警用無人機在溺水警情處置中的應(yīng)用研究

田百賀

(中國刑事警察學(xué)院警察技能戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練部 遼寧沈陽 110035)

1 水上救生研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

1.1 水上救生研究現(xiàn)狀

國際救生協(xié)會主要以尋求最佳的方式和方法救助水上遇難生命，對明顯溺水者進行搶救和緊急處理教授救生方法，并確立對于水上救生技巧和實施方法教育的交流為目標(biāo)而開展救生技術(shù)方面的研究。國內(nèi)研究主要包括救生實踐的總結(jié)、救生競賽的狀況，以及有關(guān)專業(yè)救生員職業(yè)需要范疇內(nèi)的救生技能培訓(xùn)的相關(guān)研究。雖然，當(dāng)前國內(nèi)外有關(guān)水上救生裝備和工具的應(yīng)用研究在工業(yè)化水平和新材料不斷發(fā)展的條件下逐漸增多，但多數(shù)屬于搶險救災(zāi)和海灘救生等專業(yè)救生領(lǐng)域的應(yīng)用，而警用溺水警情處置的應(yīng)用研究較少。水上救生一般分為專業(yè)救生和非專業(yè)救生兩類，專業(yè)救生是指在裝備了專業(yè)救生繩、救生衣和救生艇等專業(yè)設(shè)備的保障下，應(yīng)用專業(yè)水上救生工具和設(shè)備條件下的直接救生，救生人員自身發(fā)生危險系數(shù)較低。但存在的問題是經(jīng)濟成本過高，欠發(fā)達地區(qū)無法全套配備，而且存在救生的時效性較低的缺點，在等待救援的過程中容易發(fā)生危險事故。非專業(yè)救生是指除專業(yè)救生以外的一般性的水上救生行為，公安民警溺水警情處置的救生行為屬于非專業(yè)救生。主張優(yōu)先采用間接救生，利用可用的泳圈、救生桿繩等設(shè)施施救，但大多數(shù)情況仍采取的是跳入水中，用身體接觸溺水者的直接救生方法。當(dāng)發(fā)生比較危險的溺水警情時，公安民警往往來不及評估和考慮溺水水域的復(fù)雜情況，且多數(shù)采用非專業(yè)的直接救生，在沒有可以利用的救生裝備和工具輔助下，加之溺水者在溺水危機時刻強烈的求生本能掙扎，使此種救生方式的危險事故發(fā)生率大大提高。當(dāng)前國內(nèi)有關(guān)水上救生技能培訓(xùn)內(nèi)容主要以非專業(yè)救生的技能提高為主，如救生員培訓(xùn)，具體包括觀察、判斷、入水、接近、控制及解脫、拖帶上岸及心肺復(fù)蘇等。我國各地公安民警對于水上救生技能的教育培訓(xùn)普遍較少甚至缺失。

1.2 公安民警溺水警情處置的研究現(xiàn)狀

據(jù)公安部門的有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，公安民警因溺水犧牲已占所有因搶險救災(zāi)犧牲民警人數(shù)的一半以上。近年來，全國各地市的公安機關(guān)接報溺水警情案件數(shù)量呈上升趨勢，且危險事故多發(fā)，尤其是高發(fā)案沿海沿江地區(qū)的中小城市在每年的4～10月份。目前，我國經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和城市在溺水警情處置方面工作開展相對較好，例如：上海、廣州等城市的近水域地區(qū)派出所有采用警用躉船為基礎(chǔ)，快艇快速反應(yīng)作為補充配合的溺水警情處置模式，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)把水上派出所設(shè)在水域最近位置，不僅使水上公安工作更加接近水面，也改進了過去只能以岸上碼頭為工作基地的條件限制，而且節(jié)約了大量重復(fù)建設(shè)水上派出所的警務(wù)資源，有利于快速反應(yīng)，快速處置水上險情。與傳統(tǒng)模式相比，更具靈活性，能夠加強水域巡邏防控機制建設(shè)。采取警務(wù)巡邏和視頻巡邏相結(jié)合，建立防控工作。

水域溺水警情多發(fā)地的救生設(shè)施建設(shè)相對較完善，但是該種模式并不適用于多數(shù)地區(qū)，由于受經(jīng)濟水平和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)制約，無法滿足水上警務(wù)應(yīng)急管理組織和協(xié)調(diào)機制以及相關(guān)培訓(xùn)等方面的投入和維護保障，導(dǎo)致水域派出所水上搜救聯(lián)動需要的救生技能培訓(xùn)和水上救生設(shè)備，如快艇沖鋒舟及陸上心肺復(fù)蘇急救工具等都嚴重缺乏，而且相對于陸地警情，對水上溺水警情發(fā)生的重視程度偏低，公安機關(guān)對水上救生裝備的配備和警員救生技能的培訓(xùn)工作存在不足，這些因素導(dǎo)致多數(shù)地區(qū)公安民警溺水警情處置的效果并不理想[1]。目前溺水救生警務(wù)技能培訓(xùn)主要以傳統(tǒng)的泳池專業(yè)救生員培訓(xùn)科目為主，而并非是與公安實際工作相關(guān)聯(lián)的公開水域救生方法，這些問題使當(dāng)前溺水警情處置工作的改進局限于經(jīng)濟發(fā)展和時間成本的范圍內(nèi)。隨著城市化發(fā)展和人口的快速聚集，極端天氣導(dǎo)致的城市內(nèi)澇也時有發(fā)生，溺水警情的發(fā)生率仍然呈上升趨勢，水上警情處置亟須新模式和新裝備的應(yīng)用來推進警務(wù)實戰(zhàn)技能的改進和發(fā)展，降低溺水警情危險事故對警員的安全威脅。

1.3 新型裝備應(yīng)用于水上溺水警情處置的研究現(xiàn)狀

無人駕駛飛機簡稱無人機是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器，隨著技術(shù)不斷更新，裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，無人機將會向智能化、安全化以及多功能化方向發(fā)展[2]。無人機作為新科技革命中一項重要創(chuàng)新，由于其機動性、智能化和立體式的應(yīng)用特征，逐漸成為引領(lǐng)警務(wù)治理現(xiàn)代化建設(shè)的一種新驅(qū)動力。公安部在2015 年全國警用航空建設(shè)推進會上提出，將警用無人機納入警用航空管理范疇，并建立管理、運行和安全工作規(guī)章制度，統(tǒng)籌發(fā)展規(guī)劃[3]。警用無人機現(xiàn)今已普遍應(yīng)用于跟蹤、監(jiān)視、運輸?shù)裙矆?zhí)法的多種活動中。救生氣囊是一種能夠快速自充氣、自動打開、迅速給予救助的救生設(shè)備，多應(yīng)用于軍隊軍人的武裝泅渡中，救生氣囊配合無人機的運用可以贏得溺水者等待被救助的時間，具有相對比救生圈簡單方便、體積小攜帶方便、易于保管運行等優(yōu)點[4]。近年來，由于人工智能和大數(shù)據(jù)采集技術(shù)的不斷發(fā)展，智能硬件已向小型化、低成本、低功耗的發(fā)展方向轉(zhuǎn)化，加之持續(xù)走低的硬件成本，使警用溺水救生設(shè)備應(yīng)用條件得以實現(xiàn)，可以根據(jù)執(zhí)法的實際需要，通過變換救生設(shè)備的形狀、尺寸與公安民警涉水警情處置的執(zhí)法活動實際相配合，為溺水警情處置的裝備領(lǐng)域開辟一條新的智能化發(fā)展道路。警用無人機在執(zhí)法應(yīng)用中存在性能精細化、智能化、信息化應(yīng)用不足的問題，在應(yīng)用實踐中確立需求的方向，引領(lǐng)警用無人機的性能研發(fā)，進而提升警用無人機執(zhí)法的應(yīng)用保障能力[5]。警用無人機的研究趨勢良好，但文獻數(shù)量、實證性研究和前瞻性研究仍然較少，具體內(nèi)容上，警用無人機文獻探討力警用無人機的管控、安全以及應(yīng)用問題，提出法律法規(guī)制定和執(zhí)法效益提升的對策[6]。無人機研究應(yīng)以實戰(zhàn)研究為主動力，全面提升執(zhí)法效率的同時注意警察公共關(guān)系的構(gòu)建。

2 公安民警溺水警情處置存在的問題

公安民警常見溺水警情主要有意外溺水、兒童溺水、自殺溺水、跳水逃逸等溺水事故救生。溺水救生具有非常強的時效性要求，一般溺水5 min 后，人就會逐漸進入不可逆的腦死亡狀態(tài)。溺水事故點地域位置、水流流速和天氣季節(jié)情況等外在不確定因素會增加施救難度，使溺水救生的時效性難以保證。目前國內(nèi)公安民警裝備水上應(yīng)急救生設(shè)備主要包括救生衣、救生圈、救生艇、水上救生繩、救生船、直升機等，一般性水上應(yīng)急救生設(shè)備體積大，不便攜帶，救生方式落后，溺水情況發(fā)生時難以做到縮短救援等待時間，而且操作難度較大，無法降低溺亡的風(fēng)險和提高救生成功率。溺水情況距岸邊較近且水面情況不復(fù)雜時，一般可采用救生工具進行間接救生。而當(dāng)溺水水域情況復(fù)雜，如水流湍急、距岸邊較遠、溺水位置不斷變化等，導(dǎo)致無法通過間接救生施救，那么就需要直接跳入水中進行直接身體接觸的非專業(yè)的直接救生方式，直接救生對于缺失救生技能培訓(xùn)的警員具有很高的危險性，對沒有救生工具輔助的水上救生也具有較高的技能要求。隨著我國經(jīng)濟水平和現(xiàn)代城市化的不斷發(fā)展，當(dāng)前警務(wù)工作壓力也在日益加劇，以往的警務(wù)培訓(xùn)模式和警務(wù)裝備已經(jīng)無法滿足現(xiàn)今社會安全管理和警務(wù)執(zhí)勤和工作的需求，公安機關(guān)面臨警力不足同時出警率卻在不斷提高，溺水警情處置工作亟須加強裝備和運行模式的改進。

3 警用無人機在溺水警情處置的應(yīng)用與實踐

3.1 警用無人機應(yīng)用溺水警情處置的過程設(shè)計

無人機作為第四代工業(yè)革命的產(chǎn)物，應(yīng)用于各領(lǐng)域的產(chǎn)品都不斷向智能化方向發(fā)展，簡單易上手的操作控制更適用于水上救援的實際需要，世界各國已經(jīng)廣泛應(yīng)用到各類水上救生行動中。

我國警用無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，應(yīng)用范圍不斷擴大，已在執(zhí)法執(zhí)勤、反恐防暴、交通管理、搶險救援各個領(lǐng)域發(fā)揮出越來越大的作用。水域救援無人機屬于警用無人機救援技術(shù)領(lǐng)域，該警用無人機包括無人機機身、控制裝置和用于裝載救生圈的搭載裝置，搭載裝置具有能夠搭載多個救生圈和救生氣囊的載物架，載物架上設(shè)置有若干用于配合搭載救生工具的旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)，旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的電動部件與控制裝置通信連接，當(dāng)警用無人機飛行救援地點時，控制裝置控制并啟動旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)的電動部件，使搭載于旋轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)上的救生工具向指定救援地點投放。

警用無人機一般可劃分為遙控、電路控制和機械這3 個系統(tǒng)部分，遙控部分一般采用無線遙控器或智能手機，通過舵機控制器的無線接收模塊，將舵機控制器與無線手柄通過無線頻率相連，對舵機進行控制，再通過舵機與機械部分的機械爪相連，控制機械爪的操控，實現(xiàn)警用無人機前后左右、上升、下降以及對攜帶的救生設(shè)備抓取和釋放等操作。無人機的操作信號通過計算分析處理，從載波上分離出來，解調(diào)為相應(yīng)的按鍵信息，再將所獲得的指令信息通過電路控制機械爪的開合，使機械裝置對救生圈進行抓取、釋放的實現(xiàn)。新型救生氣囊的工作原理是救生氣囊落入水中后，氣囊球的水敏感元件遇水快速軟化，使自動裝置中的撞針失去了物理阻擋，就會在彈簧的作用下刺破了氣瓶封口上的薄膜，二氧化碳氣體就會立馬將氣囊充滿產(chǎn)生浮力用以救援溺水者。新型救生氣囊的優(yōu)點主要有：輕便小巧，便于攜帶，可以減少無人機的載重，而且應(yīng)用高強度復(fù)合面料，配備微型的高壓儲氣鋼瓶及充氣閥門，可以快速自動充氣。警用無人機的自動跟蹤拍攝定點懸停技術(shù)以及無人機的載物功能可以實施應(yīng)對不同場地，氣候環(huán)境的快速高效救生，突破常規(guī)救生設(shè)備局限，極大地降低溺水者和施救者的溺亡風(fēng)險。警用無人機應(yīng)用于溺水警情處置具有技術(shù)、功能、空間和時間的可行性和獨特優(yōu)勢。警用無人機還可以裝備到警用巡邏車，以及近水轄區(qū)內(nèi)110 報警指揮中心附近，當(dāng)接到溺水警情報案時，警用無人機根據(jù)指揮中心指令控制，自動攜帶救生圈或救生氣囊快速到達溺水警情發(fā)生地實施救援，并實時監(jiān)控溺水發(fā)生情況向急救中心發(fā)出信息。警用無人機自動化搜索和救援領(lǐng)域的發(fā)展?jié)摿薮?，?yīng)用范圍也會進一步地擴寬。隨著技術(shù)突破和制作成本的降低，警用無人機可以廣泛應(yīng)用到警用水上搜救和監(jiān)控的工作中，預(yù)防和降低水上溺水警情發(fā)生的概率。當(dāng)前，警用無人機還只是作為一款單一的警用設(shè)備應(yīng)用于實戰(zhàn)當(dāng)中，并未能與公安信息化系統(tǒng)相結(jié)合，未來一旦能夠?qū)⒕脽o人機與公安機關(guān)的信息化系統(tǒng)緊密聯(lián)系，就能夠通過將多發(fā)溺水警情地區(qū)相關(guān)案例和數(shù)據(jù)進行自動化分析和監(jiān)控，發(fā)揮溺水警情情報收集整理方面的重要作用，應(yīng)用警用無人機的巡查警告功能，將溺水警情發(fā)生概率降低。警用無人機的應(yīng)用能夠彌補經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，基礎(chǔ)一線派出所水上搜救，水上救生設(shè)備如快艇、沖鋒舟及陸上心肺復(fù)蘇工具等裝備缺乏的問題。按照近年來公安部門統(tǒng)計顯示，全國各地市公安機關(guān)溺水傷亡事故多發(fā)生于突發(fā)性溺水警情，警員在直接面對溺水者時沒有救生裝備和工具的輔助下實施救援，極大地增加了施救的危險性，因此警用無人機在溺水警情處置的應(yīng)用具有降低警員溺水傷亡事故率的重要作用。

3.2 警用無人機在溺水警情處置的應(yīng)用分析

公安民警面對溺水警情發(fā)生時，開啟并操控?zé)o人機，快速飛抵溺水者附近上方，并向下拋投救生圈或救生氣囊。溺水者可以盡快抓取到近身邊的救生圈或已自動充氣的救生氣囊，等待下一步救援，為溺水警情處置聯(lián)動機制運行開端工作發(fā)揮關(guān)鍵作用。當(dāng)施救者采用直接救生時，警用無人機可以運送泡沫救生圈配合施救人員進行水上控制和拖帶溺水者等危險施救環(huán)節(jié)的順利完成，同時還可以運用警用無人機定點懸停、跟蹤拍攝等技術(shù)實現(xiàn)生命體征監(jiān)測和后續(xù)人工救援工作的聯(lián)動配合進行?，F(xiàn)今警用無人機最大載物重量達到10 kg抗風(fēng)能力在6～7級，工作溫度-40 ℃～65 ℃，機身碳纖維一體成型，具有熱成像、雙光鏡頭，探照燈和喊話器功能，能夠在復(fù)雜環(huán)境下快速找尋溺水人員，多次智能拋投救生氣囊、救生圈等救生和急救工具。

隨著警用無人機技術(shù)的不斷成熟與完善，警用無人機在溺水警情處置中的應(yīng)用會越來越受到重視，在監(jiān)控、探查、尋找等工作都會發(fā)揮重要作用，當(dāng)收到溺水警情報告后，警用無人機能夠從最近救援船艇或警車上起飛，第一時間從空中發(fā)現(xiàn)并定位遇險人員位置，縮短救援人員發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的時間，提高溺水者獲救的成功率。精準的救生工具拋投也大大降低了救生危險事故的發(fā)生，但現(xiàn)今警用無人機飛行技術(shù)對于實現(xiàn)精準拋投仍具有一定難度和挑戰(zhàn)，一般采用懸?？胀?，即飛抵目標(biāo)正上方后先懸停，隨后緩慢下降高度，同時保證沒有較大的水平位移，當(dāng)達到合適高度后使其自由下墜拋投救生工具，實際使用中需要具體計算救生工具下降時間和不同風(fēng)速的水平位移距離，推算出最佳的釋放位置和高度以達到精確的拋投目標(biāo)。

警用無人機溺水警情處置的應(yīng)用對無人機的設(shè)計也有較高要求，現(xiàn)有的警用無人機都根據(jù)空氣動力學(xué)原理出發(fā)，主要依據(jù)外界自然環(huán)境對無人機飛行參數(shù)影響的因素，還需要滿足警用無人機的機體小便于攜帶和強續(xù)航能力的條件，警用無人機攜帶物品能力不強的缺點也應(yīng)進行不斷的改進，并且應(yīng)用于溺水急救的警用無人機應(yīng)根據(jù)人機工程學(xué)的角度設(shè)計產(chǎn)品，來降低救援過程中對被救援人員和無關(guān)人員造成意外的傷害可能。警用無人機溺水救援流程設(shè)計可以針對不同的救援情況和救援特點分類進行不同的、相對更合理的救援模式，以能夠最短的時間內(nèi)實現(xiàn)成功救援為原則，比如：在可見度較高且天氣晴朗溺水距離較近的情況下，施救者肉眼可見溺水者具體位置時情況下，警員可以直接采用手機或遙控器操縱警用無人機進行救援。無人機的飛行軌跡一般大致上趨近于直線，能夠快速地飛抵溺水者附近。而如果是在惡劣的天氣情況下如大霧下雨等空氣能見度差時，或者是夜晚和溺水發(fā)生地較遠，警員無法觀測到溺水者準確位置，當(dāng)警員收到求救信號時，警用無人機需要進行自動搜救，可以依靠無人機的熱成像技術(shù)在溺水者搜救中來完成工作。應(yīng)用警用無人機可以搜尋到人肉眼不能及時發(fā)現(xiàn)和定位的落水者，快速展開救援行動。

現(xiàn)有的警用無人機的旋翼垂直起降和懸停功能，以及固定翼的巡航能力，在精準投放的要求上雖然具有很大的潛力，但水空兩棲無人機的成熟發(fā)展，將帶來更加精確的投放方案。兩棲無人機可以在溺水者附近懸停定位后降落在附近水面上，在自動游進溺水者并直接被用作救生工具使用，這將進一步提高救援成功率。

近年來，雖然我國警用無人機的發(fā)展可謂迅猛，警用無人機在警務(wù)活動中的應(yīng)用范圍越來越廣也給無人機在溺水警情處置的應(yīng)用提供了大量可借鑒的經(jīng)驗和方法；通過不斷探索發(fā)現(xiàn)，能夠利用警用無人機完成快速運輸救生設(shè)備實施對溺水者的救援模式也會為有限的警務(wù)資源節(jié)約大量成本，為警務(wù)人員水上救生技能發(fā)展培訓(xùn)開辟新的思路。警用無人機的操控簡便，而溺水者的救援時間可謂“一寸光陰一寸金”，運用警用無人機救援不僅可以極大地節(jié)省救援時間，降低溺水者和施救者發(fā)生危險事故的可能，而且也能夠進一步完善水域警務(wù)救援工作機制，實現(xiàn)科技強警的戰(zhàn)略目標(biāo)。由于我國絕大多數(shù)地區(qū)的水域警務(wù)工作環(huán)境內(nèi)都沒有專業(yè)的救援條件，因此警用無人機在溺水警情救援方面的研究與建設(shè)是實現(xiàn)彌補專業(yè)救援無法滿足問題的低成本、高效率發(fā)展完善的一條捷徑。

在新時代背景下，雖然警用無人機在公安工作中也存在應(yīng)用表面、思維固化、集成度低等問題，但警用無人機應(yīng)用于溺水救生的實戰(zhàn)化研究是實現(xiàn)科技強警要求下的新方向，促進該應(yīng)用領(lǐng)域不斷發(fā)展完善。推進溺水警情技戰(zhàn)法培訓(xùn)的創(chuàng)新和發(fā)展，在全警范圍內(nèi)組織開展警用無人機應(yīng)用溺水警情技戰(zhàn)法培訓(xùn)，通過實踐操作訓(xùn)練，使警用無人機溺水警情處置模式更適應(yīng)實戰(zhàn)需求[7]。

4 結(jié)語

警用無人機作為一種新變量的技術(shù)正在不斷發(fā)展和成熟運用，為優(yōu)化警務(wù)機制和提高執(zhí)法效能提供了新的驅(qū)動力，從溺水警情處置的實戰(zhàn)需求和警用無人機的應(yīng)用實踐出發(fā)，對警務(wù)資源優(yōu)化配置、警務(wù)業(yè)務(wù)流程科學(xué)再造以及執(zhí)法效能的提升具有積極的促進作用。基于新興技術(shù)的快速發(fā)展，將警用無人機結(jié)合公開水域水上救生技能的運用和創(chuàng)新，探索更加高效安全智能的溺水警情處置模式，相比傳統(tǒng)的水上溺水警情救援方式，能夠極大地降低施救和溺水人員傷亡風(fēng)險，減輕日益加重的公安執(zhí)法難度，為解決當(dāng)前公安民警溺水警情處置面臨的問題，拓寬該領(lǐng)域視角，尋求新的發(fā)展方向發(fā)揮作用，為無人機在溺水警情應(yīng)用中的準確性、自動化的不斷改進和優(yōu)化提供了實踐依據(jù)。