安全產(chǎn)業(yè)研究2024年第3期(總第58期)-我國無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展研究-水印版_第1頁
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文檔簡介

安全產(chǎn)業(yè)研究賽迪研究院主辦隨著全球安全環(huán)境的不斷變化和技術(shù)進(jìn)步,世界各國對無人化安全應(yīng)急裝備的依賴和需求日益增加。無人化裝備以其高效、靈活和智能的特點,正在快速改變傳統(tǒng)的應(yīng)急管理模式。它們的使用不僅減少了人力資源的風(fēng)險,還提高了應(yīng)急響應(yīng)的速度和準(zhǔn)確性。在此背景下,我國也在加速推動無人化安全應(yīng)急裝備的發(fā)展,以更本期主題內(nèi)容為《我國無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展研究》。本文將對我國無人化安全應(yīng)急裝備的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析,揭示產(chǎn)業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新、政策支持和市場應(yīng)用等方面的成就與不足。同時,我們將借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗,尤其是美國、日本和歐洲等國家和地區(qū)在無人化裝備研發(fā)、應(yīng)用及管理方面的成功實踐。通過這些經(jīng)驗的對比與分析,我們可以洞察全球無人化應(yīng)急技術(shù)的發(fā)展趨勢,并識別出適合我國國本期內(nèi)容旨在為政府決策者、行業(yè)從業(yè)者及研究機(jī)構(gòu)提供綜合性的行業(yè)分析觀點,為助力我國在這一戰(zhàn)略性新興領(lǐng)域中實現(xiàn)技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)升級、提升國家整體本期內(nèi)容由李泯泯、黃玉垚、趙哈姆等研究人員承擔(dān)主要研究工作,不足之處CONTENTS 1(一)無人化安全應(yīng)急裝備的內(nèi)涵 1(二)無人化安全應(yīng)急裝備的重要作用 3 4(一)政策利好 4(二)應(yīng)用深化 6(三)技術(shù)創(chuàng)新 9三、無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 10(一)技術(shù)發(fā)展存在瓶頸 10(二)政策與法規(guī)不完善 10(三)成本與效果不成正比 11四、國外無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展經(jīng)驗 11(一)美國無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展經(jīng)驗 11(二)歐洲無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展經(jīng)驗 12(三)日本無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展經(jīng)驗 13五、對策建議 14(一)加強(qiáng)政策支持和資金投入 14(二)完善法律法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)體系 14(三)推動跨部門協(xié)同合作 14(四)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與人才培養(yǎng) 14(五)推動試點應(yīng)用與國際合作 15在當(dāng)今全球經(jīng)濟(jì)與技術(shù)快速發(fā)展的背景下,安全應(yīng)急裝備的現(xiàn)代化和智能化成為各國提升綜合應(yīng)急能力的重要舉措。無人化裝備,憑借其在災(zāi)害救援、公共安全、災(zāi)后評估等領(lǐng)域的高效、精準(zhǔn)與安全的特性,正在成為安全應(yīng)急裝備的未來發(fā)展方向。特別是在我國,自然災(zāi)害和突發(fā)事件的頻次和復(fù)雜性日益增加,對于無人化安全應(yīng)急裝備的需求愈加迫切。我國無人化安全應(yīng)急裝備的研發(fā)工作已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,借助人工智能、機(jī)器人技術(shù)以及先進(jìn)傳感技術(shù),這些裝備在實戰(zhàn)應(yīng)用中展現(xiàn)出巨大的潛力。本文旨在研究我國無人化安全應(yīng)急裝備的現(xiàn)狀和發(fā)展?jié)摿?,并提出增?qiáng)我國這一領(lǐng)域技術(shù)水平和應(yīng)用效果的戰(zhàn)略建議,以期我國在全球安全應(yīng)急裝備技術(shù)體系中占據(jù)更有利的一、我國無人化安全應(yīng)急裝(一)無人化安全應(yīng)急裝備的無人化安全應(yīng)急裝備是指在安全保障及應(yīng)急救援過程中,通過使用無人化技術(shù),執(zhí)行監(jiān)測預(yù)警、安全防護(hù)、搜索救援、通信指揮、后勤保障等任務(wù),以實現(xiàn)半自主或全自主控制的智能機(jī)器系統(tǒng)。這些裝備能夠部分替代或完全替代人類工作,特別是在復(fù)雜危險場景中,提升生產(chǎn)和救援的效率與安全性。無人化安全應(yīng)急裝備具有自主感知、(斷路、斷網(wǎng)、斷電)等極端條件下,克服“看不見、摸不著、呼不通”的難題,實現(xiàn)精準(zhǔn)且高效的安全保障和救援的目標(biāo)。我國目前應(yīng)用較多的無人化安全應(yīng)急裝備主要《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期1無人機(jī)是利用無線遙控和程序控制的不載人飛機(jī),涉及傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、信息處理技術(shù)、智能控制技術(shù)以及航空動力推進(jìn)技術(shù)無人機(jī)的價值在于形成空中平臺,結(jié)合其他部件擴(kuò)展應(yīng)用,替代人類多旋翼無人機(jī)、無人直升機(jī)、傘翼無人機(jī)在安全應(yīng)急應(yīng)用場景中的作用主要為:一是災(zāi)害現(xiàn)場的巡查,為救援行動決策提供依據(jù)。二是災(zāi)指揮調(diào)度提供服務(wù)。三是向災(zāi)區(qū)投送急需物資、材料,直接支援救援監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是通過前端傳感器和云端算法及聯(lián)動控制策略組并通過數(shù)據(jù)處理和分析軟件,從而滿足不同的監(jiān)測預(yù)警需求,優(yōu)點在于其高精度、實時性和可靠性。監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)主要可分為:自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、事故災(zāi)難監(jiān)測預(yù)警社會安全事件監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。例如高速公路邊坡在線監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)通過結(jié)合北斗、5G、AI等技術(shù),實現(xiàn)對高速公路邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀態(tài)的24小時“無人化”實時監(jiān)測預(yù)警,旨在通過科學(xué)監(jiān)測,及時發(fā)現(xiàn)并處理無人駕駛裝備主要在礦山作業(yè)中應(yīng)用較廣,其中露天礦車無人駕駛系統(tǒng)(包括無人駕駛系統(tǒng)智慧管備智能安全技術(shù)的無人駕駛礦車)可有效降低礦石運(yùn)輸和裝卸環(huán)節(jié)人員安全風(fēng)險,顯著提升露天礦山生產(chǎn)作業(yè)的本質(zhì)安全水平。我國從2018年第一個礦山行業(yè)無人駕駛項目出現(xiàn)到目前為止,應(yīng)用礦車無人約1000臺,無人駕駛礦用車噸位商業(yè)應(yīng)用初期。同時,部分純電動無人駕駛礦卡已經(jīng)實現(xiàn)了商業(yè)化應(yīng)無人救援裝備是指利用高科技無人化、智能化設(shè)備代替救援人員完成應(yīng)急救援和偵察任務(wù)的一類裝備,主要包括:機(jī)器人系列、不同2《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期突發(fā)事件場景下無人化救援裝備、無人化保障裝備等。它們能夠在危險化學(xué)品泄漏、火災(zāi)、地震等緊急情況下,執(zhí)行搜索與救援任務(wù),保障救援人員的安全,同時提供事故現(xiàn)場所需的數(shù)據(jù)。無人化救援裝備的應(yīng)用,標(biāo)志著應(yīng)急救援領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展趨勢,使得救援行動(二)無人化安全應(yīng)急裝備的無人裝備極大地提升了應(yīng)急響應(yīng)的效率。在危機(jī)發(fā)生時,時間是至關(guān)重要的,而傳統(tǒng)應(yīng)急救援依賴大量人員進(jìn)行現(xiàn)場探查和信息收集的方式,往往受到地理、氣候和環(huán)境因素的限制,不僅耗時長,還可能錯過關(guān)鍵的救援窗口期。無人機(jī)和地面無人車輛具備快速部署的優(yōu)勢,它們可以輕松越過地面障礙,快速到達(dá)受災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行全面?zhèn)刹旌蛯崟r監(jiān)測。這些設(shè)備能夠提供從廣域到局部的高精度環(huán)境圖像和數(shù)據(jù)流,通過網(wǎng)絡(luò)實時傳輸至應(yīng)急指揮中心,幫助決策者立即掌握現(xiàn)場動態(tài)。這種實時監(jiān)控能力使得指揮中心能夠及時調(diào)整策略,更新救援方案,提高了應(yīng)急響應(yīng)的整體效率。同時,無人設(shè)備的晝夜工作能力確保了救援行動的連續(xù)性和高效性,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了人工操作的時間限制,并且由于減少了人員調(diào)度的復(fù)雜安全性和可靠性是無人裝備相對于傳統(tǒng)應(yīng)急方式的重要優(yōu)勢。在天然災(zāi)害或工業(yè)事故的現(xiàn)場,環(huán)境常常是危險且不可預(yù)測的,這對人力救援提出了極大的挑戰(zhàn)和生命風(fēng)險。然而,無人裝備可以代替人類進(jìn)入高危地區(qū)執(zhí)行偵查和操作任務(wù),極大地保護(hù)了救援人員的生命安全。例如,在化學(xué)品泄漏或核電站輻射事故中,機(jī)器人和無人機(jī)可以配備特定的傳感器來檢測有害物質(zhì)的擴(kuò)散情況和輻射強(qiáng)度,確保危險區(qū)域的監(jiān)控,而無需將人力置于風(fēng)險之中?,F(xiàn)代無人系統(tǒng)的抗干擾能力和穩(wěn)定性已達(dá)到相當(dāng)高的水平,它們能夠在惡劣環(huán)境條件下如這種強(qiáng)大的穩(wěn)定性減少了任務(wù)執(zhí)行中對不可控因素的敏感度,從而保證了操作的連續(xù)性和任務(wù)執(zhí)行的可《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期3無人化設(shè)備顯著拓展了災(zāi)害現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和分析能力。無人安全應(yīng)急裝備不僅可以搭載高清攝像頭、紅外傳感器、熱成像設(shè)備等,還能配備多種專業(yè)檢測儀器,如氣體分析儀、放射性探測器等,實時捕獲現(xiàn)場不同維度的數(shù)據(jù)信息。這些設(shè)備能夠在廣泛和嚴(yán)苛的環(huán)境中收集數(shù)據(jù),匯聚成大量的數(shù)據(jù)流,通過大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行智能分析,為指揮人員提供深入的洞察和科學(xué)決策的依據(jù)。有效的數(shù)據(jù)采集與分析能力使決策者能夠了解災(zāi)害發(fā)生發(fā)展的動態(tài),評估受災(zāi)區(qū)域的具體狀況,識別潛在風(fēng)險,對可能的次生災(zāi)害進(jìn)行提前預(yù)警。這種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策顯著提高了應(yīng)急資源配置的科學(xué)性與合理性,從而在災(zāi)害處置中實現(xiàn)精確救援,最大限度地?zé)o人安全應(yīng)急裝備的應(yīng)用優(yōu)化了應(yīng)急資源的投入與復(fù)雜事件中的調(diào)度調(diào)配。應(yīng)急行動需要在短時間內(nèi)調(diào)動和部署大量資源,通常需求與實際能力之間存在一定的管理實踐瓶頸。無人裝備構(gòu)成靈活、機(jī)動的應(yīng)急反應(yīng)單元,通過預(yù)先部署與能夠在應(yīng)急響應(yīng)中承擔(dān)起偵察、監(jiān)測、交通管制以及物資運(yùn)輸?shù)榷喙?jié)點任務(wù)。在這種聯(lián)合作戰(zhàn)中,無人裝備不僅承擔(dān)起了雙重任務(wù),分擔(dān)了人員的壓力,同時憑借靈活的部署和機(jī)動性,將有限資源分配到最需要的位置。這種新的應(yīng)急機(jī)制讓各級力量協(xié)同作戰(zhàn)的協(xié)調(diào)性更強(qiáng),響應(yīng)時間更快,提升了整體應(yīng)急救二、無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)為了提升安全應(yīng)急裝備的現(xiàn)代化水平,滿足日益增長的安全應(yīng)急需求,提高防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)和重大突發(fā)公共事件處置保障能力,國家相關(guān)部門發(fā)布了一系列政策措施,推4《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期表2-1近年我國涉及無人化安全應(yīng)急裝備的部分政策措施《推動工業(yè)領(lǐng)域設(shè)備更新實施方案》加大安全裝備在重點領(lǐng)域推廣應(yīng)用,在全社會層面推動安全應(yīng)急監(jiān)測預(yù)警、消防系統(tǒng)與裝備、安全應(yīng)急智能化裝備、個體防《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實施方案(工信部聯(lián)重裝〔加快提升通用航空裝備技術(shù)水平,提高通用航空裝備可靠性、經(jīng)濟(jì)性及先進(jìn)性。推進(jìn)大中型固定翼飛機(jī)、高原型直升機(jī),以及無人機(jī)等適航取證并投入運(yùn)營,實現(xiàn)全《安全應(yīng)急裝備重點領(lǐng)域發(fā)展行動計劃(2023—2025年)》(工信部聯(lián)圍繞安全應(yīng)急機(jī)器人、安全應(yīng)急無人機(jī)、大型搶險救援裝備、消防裝備、露天礦用無人駕駛裝備、應(yīng)急通信裝備等裝備產(chǎn)業(yè)鏈分析上下游,找準(zhǔn)關(guān)鍵核心技術(shù)和零部件薄弱環(huán)節(jié),集中優(yōu)質(zhì)資源合力攻關(guān),促《關(guān)于加快應(yīng)急機(jī)器人發(fā)展的指導(dǎo)意見》(應(yīng)急〔協(xié)調(diào)推動有關(guān)部委支持應(yīng)急機(jī)器人研究與應(yīng)用,圍繞應(yīng)急機(jī)器人科研攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展、工程化應(yīng)用等方面,加強(qiáng)政策創(chuàng)新和協(xié)同融合。遴選首臺(套)重大技術(shù)裝備開展試點示范,促進(jìn)創(chuàng)新產(chǎn)品應(yīng)用。凝榜攻關(guān)”。鼓勵各地制定針對性的政策措《關(guān)于深入推進(jìn)礦山智能化建設(shè)促進(jìn)礦山安全發(fā)展的指導(dǎo)意見》(礦安〔部加強(qiáng)智能快掘成套裝備、硬巖截割掘進(jìn)裝備、智能鉆探裝備、千萬噸級智能工作面綜采成套裝備、薄煤層和薄礦脈智能開采裝備、智能化鏟裝及運(yùn)輸裝備、智能化尾礦充填成套裝備、無人化智能鉆爆裝備、露天礦山大型智能采剝裝備、重載作業(yè)機(jī)器人、新型礦用無人駕駛車輛等核心裝備《人形機(jī)器人創(chuàng)新加快人形機(jī)器人在特種環(huán)境應(yīng)用,面向惡劣條件、危險場景作業(yè)等需求,強(qiáng)化復(fù)雜環(huán)境下本體控制、快速移動、精確感知等能力,打造特種應(yīng)用場景下的高可靠人形機(jī)器人解決方案。面向民爆、救援等特殊復(fù)雜任務(wù)智慧生成與高精度操作能力,降《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期5針對不同應(yīng)急場景的實際需要,當(dāng)前無人化安全應(yīng)急裝備已在多個應(yīng)用領(lǐng)域得到了研發(fā)和使用。根據(jù)適用場景和功能用途劃分,無人化安全應(yīng)急裝備主要涵蓋了航空無人裝備、地面無人裝備、水域無航空無人裝備主要是指應(yīng)用于安全應(yīng)急領(lǐng)域的各類型無人機(jī),包括固定翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)、無人直升機(jī)等。無人機(jī)具有高度靈活、便捷易攜帶、不受地形影響、可遠(yuǎn)程操控等眾多優(yōu)點,能夠根據(jù)作業(yè)需要搭載不同的載荷,適用于在各類事故災(zāi)害中快速、精準(zhǔn)開展救援任務(wù)。具體而言,無人機(jī)的應(yīng)一是巡檢監(jiān)測。無人機(jī)通過搭載高清攝像頭、熱傳感器、定位系統(tǒng)等設(shè)備,對森林、草原、河流、礦山等進(jìn)行定期巡檢,能夠有效收集各類環(huán)境信息,對潛在的災(zāi)害和事故風(fēng)險進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警。在事故災(zāi)害發(fā)生后,無人機(jī)能夠克服地形限制,快速部署前往地震、洪澇、森將現(xiàn)場圖像和數(shù)據(jù)實時傳輸給應(yīng)急指揮中心,有助于指揮中心快速了解災(zāi)情和制定救援方案。二是物資快速投送到受災(zāi)區(qū)域和救援一線上具有充分優(yōu)勢。目前,無人機(jī)載重能力的提升成為技術(shù)研發(fā)的方向之運(yùn)載無人機(jī)將載重提升到了30-40千克,在高海拔、低溫與高溫、惡劣天氣等環(huán)境下仍可長時間保持高速航行狀態(tài),能夠高效完成各類應(yīng)急場景下的物資運(yùn)輸任務(wù)。三是通信保障。無人機(jī)通過搭載衛(wèi)星通信設(shè)備、公網(wǎng)基站、專網(wǎng)寬帶自組網(wǎng)設(shè)備等,能夠發(fā)揮通信中繼平臺作用,在災(zāi)區(qū)迅速恢復(fù)公網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)和組建應(yīng)急專網(wǎng),從而為應(yīng)急救援提供通信保障。例如,在近期海南超強(qiáng)臺風(fēng)“摩羯”災(zāi)害中,由中國航空工業(yè)研發(fā)的“翼龍”-2H型無人機(jī)發(fā)揮了重要通信保障作用,該無人機(jī)搭載了三大運(yùn)營商公網(wǎng)基保障,接入用戶超過5萬人次,為6《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期搶險救災(zāi)工作提供了充分支撐。四是救援處置。無人機(jī)在城市火災(zāi)、森林草原火災(zāi)、化工火災(zāi)等場景中具有廣泛應(yīng)用空間,例如,部分地區(qū)開發(fā)了“無人機(jī)+消防車”聯(lián)動滅火方案,通過特制高壓水帶將無人機(jī)與消防車相連接,無人機(jī)攜帶消防水槍、滅火彈、破窗彈等執(zhí)行高空滅火作業(yè);在森林火災(zāi)中,無人機(jī)也可搭載吊桶、滅火劑、滅火彈等,前往人力和傳統(tǒng)設(shè)備難以抵除此之外,無人機(jī)還具有應(yīng)急照明、防火宣傳、智能識別等其他功能。總體來看,航空無人裝備應(yīng)用范圍較廣,適用于地震、洪水、火災(zāi)等各類型災(zāi)害事故領(lǐng)域,涵蓋地面無人裝備種類較為多樣,按照其規(guī)模形態(tài)和用途功能劃分,可將其歸類為應(yīng)急機(jī)器人、應(yīng)急無人車等,根據(jù)具體作業(yè)場景還可作在應(yīng)急機(jī)器人方面,目前其在險情偵察、生命搜救、消防滅火、高危場景作業(yè)、通信保障等方面的應(yīng)用都得到了持續(xù)開發(fā)。例如,隧道巡檢機(jī)器人通過集成AI分析模塊、網(wǎng)絡(luò)基站、視頻監(jiān)控、喊話系環(huán)境潛在風(fēng)險隱患(如有害氣體)以及人員安全裝備穿戴情況等,完成高強(qiáng)度隧道巡查工作,保障施工安全。特種防爆機(jī)器人應(yīng)用防爆材民爆等高危場景和復(fù)雜環(huán)境,代替人力執(zhí)行監(jiān)測、采樣、運(yùn)輸、維護(hù)和應(yīng)急處置等多種任務(wù),有效提升安全生產(chǎn)水平。搜救機(jī)器人由于具有輕量化、小型化的優(yōu)點,憑借其搭載的生命探測儀、熱成像設(shè)備等能夠進(jìn)入建筑廢墟等狹小空間展開人員搜救工作。排澇機(jī)器人采用水陸兩棲設(shè)計,配備液壓驅(qū)動大流量排水泵,部分裝備還具有水中漏電監(jiān)測功能,能夠進(jìn)入地下車庫、地此外還可用于消防供水、農(nóng)田灌溉和排水、河道清理、施工保障和環(huán)在應(yīng)急無人車方面,其主要被應(yīng)用于森林草原火災(zāi)、地震地質(zhì)災(zāi)害、礦山安全事故等場景,相較應(yīng)《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期7急機(jī)器人而言一般為大型化、綜合化的安全應(yīng)急裝備。例如,在森林草原火災(zāi)方面,無人化森林隔離帶開辟車通過遠(yuǎn)程遙控,能夠?qū)崿F(xiàn)可燃植被粉碎和轉(zhuǎn)運(yùn)、防火隔離帶開辟、拓寬救援通道等功能,部分設(shè)此外通過與不同的功能模塊進(jìn)行靈活組合,還可用于市政工程、搶險救援、積雪清理等場景。全地形無人草原滅火戰(zhàn)車裝配了擋火板、阻燃火毯、水霧噴頭等,以戰(zhàn)車先行壓制火線、消防隊員配合清理的方式,可有效應(yīng)對跨境草原火災(zāi)蔓延快、火線長、人力不足等問題。在礦山安全方面,無人駕駛技術(shù)也得到了加速研發(fā)和規(guī)模化落地,如無人工智能等新技術(shù),實現(xiàn)環(huán)境實時感知、路線自主規(guī)劃、集群協(xié)同調(diào)度、自動化作業(yè)以及故障檢測等功能。相較傳統(tǒng)裝備平均提升30%運(yùn)輸效率、降低10%維護(hù)費(fèi)用,在節(jié)約人力成本的同時還能夠有效規(guī)避由人為因素帶來的各類安全隱患,從本質(zhì)上降低安全事故的發(fā)生率,近年來,隨著氣候變化,由臺風(fēng)、暴雨等極端天氣所帶來的洪澇災(zāi)害頻率呈現(xiàn)上升趨勢,對于先進(jìn)的水域救援裝備提出了更高要求。目前,以無人船、水面救援機(jī)器人等為代表的水域無人裝備發(fā)展較為迅速,在水上搜救、水下勘測、水域管理等多種場景發(fā)揮了良好作例如,珠海云洲智能研發(fā)了一系列水域無人應(yīng)急裝備,包括水面救生機(jī)器人、水面移動擔(dān)架、水下探測無人船等。其中,水面救生機(jī)器人能夠承擔(dān)“救生圈”作用,將落水者帶到安全地帶;水面移動擔(dān)架救援能力更為突出,具有自動升溫、主動裝載落水者、水上運(yùn)輸應(yīng)急物資等多種功能,保障人員的生命安全;水下探測無人船通過搭載聲吶裝置、定位裝置、高清攝像頭等,兼具平戰(zhàn)功能,能夠完成流速流量測驗、水上安防巡邏、堤岸隱患檢測、水下地形勘察、目標(biāo)物定位等各類任務(wù),充分提升防汛應(yīng)急和水域救援工作的效率和安全性。8《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期災(zāi)害、瀝心沙大橋事故等實戰(zhàn)中發(fā)近年來,在政府推動、需求拉動、供給提升、技術(shù)賦能等多方面力量共同驅(qū)動下,我國安全應(yīng)急裝備無人化、智能化水平逐步提升、勢能持續(xù)積聚,作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟(jì)增長點的作用地位更加一是國內(nèi)無人化安全應(yīng)急裝備體系逐步完善。我國無人化安全應(yīng)急裝備已基本實現(xiàn)了安全防護(hù)、監(jiān)測預(yù)警、應(yīng)急救援的全覆蓋,既包括如新興際華、徐工集團(tuán)等“大而全”的領(lǐng)軍企業(yè),也包括如北京凌參照《安全應(yīng)急產(chǎn)業(yè)分類指導(dǎo)目錄(2021年版)》,前四批專精特新“小巨人”企業(yè)中有超過100家企業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品涉及無人化安全應(yīng)急二是在關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新突破。例如,隨著技術(shù)的發(fā)展,多旋翼無人機(jī)憑借智能化控制、多任務(wù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)無線實時傳輸、飛行安全監(jiān)管等功能,通過搭載高清攝像頭、智能算法模塊、滅火彈等配套設(shè)施,廣泛應(yīng)用于事故救援和災(zāi)害預(yù)警巡查、高層滅火、物資投送等業(yè)務(wù)場景。三是國產(chǎn)裝備已在安國產(chǎn)水上救援遙控機(jī)器人作為一款可遙控操作的小型消防用淺水域水上搜救機(jī)器人,專門應(yīng)用于水庫、河流、海灘、輪渡、洪災(zāi)等場景中的落水救援,特別是鄭州水災(zāi)、北京水災(zāi)等地暴雨內(nèi)澇救援中發(fā)揮了三是新一代信息技術(shù)與無人化安全應(yīng)急裝備加快融合應(yīng)用。突發(fā)事件的響應(yīng)處置強(qiáng)調(diào)關(guān)口前移和智能高效,為新一代信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用提供了豐富場景。新一代信息技術(shù)以各類數(shù)據(jù)的全面互聯(lián)監(jiān)測為基礎(chǔ),逐步向深度分析與智能決策優(yōu)化演進(jìn),推動安全應(yīng)急裝備實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新和模式創(chuàng)新。例如,包鋼集團(tuán)白云鄂博東礦區(qū)將傳統(tǒng)礦用運(yùn)的首個應(yīng)用,實現(xiàn)礦區(qū)生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)臒o人化,最大程度減少工程現(xiàn)場作業(yè)人員數(shù)量,有效確保人員安全?!栋踩a(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期9中國移動推出5G消防綜合解決方測消防設(shè)施性能數(shù)據(jù),事中迅速準(zhǔn)確定位選取最佳救援路線,事后建三、無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)無人化安全應(yīng)急裝備需要具備高度的自主性、適應(yīng)性和可靠性,以應(yīng)對各種復(fù)雜和多變的環(huán)境條件。但目前來看,其在環(huán)境感知、決策能力和執(zhí)行效率等方面的技術(shù)水平還需逐步提升,以確保在緊急情況下能夠有效地提供支持和救援。例如礦車無人駕駛裝備技術(shù)瓶頸涉及環(huán)境感知、決策與規(guī)劃、控制與執(zhí)行等方面。在環(huán)境感知方面,雨雪霧等極端惡劣條件下,感知系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和魯棒性仍有待驗證;在決策與規(guī)劃方面,由于存在極端地形、天氣等環(huán)境條件,決策設(shè)計與運(yùn)輸?shù)缆芬?guī)劃仍然具有較大挑戰(zhàn);在控制和執(zhí)行方面,對于運(yùn)輸過程中如何降低礦車能耗、對礦車故障進(jìn)行診斷并具有較好的應(yīng)對策略也是目前亟需解決的難題;在無人駕駛運(yùn)輸數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)方面,有效數(shù)據(jù)的甄別、采集、積累與利用是極漫長的過程,需要不停篩選累積與迭代更新,目前累積的有效目前,針對無人化安全應(yīng)急裝備的政策和法規(guī)相對滯后,缺乏明確的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和具體的指導(dǎo)原則。這導(dǎo)致無人化安全應(yīng)急裝備的發(fā)展和應(yīng)用在一定程度上受到限制,同時也增加了其在實際應(yīng)用中的法律風(fēng)險。例如無人機(jī)的運(yùn)行受到諸多目前還沒有形成一套高效、完整的體系,研發(fā)、制造、產(chǎn)品認(rèn)證和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)不完整。同時,無人機(jī)數(shù)據(jù)到最終用戶服務(wù)的“最后一公里”還沒有暢通。由于無人機(jī)產(chǎn)業(yè)尚處于發(fā)展期,經(jīng)濟(jì)效益還沒有顯現(xiàn),無人機(jī)專業(yè)培訓(xùn)、運(yùn)行、服務(wù)的機(jī)構(gòu)缺乏,特別是專業(yè)的數(shù)據(jù)收集、處理、情報整編等環(huán)節(jié)還未完全打通,需要不同部門之間逐步協(xié)調(diào)處10《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期無人化安全應(yīng)急裝備是信息制造、材料、傳感、能源等技術(shù)的集大成者,成本高是不可避免的,但部分裝備的高成本并沒有顯示出高應(yīng)用效果,造成市場前景不佳。例如露天礦山無人化礦車成本較高。一是研發(fā)初期改造成本較高,尤其是車端傳感器價格較高,據(jù)調(diào)研情況顯示,一臺礦卡完成無人駕駛改造的費(fèi)用大概在200萬元左右。二多個基站以保障通訊的穩(wěn)定,通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本較高,據(jù)調(diào)查顯示,礦山,建設(shè)了26個5G基站才實現(xiàn)無人駕駛作業(yè)區(qū)域5G網(wǎng)絡(luò)的全覆萬元。三是智慧管理平臺本身需要高性能計算、處理和存儲設(shè)備,成本也較高。高成本并沒有帶來運(yùn)行目前露天無人化礦車開采及運(yùn)行效四、國外無人化安全應(yīng)急裝(一)美國無人化安全應(yīng)急裝美國在無人化安全應(yīng)急裝備領(lǐng)域的進(jìn)展顯著,得益于其強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)、政府的戰(zhàn)略性投資以及與私營企業(yè)的密切合作。首先,美國在無人化裝備的技術(shù)研發(fā)方面處于全球領(lǐng)先地位。政府撥款和私營部門的投資共同推動了無人機(jī)、地面無人設(shè)備和海洋無人系統(tǒng)的發(fā)展。美國國防部(DoD)和國家航空航天局(NASA)等機(jī)構(gòu)在高科技傳感器、人工智能(AI)、自動駕駛技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理方面的投入,使得這些系統(tǒng)在各種環(huán)境中進(jìn)行自適應(yīng)和自主操作成為可能。其次,美國政府在推動無人化安全應(yīng)急裝備方面采取了一系列政策措施。國土安全部(DHS)不僅直接參與裝備研發(fā),還設(shè)立了多個項目促進(jìn)技術(shù)的實際應(yīng)用。政府通過撥款、法規(guī)完善和政策支持,鼓勵地方政府、大學(xué)和科技公司參與研究和開發(fā)工作。例如,DHS資助的創(chuàng)新項目為無人系統(tǒng)的現(xiàn)場測試和部署提供了必要的支持,確保這些技術(shù)能夠在美國在無人化安全應(yīng)急裝備的研發(fā)《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期11與應(yīng)用上,通過創(chuàng)新驅(qū)動、跨部門協(xié)作、市場化發(fā)展和嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化,形成了一個高效且具有廣泛社會效益的發(fā)展模式。一是大力推動新興技術(shù)在應(yīng)急前沿中得以應(yīng)用。二是依賴于廣泛的跨部門合作。聯(lián)邦政府、州政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)和非政府組織共同協(xié)作,分享資源和數(shù)據(jù)。這樣的合作不僅提升了研發(fā)效率,還使得無人裝備能夠更貼近實際需求。在實際部署中,各方通過聯(lián)合演習(xí)和模擬測試不斷優(yōu)化應(yīng)急方案。三是無人化裝備的市場化程度較高,非軍事領(lǐng)域的應(yīng)用日益增加。應(yīng)急管理部門、消防系統(tǒng)和司法部門等都在積極采用無人裝備,商業(yè)市場也在推動無人裝備的日?;褂?,通過提供硬件和軟件解決(二)歐洲無人化安全應(yīng)急裝歐洲無人化安全應(yīng)急裝備發(fā)展深受歐盟科技框架計劃的支持,這些計劃旨在提升成員國的整體科研能力及相互協(xié)作的能力。一方面,歐洲國家注重多國合作和技術(shù)創(chuàng)新。歐洲在推動無人化安全應(yīng)急裝備時,強(qiáng)調(diào)跨國界合作和多學(xué)科交叉的策略。成員國間的合作不僅在于技術(shù)本身,還包括治理經(jīng)驗和政策的整合。聯(lián)合研究項目和跨領(lǐng)域的學(xué)術(shù)交流促進(jìn)了知識共享和技術(shù)遷移,為應(yīng)急裝備的創(chuàng)新和實際應(yīng)用開創(chuàng)了新的局面。通過HorizonEurope計劃,歐洲為無人化裝備技術(shù)的研發(fā)提供了重要資金支持,積極參與跨國界的技術(shù)合作和聯(lián)合研究項目,以推動無人機(jī)、自動化救援設(shè)備和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展。這種多國合作注重在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備互操作性和創(chuàng)新能力上的統(tǒng)一,以提升在復(fù)雜災(zāi)害情境下的協(xié)調(diào)作業(yè)能力。同時,歐洲的無人化裝備發(fā)展具有高度的標(biāo)準(zhǔn)化特征。由于成員國眾多且地理條件與風(fēng)險背景各異,標(biāo)準(zhǔn)化對于保證設(shè)備的兼容性和協(xié)同作業(yè)能力尤為關(guān)鍵。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(CEN)等機(jī)構(gòu)一直致力于無人裝備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制訂,以統(tǒng)一研發(fā)方向,確保裝備在各國間的無縫操作。另一方面,無人化安全應(yīng)急裝備的發(fā)展受到政策強(qiáng)力推動。例如,歐洲委員會和各國政府12《安全產(chǎn)業(yè)研究》2024年第3期制定了一系列政策框架,旨在營造有利于創(chuàng)新和技術(shù)應(yīng)用的環(huán)境。政策的支持不僅局限于研發(fā)資金,還包括為實地測試和部署提供便利條件。同時,歐洲通過公共-私營伙大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)緊密合作,共同推動技術(shù)從實驗室走向市場,以確保(三)日本無人化安全應(yīng)急裝日本在無人化安全應(yīng)急裝備方面的發(fā)展主要受到其復(fù)雜的自然條件和頻繁的自然災(zāi)害驅(qū)動。地震、臺風(fēng)、火山噴發(fā)等自然現(xiàn)象頻繁發(fā)生,促使日本不斷提升其應(yīng)急響應(yīng)和救援能力。無人化安全應(yīng)急裝備在日本的技術(shù)研發(fā)、實際應(yīng)用和政策支持方面均表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。在技術(shù)研發(fā)方面,日本在機(jī)器人和無人機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新方面研發(fā)投入力度大,并且廣泛應(yīng)用于多種應(yīng)急場景,以提高其應(yīng)對能力。在地震和海嘯發(fā)生時,無人機(jī)負(fù)責(zé)對災(zāi)后現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)測,幫助評估受損情況,而水下機(jī)器人則用于評估海底情況及船只的可能損毀。在核污染等特殊環(huán)境中,無人化裝備被用于檢測和評估污染程度,確保救援人員的安全。在實際應(yīng)用方面,日本無人化裝備發(fā)展的一大特點是對多種技術(shù)的高度集成,特別是將機(jī)器人技以提升裝備的智能化和操作效率。例如,機(jī)器人通過AI技術(shù)實現(xiàn)自主導(dǎo)航與決策,結(jié)合IoT使設(shè)備能夠?qū)崟r與指揮中心通信,以便獲取最新的指令和現(xiàn)場信息。在政策支持方面,日本政府在資助關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)項目和提供測試環(huán)境發(fā)展中提供了強(qiáng)大的政策支持,包括與學(xué)術(shù)界及產(chǎn)業(yè)界合作促進(jìn)技術(shù)

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