广西警用安防无人机方案.doc

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警用无人机系统建设方案

警

用

无

人

机

系

统

建

设

方

北京云汉通航科技有限公司

2016.3

目录

1. 概述 5

2. 无人机需求背景分析 6

2.1. 系统建设背景 6

2.2. 系统建设必要性 6

2.3. 系统建设的可行性 6

3. 无人机警用领域 7

3.1. 无人机在社区民警领域的应用 7

3.1.1. 公共领域的常规巡查 8

3.1.2. 大型集会的监控 8

3.1.3. 聚众闹事事件的监控 9

3.1.4. 应对突发媒介失灵事件 9

3.2. 无人机在公安刑警领域的应用 10

3.2.1. 空中侦查 11

3.3. 无人机在反恐处突领域的应用 12

3.4. 无人机在边防领域的应用 14

3.4.1. 快速机动反应 15

3.4.2. 最佳视角进行侦查 15

3.4.3. 避免人员伤亡 15

3.4.4. 口岸处突 16

3.4.5. 情报收集 16

3.4.6. 巡逻监护 17

3.5. 无人机在消防领域的应用 17

3.6. 无人机在森林、生态领域的应用 18

3.6.1. 无人机抱回濒危野生动物 19

3.6.2. 无人机配合联合执法 20

4. 警用无人机组网系统 21

4.1. 应用背景 21

4.2. YH-TD型同频组网移动多媒体传输系统 21

4.2.1. 系统覆盖区域 23

4.2.2. 无人机图传 23

4.3. YH多环境适应组网. 24

4.3.1. 多中继站的组网方案 24

4.3.2. 多远端站（一点多址）组网方案 25

4.3.3. 中继接力组网 25

5. 无人机系统及任务载荷 27

5.1. YH-80固定翼无人机系统 27

5.2. YH-M4P多旋翼无人机系统 1

5.3. YH-H4固定翼无人机系统 4

系统参数 5

5.4. 光电吊舱系统 7

5.4.1. NEO-1光电吊舱 7

5.4.2. 可见光+红外系统 8

-IV-

1.概述

随着城市现代化的不断发展，车流、物流、人流急剧增加，城市治安形势日益复杂，传统的人工现场熟悉地理环境或依靠普通二维地图指挥调度已远不能满足公安应急等特殊的紧急需求，现场可视化的应用需求越来越迫切。

而城市突发事件的信息采集存在时间、空间、规模等方面的诸多不确定性，实现复杂，现有信息采集手段的有效性方面存在不足。

警用无人机可以弥补上述不足，发挥不可替代的作用。

它具有噪音小、隐蔽性强、可靠性高及易用性等特点，适合在城市等空间狭小的现场快速部署，尤其适用于群体事件现场情况的全局掌控，以及事故现场的拍照、火灾现场勘测、有害物质区域侦查等。

能够“查得准、盯得住，传得快”，为领导指挥决策提供重要依据。

同时无人机凭借成本低、易操纵、高度灵活和稳定等优点，能够完成空中监控、日常巡逻、搜索跟踪等任务，受到了警务部门的青睐。

公安干警和武警利用无人机来应对突发的社会事件，交警部门则用无人机来进行交通方面的管理，特警部门则利用无人机进行空中侦察抓捕罪犯等工作，林业部门通过无人机进行滥砍滥伐执法取证。

总之，警用无人机在未来将会协助各个警察部门在公共安全领域发挥更为重要的作用。

2.无人机需求背景分析

2.1.系统建设背景

公安机关除常规的任务外，所承担的大型活动安保、群体性事件、自然灾害处理，抢险救灾等任务也越来越重，各地公安机关对可执行空中侦察、监视、拍摄，信号传递，实时指挥任务的无人机装备的需求比较迫切。

广西位于全国地势第二台阶中的云贵高原东南边缘，地处两广丘陵西部，南临北部湾海面。

南部接壤南海北部湾，西部与中越交界，林业海洋资源集中，年降水量大。

复杂的地形以及海岸线、边境线也给公安、边防、森林执法带来了各种不便。

2.2.系统建设必要性

广西壮族自治区是中国重要的边境省份之一，有丰富的森林资源以及丰富的物种生态环境，海上的港口以及中越边境加强与东南亚各国的经济交流。

然而丰富的森林资源和漫长的边境线也为不法分子带来了可趁之机，滥砍滥伐，猎杀保护动物，边境走私贩毒时有发生，给周边地区乃至全省工农业生产、国家、集体财产和人民生命财产造成重大损失，并在一定程度上制约了地方经济和社会发展。

无论是滥砍滥伐还是走私贩毒，私藏枪支都具有隐蔽性和危害性的特点，往往会造成严重的经济损失，由于违法分子作案属于有组织作案，借助广西地区复杂的环境以及各类掩护，传统人员搜查很难做到在不让犯罪分子发觉的情况下进行执法，很可能让罪犯提前逃脱，导致各类案件不能根据现场情况部署，甚至造成更大的损失和次生灾害。

因此，在发现可疑线索后，第一时间获取现场信息是提高执法效率和质量的关键因素之一。

2.3.系统建设的可行性

由于执法现场无法快速调用卫星遥感和有人机，在特殊环境下，犯罪分子会有意避开监控覆盖范围，获取现场信息时受到时空分辨率、外界环境等的影响，其在各类执法过程中的作用受到限制。

警用无人机系统具有快速响应能力、机动灵活无需机场降落、影像分辨率高、成本低等特点，可以配合警方现有车辆，应急指挥车，岗哨，且能够在高危地区作业，非常合适应用于战争灾害及各类自然灾害的应急指挥。

无人机系统建成后，可与现有警用监控系统兼容使用，形成天地一体的全方位信息采集传输体系。

在城市执法和处置突发公共事件中，为上级机关提供全面及时的现场信息，使指挥者对现场情况的掌握更加全面、准确，使其判断和决策更加及时、正确，有利于合理调度执法力量，提升执法能力，提高执法效率，最大限度的减少国家和人民的生命财产损失。

现有无人机可根据区、县、市及各自治区的人员及车辆配置进行针对性选型，根据所管理辖区主要违法犯罪行为不同搭配固定翼、直升机、多旋翼无人机。

总体技术和要求符合公安系统现有执法体系。

3.无人机警用领域

3.1.无人机在社区民警领域的应用

一般而言，社区民警时公安派出所从事治安防范、管理和沟通群众的主要力，主要承担的职责有六项，即开展群众工作、掌握社情民意、管理实际人口、组织安全防范以及维护治安秩序、应急救助等服务。

对于管辖范围较大、人口较为密集的地区，无人机的装备无疑为社区民警的工作带来了极大的提升。

3.1.1.公共领域的常规巡查

对于片区治安来说，巡查是社区民警必不可少的一项工作。

但是对于管辖区域大、人口密集且分散分布的地区，由于警务力量不足等因素，可能造成巡查存在漏洞，给犯罪分子以可乘之机。

无人机一般可携带多种警务设备，包括高清数码摄像机、夜视仪等，可以帮助社区民警对管辖区域进行定时定线地巡查。

不仅可以节省警务力量，而且有利于公安部门及时掌握相关区域的公共安全状况。

3.1.2.大型集会的监控

无人机可对会场空中监控，提供高清画面，并可以快速机动到任何需要的区域上空，搜索发现地面可疑人员、车辆，提供强有力的空中情报保障。

将视频图像实时传输回指挥中心，指挥中心根据无人机传输回的资料对现场实时掌控，一旦发现突发情况，无人机可以第一时间发现，极大地提高了应急处理效率。

3.1.3.聚众闹事事件的监控

无人机飞抵事故目标区域上空对目标区域进行全方位不间断的监控，为公安干警全面掌控事态提供了先决条件。

警方可根据无人机拍摄的资料对事故责任方进行举证，同时可以了解目标区域的事件发展情况，及时形成相应的决策，防止事态失控。

3.1.4.应对突发媒介失灵事件

面对因谣言而发生的群众聚集事件，无人机加装空投装置后，能进行特殊物品的投送，如播撒传单，向地面人员传递信息，达到辟谣效果。

小型旋翼无人机通过加装高音喇叭，可以进行空中喊话，传递政府信息。

也就是说，在正常媒介失灵的情况下，无人机可以暂时承担这一任务，及时地完成政府部门与群众沟通的任务，帮助社会度过这一危险期。

3.2.无人机在公安刑警领域的应用

公安刑警最为主要的工作就是进行刑事侦查，负责刑事案件的侦破工作，该类犯罪都属于有预谋或高风险特征，利用无人机可以在取证，刑侦，追查，围捕等各个阶段通过进行快速部署，快速侦查，信息直接回传地面人员及指挥中心。

3.2.1.空中侦查

由于无人机可携带高清数码相机、摄像机、微光相机、红外等警用设备，在某些特定的目标区域或者是由于某种原因而无法进行人员派遣的某些目标区域，警用无人机均可发挥重大作用。

一般而言，小型的无人机以电力为动力源，噪声较小，不易惊醒目标任务。

而且体积较小且高空飞行，也具有较强的隐蔽性。

当无人机携带上高清摄像和红外设备时，就可以实施侦查任务了。

为警方的下一步行动做好准备。

（2）定点监控

无人机可以对逃犯采取的各种逃跑方式进行跟踪、监视，也可以搭载红外设备，对夜晚逃犯进行监控，可对躲藏在丛林里的犯罪嫌疑人进行扫描式飞行搜索。

无人机将逃犯的逃跑路线提前通报警方，提高警方的抓捕速度与抓捕准确性。

（3）追捕罪犯

当碰到罪犯拘捕且出逃的情况时，可能由于某些原因警方无法立即阻止力量响应，这就带来了一定程度上的时间滞后。

时间滞后越久，追捕犯罪分子的难度越大，捕获其的可能性就越小。

如果装备警用无人机的话，这样，时间滞后可以大大缩短。

警方在相应力量没有完全组织起来之前，完全可以先出动警用无人机，对逃犯实施实时监控，完成对目标逃犯的定位，并将相关信息和地形、人群数据传送回指挥中心，为警方的抓捕做好准备。

3.3.无人机在反恐处突领域的应用

对于公安武警和特警而言，他们的主要职责就是应对突发的暴力事件和反恐事件，例如3·1昆明火车站暴力恐怖事件。

在反恐处突等任务重，警用无人机的用处是极大的。

警用作业图示：

第一步：

无人机迅速起飞，迅速赶到现场勘查，并将现场大致情况及时反馈给指挥中心；

第二步：

无实施低空拍摄，将犯罪分子人数、规模、人员伤亡等情况及时传回智慧中心，便于指挥中心做出下一步行动；

第三步：

指挥中心根据无人机传回来的消息，迅速做出决策，对武警特警、

救护人员、消防人员等进行合理部署；

第四步：

无人机不间断对目标进行监控、将犯罪分子的动态实时传递给指挥部，配合武警特警部队进行精确抓捕。

3.4.无人机在边防领域的应用

广西的海岸线，西起东兴的北仑河口，东至合浦县山口镇，长度为1595千米。

为，整理出包括东兴辖区、合浦县辖区等沿海三市各辖区在内的海岸线，广西有8个边境县市与越南的广宁、谅山、高平3个边境省接壤，分别是东兴、防城、宁明、凭祥、龙州、大新、靖西、那坡，边境线长637千米。

截至2010年，双边沿陆地边界有5个国家一类口岸、7个国家二类口岸和25个边民互市点，沿海还有4个边贸码头。

其中有2/3的边境线是高山森林和河流等极其复杂的环境。

针对我国边境线出入境人流量大，走私偷渡等犯罪活动严重的情况，客观上要求边防部门执行任务的距离远，反应的速度快。

传统的边防监控多以人工监控的方式进行。

无人机减少了人力的浪费，提高了监控效率。

通过无人机携带红外摄像头，可以远在10公里之外的指挥哨所对边境线进行长期全方位的侦查，无人机具有小型化，静音等优势，改装后的高清变焦吊舱可在1公里之外的范围识别车辆，人员的信息，避免入侵边境等复杂问题。

同时无人机飞行期间可以不受地形影响，快速跨域河流，山谷等复杂地形，日常期间可放置在小型车辆内，甚至由人员单兵携带快速机动，适应边防地区小范围复杂执法。

3.4.1.快速机动反应

无人机的快速机动反应特点主要反映在起降场地要求低。

无人直升机和多旋翼无人机无需配置专门的机场，在地面、高楼天台、船艇甲板等地均可进行起降，固定翼无人机滑行距离也一般不超过300m，起降场地低要求为无人机的快速机动反应奠定了基础，警方能随时随地根据需要就近选择场地出动无人机协助执法。

相比之下，有人机起飞滑跑距离在1km以上，对跑道要求比较高，而且机场通常修建在郊区等较为偏僻的地区，不利于及时到达执法地点[31。

3.4.2.最佳视角进行侦查

无人机影像拍摄具有高清晰、大比例尺、小面积、高现势性的优点。

它以无人机作为空中遥感平台，以高清摄像头为工具，实现对地面彩色、红外、黑白影像数

据的收集，并利用计算机对图像信息进行后期加工处理，集成了遥感、遥控、遥测技术与计算机技术的新型应用技术。

在一些包围抓捕过程中，无人机可以高空监控包围圈内情况，以最佳角度及时记录下事态发展过，为地面指挥人员决策提供实时有效的信息，同时为事后处理提供最有力证据。

3.4.3.避免人员伤亡

人员的零伤亡则是无人机运用于警务活动最大的特点之一。

与歹徒的暴力对抗过程中，运用无人机进入相关区域开展监控，可以零风险地了解歹徒的具体位

置、人员数量、武器装备等重要情报；使用无人机在有毒气泄露、火警、自然灾害救援现场进行勘察时，也无需考虑有害气体对飞行员造成的人身威胁。

3.4.4.口岸处突

当前各口岸技防设施以视频监控为主，对于活动目标的监控仍存在一定的盲区，而且监控设备非常容易受到不法分子破坏导致“失明失聪”，无人机则可以

第一时间到达事发现场，通过可见光视频和红外热成像等机载设备，对嫌疑人进行动态跟踪，将犯罪嫌疑人的武器装备、人员数量等第一现场情况实时回传作战

指挥部，为指挥首长制定行动方案提供决策依据。

3.4.5.情报收集

信息化条件下情报工作取了巨大的发展，但在一些偏远不发达地区，受条件所限，视频监控等无法覆盖，不法分子窝点通常布有暗哨，一旦有陌生人进入所属区域就引起对方警觉，侦查员搜集到的资料仅仅停留在平面化、非可视化，对情报收集工作来说是一个很大的障碍。

利用无人机进行空中全景现场侦查具有隐蔽性，避免了大型直升机侦查因目标大、噪音响而引起不法分子警惕，又能快速机动灵活地对目标进行全方位多角度地进行现场取证调查，为后期围捕行动提供第一手情报信息。

在大型活动中，无人机可以从空中向地面提供高清画面，并可以快速机动到任何需要的区域上空，搜索发现地面可疑人员、车辆，提供强有力的空中情报保障。

3.4.6.巡逻监护

广西边境地区地形复杂，走私、偷渡通道就隐藏在这些交通不便的地区之间，边境线过长、面积大、地形多样复杂都给边防管控带来了巨大的挑战。

另一方面，沿海港口、内陆铁路口岸边检站承担出人境货轮、列车等交通运输工具的监护任务，货轮列车体型庞大，实施随船、随车监护时检查员受视野所限制，对船体、车体难以做到前后兼顾，检查员从船体车体头部走到尾部需要很长时间，整体把握船员和列车乘员的活动情况存在一定困难。

小型无人机通过地面站软件设置飞行路线，可实现高效的边境线巡逻或对重点海域的缉私巡逻。

在边境山林地区，可以采用无人机进行低空搜索，每隔一定飞行距离自动拍摄—组高清照片，通过对照片进行分析，一旦发现了疑似嫌疑人活动通道或者窝点，随即派遣警用直升机和相关人员去该区域详细侦查。

进行随船、随车监护时，可以使用无人机在货轮、列车行进方向上配合检查员工作，随时调动无人机前往不同位置对船体车体进行全方位多角度动态监控。

3.5.无人机在消防领域的应用

随着现代化大都市的繁华与发展，超高层建筑及复杂城区对于消防车辆进入，以及现场火情勘察要求越来越高，延迟一秒都会有可能造成巨大人员和财产的损失。

由于消防云梯高度的局限，现场的消防指挥人员很难及时了解发生在超高层建筑上的火情。

即使是一个普通的火灾，对遇火者、消防员和火灾现场附近的人们来说，都存在着大量的潜在危险，火灾引起的浓烟弥漫对周围的道路交通也会造成巨大危害。

　　拥有高度便携性能够在火场快速展开的旋翼微型无人飞行器系统搭载的热成像和可见光一体化摄像机，可以帮助消防指挥人员快速评估现场的火情、判断遇火人员的位置、指挥消防员的扑火的方向、掌握火场附近爆炸物和化学物品的分布、预警浓烟和火星漂移的方向、转移火场周边人员与财产、查找扑救后火场中的残火，对迅速扑灭大火避免额外的损失提供强有力的情报支持。

这些对火场的真实的全面的影像记录经过整理后，也可以为消防人员的日常训练提供很好的实战教材。

3.6.无人机在森林、生态领域的应用

无人机林防火系统以森林防火信息为重点和主要对象，以无人机遥感信息为中心基础，基于成熟的数据传输技术、IP技术的网络视频系统和数字定位技术的，集防火信息管理、生态建设管理为一体的，为森林防火及其它林业工作服务的综合应用系统。

该系统应具有以下功能：

无线传输方式特别适合无通信线路、无电能、无道路情况。

可实现远程图像实时图传和控制，通过无人机设备实时掌握现场情况。

红外热成像实时温度监测，及时发现火灾隐患并报警

视频信息可在IP网络上传输，用户可在网络上的终端看到现场的图像。

系统具有可扩展性，系统具有升级功能，适合森林防火防护监控系统的发展要求。

具有森林地理信息系统等辅助决策系统、火势蔓延分析功能。

无人机平台采用长波红外热成像仪+辅助可见光成像+定位吊舱+无线传输设备，由于该系统强大的数据处理和系统集成能力，可以实现在一个平台上完成数字图像监控采集、林火预警、无线传输、防盗报警监控管理、远程控制等功能，从而降低系统的造价、提高了监控维护的效率并降低了使用难度。

采集平台可以高效的压缩处理接入的图像，通过电脑监视器就可以实现所有图像的实时动态监视，同时利用该系统可以调用存储在硬盘中的历史资料，本系统采用业内顶尖压缩技术MPEG-4/H.264算法，压缩比高达1:

500。

另外系统还可以灵活的设置温度预警信号和图像的联动关系，

监控服务器提供了对无人机采集工作站的分层次管理，对用户的分级权限管理；用户可以根据需要通过网络将无人机音视频数据实时存储在中心服务器上；服务器数据库记录了所有视频资料信息（视频文件可以是分布在各个采集工作站或服务器）、报警信息、监控点信息、其它数据信息，一般用户通过WEB登陆服务器，可以在统一的界面查询任何对他授权的信息；对于无人机和中心之间不支持多播的网络环境，服务器提供了单播到多播的数据转发，中心的多个人员查看无人机的实时流大量节省带宽。

3.6.1.无人机抱回濒危野生动物

无人机拍摄监控可在濒危野生动物资源保护领域中大显身手。

我国保护区动物受到威胁的方式主要有盗伐、挖药、放牧、盗猎、开矿，新出现的干扰类型也有剥树皮、旅游、垃圾、探测油气等。

无人机在取证调查、预警震慑、协同跟踪等方面都能收到很好的效果。

3.6.2.无人机配合联合执法

针对近年来我国多个地方存在的非法猎捕和无证养殖、无照经营、无证运输陆生野生动物现象，多地省林业厅、省工商局会同省森林公安局，联合开展了陆生野生动物保护执法大检查。

通过无人机拍摄高清航空影像，可在短时间内大面积监测野生动物生存现状。

同时，可配合执法机关发现乱捕滥猎野生动物的非法工具，加大对天网、投毒、捕杀行为的打击力度。

在特殊的森林地区，可以挂载红外摄像头，对特殊地区的人员，车辆进行进行排查。

4.警用无人机组网系统

同频组网移动远程图像传输系统是专为复杂环境下移动图像组网监控和音视频数据传输而设计的新一代无线短波传输系统。

同频组网移动多媒体传输系统保持了COFDM非视距、高速移动传输的诸多优点。

实现了传统COFDM、单载波等系统所不具备的同频组网传输通信功能。

同频组网系统传输容量大，并且可以根据不同业务需要动态改变带宽、视频格式和数据速率。

从而达到距离最大化和功率最优化的效果。

产品适用于野外数据传输、应急指挥中的前端图像采集传输，图像监控、远程监控、数据传输等应用。

广泛应用于森林、武警、消防、公安、气象、水利、地震、城市应急办、新闻、及政法执法部门。

4.1.应用背景

远程移动视频监控、移动数据传输、无线数据传输等系统的要求日益增高，需要与网络系统相结合，实现对大量视频数据实时、无地域、无阻碍的传输。

在图像传输方面出现了以COFDM系统、单载波系统、综合目前诸多不同部门的应用要求，在COFDM的基础上开发了组网型TDD-COFDM传输系统。

并做到射频带宽可设置，组网方式多样化。

4.2.YH-TD型同频组网移动多媒体传输系统

应急应用设计的系统通常由YH-TD同频组网移动多媒体传输系统指挥中心、移动远端站、通信指挥车、现场图像采集及显示系统等设备组成。

最基本的通信系统可以由一个“点对点”数据传输系统构成。

[指挥中心][车载指挥站]

[YH-TD移动远端站][YH-TD无人机站]

应急通信指挥系统工作原理描述：

●移动远端站

在现场，单兵、车辆甚至平台搭载YH终端设备，在

YH设备覆盖范围内执行任务，并实时传送现场音频、视频及数据信息。

●指挥中心

在信指挥车或固定指挥中心内，YH中继站设备接收远端所

传信息，即可对受灾现场实时监控，同时可对远端进行远程指挥。

●数据传输

指挥中心和车载站之间，还可以通过4G网络、有线网络、卫星通讯实现远程跨地形的大数据流交换。

4.2.1.系统覆盖区域

一般野外条件下，固定中继站与车载站间距离可达10公里。

一般野外条件下，车载站与移动远端站间距离可达3-5公里。

机载模式最大可达到110公里的传输距离。

4.2.2.无人机图传

YH1000-T：

小（180mm*130mm*32mm）、轻（745g）、远（10W功率传输80KM以上）、高分辨率（1080P/60fps）具有体积小、重量轻和传输距离最远的COFDM无线单兵或机载发射机设备，采用当前领先的COFDM调制技术，空中宽带（8MHz）和强抗多径干扰能力，克服模拟技术和常规调制技术下图像传输多径反射及遮挡所带来的困扰，实现在高速运动中拍摄并实时非视距传输高质量的全高清视频图像，特别适合于复杂环境下使用。

视音频编码采用H.264标准，清晰度达到1080P/60高清分辨率（1920*1080P/60fps向下兼容720P），支持数字视音频HDMI/3GHD-SDI（可选）输入接口。

具有画质清晰、色彩亮丽、图像流畅的优点。

广泛应用于无人机（救灾、抢险、森林防火）、三防应急通讯、广电转播、广电直播；野战部队单兵侦察；公安、武警、消防指挥车与侦察员及指挥中心的图像传输；边防缉私、海事、海防等领域的海上高质量图像实时监控；实时新闻采集/赛事转播无线移动摄像车团；直升机、飞艇的空中侦察、监控等不适合布线和无法布线的远距离

4.3.YH多环境适应组网.

4.3.1.多中继站的组网方案

如果考虑整个目标区域的覆盖范围远超过20公里以上，从解决机动覆盖角度出发，将采用固定指挥中心+移动中继的组网方案。

●单个指挥中心的应用服务覆盖半径在5～20Km不等，多个单兵及无人机系统提供大范围内的机动通信指挥能力；

●整个移动通信网络将由若1个指挥中心、移动中继站、车载远端站等组成。

几个远端站将分别选在指定地点或具有有利地理范围的地方。

在每个远端站的覆盖范围内，车载远端站将完成与该中继站的无线多媒体传输与通信。

可自动完成车载远端站在不同中继站之间的切换，无需人工干预。

这种组网方案解决移动多媒体传输系统在固定区域野外环境的网络覆盖问题；

●各中继站之间的连接方式通常有5.8G扩频数字微波和光纤等两种无线和有线的接入方式。

如果有可利用的现成的光纤资源，则以有线解决方案为主。

在不具备光缆实施条件的地方将采用扩频数字微波的解决方案，提供可靠的、电信级的设备连接。

●网络拓扑结构为在