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        無人機(jī)在消防滅火救援工作中的運用

        2016-07-12 09:32:30王思迪
        大科技 2016年13期
        關(guān)鍵詞:災(zāi)害救援消防

        王思迪

        (廣州市公安消防局 廣東廣州 510000)

        無人機(jī)在消防滅火救援工作中的運用

        王思迪

        (廣州市公安消防局 廣東廣州 510000)

        隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消防部隊職能的拓展,公安消防部隊滅火救援工作面臨著巨大風(fēng)險與挑戰(zhàn)。特別是地形復(fù)雜的地震救援、情況多變的大型火災(zāi)現(xiàn)場、高層建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大、消防車輛器材配備的局限和各種潛在危險性,對于我們?nèi)绾卧跍缁鹁仍袆又袦?zhǔn)確、及時地獲取火場信息,快速高效實施決策部署,成為消防滅火救援工作中的一大難題。即便是一個普通的火災(zāi),對受災(zāi)者、火災(zāi)周圍群眾和消防員來說,都存在著大量的潛在危險,火災(zāi)引起的有毒氣體和濃煙對周圍的道路交通也會造成巨大危害。我國無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)及系統(tǒng)解決方案的成熟運用,使得無人偵察機(jī)平臺結(jié)合視頻、紅外等監(jiān)控及傳送設(shè)備,通過空中對復(fù)雜地形和大型結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行火災(zāi)隱患巡查、現(xiàn)場救援指揮、火情偵測及防控。無人機(jī)的出現(xiàn),可以有效地解決一些局限性問題,為消防滅火救援工作提供新手段。

        1 無人機(jī)的簡介

        無人機(jī)是無人駕駛飛機(jī)的簡稱,最初主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中。由于自身的體積小、使用方便和對環(huán)境要求低等優(yōu)勢,被逐漸運用于民用領(lǐng)域。近年來,自然災(zāi)害的頻發(fā),無人機(jī)得到了進(jìn)一步的發(fā)展,并運用于消防領(lǐng)域。它是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置的非載人飛機(jī),包括無人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器等。從某種角度來看,無人機(jī)可以在無人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和各種負(fù)載任務(wù),也稱為“空中機(jī)器人”。

        由于采用了技術(shù)先進(jìn)的飛控平臺及前后臺視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng),配合完善的飛行及地勤保障系統(tǒng),無人機(jī)可對地面實施完備的長時間空中監(jiān)控,從而實現(xiàn)較低的綜合成本對傳統(tǒng)手段無法涉足的區(qū)域進(jìn)行實時監(jiān)控和輔助救援,其智能化和先進(jìn)性突出體現(xiàn)在巡查路徑規(guī)劃、智能分析地域情況、定點環(huán)境持續(xù)監(jiān)控、火情報警等,并且在制定應(yīng)急預(yù)案、建立快速響應(yīng)機(jī)制、現(xiàn)場火情存檔與取證等方面充分發(fā)揮技術(shù)防范手段的重要作用。

        2 無人機(jī)的特點

        無人機(jī)的特點是成本低,易操縱,具有高度靈活性,高度適應(yīng)性和安全穩(wěn)定性。能夠攜帶一些重要的設(shè)備從空中完成特殊任務(wù),比如空中偵察、空中監(jiān)視、緊急救援等。在處理自然災(zāi)害、事故災(zāi)難以及社會安全事件等方面能發(fā)揮出重要作用。

        (1)便于攜帶、靈活機(jī)動。一般的無人機(jī)只有100kg以下的重量,只需要1~2人就可以完成制定的操作任務(wù)。在道路不暢,交通中斷的情況下,徒步就可以攜帶至災(zāi)害事故現(xiàn)場,對地形要求低,所以具有很強(qiáng)的靈活性。此外,無人機(jī)的飛行速度易于控制,轉(zhuǎn)彎半徑小,機(jī)動性好,受氣候和環(huán)境條件限制非常小,獲取影像的速度非???,可在5km范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠發(fā)揮偵查作用。在我們滅火救援的過程中,便于攜帶到現(xiàn)場,減少官兵的負(fù)重量,兩個人就可以通過無人機(jī)完成大量的信息采集。

        (2)偵查有效、視野開闊。無人機(jī)可以通過寬帶、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)實現(xiàn)超視距控制,從而具有很全面的視野,依據(jù)現(xiàn)場需求,可以從不同角度、不同的距離在不同的光線條件下進(jìn)行作業(yè)。既可以實現(xiàn)在高空對目標(biāo)進(jìn)行全局性拍攝,也可以調(diào)整距離和角度,按需抓拍對現(xiàn)場決策有重要幫助的照片。如果在我們消防領(lǐng)域,給無人機(jī)配備熱視或紅外等夜視功能,可以使它收錄的視頻更加全面。這樣的方式為實現(xiàn)災(zāi)害事故現(xiàn)場實時空中監(jiān)控提供了有力保證,能有效提升消防部隊滅火救援的偵查能力??梢詫崟r監(jiān)控事故地點的環(huán)境、氣象等特殊情況,便于我們消防隊員快速地了解當(dāng)?shù)厍闆r,少走彎路,合理有效地提前對災(zāi)害情況進(jìn)行分析和決策。

        (3)實時監(jiān)控、操作簡單。無人機(jī)的遠(yuǎn)程視頻傳輸與控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)和接口接入地面站,通過運營商光纖接入公網(wǎng),只需通過遙控攝像機(jī)及其輔助設(shè)備,就能直接觀看無人機(jī)的攝像頭實時視頻。當(dāng)接入公網(wǎng)后,可以通過電腦、手機(jī)等多種形式的載體實現(xiàn)對無人機(jī)的控制。它的實際操作也并不復(fù)雜,只要掌握好飛行、音視頻控制和其他操作,便能有效地發(fā)揮效能。只要學(xué)好最基本的操作程序,就能通過無人機(jī)實時對現(xiàn)場進(jìn)行監(jiān)控,既節(jié)省了人力物力,又能防止不必要的人員傷亡,特別是處于自然災(zāi)害多發(fā)的地段。

        (4)性能穩(wěn)定、安全可靠。無論面對暴雨、高溫、臺風(fēng)、泥石流等惡劣的天氣環(huán)境;或者易燃易爆、塌陷、有毒等嚴(yán)重事故災(zāi)害現(xiàn)場;抑或山岳、峽谷、溝壑等極端地理環(huán)境,無人機(jī)技術(shù)能有效避免滅火救援行動中存在的局限性。既確保消防官兵的自身安全。又能通過對現(xiàn)場情況的跟拍、追蹤,為事故處置的指揮決策提供安全可靠的依據(jù),能夠最大限度地控制災(zāi)情發(fā)展,減少人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。一旦災(zāi)害事故發(fā)生,即使調(diào)派大量的人員和物質(zhì)進(jìn)入災(zāi)害地區(qū),都可能隨時增加危險性,無人性的穩(wěn)定性工作,能夠減少我們很多麻煩。機(jī)器沒了,我們可以去研究和創(chuàng)造,但是生命只有一次,利用好手中的有限資源,可以幫助我們解決更多的難題。

        當(dāng)突發(fā)性自然災(zāi)害發(fā)生時,無人機(jī)可以快速飛抵災(zāi)區(qū)現(xiàn)場,能夠?qū)ΜF(xiàn)場進(jìn)行高質(zhì)量的視頻以及音頻的實時采集,及時傳送到指揮中心,供指揮者進(jìn)行判斷和決策,使救災(zāi)現(xiàn)場工作組的調(diào)查能力大大增強(qiáng),提高信息獲取的安全性和可靠性。搭載擴(kuò)音設(shè)備對現(xiàn)場進(jìn)行喊話,向現(xiàn)場群眾及時傳遞有關(guān)信息,搭載生命探測儀幫助搜尋生命跡象,使救援隊伍更迅速、安全地采取救援行動,可將小量急需的救援物資直接空投到救援人員和車輛暫時無法到達(dá)的地方。

        3 無人機(jī)在消防部隊?wèi)?yīng)用的技術(shù)需求

        針對消防部隊面對的災(zāi)害事故現(xiàn)場實際情況,無人機(jī)在消防部隊的運用還應(yīng)達(dá)到一定的技術(shù)要求。

        (1)可靠性。消防部隊面對的各種災(zāi)害現(xiàn)場,特別是火災(zāi)現(xiàn)場,應(yīng)用環(huán)境更為復(fù)雜,需考慮風(fēng)速、煙霧、溫度以及防水等各種環(huán)境因素,因此,無人偵察機(jī)首先要能滿足現(xiàn)場的惡劣環(huán)境使用條件:①抗風(fēng)能力方面。在高層建筑附近飛行時,瞬時風(fēng)力可能接近6~8級,因此,其抗風(fēng)能力要達(dá)到6級以上;②防煙霧能力。由于火災(zāi)現(xiàn)場存在大量水霧和煙霧,要求無人偵察機(jī)有較強(qiáng)的抗水和抗煙霧能力;③耐高溫和防爆能力。由于無人機(jī)使用汽油發(fā)動機(jī),排氣管帶有火花,同時噪音大、操作維護(hù)專業(yè)化程度高、運行成本較高,且一旦飛機(jī)失控墜落,也會帶來潛在的起火、爆炸等隱患,因此要求飛機(jī)平臺應(yīng)當(dāng)具有一定的耐高溫能力;④夜視和防水能力。由于災(zāi)害發(fā)生的時間、環(huán)境不可預(yù)知,因此應(yīng)當(dāng)配備具有紅外夜視功能的攝像頭,并建議配備輔助光源。

        (2)操控性。以18km/h無人機(jī)巡航平均速度計算,其可巡視范圍在2km工作半徑內(nèi),續(xù)航能力要求達(dá)到單組電池平均30min以上,航線巡查要求能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷監(jiān)控,兩次巡查準(zhǔn)備間隙少于15min;另外,災(zāi)害事故現(xiàn)場多數(shù)飛行高度在200m以下,考慮到高層建筑最高高度,達(dá)到0到300m飛行高度應(yīng)可滿足日?,F(xiàn)場偵查需要。

        (3)穩(wěn)定性。無人機(jī)的圖像傳輸應(yīng)當(dāng)力求清晰、連續(xù),因而對圖像的無線收發(fā)均有較高的要求;通過無線傳輸易出現(xiàn)干擾,因而要求無人機(jī)必須有一定的抗干擾能力,從而達(dá)到在使用過程中圖像能夠不間斷。

        (4)集成兼容性。無人機(jī)在消防部隊的應(yīng)用中要實現(xiàn)很多擴(kuò)展功能,必須擁有良好的集成和兼容性。因此,在滿載重量方面,考慮日常訓(xùn)練及使用配備的機(jī)動要求,無人偵查機(jī)需能便攜或車載到達(dá)現(xiàn)場附近,單兵進(jìn)入現(xiàn)場機(jī)動部署,緊急情況下拓展攜帶器材,因此要求整套系統(tǒng)攜帶重量不超過50kg;此外,在實現(xiàn)視頻傳輸外,要實現(xiàn)其他輔助功能的集成和傳輸。

        (5)嚴(yán)謹(jǐn)性。若配備無人機(jī),必然需要對操作人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn),因此必須形成一套訓(xùn)練考核機(jī)制,形成無人機(jī)日常管理和使用機(jī)制,操作員必需定崗定位,確定使用場地和人員。必須形成一套完善的售后維護(hù)保養(yǎng)機(jī)制,確保無人機(jī)保持良好的使用常態(tài)。

        4 無人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用

        由于無人機(jī)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用起步較晚,很多功能尚處于摸索階段,相關(guān)的條件設(shè)置還不夠完善,在滅火救援應(yīng)用方面還不能形成戰(zhàn)斗力。就目前而言,北京和上??傟犚呀?jīng)開始無人機(jī)在消防滅火救援中的應(yīng)用探索,這需要花費好大的精力和時間,去探究無人機(jī)是否符合我們消防在實際工作的需求,是否能完成初步的火場偵查、勘測,是否真正可以運用到我們消防領(lǐng)域中。

        我覺得無人機(jī)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用推廣后,必將豐富消防部隊實施火場偵查的手段和滅火救援方式,其應(yīng)用前景十分廣闊。它在消防滅火救援中的作用主要體現(xiàn)在:

        (1)提升及時準(zhǔn)確偵查火情的能力。在特殊的災(zāi)害環(huán)境和地理條件下,消防隊員無法到達(dá)偵查地點時,可以借助無人機(jī)快速飛抵災(zāi)害現(xiàn)場,獲取災(zāi)情信息,為指揮決策提供重要依據(jù);

        (2)提高掌握整體災(zāi)情的能力。利用無人機(jī)拍攝結(jié)果進(jìn)行對比分析,可以初步評估災(zāi)害損失程度,及時把握災(zāi)害現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢;

        (3)提供災(zāi)情的信息。在災(zāi)害現(xiàn)場,消防無人機(jī)可以全方位的進(jìn)行監(jiān)控,為消防部隊滅火救援工作的統(tǒng)籌計劃、快速撤離和戰(zhàn)勤保障提供關(guān)鍵信息;

        (4)提供后勤保障。在事故現(xiàn)場,救援人員很難進(jìn)入災(zāi)區(qū)實施搜救,可以空投補給物質(zhì),維持基本的生活所需,也可以對深入內(nèi)部的救援人員提供一定得保障需求。

        將無人機(jī)運用于消防營救指揮的話,不僅可以避免交通堵塞而迅速趕到現(xiàn)場,現(xiàn)場實時監(jiān)視火情和蔓延方向,還可以勘察人員逃生路線,確定疏散范圍,指揮滅火和搜救。

        據(jù)統(tǒng)計,我國受災(zāi)害影響的人口約2億人,其中因災(zāi)死亡數(shù)千人,需轉(zhuǎn)移安置300多萬人,農(nóng)作物受災(zāi)面積4000多萬公頃,成災(zāi)2000多萬公頃,倒塌房屋300萬間左右。從災(zāi)害地區(qū)劃分看,全國有74%的省會城市以及62%的地級以上城市位于地震烈度VII度以上危險地區(qū),70%以上的大城市、半數(shù)以上的人口、75%以上的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值,分布在氣象、海洋、洪水、地震等災(zāi)害嚴(yán)重的地區(qū)。每年因自然災(zāi)害、事故災(zāi)害和社會安全事件等突發(fā)公共事件造成的人員傷亡逾百萬,經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)千億。

        無人機(jī)因其自身的特點和優(yōu)勢,在消防領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用前景,是提高消防實戰(zhàn)能力的需要。雖然目前我們還處于起步階段,一些技術(shù)還需創(chuàng)新發(fā)展,但是需要我們共同努力,使無人機(jī)融入到我們消防工作中,就能使它發(fā)揮最大的效益。如果我們還是按照傳統(tǒng)救援方式來應(yīng)對災(zāi)害事故的發(fā)生,那么必然帶來諸多風(fēng)險,解決不了實際存在的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。四川、玉樹地震災(zāi)害發(fā)生后,我們可以看到日本、俄羅斯等發(fā)達(dá)國家的救援力量已經(jīng)開始使用無人機(jī)進(jìn)行救援,無人機(jī)已陸續(xù)在世界各地?fù)?dān)負(fù)起生命財產(chǎn)救援的任務(wù)。如果在事故現(xiàn)場,無人機(jī)的出現(xiàn)能夠更及時,或許我們身邊許許多多消防員身上的悲劇就不會發(fā)生。

        D631.6

        A

        1004-7344(2016)13-0328-02

        2016-4-12

        王思迪(1983-),女,本科,主要從事消防滅火救援工作。

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