是后續發展迅猛，中國人發表的外文論文數量2007年超過了日本，2014年超過美國成為世界第一大論文產出國；美國、中國、日本、德國和韓國的總發文量較多，其在安保機器人理論和技術方面的研發實力雄厚，其中，美國在發表論文總數方面處于領先地位，主要在大學研究，前瞻性較強，在基礎研究領域優勢明顯。

圖4、1985-2016年外文文獻前五名國家年發文趨勢

2.2（2）關鍵詞分析

    本文利用文獻計量學詞頻分析法，采用CiteSpace[2]軟件對與安保機器人相關的中外文學術論文和文獻進行分析。關鍵詞分析是學術期刊評價的重要指標，用來分析學術研究的熱點，揭示研究內容之前的內部聯系[3,4]。本文選擇對2010年至2016年安保機器人中外文獻的關鍵詞進行分析，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，通過關鍵詞詞頻統計，確定安保機器人領域的研究方向。運行CiteSpace軟件，將具有相同意義的關鍵詞合并，按照關鍵詞詞頻進行降序排列，得到排名前15的高頻關鍵詞表（見表1.1）。

表1.12010-2016年外文和中文文獻高頻關鍵詞表

    統計顯示，在外文文獻中，關鍵詞詞頻較高的為：安保機器人移動、系統、視覺、檢測、網絡、導航/自主導航、巡檢、設計、定位/即時定位等。在中文文獻中，控制系統、巡檢、救援、視覺、監控系統、目標跟蹤、移動、路徑規劃、目標檢測等詞出現的頻次較高。如果某一個關鍵詞在安保機器人領域文獻中出現的頻次較高，那么該關鍵詞所表征的研究主題是安保機器人領域的研究前沿[5]。由此可知，在安保機器人研究中移動系統、控制系統、視覺系統、導航系統、檢測系統、救援系統及傳感器系統等關鍵詞所涉及的研究方向是國內外安保機器人領域學者研究的重點，同時也表明了這些領域是安保機器人研究中重點考慮的技術研究方向。

3.專利分析

    （1）專利申請量

    通過對DII專利數據庫和智慧芽數據庫進行檢索，共檢索到與安保機器人研究相關的專利分別為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勢，說明了安保機器人技術生命周期尚處于技術發展期，未來發展存在巨大前景。在20世紀90年代末，國內安保機器人專利申請量快速增加。近年來，國內對專利保護的重視度也逐漸增強。其中，國內專利申請類型中，發明、實用新型和外觀專利的占比分別為74%、25%和1%，創新能力潛力巨大。

圖5:1985-2016年國內和國際安保機器人年度專利申請趨勢

3.1（2）申請人排序

    根據統計分析得出2010年至2016年間國內和國際專利申請人排名（見圖6和圖7），從國際專利權人的申請量可知，日本在專利申請方面遙遙領先，主要在大企業研發，實用性較強，明顯處于技術競爭的優勢地位。

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出單位除了國家電網公司和山東魯能公司，大部分還是集中在高校科研院所，我國安保機器人領域的產業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專利189項。

結束語

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