箱式气味识别装置的研制及在警犬训练中的应用

李玉森 唐芳索 方 博

箱式气味识别装置的研制及在警犬训练中的应用

李玉森 唐芳索 方 博

箱式气味识别装置是利用计算机技术人为控制的能够改变犬搜索客体环境中温度、湿度和风力等条件，本着有利于培养犬搜索气味的能力建立，并对犬正确的示警方式给予及时奖励的一种装置。本装置的结构和功能，均是课题组根据犬的生理特点、气味散发的相关规律及犬建立条件反射的原理而设计的。

箱式气味识别装置外形和结构示意图

一、箱式气味识别装置的研制过程

为了提高和加强警犬的气味识别能力，研制出模式多样化和先进的气味识别辅助装置，公安部警犬技术学校多名教师集多年实践经验，开拓创新思维，走强强联合的道路，课题组查阅了大量国外相关材料，并咨询了美国、英国、德国、日本、俄罗斯、韩国等国家的同行，了解到目前国外没有此项技术和相关报道。经辽宁省科学技术情报所查新检索【报告编号：2010210001610k】，国内没有此项产品。并于2008年3月完成了设计草图等工作，经过多次集中讨论确定了最终设计方案，本项目于2008年5月被公安部科技局立项，项目合同号：2008YYCXJQXX164。2010年2月完成了本项目的专利申请工作，2010年11月17日获国家专利【专利号：ZL 201020144557.X】；“箱式气味识别装置”的研制为警犬鉴别、搜毒、搜爆等科目的训练和使用提供了科学的保障，2011年3月本项目通过了公安部科信局的验收。

二、箱式气味识别装置的结构和功能

（一）产品结构与规格

该产品采用集散布局，计算机数据采集控制系统，可控8台执行箱体。

箱体尺寸：宽60cm；高132cm（不含箱底四个轱辘）；深60cm；供电电压：AC220V 50HZ；总功率：1000W；噪音：＜55dB；显示方式：四位LED数码管显示，2位小数；温度范围：室温～+50℃；温度均匀度：≤±2℃（空载时）；温度波动度：≤±0.5℃ （空载时）；温度偏差：≤±2℃ （空载时）；升温速度：≥0.5～1.0℃/1min ；湿度控制范围：室内湿度～98%RH；响应速度： 典型值 ≤ 5 ；风速：2～8m/s 可调。

（二）产品功能

1、计算机软件系统的应用，为科学训犬提供保障。

产品开发的软件部分：可任意添加训练犬名及照片；训练时可采集该犬照片；可任意添加嗅源体种类；奖励装置设有两个奖励孔，在警犬正确完成训练科目的瞬间可以从最佳位置射出球；可对每头犬的训练过程进行箱体数据变化记录并可输出；可对警犬识别对错进行记录，可根据需求绘制不同曲线图，成功率图、柱形图等以供科学训犬研究之用。大大提升了产品的科学性、实用性，为警犬鉴别、搜毒、搜爆等科目的训练和使用提供科学的保障。

2、通过计算机改变警犬嗅觉作业的训练环境，适合不同地区全天候的训练。

箱体内部安装的风速、温度、湿度调控及测试装置，可以根据警犬训练不同阶段的实际需要，人为地改变流经嗅认口空气中气流的量和气味的浓度，从而改变训练的难度。也可以根据训练计划，人为地改变箱体内部的温度、湿度和风速，为警犬模拟一个全天候的环境，培养犬适应在全国不同地区、不同气候下作业的能力。

3、箱体内部实现三维摆放物品的方式，能够达到人为随意改变训练难易度的效果。

根据警犬训练不同阶段的需要，可以人为地改变警犬嗅认目标物（所求物），在箱体内可以改变上下、左右的位置，以及警犬嗅认目标物与箱体表面嗅认口的距离。通过气味浓度的变化，合理改变训练的难易度。

4、先进的奖励装置，可以及时、充分地强化犬正确行为，加快条件反射形成。

在警犬完成训练科目的瞬间，从箱体内部向外推射出一个或数个奖励物，达到强化及时、充分的效果。此外，可以人为地控制在指定位置或任意位置推射出一个或多个物品。奖励手段先进，不但可以增加犬对训练兴趣（提高游戏欲），而且能对警犬产生新异刺激，提高犬的注意力。

三、箱式气味识别装置的应用

（一）目前，有辽宁省公安厅警犬基地、铁岭市公安局、沈阳消防支队特勤三大队等单位用过此设备，反馈的训练效果较好。实践证明：箱式气味识别装置是对警犬技术教学和训练器械的一次改革和创新。

（二）箱式气味识别装置是教师教学、科研、指导毕业论文不可替代的设备之一。

2009年起课题组老师指导2005级、2006级、2007级三届毕业生8篇论文，论文题目分别为：《箱式气味识别装置与警犬搜爆训练的研究》；《改变箱式气味识别装置内的温度、湿度和风力对培养警犬搜爆能力的影响》；《利用箱式气味识别装置培养犬搜毒能力的研究》；《利用“箱式气味识别装置”培养犬搜索血衣能力的研究》；《利用“箱式气味识别装置”与办公铁皮柜培养犬搜爆能力的比较》；《在警犬搜爆训练中设备强化与人工强化效果的比较》，80余头受训犬利用箱式气味识别装置进行气味鉴别、搜毒、搜血迹、搜爆等科目训练。除了进行鉴别基础能力训练外，还可进行实物等现场鉴别。在搜毒、搜爆、搜尸、搜血迹等搜索特殊气味的科目训练中，更加有利于犬警用潜质的开发和作业能力的培养。同时，可根据不同的训练科目、进度人为地设置不同的风速、温度和湿度，使训练条件达到理想化、科学化。

该产品的研制对于提高和加强警犬的气味识别能力具有重要意义，不仅填补国内警犬教学、训练和使用器械方面的空白，而且将大大提高警犬训练的科技含量，尤其是产品中软件部分的研制成功和应用，为培养出适应于我国不同地区、不同作业环境的气味识别犬奠定了基础，有些技术指标已达到世界警犬训练的领先水平。

（作者单位：公安部警犬技术学校，110034）

（编辑：李 力）