李雷　龔甜甜

摘要：長期以來，我國在防汛工作中的檢查、救災(zāi)等方法都較為傳統(tǒng)，缺少更加完善、高效、便捷的技術(shù)和設(shè)施，而無人機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)，為提高防汛工作的精準(zhǔn)性和高效性提供了一個(gè)新的途徑。無人機(jī)具有效率高、消耗少、精度準(zhǔn)等優(yōu)勢，是傳統(tǒng)的防汛救災(zāi)手段無法比擬的，防汛救災(zāi)工作難度較大、任務(wù)繁重，利用無人機(jī)技術(shù)可根據(jù)不同的工作需求完成定制任務(wù)和對應(yīng)的功能。無人機(jī)技術(shù)在防汛工作中具有極大的推廣價(jià)值和應(yīng)用空間。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù);防汛工作;應(yīng)用研究

引言

近年來，隨著科技的發(fā)展，無人機(jī)的技術(shù)也日趨完善，從一開始的“一飛沖天”，再到智能化無人機(jī)的“呱呱墜地”，在險(xiǎn)情探測、線路巡檢、災(zāi)后救援等方面應(yīng)用廣泛，其在應(yīng)對洪澇險(xiǎn)情等突發(fā)事件中的也具有一定優(yōu)勢。當(dāng)發(fā)生洪澇險(xiǎn)情時(shí)，受交通、地形、環(huán)境等條件限制，無法運(yùn)用傳統(tǒng)的工作措施時(shí)，可利用無人機(jī)技術(shù)開展信息收集、搶險(xiǎn)救援等工作，顯著提高工作效率，還可以大大節(jié)約人力成本、減少人員傷亡。隨著無人機(jī)技術(shù)不斷地進(jìn)步，作為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)結(jié)合電氣工程的高端產(chǎn)物，無人機(jī)技術(shù)不斷投入到我們的生產(chǎn)生活應(yīng)用中，因此，無人機(jī)技術(shù)在防汛工作的應(yīng)用研究，具有十分重要的意義。

一、無人機(jī)技術(shù)的概述和特點(diǎn)

（一）無人機(jī)技術(shù)的概述

無人機(jī)技術(shù)是通過地面遠(yuǎn)距離無線遙控和機(jī)載計(jì)算機(jī)程控系統(tǒng)進(jìn)行操控的不載人飛行器，具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單、分行靈活、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，利用先進(jìn)的遙感傳感器、遙測遙控等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化、專用化快速獲取自然環(huán)境、洪澇災(zāi)區(qū)等空間遙感信息，且完成遙感數(shù)據(jù)處理、建模和應(yīng)用分析的技術(shù)，在防汛搶險(xiǎn)、防汛救災(zāi)等工作的應(yīng)用也越來越廣泛。

（二）無人機(jī)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）圖像捕捉精準(zhǔn)高效

無人機(jī)在防汛工作中的表現(xiàn)通常為低空飛行，飛行高度大概是在50-1000米，對于河流、湖泊、水庫等地形地貌的圖像捕捉，屬于近景航空攝影的一種，具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢性的優(yōu)點(diǎn)，特別適合獲取帶狀地區(qū)（如河湖岸線、堤防，道路等）航拍影像，更加符合防汛工作的要求。無人機(jī)搭載傳感器和攝像機(jī)以后，可以針對防汛應(yīng)急事件進(jìn)行大范圍監(jiān)測，快速捕捉防汛危險(xiǎn)、工程薄弱等重點(diǎn)區(qū)域，提高防汛工作的針對性和有效性。

（2）設(shè)備運(yùn)行成本較低

無人機(jī)與傳統(tǒng)防汛專業(yè)設(shè)備、通訊信息系統(tǒng)相比，運(yùn)行費(fèi)用較低。在防汛搶險(xiǎn)、應(yīng)急救災(zāi)過程中，對人力、物力、財(cái)力的需求量大大減少。利用無人機(jī)，可以將拍攝的圖片、檢測的信息實(shí)現(xiàn)快速傳輸，獲取信息時(shí)間段，切實(shí)做到省時(shí)省力。

（3）運(yùn)用操作簡單安全

無人機(jī)體積小、動(dòng)作靈活、起飛降落受場地限制較小，在操場、公路或其他較為開闊的地面均可起降，為航拍提供了操作方便、易于轉(zhuǎn)場的遙感平臺(tái)，穩(wěn)定性、安全性好。同時(shí)，無人機(jī)飛行審批手續(xù)簡單，許多作業(yè)現(xiàn)場是載人飛行器無法到達(dá)的空域、高度或危險(xiǎn)地區(qū)，在防汛搶險(xiǎn)、險(xiǎn)工探測、應(yīng)急救援等防汛工作中有廣泛的運(yùn)用前景。

（4）配置靈活應(yīng)用廣泛

現(xiàn)代無人機(jī)多采用標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)不同種類的任務(wù)，需要安裝或搭載不同設(shè)備，具備不同功能作用，實(shí)踐應(yīng)用廣泛。如，無人機(jī)配置影像技術(shù)與專業(yè)技術(shù)集成設(shè)備后，可實(shí)現(xiàn)將采集的洪澇災(zāi)情圖像等信息合成，建立三維圖像、三維仿真等模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對災(zāi)情進(jìn)行評(píng)估分析。同時(shí)，還可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，組建無人機(jī)蜂群，根據(jù)防汛應(yīng)對過程中不同的工作需要，實(shí)現(xiàn)分工作業(yè)、協(xié)同作戰(zhàn)。

二、無人機(jī)技術(shù)在防汛工作中的應(yīng)用分析

（一）可實(shí)現(xiàn)災(zāi)情信息采集

在發(fā)生汛情、險(xiǎn)情時(shí)，可使用無人機(jī)攜帶可見光感相機(jī)、熱成像儀積極對洪澇災(zāi)區(qū)的環(huán)境進(jìn)行勘探檢測，將采集的圖像導(dǎo)入數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用系統(tǒng)中，進(jìn)行一系列圖像分析，可以進(jìn)一步對受災(zāi)對象、距離、面積、范圍等災(zāi)情信息進(jìn)行分析，為防汛指揮決策提供第一手資料。同時(shí)，無人機(jī)還可以充當(dāng)防汛指揮者的“千里眼”，與國家的其它通信設(shè)備相結(jié)合，通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)將前方洪災(zāi)情況傳輸?shù)胶蠓椒姥粗笓]調(diào)度中心，實(shí)時(shí)了解最新的災(zāi)區(qū)動(dòng)態(tài)。

（二）可進(jìn)行防汛應(yīng)急救援

利用無人機(jī)可以完成一些應(yīng)急救援工作，為防汛應(yīng)急救援提供有利條件。運(yùn)送應(yīng)急物資，向受災(zāi)區(qū)域投送應(yīng)急救援包、對講機(jī)等小型應(yīng)急物資。參與應(yīng)急救援，在洪水中救援時(shí)，利用無人機(jī)搭載救援牽引繩，為人員救援創(chuàng)造條件。開展人員搜索，可對失蹤人員進(jìn)行熱源跟蹤，引導(dǎo)救援人員及時(shí)搜救，提高搜救效率。

（三）可執(zhí)行巡堤查險(xiǎn)任務(wù)

保障防洪工程安全運(yùn)行是防汛工作的重要工作內(nèi)容之一。利用無人機(jī)掛載光感相機(jī)、熱成像相機(jī)等設(shè)備，可有效代替人工巡查防洪工程的安全，實(shí)時(shí)觀察險(xiǎn)情發(fā)生的動(dòng)態(tài)，不僅能減少人力成本、又能降低巡查人員的危險(xiǎn)性。通過無人機(jī)監(jiān)視、偵查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管涌、滲水等險(xiǎn)情，第一時(shí)間采取搶險(xiǎn)補(bǔ)救措施，保障工程安全。大型無人機(jī)可懸掛緊急使用的搶修器材，對危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行緊急搶險(xiǎn)，大大節(jié)約防汛搶險(xiǎn)寶貴時(shí)間。

三、無人機(jī)技術(shù)在防汛工作應(yīng)用中的改進(jìn)意見

受到技術(shù)發(fā)展的限制，無人機(jī)在實(shí)際工作應(yīng)用中還存在一些不足，在今后的應(yīng)用中需要加以改進(jìn)：

（一）動(dòng)力配置方面

動(dòng)力配置是無人機(jī)飛行的核心。大多微小型無人機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)采用電池供電，如多旋翼無人機(jī)一般續(xù)航時(shí)間30-60分鐘，在搭載工作設(shè)備之后飛行時(shí)間會(huì)更少。由于無人機(jī)配置電池容量偏小，飛行滯空時(shí)間短，工作效率受到制約。因此，在無人機(jī)完成任務(wù)重、時(shí)間長的防汛工作時(shí)，需要配備重量輕、容量大的高性能電池，足以保證完成工作任務(wù)。

（二）安全性能方面

安全性能是無人機(jī)工作的保證。無人機(jī)在執(zhí)行防汛工作任務(wù)時(shí)，往往會(huì)飛越河流、山川等地形條件惡劣、環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域，機(jī)身容易發(fā)生摩擦、碰撞，甚至?xí)l(fā)生“墜機(jī)”，這就對無人機(jī)的安全性能提出了更高要求。因此，無人機(jī)自主防碰撞控制技術(shù)仍需改進(jìn)，結(jié)合智能控制技術(shù)，為無人機(jī)配置智能化、自主化的防撞控制系統(tǒng)，提高安全性能。

（三）控制系統(tǒng)方面

控制系統(tǒng)是無人機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵。無人機(jī)受無線電遙控或者自動(dòng)程序控制，目前運(yùn)用的無人機(jī)，在遇到暴風(fēng)雪、沙塵暴、低溫、濕潤等惡劣環(huán)境時(shí)，容易發(fā)生控制信號(hào)衰減、操縱性能降低，甚至可能采集錯(cuò)誤的信息，大多無法正常執(zhí)行防汛任務(wù)。同時(shí)，無人機(jī)對電磁環(huán)境要求較高，在遭到干擾時(shí)，往往會(huì)不受控制，甚至變成“無頭蒼蠅”，很難擔(dān)當(dāng)防汛工作重任。因此，無人機(jī)控制系統(tǒng)存在一定程度的安全隱患，在防汛工作實(shí)際應(yīng)用中需要對控制系統(tǒng)加以研究，提升無人機(jī)的適應(yīng)性和抗干擾能力。

四、結(jié)語

在防汛工作領(lǐng)域，無人機(jī)技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢，為防御洪澇災(zāi)害提供了快捷高效的技術(shù)措施和重要輔助手段，顯著提升防汛工作能力和工作效率，克服了傳統(tǒng)防汛工作中出現(xiàn)的人員精力投入大、工作時(shí)效性差等難點(diǎn)，對防汛工作具有重要的實(shí)踐意義。無人機(jī)技術(shù)在防汛救援、險(xiǎn)情巡查、指揮決策等各個(gè)防汛工作環(huán)節(jié)均有較大的應(yīng)用空間，今后隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)將不斷得到改進(jìn)和完善，將會(huì)在防汛工作中扮演越來越重要的角色，有著光明的發(fā)展前景。

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作者簡介

李雷，出生年月：1985年7月，性別：男，民族：漢族，籍貫：江蘇阜寧，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，研究方向：水利工程運(yùn)行管理、防汛抗旱。龔甜甜，出生年月：1988年2月，性別：女，民族：漢族，籍貫：江蘇邳州，學(xué)歷：本科，職稱：工程師，研究方向：水利工程運(yùn)行管理。