唐曉慶

（安徽省合肥市消防救援支隊(duì)，安徽 合肥230000）

當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)快速發(fā)展，火災(zāi)形勢(shì)面臨復(fù)雜多變，如何準(zhǔn)確、快速、及時(shí)、高效地獲取現(xiàn)場(chǎng)信息，對(duì)消防部隊(duì)提出新要求，而隨著無人機(jī)技術(shù)逐漸成熟，無人機(jī)逐漸被應(yīng)用于各行各業(yè)，多旋翼無人機(jī)以其操作簡單、機(jī)動(dòng)靈活、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)被用于消防滅火救援工作中。

1 多旋翼無人機(jī)簡介

根據(jù)無人機(jī)型號(hào)的大小和其飛行的高度等，國內(nèi)將無人機(jī)劃分為十一種類型，多旋翼無人機(jī)屬于其中的一類。多旋翼無人機(jī)由三個(gè)及三個(gè)以上的旋翼軸組成的一種較為特別的直升飛機(jī)。在每一個(gè)軸上都安裝有電動(dòng)機(jī)，有這些電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生力量使飛機(jī)正常行駛。和普通的直升飛機(jī)不一樣，這種多旋翼無人機(jī)的旋翼的總距離是固定不變的。在飛機(jī)運(yùn)行的時(shí)候，通過改變無人機(jī)上不同旋翼之間的轉(zhuǎn)速進(jìn)而使每一個(gè)軸的推力發(fā)生改變，最終轉(zhuǎn)變無人機(jī)行駛的方向。多旋翼無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)軌跡跟蹤、多機(jī)編隊(duì)等功能，飛行速度穩(wěn)定并且速度較快，還可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。

多旋翼無人機(jī)采用多個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，從旋翼的數(shù)量上來看有三個(gè)的、四個(gè)的、六個(gè)的、八個(gè)的，甚至更多。從旋翼的形狀上來看，有X 型、Y 型等等。針對(duì)多旋翼無人機(jī)工作的優(yōu)缺點(diǎn)，可以分為以下幾點(diǎn)：

1.1 結(jié)構(gòu)簡單，便于操作

多旋翼無人機(jī)一個(gè)通用的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，操作容易。在實(shí)際的工作中只需要將無人機(jī)的旋槳和發(fā)電機(jī)連起來，就可以是旋翼生產(chǎn)向上的升力，然后通過不同方向的轉(zhuǎn)動(dòng)來對(duì)抗飛行器的扭力實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向的轉(zhuǎn)動(dòng)。

1.2 穩(wěn)定性較強(qiáng)

多旋翼無人機(jī)經(jīng)常采用高級(jí)定制的、質(zhì)量驕傲的無刷電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，電池方面采用的是功率較高的鋰聚合物電池，可以為無人機(jī)飛行提供較大的動(dòng)力，穩(wěn)定性較好，一般不會(huì)出現(xiàn)高空墜落的情況。

1.3 機(jī)動(dòng)靈活

多旋翼無人機(jī)對(duì)起降場(chǎng)地的要求不高，在五分鐘左右就可以做好前期準(zhǔn)備工作并起飛，多旋翼無人機(jī)可以垂直進(jìn)行起飛和降落的特點(diǎn)保證了飛行器可以在較為艱難的地區(qū)直接起飛和回收，不需要提前對(duì)地形進(jìn)行檢測(cè)。

1.4 視野廣闊，功能全面

多旋翼無人機(jī)不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高空目標(biāo)物的全面的拍攝，還可以根據(jù)抓拍現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況對(duì)一些關(guān)鍵性和特殊性的因素進(jìn)行記錄。多旋翼無人機(jī)一般還配置紅外線燈夜視視察功能，使無人機(jī)采集信息的性能更加具有針對(duì)性和全面性，有效提升多旋翼無人機(jī)的偵查能力。

2 多旋翼無人機(jī)在消防工作中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于偵察火情

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)是十分危險(xiǎn)的。由于多旋翼無人機(jī)具有起飛降落靈活、操作簡易等特點(diǎn)，可以在復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)起飛，并在現(xiàn)場(chǎng)上空對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行全面?zhèn)刹?，將現(xiàn)場(chǎng)的圖像視頻進(jìn)行及時(shí)的傳輸，為火災(zāi)指揮中心的工作人員提供相應(yīng)的信息依據(jù)，以便工作人員做出科學(xué)的、及時(shí)的決策。尤其是針對(duì)一些特殊性火災(zāi)，例如化工火災(zāi)等，也可以直接利用多旋翼無人機(jī)開展飛速測(cè)量、測(cè)位移等工作，為消防人員提供一手的資料[2]。

2.2 便于開展追蹤定位

在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)往往是瞬息萬變的，很難對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行合理的預(yù)測(cè)，多旋翼無人機(jī)可以對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)中的危險(xiǎn)地區(qū)進(jìn)行持續(xù)的監(jiān)控，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)危險(xiǎn)物品的狀態(tài)，例如可燃?xì)怏w、有毒氣體等，一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)問題的時(shí)候可以及時(shí)向消防人員傳遞信息，避免更大事故的發(fā)生[3]。

2.3 開展指揮調(diào)度工作

消防滅火救援工作是一項(xiàng)較為重大的公共事件，涉及的范圍十分廣泛，在工作中需要對(duì)救援工作開展靈活的調(diào)度。多旋翼無人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活、攜帶方便，能夠較好地實(shí)現(xiàn)消防滅火救援指揮調(diào)度的輔助工作。一般來說，在救援過程中，及時(shí)傳輸音頻、錄像等資料對(duì)于消防指揮調(diào)度工作具有十分重要的作用[4]。工作人員可以就其想要查看的地區(qū)指揮無人機(jī)去開展勘察工作，將現(xiàn)場(chǎng)情況傳輸?shù)街笓]總部，供各級(jí)人員開展決策，保證了決策的科學(xué)性的同時(shí)，也大大縮短了決策時(shí)間。

2.4 用于消防輔助工作

無人機(jī)除了可以開展追蹤定位、傳輸圖像信息等工作，其本身還具有一定的輔助工作能力。一是利用多旋翼無人機(jī)運(yùn)載滅火劑，在變壓器、高壓線路聚集十分危險(xiǎn)的地區(qū)，遙控指揮無人機(jī)在制定地點(diǎn)噴灑滅火劑，從而在保證消防人員人身安全的同時(shí)達(dá)到滅火的目的。二是在無人機(jī)上面吊掛一些簡單的防護(hù)設(shè)備，例如，防毒面具、救援繩等，幫助消防員開展被困人員的疏散、解救工作。三是在旋翼無人機(jī)上安裝擴(kuò)音設(shè)備實(shí)現(xiàn)被困人員和搜救人員的直接對(duì)話，為被困人員提供有效的自救指導(dǎo)，對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)開展疏散工作，更好地幫助火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的被困人員開展逃生工作[6]。四是在多旋翼無人機(jī)前端一般還設(shè)置了照明裝置，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)處于昏暗的狀態(tài)時(shí)，無人機(jī)可以提升空中拍攝的下效果，同時(shí)為火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)消防人員的救援工作提供照明需求，幫助消防人員快遞確定火源及被困人員。

2.5 記錄滅火救援現(xiàn)場(chǎng)

無人機(jī)的錄像和拍照功能可以將整個(gè)滅火救災(zāi)工作的過程記錄下來，一方面，在滅火救災(zāi)公工作完畢之后，可以組織消防人員進(jìn)行觀看，總結(jié)出本次救災(zāi)工作中的不足和可取之處，以便進(jìn)行改進(jìn)，提高救援工作的效率。另一方面，還可以開展宣傳工作，讓人們認(rèn)識(shí)到火災(zāi)對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)都造成了巨大的威脅，提高人們的防火意識(shí)。

3 多旋翼無人機(jī)在消防工作中的改進(jìn)方向

3.1 圖像傳輸功能需完善

圖像傳輸功能采用適當(dāng)?shù)囊曨l壓縮技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等將現(xiàn)場(chǎng)無人機(jī)上安裝的攝像設(shè)備以無線的方式傳輸?shù)娇蛻舳恕＿@項(xiàng)功能就像是無人機(jī)的眼睛，在消防工作中具有十分重要的作用。因此，在日后的工作中應(yīng)該進(jìn)一步提高圖像傳輸?shù)馁|(zhì)量，提高分辨率，當(dāng)前已經(jīng)支持4K 的分辨率，可以將其應(yīng)用在其中。

3.2 滅火救援現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性能需加強(qiáng)

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)是十分危險(xiǎn)的，情況十分惡劣，爆炸等情況時(shí)有發(fā)生，甚至還可能出現(xiàn)刮風(fēng)、地震等情況，這就要求多旋翼無人機(jī)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性能，能夠抗風(fēng)、防水、防火，因此在材質(zhì)選擇上要十分注意。在制作多旋翼無人機(jī)時(shí)，一般要求選擇耐高溫、機(jī)械強(qiáng)度大、耐腐蝕的材質(zhì)[7]。

3.3 輔助數(shù)字化預(yù)案編制能力需提高

在救援現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)災(zāi)害環(huán)境的三維環(huán)境掌握至關(guān)重要，無人機(jī)也可發(fā)揮重大作用。針對(duì)環(huán)境和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的消防安全重點(diǎn)單位，應(yīng)用專用軟件對(duì)無人機(jī)的航線進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)置，通過無人機(jī)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行傾斜攝影，基于傾斜攝影照片進(jìn)行實(shí)景三維建模。該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)消防安全重點(diǎn)單位的三維立體全方位展現(xiàn)，使得消防救援在可視化、立體化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化上更加便利，更低的成本和難度地實(shí)現(xiàn)數(shù)字化預(yù)案的編制。

4 結(jié)論

隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，無人機(jī)對(duì)消防滅火救援的災(zāi)情偵查、參與救援指揮、輔助救援等工作將得到更大的應(yīng)用空間，因而要全面強(qiáng)化無人機(jī)在消防救援工作中的科學(xué)運(yùn)用。要加強(qiáng)無人機(jī)操作人員的培訓(xùn)，并對(duì)無人機(jī)在續(xù)航問題以及承重問題等方面進(jìn)行優(yōu)化研究，全面提升無人機(jī)的使用性能和拓展應(yīng)用范圍。