謝紅剛

摘要：面對(duì)日趨嚴(yán)峻和復(fù)雜的滅火救援任務(wù)，消防應(yīng)急救援對(duì)無(wú)人機(jī)在內(nèi)的無(wú)人設(shè)備需求不斷增強(qiáng)。本文對(duì)無(wú)人機(jī)分類、消防無(wú)人機(jī)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)以及無(wú)人機(jī)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用等有基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)，希望對(duì)無(wú)人機(jī)在消防應(yīng)急救援中開(kāi)展各項(xiàng)工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：任務(wù);消防應(yīng)急救援;無(wú)人機(jī)

無(wú)人駕駛航空器（UA-UnmannedAircraft），是一架由遙控站管理（包括遠(yuǎn)程操控或自主飛行）的航空器，也稱遙控駕駛航空器（RPA-RemotelyPilotedAir-craft），簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”。

在內(nèi)燃機(jī)出現(xiàn)后，機(jī)器增強(qiáng)了人的體能，我們從地面飛到空中。在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后，信息技術(shù)又增強(qiáng)了人的智能，使得飛機(jī)從有人向無(wú)人轉(zhuǎn)化。無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)，就是技術(shù)的不斷發(fā)展，又讓我們從空中回到地面，而機(jī)器卻留在了空中，去完成過(guò)去由有人機(jī)完成的任務(wù)。因此，“無(wú)人機(jī)”并非真的“無(wú)人”，而是人在回路中，由人監(jiān)視、管理甚至直接遠(yuǎn)程操控飛機(jī)。無(wú)人機(jī)的駕駛員在地面擔(dān)負(fù)安全飛行的任務(wù)，隨著動(dòng)力、電源、電子以及控制技術(shù)的發(fā)展，使得陀螺、無(wú)刷電機(jī)的微型化，民用無(wú)人機(jī)目前也進(jìn)一步運(yùn)用到消防領(lǐng)域中。

一、無(wú)人機(jī)的組成與工作原理

無(wú)人機(jī)一般由飛機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)以及有效載荷系統(tǒng)三大部分組成。有效載荷系統(tǒng)和飛機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)組成了整個(gè)飛行器，根據(jù)負(fù)載能力和實(shí)現(xiàn)任務(wù)的不同，一個(gè)平臺(tái)可以搭載多套有效載荷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜功能。目前無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可分為：地面指揮控制系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)、微波無(wú)線實(shí)時(shí)圖像傳輸系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、大容量鋰聚合物供電單元、空中視頻監(jiān)控平臺(tái)、4G圖傳中繼鏈路等。

二、無(wú)人機(jī)分類

三、無(wú)人機(jī)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

（一）成本少，危險(xiǎn)系數(shù)低

小型無(wú)人機(jī)運(yùn)行成本低，依托飛行控件就可以對(duì)其進(jìn)行操控，維護(hù)和保養(yǎng)也比較簡(jiǎn)便。并且無(wú)人機(jī)可以飛行到危險(xiǎn)地域，也可以在不良?xì)夂驐l件下執(zhí)行緊急飛行任務(wù)，避免各類事故的發(fā)生。

（二）操控簡(jiǎn)單、易于展開(kāi)作業(yè)

多旋翼無(wú)人機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)遙控飛行和按預(yù)編航線全自動(dòng)飛行等功能，可以通過(guò)數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、寬帶來(lái)實(shí)現(xiàn)超視距控制，具有很全面的視野，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求可從不同角度、不同距離在不同光線條件下進(jìn)行作業(yè)。

（三）信息傳輸快，拓展功能多

當(dāng)突發(fā)性災(zāi)害發(fā)生時(shí)，多旋翼無(wú)人機(jī)能夠快速抵達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)無(wú)線傳輸方式，將現(xiàn)場(chǎng)音視頻及時(shí)傳送到指揮中心，供指揮員進(jìn)行分析和決策，使得指揮部獲取災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)情報(bào)的能力大大增強(qiáng)。同時(shí)可以在無(wú)人機(jī)上外加擴(kuò)音設(shè)備，直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行喊話，向現(xiàn)場(chǎng)群眾及時(shí)傳遞相關(guān)信息，也可以搭載照明設(shè)備以及生命探測(cè)儀幫助搜尋現(xiàn)場(chǎng)生命跡象，使得消防隊(duì)伍救援更加多元化。

四、無(wú)人機(jī)災(zāi)情偵察的種類

1.城市建筑火災(zāi)的偵察。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，當(dāng)前高層建筑、地下建筑、城市綜合體和廠房等急劇增加，發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性和火災(zāi)的撲救難度也日益加大。如果一旦發(fā)生火災(zāi)，圖傳設(shè)備畫(huà)面往往只能收集某一側(cè)面的情況，現(xiàn)場(chǎng)指揮員通過(guò)這些僅有的信息難以對(duì)火災(zāi)整體態(tài)勢(shì)實(shí)現(xiàn)全方位的掌握，給指揮員的科學(xué)決策部署和準(zhǔn)確研判帶來(lái)很大的影響。從這個(gè)情況上看，利用無(wú)人機(jī)搭載圖傳設(shè)備可以進(jìn)行火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)的全方位火情偵察。

2.石油化工火災(zāi)偵察。石油化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)，火情都比較復(fù)雜，常伴隨著爆炸，出現(xiàn)立體、大面積、多火點(diǎn)、復(fù)燃等多種形式燃燒，從而造成人員傷亡和重大的財(cái)產(chǎn)損失。處置石油化工火災(zāi)事故一般情況下較為危險(xiǎn)，但對(duì)于此類災(zāi)害事故，可靠準(zhǔn)確的火情偵察尤為重要。火場(chǎng)內(nèi)部管線縱橫，塔釜林立，火場(chǎng)內(nèi)部都要應(yīng)對(duì)建筑坍塌、爆炸等情況，危險(xiǎn)性極大。目前可以利用無(wú)人機(jī)搭載圖像傳輸系統(tǒng)和紅外熱成像儀對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行高空偵察，可以再獲取情報(bào)信息的同時(shí)將風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

3.重大自然災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)偵察。地震和山體滑坡等重大自然災(zāi)害具有受災(zāi)面積廣、范圍大，突發(fā)性以及破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)災(zāi)害會(huì)造成現(xiàn)場(chǎng)公網(wǎng)通信癱瘓，交通道路受損，事故現(xiàn)場(chǎng)情況無(wú)法第一時(shí)間傳出，救援人員也難以快速到達(dá)受災(zāi)地點(diǎn)，同時(shí)災(zāi)區(qū)人員也難以取得與外界的聯(lián)系。因此，如何及時(shí)、有效獲取災(zāi)情態(tài)勢(shì)成為救援行動(dòng)的關(guān)鍵。

目前較為常見(jiàn)的是利用無(wú)人機(jī)地震災(zāi)情檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)獲取災(zāi)區(qū)的情報(bào)。

五、無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用

（一）輔助指揮，做好重大火災(zāi)和應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)的輔助決策。

近年來(lái)，隨著消防職能多樣化的拓展，消防隊(duì)伍面臨著各種應(yīng)急救援的壓力，火場(chǎng)形勢(shì)和救援現(xiàn)場(chǎng)存在很多的不確定性。無(wú)人機(jī)已經(jīng)在應(yīng)急救援方面發(fā)揮了越來(lái)越大的作用，無(wú)人機(jī)一般配備高清攝像頭，當(dāng)需要長(zhǎng)距離傳輸圖像數(shù)據(jù)時(shí)，可采用4G無(wú)線圖像傳輸模塊實(shí)現(xiàn)圖像信息由地面站向指揮車回傳實(shí)時(shí)顯示圖像，再迅速將救援現(xiàn)場(chǎng)的視頻信息傳送到指揮部，有利于指揮部分析現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害事故發(fā)展態(tài)勢(shì)，可供指揮員進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)決策和作戰(zhàn)部署。同時(shí)無(wú)人機(jī)在空中還可以多角度大范圍的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察，為第一時(shí)間營(yíng)救被困人員提供最佳路線和最有利時(shí)機(jī)。

（二）立體監(jiān)控，做好重大安?，F(xiàn)場(chǎng)的形勢(shì)管控。當(dāng)前，大型活動(dòng)、集會(huì)等場(chǎng)合越來(lái)越多，安保壓力越來(lái)越大，安保工作往往由于人力資源不足而受到局限。然而利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行空中視頻巡查，在將目標(biāo)畫(huà)面實(shí)時(shí)傳送至安保指揮部，則能有力地支撐地面指揮與調(diào)度，提高指揮的合理性。

（三）緊急救生，做好洪澇災(zāi)害等重大災(zāi)害的應(yīng)急救援。針對(duì)洪澇、湖面求救等警情，無(wú)人機(jī)可以第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，并進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)救援人員無(wú)法進(jìn)入的危險(xiǎn)區(qū)域，將現(xiàn)場(chǎng)影像資料及時(shí)傳回地面指揮中心，從而便于地面人員迅速掌握現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情態(tài)勢(shì)、定位需要救助人員位置，使得救援行動(dòng)更加安全而高效。同時(shí)針對(duì)需營(yíng)救人員，也可以嘗試?yán)脽o(wú)人機(jī)進(jìn)行相關(guān)救生設(shè)備的投遞。

六、無(wú)人機(jī)在危險(xiǎn)化學(xué)品事故災(zāi)害處置的應(yīng)用

（一）生命探測(cè)儀及輕型物資投送。無(wú)人機(jī)上安裝生命探測(cè)儀后，第一時(shí)間尋找被困待救援人員，地面指揮中心可操控?zé)o人機(jī)對(duì)有撤離能力的被困者進(jìn)行道路指引，對(duì)于無(wú)法移動(dòng)的被困者，可迅速利用無(wú)人機(jī)將呼吸罩、救生繩、急救藥品等輕型物資投送到指定區(qū)域，幫助被困人員進(jìn)行自救、快速逃離現(xiàn)場(chǎng)，或是指引救援人員迅速前往施救。在危險(xiǎn)化學(xué)品事故災(zāi)害處置中真正意義上實(shí)現(xiàn)救人第一，科學(xué)施救。

（二）航拍高清攝像頭。無(wú)論白天黑夜，無(wú)人機(jī)可將現(xiàn)場(chǎng)360度全景圖通過(guò)無(wú)線傳輸實(shí)時(shí)發(fā)送至地面指揮中心，讓指揮員不僅了解危險(xiǎn)化學(xué)品火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)輪廓、地形、面積、蔓延方向，還為救援人員提供最佳進(jìn)攻及撤退路徑選擇提供有力幫助，更為現(xiàn)場(chǎng)指揮員決策提供了有力的依據(jù)。

（三）可燃?xì)怏w檢測(cè)儀、有毒氣體探測(cè)儀、復(fù)合式毒氣檢測(cè)儀。裝備這些檢測(cè)儀器的無(wú)人機(jī)需在遠(yuǎn)距離起飛先行到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，偵查危險(xiǎn)化學(xué)品的種類，災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境是否易燃易爆或有毒，為現(xiàn)場(chǎng)指揮員決策提供作戰(zhàn)方案和依據(jù)。

（四）救援人員定位搜尋?，F(xiàn)場(chǎng)通過(guò)多架無(wú)人機(jī)形成多點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)覆蓋，將區(qū)域內(nèi)所有正在參與實(shí)施救援的消防人員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，當(dāng)遇到突發(fā)狀況時(shí)，地面指揮人員可通過(guò)無(wú)人機(jī)聯(lián)網(wǎng)定位第一時(shí)間確定位置并找尋。

（五）遠(yuǎn)距離信號(hào)覆蓋。若遇地形復(fù)雜、現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域跨度大、無(wú)線信號(hào)差等情況，運(yùn)用裝備有信號(hào)臺(tái)的無(wú)人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號(hào)覆蓋，確保無(wú)線電臺(tái)等實(shí)時(shí)通信。

（六）語(yǔ)音模塊。無(wú)人機(jī)集成語(yǔ)音模塊后，可對(duì)受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行空中傳達(dá)指令，在高效現(xiàn)場(chǎng)指揮的同時(shí)也確保了遭遇突發(fā)情況時(shí)撤離通知能夠在第一時(shí)間有效傳達(dá)。

（七）災(zāi)后偵查。危險(xiǎn)化學(xué)品事故災(zāi)害處置后，為防止復(fù)燃等情況的發(fā)生，運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行空中巡邏，當(dāng)發(fā)現(xiàn)情況時(shí)可第一時(shí)間將可能的復(fù)燃扼殺于萌芽狀態(tài)。

七、無(wú)人機(jī)應(yīng)用于應(yīng)急救援中的注意事項(xiàng)

（一）特殊環(huán)境下飛行注意事項(xiàng)。應(yīng)盡量在遠(yuǎn)離人群的起降場(chǎng)地操作飛行，起飛前疏散無(wú)關(guān)人員，飛行時(shí)劃定安全警戒區(qū)域，設(shè)立安全員，并與高溫、濃煙、強(qiáng)腐蝕、強(qiáng)對(duì)流區(qū)域保持安全距離，防止無(wú)人機(jī)意外墜落造成人員傷亡和其他安全事故。

（二）集成性和兼容性載重注意事項(xiàng)。無(wú)人機(jī)在消防應(yīng)急救援中要實(shí)現(xiàn)很多擴(kuò)展功能，必須擁有良好的集成性和兼容性。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(dòng)要求，無(wú)人偵查機(jī)需能便攜或車載到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)附近，單兵進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)機(jī)動(dòng)靈活部置，緊急情況下拓展攜帶器材，因此要求整套系統(tǒng)攜帶重量不宜過(guò)重。此外，在實(shí)現(xiàn)視頻傳輸外，如果要實(shí)現(xiàn)其他輔助功能的集成和傳輸（如測(cè)溫、測(cè)距、語(yǔ)音、生命探測(cè)、有毒氣體探測(cè)等），這必然要求無(wú)人機(jī)擁有良好的集成和兼容性。

（三）無(wú)人機(jī)駕駛員的培訓(xùn)管理注意事項(xiàng)。配備無(wú)人機(jī)的單位，必須對(duì)操作人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，考取民用無(wú)人機(jī)駕駛員合格證，開(kāi)展日常訓(xùn)練和飛手培養(yǎng)，形成一套日常管理使用、維護(hù)保養(yǎng)，訓(xùn)練考核機(jī)制，全面突顯消防無(wú)人機(jī)服務(wù)實(shí)戰(zhàn)效能，確保無(wú)人機(jī)裝備隨時(shí)處于完整好用狀態(tài)。

八、結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)作為一種新型的飛行技術(shù)，它的操作靈活性比較好、攜帶方便、適用范圍比較廣、能夠在比較惡劣的環(huán)境下工作等特點(diǎn)，能夠很好的適應(yīng)災(zāi)后各類環(huán)境，在今后的滅火救援工作中將發(fā)揮重要的作用。

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