喬瑛娜

摘要：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和演變，無人機(jī)技術(shù)已成為當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)之一，在很多領(lǐng)域中發(fā)揮了重要的作用，特別是在消防滅火救援過程中，可以提高滅火救援的效率，展現(xiàn)無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢。本研究介紹了無人機(jī)的現(xiàn)狀、功能、特點(diǎn)及優(yōu)勢，探討了無人機(jī)應(yīng)用于滅火救援工作中的功能實(shí)現(xiàn)、功能擴(kuò)展及戰(zhàn)勤保障等，為消防規(guī)范化、程序化、現(xiàn)代化應(yīng)用無人機(jī)開展滅火救援提供技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);消防救援;滅火技術(shù);應(yīng)用研究

1引言

消防無人機(jī)具有無人駕駛、無視地形、高空俯視視角廣闊、控制靈活、搭載多種探測設(shè)備等諸多特點(diǎn)和優(yōu)勢，在消防領(lǐng)域有著不可替代的應(yīng)用價值，在高溫火場上空或受空氣、溫度、現(xiàn)場環(huán)境等因素影響，消防人員無法靠近風(fēng)險較高區(qū)域時，消防無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)火情監(jiān)控、投送救援物資以及基礎(chǔ)滅火等重要工作，可以有效提高滅火救援的實(shí)戰(zhàn)效能，大大降低人員救援風(fēng)險。在滅火救援過程中，無人機(jī)迅速準(zhǔn)確的技術(shù)應(yīng)用，讓火災(zāi)救援取得更好的救援效果，避免受到干擾因素的影響，在實(shí)際消防滅火救援中，受到火災(zāi)救援現(xiàn)場指揮的一致好評。

2簡析無人機(jī)的基本情況和應(yīng)用優(yōu)勢

2.1災(zāi)情偵查

在無人機(jī)設(shè)備上搭載遠(yuǎn)程監(jiān)察設(shè)備，如紅外傳感設(shè)備、高清攝像頭、有毒有害氣體濃度傳感設(shè)備、溫度檢測設(shè)備等，可以有效對火災(zāi)現(xiàn)場的環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測。我國航天科工集團(tuán)推出的第三代紅外偵測無人機(jī)設(shè)備，可以搭載紅外熱成像儀，針對高層建筑起火，有效提供外部偵查效果。同時，超大的復(fù)雜能力可以實(shí)現(xiàn)滅火彈投擲功能。江蘇鴻鵠無人機(jī)應(yīng)用科技有限公司研發(fā)的SKY-WALKER系列無人機(jī)通過搭載三光三軸光電吊艙、傾斜攝影相機(jī)、多組分氣體檢測、高功率探照燈、聲光廣播等模塊，實(shí)現(xiàn)了與物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，可對消防安全重點(diǎn)單位進(jìn)行實(shí)時動態(tài)監(jiān)控和災(zāi)時災(zāi)情監(jiān)測與輔助救援等。

2.2森林防火監(jiān)測

森林火災(zāi)發(fā)生具有較高的突發(fā)性，火災(zāi)后果較為嚴(yán)重，其滅火救援活動也存在較高的難度，傳統(tǒng)火災(zāi)監(jiān)測措施和技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)對森林火災(zāi)的監(jiān)測工作。而消防無人機(jī)技術(shù)的問世，有效彌補(bǔ)了我國在森林火災(zāi)監(jiān)測中的技術(shù)缺失。吉林工程技術(shù)學(xué)校研發(fā)的全新無人機(jī)預(yù)警裝置，可以在千米以上的高空中精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)森林起火點(diǎn)，并利用自身裝載的滅火彈進(jìn)行初步滅火，同時將火災(zāi)影像傳回指揮部。

2.3輔助滅火和應(yīng)急救援

伴隨無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是無人機(jī)承載能力以及遙感范圍技術(shù)的不斷突破，讓無人機(jī)技術(shù)可承載更多的設(shè)備與儀器，實(shí)現(xiàn)更多輔助滅火的消防功能。2013年，澳大利亞率先研發(fā)的無人機(jī)水泡滅火設(shè)備，通過全新動力架構(gòu)下的承載系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大重量的垂直升降、噴射水及滅火劑，實(shí)現(xiàn)了滅火功能。我國自主研發(fā)的四旋翼無人機(jī)設(shè)備，通過加裝導(dǎo)航系統(tǒng)以及聲波發(fā)生系統(tǒng)，可以向火源發(fā)生30-60赫茲的高頻滅火聲波，通過聲波擊打，隔離氧氣以及可燃物，實(shí)現(xiàn)阻燃作用。長安大學(xué)設(shè)計(jì)的—種基于無人機(jī)的滅火控制系統(tǒng)，可實(shí)時顯示影像信息，并對無人機(jī)攝像鏡頭、滅火系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)進(jìn)行有效控制。國家消防裝備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心在對各類無人機(jī)產(chǎn)品跟蹤調(diào)研、科學(xué)論證和模擬測試的基礎(chǔ)上，形成了消防無人機(jī)系統(tǒng)檢驗(yàn)的技術(shù)要求及試驗(yàn)說明，主要包括消防功能、飛行性能、環(huán)境適應(yīng)性能、電磁兼容性能等50余項(xiàng)，并于2016年8月正式受理消防無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的檢驗(yàn)申請。

3應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行消防滅火救援存在的技術(shù)問題和不足

3.1無人機(jī)設(shè)備適用性較弱，環(huán)境要求高

無人機(jī)設(shè)備屬于高精密設(shè)備之一，對適用環(huán)境有較為苛刻的需求，而火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境十分復(fù)雜惡劣，其風(fēng)場、煙霧、溫度以及爆炸產(chǎn)生的震蕩波等因素均對無人機(jī)設(shè)備造成影響，有可能發(fā)生故障甚至墜機(jī)事故。

3.2模塊化集成和兼容性不強(qiáng)

現(xiàn)階段我國沒有消防專用的無人機(jī)設(shè)備，均為普通無人機(jī)設(shè)備加裝各類設(shè)備儀器進(jìn)行消防作業(yè)，而攜帶過多不同功能模塊設(shè)備的無人機(jī)，在工作中不同模塊之間存在相互干擾的情況，導(dǎo)致模塊功能受限或失控的現(xiàn)象時有發(fā)生。

3.3消防無人機(jī)在續(xù)航、載重、防爆等方面的技術(shù)仍不成熟

近年來，雖然無人機(jī)續(xù)航能力有了顯著提高，但給予消防無人機(jī)設(shè)備的預(yù)期作戰(zhàn)時間，無人機(jī)續(xù)航能力仍然不夠充足，無法實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)能力?，F(xiàn)階段無人機(jī)設(shè)備承載能力雖然可以滿足各類儀器設(shè)備的重量需求，但仍無法直接攜帶水、藥、粉等滅火材料進(jìn)行直接滅火。同時，無人機(jī)的防爆能力不夠強(qiáng)，無法進(jìn)入有爆炸風(fēng)險的場所進(jìn)行作業(yè)，且大多數(shù)無人機(jī)不具備智能化避障技術(shù)。

4無人機(jī)進(jìn)行消防滅火救援工作的具體應(yīng)用

4.1專業(yè)化

根據(jù)不同類型火災(zāi)對無人機(jī)的實(shí)際需求，研發(fā)出對應(yīng)功能的專用消防無人機(jī)設(shè)備，是消防無人機(jī)發(fā)展的重要趨勢。立足差異化、專業(yè)化的無人機(jī)發(fā)展理念，設(shè)計(jì)出有技術(shù)側(cè)重點(diǎn)的專業(yè)無人機(jī)設(shè)備，如森林火災(zāi)的探測中，由于森林面積普遍較大，對無人機(jī)的續(xù)航能力以及控制范圍有較高的需求，因此森林檢測用無人機(jī)應(yīng)側(cè)重于其續(xù)航能力和遙感范圍。對于石油化工火災(zāi)消防使用無人機(jī)時，應(yīng)重視其對可燃?xì)怏w以及有毒有害氣體的檢測能力，對于地震、山丘、水域的消防無人機(jī)，應(yīng)重視起承載能力，以求滿足更高的物資投放需求。

4.2智能化

現(xiàn)階段的消防無人機(jī)設(shè)備通過安裝承載對應(yīng)的監(jiān)測以及消防設(shè)備，并植入預(yù)定的控制程序，實(shí)現(xiàn)多種消防功能。但該方法也導(dǎo)致無人機(jī)設(shè)備在任務(wù)執(zhí)行時缺少必要的變通能力，出發(fā)后只能按照預(yù)定程序繼續(xù)操作執(zhí)行，火災(zāi)消防現(xiàn)場環(huán)境瞬息萬變，因此應(yīng)建立智能化的控制系統(tǒng)，根據(jù)現(xiàn)場情況讓機(jī)載設(shè)備自動調(diào)整自身參數(shù)以及任務(wù)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更高質(zhì)量的消防監(jiān)測作用。

4.3一體化

消防無人機(jī)一方面要實(shí)現(xiàn)火災(zāi)事故現(xiàn)場信息的實(shí)時立體化展示，另一方面要能夠參與特殊地點(diǎn)的輔助滅火，同時還應(yīng)具備為被困人員提供一系列輔助應(yīng)急救援的能力。只有“三位一體”的消防無人機(jī)才能滿足救援現(xiàn)場全方位作業(yè)的客觀需求。

4.4量產(chǎn)化

消防無人機(jī)技術(shù)在我國屬于高新技術(shù)之一，機(jī)載設(shè)備儀器生產(chǎn)安裝成本較高，無法進(jìn)行大面積生產(chǎn)和普及，同時在使用過程中其高昂的維護(hù)成本，也讓多數(shù)持有單位輕易不會使用無人機(jī)消防設(shè)備。我國應(yīng)加強(qiáng)對無人機(jī)設(shè)備以及機(jī)載儀器的生產(chǎn)技術(shù)、成本控制研究，對于無法良好控制的高成本環(huán)境應(yīng)進(jìn)行對應(yīng)的技術(shù)替代研究，最終實(shí)現(xiàn)無人機(jī)設(shè)備的量產(chǎn)，從而全面普及應(yīng)用消防無人機(jī)。

4.5普及化

無人機(jī)設(shè)備是當(dāng)前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的一種航空攝錄電子設(shè)備，它是在我國科學(xué)技術(shù)研究能力不斷提升背景下產(chǎn)生的一種新型飛行設(shè)備，根據(jù)自身應(yīng)用優(yōu)勢，它可以應(yīng)用在復(fù)雜地形的監(jiān)測，但當(dāng)前無人機(jī)操作程序?qū)ΜF(xiàn)有人員的技術(shù)能力要求比較高，在實(shí)際應(yīng)用無人機(jī)開展各項(xiàng)工作時，應(yīng)該針對不同領(lǐng)域的工作，特別是消防救援，對相關(guān)人員開展一系列操作知識和技能專業(yè)培訓(xùn)。

5結(jié)語

無人機(jī)能夠及時掌控火災(zāi)災(zāi)害現(xiàn)場情況，在消防任務(wù)執(zhí)行中自主性和智能性比較高，能夠配合火災(zāi)現(xiàn)場指揮人員對災(zāi)情進(jìn)行實(shí)時有效準(zhǔn)確預(yù)判。目前，幾乎所有無人機(jī)在操作上都較為簡單，技術(shù)尚處在初級階段，今后，應(yīng)不斷創(chuàng)新和完善，讓無人機(jī)在消防救援應(yīng)用中適應(yīng)實(shí)際需求，通過消防單位和研發(fā)機(jī)構(gòu)的共同努力，發(fā)揮更大綜合效益。