警用無人機研究現狀與趨勢
——基于CiteSpace的文獻計量學研究

羅周周，艾 萱，唐寶華

中國人民警察大學 a. 研究生院； b. 偵查學院，河北 廊坊 065000

無人機的誕生可以追溯到1914 年，其研制的最初目的是應用于軍事領域。進入21 世紀后，隨著全球定位技術、新能源技術、芯片技術等新技術的不斷涌現以及制造成本的降低，無人機憑借無人員傷亡風險、機動性能好、使用方便等優勢進入民用市場。1993年，武漢市公安局購入第一架警用無人直升機，標志著警用無人機正式加入我國警用裝備行列［1］。2008年北京奧運會期間，警用無人機在北京、青島場館的安保中大顯身手，提高了工作效率，減少了警力投入，各地公安機關紛紛購買警用無人機充實裝備庫。2020年，警用無人機通過非接觸式巡邏、勸返聚集人群為疫情防控貢獻了力量，極大推動了警用無人機的應用與發展。警用無人機的發展越來越受到公安機關的重視，公安部在2016—2017 年相繼出臺《警用無人駕駛航空器管理暫行規定》《警用無人機駕駛航空器登記管理辦法》《警用無人駕駛航空器系統》等公共安全行業標準，進一步規范了警用無人機的管理和使用，從而更好地保障公共安全。

警用無人機在警務工作中發揮更大作用的同時也引起很多研究者的關注，相關文獻數量呈現逐漸增多的趨勢，然而目前還沒有關于警用無人機全面的、可視化的圖譜現狀分析［2］。基于此，結合CiteSpace 可視化分析工具，運用文獻計量法對2012—2023年間的警用無人機相關文獻進行數據挖掘和可視化計量分析，以期明晰警用無人機的發展現狀、熱點及趨勢，為我國公安機關和公安院校的實戰人員、研究人員提供參考。

1 數據來源及處理

本研究采用的是CiteSpace（5.3 版本）可視化分析軟件、EXCEL 和CNKI 的可視化分析工具，數據來源是CNKI 數據庫收錄的相關文獻。以“警用無人機”為主題進行搜索，搜索年限為2012年1月至2023年1 月，剔除會議、綜述、報道等無關文獻后，得到141條文獻。

2 結果與分析

2.1 警用無人機領域發文量分析

警用無人機文獻發文量是衡量該領域研究狀況的重要指標，體現了該領域的特點和發展規律。圖1顯示我國警用無人機研究2012 年至今的年發文量總體呈上升趨勢，符合普萊斯文獻增長規律［3］。通過對該領域文獻逐年變化趨勢的研究，結合某些年份發生的大事件，可以將該研究的發展分為三個階段。第一階段是2012—2015 年，此階段只有少量文章發表，多為概念研究和借鑒研究，是警用無人機研究的萌芽期。第二階段是2016—2019 年，公安部2016 年印發了《警用無人駕駛航空器管理暫行規定》，2017 年制定了《警用無人機駕駛航空器登記管理辦法》和《警用無人駕駛航空器系統》，促進并規范了警用無人機應用的發展，使該領域研究文獻快速增長，是該研究的高速發展期。第三階段是2020 年至今，2020年初新冠疫情防控常態化，警用無人機的使用更加頻繁，開啟了警用無人機發展的新階段［4］。

圖1 警用無人機文獻年度發文數量統計

2.2 警用無人機研究領域分析

對研究領域的分析有助于了解警用無人機研究在各個領域的熱度。從圖2 來看，警用無人機的研究文獻主要分布于公安、航空航天科學與工程、武器工業與軍事技術、行政法及地方法制等研究領域。在公安領域，對于警用無人機的研究集中在安保、維穩、反恐、交管等具體業務中的應用以及警用無人機隊伍的管理與培訓；在工程技術領域，研究集中在無人機系統技術、通信技術、影像科學技術、防撞技術等方面；在法律規制領域，研究主要集中于如何平衡警用無人機執法要求與保護公共隱私之間的沖突問題［5］。

圖2 警用無人機研究領域分布餅狀圖

2.3 主要作者和研究機構分析

對作者和研究機構的分析可以明確警用無人機研究領域的主要研究機構和代表作者。通過統計分析文獻樣本，生成了主要作者和研究機構發文量統計表，見表1。其中發文較多的作者包括：中國人民公安大學的姬艷濤（5篇），其主要研究方向為警用無人機的法律規制問題；湖北省公安廳的付超（4 篇），研究方向為中美兩國的警用無人機法律法規問題；成都市公安局的劉潤南（3篇），研究方向是警用無人機在警務工作中的實戰應用。在警用無人機的相關研究機構中發文量排在前列的是中國人民公安大學（11 篇）、中國刑事警察學院（6 篇）、鐵道警察學院（6篇）。這些研究機構和作者的主要研究方向集中于實戰應用，僅有姬艷濤與付超發表過少量的警用無人機相關法律規制方面的論文。

表1 主要作者和研究機構發表文獻統計表

2.4 合作關系分析

通過可視化工具對警用無人機相關研究機構和作者的合作進行網絡圖譜分析，可發現：發文機構只有21 家，發文作者24 位；機構合作網絡密度僅為0.003 2，作者合作網絡密度為0.002 8。不論是機構還是作者間的合作強度都較低［6］。由圖3可知，中國人民公安大學、中國刑事警察學院在警用無人機的合作研究中占據中心位置，且與一些公安院校和公安機關均有合作聯系，姬艷濤、付超、劉潤南等發文量較高的作者與其他機構和作者也有合作關系。

圖3 作者與機構合作關系網絡圖譜

2.5 警用無人機文獻關鍵詞聚類圖譜分析

關鍵詞在某種程度上可以看作文獻研究內容的中心思想，分析這一因素對明確某領域的研究熱點和未來的發展趨勢具有重要意義。因此，借助CiteSpace 軟件繪制關鍵詞可視化圖譜，節點類型選擇“Keyword”，時間分區改為1，閾值改為“Top 25 per slice”，其他參數參照類似文獻，得到圖4。由圖4 可知，聚類圖譜涵蓋了無人機、公安機關、固定翼、智慧警務、任務載荷、實戰應用、數據共享等研究領域。同時，利用該軟件的統計功能對警用無人機關鍵詞進行詞頻統計，剔除無效關鍵詞，合并類似關鍵詞，得出排在前6 位的關鍵詞為：無人機（24 次）、公安機關（14 次）、實戰應用（13 次）、疫情防控（13 次）、高速公路（6 次）、法律規制（5 次）。通過分析高頻關鍵詞和聚類圖譜，可以得出警用無人機研究集中在實戰應用和無人機技術這兩方面。

圖4 警用無人機文獻關鍵詞聚類圖譜

2.5.1 實戰應用

眾多學者從無人機平臺的技術與構型角度，將警用無人機定義為專業級無人機，即介于高成本與高性能的軍用級無人機與用于攝影、農業和環保的民用消費級無人機之間的級別。警用無人機是使用通信遙控設備和內置程序操控的無人駕駛航空飛行器，其價值在于形成空中平臺，在交管、安保、反恐、偵查等各種警務應用中配置相應任務模塊（噪音驅散、夜視儀、催淚彈發射器等），形成“無人機+”，從而達到解放警力、提高效率的目的。在目前警務工作中，應用最多的是交管、偵查和應急處突這三大領域。

在交管工作中，警用無人機主要被用于以下場景：（1）指揮交通。當節假日道路交通流量激增時，一線警力不便到達現場，可利用警用無人機快速到達現場，疏導交通。（2）抓拍道路違法。在道路上發生交通事故時，可以利用無人機快速抓拍，疏導事故車輛，為后期交警定責提供證據。（3）施工現場巡邏。主要用于施工現場的巡查，評估施工進度。（4）應急維穩。在發生緊急交通事故時，及時回傳現場影像資料，為指揮中心提供現場狀況。白金亮［7］對警用無人機在實際使用過程中遇到的問題提出以下建議：合理安排業務量所需匹配的警用無人機功能配置和相關人員數量；制定合適的警用無人機人員培養建設方案；創新無人機巡邏結合車巡的聯合巡邏管控勤務模式；分析警用無人機防撞測試，提出相應預防方式；制定交警執法站查緝勤務方案流程。

在偵查工作中，警用無人機主要有三大應用：進行現場勘查，協助繪制三維地圖；深挖犯罪線索，助力偵查取證；搜捕犯罪分子，實施精準抓捕。卿漕等［8］指出在未來的警用無人機偵查工作中應加大對無人機系統技術的研發，推動專業隊伍建設，發展飛控管理體系，營造良好執法生態，完善無人機執法規范，厘清事故責任。唐宇和等［9］指出，警用無人機在暴力突發案件的偵查中具有不可替代的作用，我國目前司法刑事訴訟正在改革，審判程序和實體對案件的證據要求更規范，利用無人機空中平臺的視角優勢，能夠減少對于現場證據的遺漏。劉潤南［10］認為警用無人機在山區的搜查中，通過結合傳統搜查路徑和算法改善路徑能夠提高搜索效率，節省人力物力。

在應急處突工作中，薛奇等［11］指出警用無人機在安檢排爆工作中具有傳統排爆機器人無法擁有的優勢。在排爆工作中，為減少與爆炸裝置的接觸，一般采用先轉移后人工拆除的工作流程。傳統的排爆機器人為輪式或履帶式機器人，無法穿越樓梯、坑道、水坑等復雜地形，新型無人機排爆機器人則可以利用自身的空中優勢克服地形限制，從而達到快速轉移爆炸物的目的。田百賀［12］在研究中指出，警用無人機在溺水警情處置中相比于傳統救援模式具有獨特的優勢。當公安民警面對自殺溺水、學生意外溺水等事故時，可利用警用無人機向溺水者拋投救生氣囊，當溺水者抓住救生氣囊時，利用警用無人機將溺水者拖拽到岸邊。這種方式可以避免救援民警因陷入不明水域或自身救援能力不足造成的犧牲，同時也為溺水救援贏得寶貴時間。

2.5.2 無人機技術

警用無人機系統主要包括回收/發射系統、電源系統、數據鏈系統、飛控系統、拓展套件等，其中飛控系統是警用無人機系統的核心。目前，國內警用無人機系統技術主要集中在5G 技術、圖像處理技術、無人機反制技術、無人機防撞技術、數據共享、無人機旋翼等方面。李寧［13］提出：相比于4G 技術，5G 技術將使警用無人機在實景還原、實時建模、人臉識別、指點追蹤等領域發揮重要作用，提高公安機關工作效率。王文爽等［14］在研究中指出，在待配準圖像中，采用PROSAC 算法處理圖像的光照、視角、模糊、旋轉尺度等問題，匹配精度比傳統的ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）算法提高了3%～11%，改善了警用無人機航拍圖像清晰度。劉霈霞［15］針對目前“黑飛”頻繁出沒的問題，分析了雷達、光電、聲學、無線電測向、無線電定位這五種無人機探測技術的優劣勢，并給出了軟殺傷網攔截、激光炮擊毀、無線電壓制、GPS 誘騙等較為成熟的無人機攔截方式，為公安民警反制“黑飛”提供了參考。于壽鵬等［16］提出了一種基于IWR1642 毫米波雷達傳感器的集成方法，利用內部的ARM、DSP 和ADC 實現通信、系統控制、信號處理、數據采集等功能，實現了對無人機飛行時障礙的檢測和相關數據的提取，降低了小型民用無人機的雷達采購成本。史殿習等［17］在研究中提出一種基于集中式架構的多無人機局部地圖數據高效共享和融合的SLAM 方法，這種方法可解決多機間地圖測繪的閉環檢測問題，提高了多機視覺系統的數據協同處理能力。

2.6 警用無人機研究前沿

關鍵詞時間線圖譜能夠形象地展示警用無人機聚類熱點隨時間的演變過程。利用CiteSpace 軟件，輸入警用無人機相關研究文獻，刪除會議、報道、綜述等無效文獻后，最終得到2012—2023 年間的有效文獻，整理并識別警用無人機文獻關鍵詞隨時間的變化情況，得到警用無人機關鍵詞時間線圖譜，如圖5所示。

圖5 警用無人機關鍵詞時間線圖譜

由圖5 可知：（1）無人機的研究一直持續至今，從最初的算法、續航等無人機基礎技術研究到警務實戰應用，再過渡到目前的人員課程培訓；（2）公安機關的研究關注重點從2020 年的疫情防控演化到安保工作；（3）數據共享的研究聚集于功能開發；（4）固定翼的研究從高速公路中的應用起步，發展到固定翼無人機的垂直起降，最近的文獻是固定翼無人機在非法捕撈水產品中的監控應用；（5）任務載荷在2015 年見于相關文獻，研究內容包括在警用無人機中掛載圖像偵查包，配合警察執行偵查任務等，目前已經轉為對視頻偵查包的研究；（6）智慧警務的研究從最初警用無人機圖片傳輸的安全研究，轉到治安防控、規范執法方面；（7）圖像傳輸的研究重點為警用無人機在偵查、交管、森林防火等領域的應用；（8）實戰應用目前的趨勢是數據融合。

2.7 警用無人機研究中存在的不足

一門新技術的應用，必然會帶來風險，如何對風險進行管控和規避，是監管部門必須要面對的問題。警用無人機執法帶來的風險包括安全與隱私兩方面。安全風險來自于執法過程中墜機與碰撞事故，此類事故按照相關規定賠償財產損失即可。隱私風險是警用無人機執法在當前及未來面對的最大挑戰。警用無人機由于其監控的立體性、全面性，很有可能侵犯公民的隱私權，公共安全和個人隱私保護的沖突與平衡將暴露在矛盾的最前端。但是這些年來的研究主要集中在警用無人機的實戰應用和無人機技術這兩方面，僅有少量專家在研究相關的法律規制問題［18］，這是當前警用無人機研究領域存在的不足。

2.8 警用無人機研究趨勢

通過對上述圖譜和相關文獻的分析和思考，筆者認為未來警用無人機的發展趨勢如下：（1）警用無人機自身的基礎技術發展已相對完善，未來的研究將與5G、人工智能、大數據、物聯網等信息技術進行融合。（2）警務實戰研究將進入精細化階段，而且開始研究專業隊伍的培訓問題。（3）警用無人機法律規制相關的研究將逐漸增多，警用無人機的執法權與公民隱私權的沖突平衡問題是該領域的研究難點。

3 結論

本研究運用CiteSpace 軟件，統計分析CNKI 數據庫收錄的相關文獻，分析了警用無人機的研究現狀、研究熱點、研究前沿、研究趨勢以及存在的不足，得到如下結論：（1）從發文量來看，警用無人機研究可分為萌芽期（2012—2015年）、高速發展期（2016—2019 年）、新發展階段（2020 年至今）。（2）從研究領域來看，警用無人機的研究主要集中在實戰應用與無人機技術這兩方面。（3）從研究機構來看，警用無人機的研究主要集中在公安院校、各地公安機關及少量的科技公司，中國人民公安大學、中國刑事警察學院在研究機構中居于核心位置。（4）從警用無人機發展趨勢來看，其未來的研究趨勢是警用無人機與新一代信息技術的融合、警務實戰的精細化研究、警用無人機執法權與公民隱私權的平衡問題。

綜上，未來警用無人機在公安工作中的應用將會更加普遍，研究分析警用無人機的研究現狀、熱點、前沿趨勢，將為警用無人機的相關研究人員、實戰人員提供重要參考。