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一、引言

1.1 研究背景

卷烟物流配送中心在烟草行业中具有举足轻重的地位，不仅实现卷烟的调拨、销售、配送、仓储一体化管理，还承担着一个地市范围内数万户零售客户的卷烟储存任务，库存卷烟数量庞大，价值从数千万元至上亿元不等。鉴于卷烟属于易燃品，一旦发生火灾或失窃，将给国家财产带来难以估量的损失。然而，传统的烟草物流配送中心安全管理手段主要依赖人力巡检，这一方式存在诸多局限性。人力巡检往往受限于观察者的注意力和精力，容易遗漏安全隐患，同时增加值班人员的工作负担。此外，人工巡检的效率和覆盖面有限，难以实现全面、实时、精准的安全监控，从而给物流中心的安全运营带来了潜在风险。

随着人工智能技术、物联网技术在安防系统的应用，安防机器人作为智能化、立体化防控的装备载体，是提升安保行业智能作业水平的重要体现，可以加快智慧安防应用体系建设，将信息化应用从桌面应用向移动终端拓展，最大限度地提升园区安保的质量和服务效率。安防机器人是现代安保模式转变的切入点，推动安保工作由人力密集型向科技集约型转变，是提高社会安全等级的新生力量，是科技强过战略的具体表现。

作为重点科技创新单位，南阳卷烟物流配送中心紧紧围绕“高效协同、数字智慧”的目标，率先开展了智能巡检机器人的研究与应用，力图打造一种比人工作业更环保、更准确、更便利的新型智能巡检方式，提高工作效率，推动物流园区安全管理向自动化、数字化、智能化转型升级。

1.2 基础现状分析

目前，在南阳卷烟物流配送中心中，人防+物防是主要的防护手段（多以固定摄像头加人力巡逻值班的方式实现），虽然在技术上易实现，但是也有着安保人员年龄偏大、流失率高、检查不规范等问题。当发生问题时，安保人员无法及时了解现场情况，夜间巡查视野和精力有限，安保巡逻工作量大且存在主观负面情绪、思想麻痹等隐患，安保巡逻存在许多难以克服的问题，传统安防已经难以适应现代安防需求。

1.1.1.安保人员自觉性问题

由于缺少有效的监督机制，园区安全巡视到位率、工作质量高低等都无法得到保证，在夜间由于惯性思维，很容易在夜间状态下放松警惕，造成园区的安全隐患。

1.1.2.监控局限性问题

单纯利用传统视频监控无法兼顾整体与局部，难以保障园区的整体安全性，出现异常事故没有办法在第一时间发现问题并进行快速处置，降低事故发生的成本。

1.1.3.管理效率问题

由于园区面积大，监控岗、值守岗和巡逻岗等安保人员数量较大，管理工作的复杂性、人员考核的完整性和有效性、具体操作的随意性和不规范性等问题，加大了对人员的管理难度，造成了管理成本的增加，管理效率低下。

1.1.4.事件闭环问题

园区安防管控的能力有限，无法做到事前预防、事中处理和事后分析决策，对事故的预防及排除无法提供有用的辅助性决策意见，事故处理效率难以提升。

1.3 研究目标

通过建设巡检机器人系统，辅助或替代安保人员在园区进行智能化安全巡逻，南阳物流中心预计实现以下目标：

提升园区管理效率。替代安保人员做一些力所能及的尤其是重复性、简单性、脏累差或具有危险意识的工作，强化对安保人员人身安全的防护。

降低安全事故发生率。对园区的安全事件起到提前预防、事中快速介入处置、事后综合分析的应用效果，能有效降低事故发生率，减少事故发生的成本代价。

提升园区智慧安防水平。实现重点区域的安全管控，快速发现园区内的异常事件，人工智能赋能园区安保工作，提升园区的科技含量，实现园区的安防智能化管理水平提升。

二、自动化巡检机器人技术概述

巡检机器人是一款综合采用人5G技术、人工智能、物联网、云计算和大数据等技术，集成环境感知、动态决策、行为控制和报警装置，具备自主感知、自主行走、自主保护、自主识别等能力，可帮助人类完成基础性、重复性、危险性的安保工作，推动安保服务升级，降低安保运营成本的多功能综合智能装备。

2.1 硬件架构

巡检机器人系统的硬件架构分为四层，分别是执行层、传输层、处理层和应用层，通过精细化系统部署，实现机器人、服务器和终端设备三者之间实时的数据交互，专业团队运维管理，与安保业务深度协同融合。从执行层动态感知采集的业务原始数据，通过传输层的无线传输设备保证原始数据正常上送到处理层的云边服务器进行数据碰撞分析、归类和存储，最终形成应用层Windows和Android终端呈现的业务数据，满足安保应用需求。

2.2 技术路线

2.2.1 导航定位

物流中心针对巡检机器人及其应用场景，深入定制化自动导航件系统，实现机器人的高精度定位导航、环境智能感知、规划决策并精准控制。该自动导航软件系统主要由三大模块组成，即高精度紧耦合定位、融合感知、规划控制。

利用高精度同步融合数据和高精度地图实现SLAM高精度定位。采用多样的传感器数据，在单一传感器于特定场景失效的情况下，其他传感器可弥补该传感器的不足，仍可实现高精度定位导航。采用端对端的深度学习算法，通过多层神经网络优化目标提取，保证算法实时性，采用自主研发的神经网络压缩将算法内置芯片中，使得效率达到最优，通过训练识别率趋100%。利用已有的高精度地图和指令进行全局任务规划，在避开可能存在的障碍物前提下，通过感知信息和定位信息生成局部相对地图并规划多条安全避障路径，通过决策系统选择最优路径。

2.2.2 边缘计算平台

边缘计算平台是视频处理与计算平台，主要实现机器人视频转发与存储、图像智能算法，边缘计算平台可以由一个或一个以上的边缘节点组成，其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足机器人系统在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。从业务感知、跨层优化、网络能力开发、C/U分离等方面对机器人系统的发展起到必不可少的促进作用。

2.2.3业务管理平台

机器人采集的数据汇聚、传输到边缘计算平台，数据在边缘节点进行有效收敛、AI及结构化处理后，关键性数据再回传到中心云服务平台。作为业务管理平台，为用户提供权限管理、数据管理和机器人业务管理等服务，支持纯 B/S 业务访问，最终结果在网页WEB、Windows客户端WPF和Android客户端APP呈现。

业务管理平台功能模块主要包括巡逻管理服务、消息收发服务、WEB应用服务、人员管理服务、数据报表服务、文件管理服务、人脸识别服务、机器人管理服务、数据联级服务、身份认证服务、兼容接口服务和定时任务服务。

三、自动化巡检机器人业务应用

结合实际情况，南阳卷烟物流配送中心利用巡检机器人作为现代安保模式转变的切入点，在多个业务场景进行了使用，让其通过自身本体感知、决策的能力和后台系统可视化、图形化的用户界面，呈现设防区域现场情况、状态信息设备情况等，强化态势感知，提前发现潜在威胁，推动了安保工作由人力密集型向科技集约型转变，帮助管理人员做出更好的决策，从而降低事件的可能性和危害。

3.1 安保巡逻，实时研判

利用巡检机器人的导航定位功能，园区实现了机器人替代安保人员进行定时、定点、定线有规律的往返巡视和检查，对巡逻范围内的较重要的区域或容易发生问题、防范薄弱的环节设为机器人的“巡逻点”，若干个巡逻点连接起来形成“巡逻路径”。无论是白天黑夜，还是刮风下雨，机器人均可全天候可靠的执行安保巡逻任务。

同时，对巡逻点上的低层楼窗、非机动车停放区域、垃圾投放点等生活设施和消防栓、灭火器、应急灯和消防通道等消防设施进行巡查拍照汇总；通过AI智能算法对部分发热且有火灾隐患的设施进行温度探测，对部分隐秘或人员禁入的区域进行人体探测警戒，对周围环境进行烟火检测和温湿度检测，对机器人采集的人脸与重点关注人员进行比对并呈现，若被AI智能算法判定为异常情况时，机器人本体形成声光告警，并上送告警至监控中心给监控岗人员，并要求其确认该异常情况。

3.2 特殊巡查，现场可视

对于重点区域选择性、针对性的远程巡视，监控岗人员可控制机器人底盘姿态、云台角度和摄像头焦距来调整该区域观察位置，通过音频监听获取环境的声音、通过高清视频和红外热成像仪视频界面观察现场情况或设备的实时状态和局部温度。

现场各类情况的可视化，给监控岗人员带来非常直观的临场感，帮助其更加轻松、更加直观、更加准确的了解整个区域的安防情况，及时发现特殊区域的安全隐患，并快速剔除隐患。

3.3 人员防控，主动预警

由于园区内分拣、配送任务多，人员往来密集，流动性较大，针对园区内的人员管理，物流中心利用机器视觉、人脸识别和大数据分析构建一套人员管控系统，将园区重点关注的异常人员设置为黑名单人员，当机器人巡视到园区有黑名单人员闯入时，在监控中心产生黑名单预警和发现人员的位置，对不符园区安全管理的重点关注人员进行有效预警和采取相关措施。

对于禁止人员进入的重点区域，当机器人探测到有人员进入时，在监控中心产生告警弹窗，机器人本体对现场人员发起语音驱离，监控岗人员对驱离无效的人员可进行远程喊话驱离。从而使监控中心保安能及时采取相应的措施，提高对监控区域的识别能力和预见性，预防不良事件的发生，提升园区区域的安全。

无感人脸识别还可以对园区内部工作人员进行温馨问候，为园区带来舒适、智能的服务体验。

3.4 智能站岗，全时看管

在联合工房内有分拣作业时，依托机器人的值守、录像、温度检测和智能识别等功能，对作业区域全程监控录像，记录分拣人员的精神状态、着装、安全帽佩戴规范和作业操作流程，以及定时的安全作业提醒播报。当分拣人员未正确佩戴安全帽时，机器人立即触发告警机制，播报异常情况提醒作业人员并在监控中心产生告警。监控中心安保人员也可通过机器人远程对讲功能对现场进行远程喊话提醒、语音对讲等。

通过机器人的值守监管提升人员的操作规范，减少安全操作风险，降低事故发生频率，对安全管理规范化、现场作业标准化、检查整治常态化起到了很好的促进作用。

3.5 广播宣传，远程协助

利用机器人的移动广播，物流中心打造了一套新颖、引人注目的信息宣传载体，园区中的管理信息通知、活动宣传、安全生活生产贯彻和各类温馨提示都可以通过机器人来传播，覆盖范围的广阔性使园区各个角落。

当现场中有人员遇到问题时可以按SOS求助按钮，监控中心可与现场实现对话，了解现场情况，帮助求助人员快速与安保人员取得联系，获取问题解决途径，尽快介入现场的处理，提升事件的处理效率。

3.6 事件闭环，追本溯源

机器人在执勤区域内发现异常状况时，发送报警信息到监控中心和移动终端，可快速通知安保人员前往事发现场进行事件处理。处理完成后，向监控中心汇报情况，后台人员通过机器人确认现场情况后消除告警，形成异常事件处理的闭环管理。

机器人采集现场的各类数据并在后台系统进行分析和处理、展示，如产生告警信息时，可展示告警信息产生的时间、地点、告警类别、告警等级等；每执行一次巡逻任务或值守任务，可汇总成对应的报告，包括任务时间、轨迹、产生的告警、抓拍的图片等；让管理人员获取到现场更多更准确的数据和信息，而且达到了“事前预警、事中联动、事后查证”的安全管理要求，也是追本溯源的可靠途径。

机器人应用层的管理系统达到远程实景可视化、远程指挥实时化的管理能力，让更多的管理人员有机会通过有线或无线方式远程参与现场的事件管理，并且即便在远程，获取的数据量和信息量与在现场情况一致，为安保管理人员及时决策和远程指挥调度创造了充分的条件。

四、结论与展望

4.1 研究结论总结

自动化巡检机器人在南阳烟草物流配送中心安全管理中取得了显著的应用成果。首先，通过导航定位和信息采集技术，实现了对园区及联合工房的精准巡检和实时监测，利用轨道式运行和图像识别技术，能够及时识别异常风险，对库区温湿度和烟雾、水浸等情况的传感监测，以及在发现异常时的声光报警，提前防范化解安全生产隐患，为安全管理提供了有力的数据支持和决策依据，为烟草物流配送中心的安全管理提供了新的解决方案。

自动化巡检机器人在南阳烟草物流配送中心的安全管理体系中，不仅成功融入了日常运营，而且其卓越的应用成效显著提升了整个物流链的安全性与效率。依托于先进的导航定位系统和高效的信息采集技术，能够精确无误地穿梭于园区及联合工房之间，执行细致的巡检任务。通过轨道式稳定运行与尖端的图像识别算法，它们能够迅速捕捉并分析现场环境的细微变化，有效识别出潜在的异常风险点，如设备故障、安全隐患等，实现了对库区环境的全天候、无死角监控。机器人收集的大量实时数据，为物流中心的安全管理团队提供了宝贵的决策支持，使他们能够基于精准的数据分析，优化安全管理策略，进一步提升应急响应速度与处理能力。

自动化巡检机器人的引入，不仅显著增强了南阳烟草物流配送中心的安全防护能力，还极大地减轻了人工巡检的负担，提高了工作效率，成为了连接物理世界与数字管理的桥梁，为构建智能化、高效化的现代物流管理体系树立了典范。这一创新应用不仅保障了烟草物流的安全顺畅，更为整个行业探索智慧物流、提升安全管理水平提供了可借鉴的成功案例。

4.2 未来发展展望

未来，在现有功能的基础上，南阳烟草物流配送中心将进一步向技术深化、功能拓展及标准化应用方面进一步全面战略转型。

在技术层面，持续推动AI算法的升级，提升机器人对复杂环境的理解能力和异常识别的准确性。此外，还将加强物联网技术的集成，实现机器人与园区内其他智能设备的无缝连接，共同构建智慧园区的生态系统。

在功能拓展方面，致力于增加机器人的交互体验，开发更多人性化的功能，如语音对话、手势识别等，使其不仅成为执行任务的工具，更成为园区内的信息咨询和服务平台。

最后，园区将积极参与巡检机器人使用标准的制定，推动技术进步和产品规范化，生成一套全新的“人机结合”园区安全管理指南。基于现有经验，逐步扩大巡检机器人在园区内外的应用范围，形成可复制、可推广的智能化管理模式，为其他园区提供智能化、高效化的借鉴方案。

南阳烟草物流配送中心巡检机器人的未来展望，是一个集智能化升级、效率提升、安全保障及绿色发展于一体的全面战略演变，最终打造一个更为先进、高效、安全且环保的园区管理体系，从而为园区的长期可持续发展注入强劲动力，为卷烟配送工作保驾护航。