2019年应急产业智能救援产品发展情况和市场前景分析 无人机和机器人在应急救援领域前景如何?【组图】

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20 蔡志濠 • 2019-09-12 09:00:16  来源:前瞻产业研究院 E5946G0

随着信息通信技术、新材料、人工智能、大数据等新技术与传统产业的深度融合,应急产业在新技术、新产品、新业态和新模式等方面必将迎来前所未有的机遇。以无人机、机器人为代表的智能救援产品研发进展顺利,逐渐崭露头角,前景可期。

救援无人机发展意义

随着无人机技术的日趋成熟和航空摄影技术的进一步拓展,我国民用无人机应用领域日益广泛,包括:摄影测量、应急救灾、公共安全、资源勘探、环境监测、自然灾害监测与评估、城市规划与市政管理、林火病虫害防护与监测等。

早在20世纪90年代末,美国就开始将无人机应用于灾害监测救援,但在我国,无人机一直未被投入地震灾害等应急应用。直到2008年,汶川大地震发生,中科院研究队伍最先尝试将遥感无人机应用于震中灾情航拍,随后在玉树地麻、芦山地震等灾后应急救援中,遥感无人机第一时间发挥越来越重要的作用。多次应急救援实践证明,无人机在震后可迅速进入灾区航拍,现在还可以远程实时指挥,实时传回清晰的图像;无人机成本低、易操纵、反应快,对大面积区域震害调査效率更高;有了无人机,专家可在后方集中精力,快速评估震害灾情,因此具有独特优势。

除航拍灾情以外,目前无人机技术还可实现挂载多种载荷模块,“变身”移动的通信基站,同时具备灾后运输、投放物资、喊话等救援潜力。因此,无人机将是应急救援中不可缺少甚至不可替代的航空力量。

救援无人机发展前景

目前,无人机在对抗自然灾害过程中主要应用于三个方面:实时监视、灾后搜索救援和灾后灾情评估。机型主要是中小型短近程,尤其是中小型更适于在突发救援事件中使用,多旋翼无人机在国内外救援领域获得很好的发展。

救援活动对信息和物流需求急迫,未来救援无人机能绘制灾后数字地图、对灾区进行指挥和调度、对灾区进行物资补给等。救援专用功能将更加丰富,综合能力增加,形成系列产品。搭载各种救援装备,集成多种功能,飞行平台从微到大,飞行方式从固定翼、螺旋翼到涵道风扇等。数量将增加,各地区、各救援队、各医疗单位、各部队广泛配备。如我国空军先发展导弹一样,无人机也会优先快速发展。将从单个体向大系统发展,无人机可近程远程操纵,基层和总部均可控制,各重点地区布局后,平时待命,一旦有紧急情况发生,立即升空。灾情和获得的信息共享,最大限度地发挥作用。深化无人机救援的理论研究,进行无人机操作和图片分析人员培训,空域划分,通讯频段划分,出台相应法律法规规范管理,增强通讯传输能力,增加稳定性减少坠机失控等故障。实现更快的速度、更短的起飞时间、更长的飞行时间、更少的人力物力、更高的效率。

在2018年6月21日中国民用航空应急救援联盟应急无人机专业委员会成立大会上,国务院应急管理专家组组长建议,除建立全国统一的常备应急无人机支援力量外,也应建立全国应急无人机大数据库,并深入研究无人机在提升应急管理能力建设中的技术规范和标准,提出适应国情的应急无人机实施方案。前瞻产业研究院对救援无人机市场容量进行测算,远期可达到70亿元的规模,数据具有一定的参考价值。

图表1:救援无人机市场容量测算

救援机器人发展意义

近些年,战争、恐怖袭击等突发事件,地震、海啸等自然灾害及潜在的核、化、生和爆炸物等严重威胁着人类的生命与财产安全。各种灾难发生次数增多的同时,其严重性、多样性和复杂度也逐渐增加。灾难发生后的72h为黄金抢救时间,但受灾难现场的非结构化环境的影响,救援人员难以快速、高效、安全地进行工作,且救援任务逐渐超出了救援人员的能力范围,因此,救援机器人已经成为一个重要的发展方向。

通过归纳总结可知,救援机器人有以下4个优点:1)机动性和搬运破拆能力强,而且通过电池补给可以连续工作,提高搜救效率;2)可以通过携带多种传感器,实现废墟内的图、声、气、温等检测,有效锁定受害者的位置;3)行进速度快;4)机器人救援可以辅助或替代救援人员,避免二次倒塌所带来的伤害,降低救援人员的风险。

图表2:救援机器人的优点

救援机器人国外发展情况

在应急救援装备领域,国外已经形成了比较完善系统的产品链条,包括应急信息装备、调度指挥装备、监测监控装备、抢险救援装备、个体防护装备、生命探测装备、遥感探测装备等都有成熟的应用,正在向智能化、快速化、成套化、一体化方向发展。以智能应急救援机器人为例,目前已是发达国家的国家发展战略。用机器人辅助或代替人,执行应急处理任务,在维护公共安全和抢险救灾中发挥重要作用。

图表3:全球发达国家发展智能应急救援机器人情况

救援机器人发展现状

在国内,救灾机器人的研究起步较晚,但受到的重视程度很高。如国家“863”计划支持研发地震救援辅助机器人等的一系列措施;国内各大高校、研究机构以及企业单位等都进行了积极研究,近年来取得了很大进展。

国家“十二五”科技支撑计划的重点项目“龙虾”救援机器人是目前世界上最大的抢险救援机器人。它的每只臂有7个自由度,在工作人员的控制下可自由升降,且能模仿人的双臂进行无死角的协调及配合作业,还能实现轮、履两用驱动行驶。具有油、电“双动力”交替驱动,可双臂手作业,轮履复合行进,其双臂末端的机械手可根据作业或救援现场的需要快速更换不同作业功能的液压属具,实现快速装卸、拆解、抢险救援等作业。

中科院沈阳自动化研究所研制的废墟搜索机器人的最大特点是可以改变自身的构型进入危险区域或救援人员无法进入的复杂环境,利用其自身携带的红外摄像机、声音传感器可将废墟内部的图像、语音等信息实时传回后方控制台。废墟搜索机器人的作用体现在以下2个方面:1)快速搜索幸存者,并提供信息给救援人员,方便施救;2)随时监视废墟的变化,防止发生倒塌危及救援人员。中科院沈阳自动化研究所研制的旋翼飞行机器人的主要功能是提供灾害现场的精确位置及救援人员现场作业等实时信息,并协助救援队进行排查工作,最大任务载荷为40kg,最大巡航时间为1.5h。

图表4:领先机构救援机器人的技术进展格局

救援机器人发展前景

在2017年科技部发布的《“十三五”公共安全科技创新专项规划》中,也对我国救援机器人给予了一定的支持,除此之外,很多有关救援机器人方面的竞赛也不断出现,例如全国机器人大赛中,就有排爆救援机器人、全地形机器人、水中机器人模拟管道漏油点检测等比赛项目。

综合国内外的研究现状,机器人的智能化与多功能化是今后的主要发展方向。一是将机、电、光、声、化和生物等多学科进行融合,实现真正的智能化。二是研制能将被困者转运出受灾现场的机器人,真正实现替代人类工作,减少救援人员的伤亡。三是通过对救援人员进行操作培训,使救援机器人很好地配合人类工作,使其广泛应用于救援队的现场工作中。

结合招投标情况来看,目前救援机器人以消防/灭火/防爆/排烟功能为主,采购方主要为消防队或者公安局。目前,救援机器人的采购规模在1-2亿元,远期来看,救援机器人市场容量可达到166亿元,数据具有一定的参考价值。

图表5:救援机器人市场容量测算

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国应急产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

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