FCDH-36(S)A垂直起降固定翼无人机蜂巢系统

一、项目概述

山东省威海市依山傍海，坐拥千里黄金海岸线，森林和海洋资源丰富,是一座典型的生态之城。同时，多变的气候以及蜿蜒的海岸线，也为森林防火、海上打私等公安工作带来巨大挑战。针对传统作业方式的弊端以及用户多场景、大范围的巡检需求，威海市公安局环翠分局，提出了蜂巢系统全自主智慧巡检系统方案，公安机关一线队伍无需飞手操控、无需大量繁琐准备，便可快速便捷地自动完成无人机从起飞到最终回收的执行空中巡查、打私缉私、执法取证、环境监测、灾害监测、事故响应、应急救援等的全流程巡逻、检查、取证等任务。该系统配备FCD-36纯电复合翼无人机可以通过红外和可见光吊舱实时监测人员、车辆、船舶、建筑物等目标信息，实时回传视频。系统自动识别目标信息，空中监测各类违法犯罪活动，实时报警并提供地理坐标（经、纬度）。进一步提升当局应急响应和风险管控能力。

二、解决方案

FCDH-36(S)A垂直起降固定翼无人机蜂巢系统是一种自动化、智能化无人机监管巡查系统，该系统具备现场无人值守、远程控制、自主起飞、智能巡检、精准回巢、自动充电、自动调温、作业实时监控、数据实时回传、智能分析与管理等诸多优点，可7*24小时部署野外，具有多种任务平台、多种任务挂载，具有模块化、集成化、通用化的特点，无人机根据警务任务下发指令自动起飞执行全天候巡逻、巡检任务。执行任务过程中，无人机可实时回传视频画面等数据信息，还可根据警务任务临时指令定点绕飞某一重点区域。任务完成后，无人机自动降落蜂巢机巢的旋转平台上进行存储和充电等，适应公安战线多警钟、多项警务任务的点、线、面、维全方位需求。

除此之外，FCDH-36(S)A垂直起降固定翼蜂巢系统采用了军用防护级别的自动机场和长航时、大载重的复合翼无人机。其配备的FCD-36纯电复合翼无人机采用可收放旋翼+固定翼的复合翼型气动布局，可满足远距离、大范围、高频次、常态化的巡逻、巡检作业需求，具有载重能力强、续航时间长、巡检效率高、抗风性强（实测最高11级，轻松应对大风天气）、安全性高（多种安全机制保驾护航）、防护等级好（IP65军工级防护）、自动化程度高（无需飞手参与）、无人值守（自动机巢，远程控制）等特点，可整体提高一线队伍日常巡查、情报搜集和打击犯罪等活动的经济性、实效性和安全性。该系统的部署应用有益于维护社会稳定、加强社会治理，可有效替代部分人工巡逻、巡查作业，实现基层减负，节省人力物力投入，预计综合成本节省30%以上，总体效率提升3～4倍，安全事故发生概率降低20%以上。

FCDH-36(S)A垂直起降固定翼蜂巢系统采用了军用防护级别的自动机场和长航时、大载重的复合翼无人机。其配备的FCD-36纯电复合翼无人机采用可收放旋翼+固定翼的复合翼型气动布局，相比多旋翼无人机具有巡航速度高、巡航时间长、航程远的特点，适合长距离、大范围、高效率的任务，在军、民领域均具有广泛市场。蜂巢系统可满足远距离、大范围、高频次、常态化的巡逻、巡检作业需求，具有载重能力强、续航时间长、巡检效率高、抗风性强（实测最高11级，轻松应对大风天气）、安全性高（多种安全机制保驾护航）、防护等级好（IP65军工级防护）、自动化程度高（无需飞手参与）、无人值守（自动机巢，远程控制）等特点。

具体来说，蜂巢系统具有以下关键技术特点：

（1）集群链路自组网，自愈合，跨视距，链路中继，可在无基站地区实现远程数据遥观测与遥控制；

（2）“舱中舱”+“无升降”的巢体设计，使无人机停放舱与设备舱直接进行物理隔离，防止了起降过程中风沙、雨雪等对内舱即设备舱造成污染，更有利于适用于恶劣环境，同时提高了机巢的使用寿命。

（3）通过归中机构、旋转装置及充电装置的配套研制，提高了无人机起降阶段的抗风能力，进一步提升了降落精度，保证了充电系统的稳定性以及使用寿命；通过机巢联动及电量预估算法的创新实现了更加智能化的充电管理；

（4）针对无人机在执行任务过程中的数据通信问题，设计研究一种通讯系统，为无人机的远距离飞行、数据采集、数据交互提供通信保障；

（5）针对设备状态监测管控问题，设计开发地面主控系统软件，用于对机巢、无人机、外通讯机柜等设备进行状态监测和远程控制；

（6）针对多机巢和多无人机的指挥调度问题，设计开发云管控平台，用于多套设备的综合管控和指挥调度。

三、商业模式

FCDH-36(S)A垂直起降固定翼蜂巢系统融合了人工智能、5G通信、大数据、数字孪生仿真等新兴技术，具有无人值守（无需飞手参与无人机操控）、随时待命（7*24小时全天候作业，及时响应自动巡检指令）、军工防护（高强度材质设计和制造，可适应不同环境）、高可靠性（独特的机械结构及算法，多重保护机制和多数据融合）、高抗扰性（冗余设计，满足不同距离、不同环境下的通讯要求）、多重任务（高性能无人机，可搭载多种任务载荷执行不同巡检任务）等优势。

围绕大疆系列工业无人机定制研发的无人机自动机场，解决了半径5公里范围的自动化巡检问题。与之形成明显对比的是，FCDH-36(S)A垂直起降固定翼蜂巢系统可以解决半径75公里范围内的自动化巡检问题。蜂巢系统解决的是无人机自动化、常态化、高频次、远距离、大范围巡检需求，专门针对人员编制不足、手动操控水平参差不齐、作业时效性差、巡检不便利等问题而研发。长期以来，公安机关各个基层一线队伍备受人员编制不足、辖区范围广、事项繁杂等问题困扰。在警用无人机不断分担警务工作的过程中，新的问题随之出现。而蜂巢系统可以广泛应用于空中巡查、打私缉私、执法取证、环境监测、灾害监测、事故响应、应急救援等等任务，在事关人民群众生命财产安全的方方面面均可以发挥巨大作用。小到急救物品配送、大到灾后重建，自动化、智能化的蜂巢系统可以满足各种作业需求，这种任务的多样性是其它无人机自动机场并不具备的特性。

综上所述，FCDH-36(S)A垂直起降固定翼蜂巢系统具有极高的效费比。从实际情况而言，各基层一线队伍也需要这样一种可实现全自主无人化巡逻作业的无人机系统。

四、先进性

FCDH-36(S)A垂直起降固定翼蜂巢系统采用了军用防护级别的自动机场和长航时、大载重的复合翼无人机。其配备的FCD-36纯电复合翼无人机采用可收放旋翼+固定翼的复合翼型气动布局，相比多旋翼无人机具有巡航速度高、巡航时间长、航程远的特点，适合长距离、大范围、高效率的任务，在军、民领域均具有广泛市场。蜂巢系统可满足远距离、大范围、高频次、常态化的巡逻、巡检作业需求，具有载重能力强、续航时间长、巡检效率高、抗风性强（实测最高11级，轻松应对大风天气）、安全性高（多种安全机制保驾护航）、防护等级好（IP65军工级防护）、自动化程度高（无需飞手参与）、无人值守（自动机巢，远程控制）等特点。

具体来说，蜂巢系统具有以下关键技术特点：

（1）集群链路自组网，自愈合，跨视距，链路中继，可在无基站地区实现远程数据遥观测与遥控制；

（2）“舱中舱”+“无升降”的巢体设计，使无人机停放舱与设备舱直接进行物理隔离，防止了起降过程中风沙、雨雪等对内舱即设备舱造成污染，更有利于适用于恶劣环境，同时提高了机巢的使用寿命。

（3）通过归中机构、旋转装置及充电装置的配套研制，提高了无人机起降阶段的抗风能力，进一步提升了降落精度，保证了充电系统的稳定性以及使用寿命；通过机巢联动及电量预估算法的创新实现了更加智能化的充电管理；

（4）针对无人机在执行任务过程中的数据通信问题，设计研究一种通讯系统，为无人机的远距离飞行、数据采集、数据交互提供通信保障；

（5）针对设备状态监测管控问题，设计开发地面主控系统软件，用于对机巢、无人机、外通讯机柜等设备进行状态监测和远程控制；

（6）针对多机巢和多无人机的指挥调度问题，设计开发云管控平台，用于多套设备的综合管控和指挥调度。

五、实效性

一是联动联管提效能。积极与环翠区海洋发展局针对远遥鱼港沿岸海域的海洋伏休执法、渔船管控等组织开展“环翠区2023海上渔船管控搜救演练”活动，通过无人机系统、渔业监控系统、执法快艇等“科技+”手段，以空中先行侦查方式高效识别违法船只、快速采集固定证据，有效弥补传统执法空间不足、海上执法取证难等问题，最大限度提升无人机的实战效能。

二是应急救援强支撑。依托其机动性强、隐秘灵活、红外热成像定位等优势，将无人机融入各类警务实战，注重在防汛救灾、山地搜寻、森林防灭火等应急救援任务中加入无人机元素，不断促进应急处突机制完善，最大限度释放无人机“鹰眼”精准制导效能，对地面救援和科学决策起到重要支撑作用。3月29日16时许，崂山派出所辖区山中有老人被困无法下山，低空专班无人机第一时间现场支援，进行高空搜索、喊话安抚、回传救援路线，并将老人急需的速效救心丸、能量棒等空投给被困老人，历时2小时成功将老人救下山，该事件后被《人民公安报》等各级媒体争相报道，社会反响甚好。截至目前累计参与山地、河湖等救援搜回走失人员5名，协助森林防火20余次。2023年7月21日18时，分局低空警务专班接到指令，一名15岁男孩独自爬山途中被蜂虫叮咬，被困在戚家夼西山的深山中，急需救援。接警后，民警迅速联合消防等部门赶往现场组成救援队展开救援。由于戚家夼西山的山区地带地形复杂、植被茂密、坡度较陡岔路多，直接上山搜救困难很大，于是，民警第一时间启用了安装了激光指导仪的无人机，搜索被困男孩的位置。经过无人机30多分钟的搜索，终于在山顶上发现了被困男孩。救援队确定大概方向后，徒步攀爬进山救援，最终历时40多分钟，在山顶位置找到了男孩，又历时50多分钟后，成功下山。下山后经进一步检查救治，男孩的身体已无大碍。

三是巡防宣传聚合力。构建常态化空中快警巡防机制，在重大节点、重要区域、重点部位密集开展专题宣传，累计飞行120余架次约60个小时；积极参与风景区涉险区域治安宣防、应急处突、“护校安园”等行动，截至目前，组织空中巡防巡查 260余架次，飞行时间达100余小时，提高了景区安全、反诈、防溺水、禁燃禁放、校园安全的宣传效能。

四是案件打击提战力。积极发挥无人机在案件侦查、证据固定、跟踪追捕等方面的优势，取得良好战果。今年以来，协助破获案件30余起，在协助侦破“5.17”开设赌场案过程中，在侦查、抓捕、追缉过程中，无人机全程拍摄，为案件提供了重要的电子证据支撑；全力配合交警部门开展“空地一体”创城集中行动，共拍摄到不佩戴安全头盔 40余起，路面不规范停车500余起；积极参与“2023-禁种铲毒”行动，开展空中踏查20次，成功查处非法种植毒品原植物案件5起。