李攀(江蘇省常州市金壇區(qū)消防救援大隊，江蘇 常州 213000)

1 無人機的主要應用優(yōu)勢

1.1 無人機簡介

無人機也被稱之為無人駕駛飛機，主要是通過無線電遙控設備和自備程序來進行操控，為不載人飛機。在無人機的使用上，大致劃分為兩類，分別為民用和軍用。在我國航拍、救災、測繪、電力、農(nóng)業(yè)、巡檢等多個領域中獲得廣泛運用，使得無人機的用途全面拓寬。在無人機的組成上，主要包括飛控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、發(fā)射回收系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和飛機機體?，F(xiàn)階段，國內外的各種無人機公司已經(jīng)獲得了繁榮發(fā)展，比較具備代表性的包括大疆創(chuàng)新、Parrot、3DRobotics、極飛科技等[1]。

1.2 無人機特點

將無人機設備運用在我國的化工事故安全應急救援活動中，尤其是將其運用在事故偵察、火情監(jiān)控等工作中，可以有效補齊目前在危險品事故應急救援上存在的不足之處。同時運用更為現(xiàn)代化的飛機控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈管理信息系統(tǒng)，可對事故火災現(xiàn)場進行持續(xù)不斷地偵察監(jiān)控，彌補相關工作人員在事故現(xiàn)場面臨的人身安全問題、數(shù)據(jù)信息采集數(shù)量較少問題、偵查時間較短問題、無法對數(shù)據(jù)信息進行及時反饋的問題[2]。相較于傳統(tǒng)的消防模式，無人機救援消防特征和優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

一是更為機動靈活，便攜性更強。對于一般的小型無人機來說，其重量在100 kg以下，尤其是對火災現(xiàn)場道路救援情況較為復雜的地區(qū)，人員可以直接徒步，把無人機帶到事故現(xiàn)場，攜帶過程更為便捷，只要依托于飛行控件即可對無人機進行相應的操控，飛行高度和飛行速度也可通過人工進行操作和設置。對于更為現(xiàn)代化的先進無人機來說，在其中配置雙目視覺系統(tǒng)，具備一定的視覺避障功能，可促使無人機的機動性得到全方位增強。

二是視野上，分辨率較高。通過運用高分辨率攝像頭，在高空對目標進行更為全面的全局性拍攝，確定人員和危險品位置，關注這些事物的方位，同時時刻觀察地面情況，對數(shù)據(jù)進行第一時間的傳送。應用數(shù)據(jù)鏈技術和寬帶，即可達成超視距控制這一發(fā)展目標。依照事故救援的實際發(fā)展需求，基于多個角度、多個距離、多個高度，基于不同光線情況下來展開相應的救援作業(yè)，以對數(shù)據(jù)信息進行及時性傳遞，幫助相關工作人員了解事故現(xiàn)場[3]。

三是價格成本較低，使用過程更為安全可靠。無人機在生產(chǎn)制造的成本投入上，與其他的消防設備相比成本投入全面降低，尤其是相較于消防直升機、偵察設備和消防車等，消防人員的登車、登機、穿戴偵檢防護服等過程直接取消，進一步減少時間成本投入。尤其是對大型的化工事故現(xiàn)場，消防救援隊伍只需要通過對無人機進行操控或編制相應的飛行任務，即可偵察災情，無須深入到災害現(xiàn)場中，就可通過無人機回傳的圖像數(shù)據(jù)信息，了解事故的一般情況，進而制定出針對性的救援計劃，進一步避免了傳統(tǒng)化工事故救援活動中存在的不足之處，并維護消防救援隊伍指戰(zhàn)員的人身安全，安全系數(shù)得到提升，緩解二次事故出現(xiàn)的可能性[4]。

四是具備更強的拓展性，使用途徑更為廣泛。無人機搭載設備較為豐富多樣，可以滿足在化工事故救援中的不同使用需求。伴隨著近些年我國無人機承重能力的不斷提升，云臺模塊化的不斷發(fā)展，個別無人機產(chǎn)品已經(jīng)可以依照現(xiàn)場的實際發(fā)展需求，對其搭載模塊進行相應的更換，以滿足不同環(huán)境、不同條件下的使用需求。具體來說，對化工危險事故的夜間偵察，無人機可以通過在其中搭載紅外夜視儀或是熱成像儀，即可在最短的時間鎖定救援人員的現(xiàn)場位置，并通過偵察周邊自然環(huán)境，以進一步降低在夜間消防救援上的安全風險因素。除此之外，無人機通過運用超強抗風險設計，其最強的抗風水平可以直接達到六級以上，對于極端惡劣天氣來說，無人機也可以正常執(zhí)行工作任務。

2 化工火災的特點

2.1 危險級別比較高

石油化工行業(yè)較為特殊，一旦企業(yè)生產(chǎn)場所中出現(xiàn)大型火災，企業(yè)場地中的化工物質及周邊自然空氣，都會在短時間內迅速燃燒，加之一般存儲化工產(chǎn)品的容器空間有限，會在出現(xiàn)火災之后瞬間爆炸，有著較強的爆炸強度，將會給周邊自然環(huán)境帶來無法逆轉的毀滅性影響。除此之外，化工產(chǎn)品本身易揮發(fā)，一旦火勢蔓延，接觸到空氣中的氧氣，則會引發(fā)二次爆炸、多次爆炸，會給消防滅火救援人員以及企業(yè)周邊居民、環(huán)境帶來巨大的人身傷亡及財產(chǎn)損失[5]。

2.2 火勢蔓延快

對一般的化工企業(yè)經(jīng)營發(fā)展，其存儲的物質多為易燃易爆的有毒物體，同時大多數(shù)物質具備較強的揮發(fā)性，用到的原材料燃點較低，一旦遇到明火，容易導致火勢迅速蔓延，同時在火災的蔓延過程中帶來一系列爆炸，將明火帶到其他的物體中，進而引發(fā)連鎖性火災問題，帶來區(qū)域性的大面積火災，為后續(xù)的滅火救援工作帶來較大難度。

2.3 火勢的流動性比較強

石油化工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營規(guī)模相對較大，同時大多數(shù)原材料為露天存儲，具備充足的通風自然條件。而這種戶外條件，也會為火災的出現(xiàn)和蔓延帶來易燃易爆環(huán)境。一旦易燃易爆的化工物質在空氣中和氧氣混合反應，則會引發(fā)火災問題，進而導致其蔓延速度以倍速式增長。再加上液態(tài)的化工產(chǎn)品本身具備較強的揮發(fā)性和流動性，一旦出現(xiàn)火災明火，也會伴隨著這些化工產(chǎn)品向周邊蔓延，靠近建筑物，進而引發(fā)火災次生傷害，對周邊環(huán)境及居住人員，會帶來不同程度的人身安全及財產(chǎn)威脅[6]。

2.4 石化火災存在較大的撲救難度

由于化工產(chǎn)品引發(fā)的火災問題較為特殊，在滅火救援中需要綜合考量多方因素，因此撲救難度較大。首先，由于化工行業(yè)較為復雜，生產(chǎn)、存儲設備具備較強的專業(yè)性，一旦在撲救過程中使用到的救援方式不夠科學合理，則會對設備帶來嚴重損害，無法保障化工企業(yè)未來的發(fā)展。加之化工企業(yè)內部規(guī)劃復雜，不同的化工產(chǎn)品其物質燃燒點也存在差異，我國相關消防救援部門如何保障滅火劑選擇的正確合理，也存在一定的困難。若是滅火劑選擇不合理，會損害設備，進而引發(fā)二次爆炸，或者是更大的火災事故，無法保證現(xiàn)場救援工作人員的人身安全。另外，化工產(chǎn)品大多具備毒性和腐蝕性，在遇到火災之后，為其提供了高溫條件，化學物質之間的化學變化，會導致有毒氣體向周邊大量蔓延，導致消防人員中毒或是對其皮膚帶來腐蝕。最后，由于化工產(chǎn)品撲救滅火之后，需要對設備進行冷卻處理，以規(guī)避爆炸問題。但是這一工作，需要花費較長的時間周期，若是在冷卻規(guī)劃制定上不夠完善，除了會導致投入巨大，還會帶來更大的火災預防困難問題[7]。

3 無人機在化工消防救援中的應用

3.1 災情的偵查

若是化工企業(yè)現(xiàn)場出現(xiàn)火災，現(xiàn)場情況將會更為混亂、更為復雜，若是消防救援工作人員未了解現(xiàn)場實際情況，盲目展開后續(xù)的消防救援活動，除了會導致自身處于危險環(huán)境中，還會導致火災救援過程更為困難。但是將無人機設備科學合理運用在其中，可以進一步降低消防救援工作人員的人身安全威脅系數(shù)。在正式展開消防救援工作之前，可以通過無人機對現(xiàn)場情況進行詳細勘察，由于無人機體積較小，操作過程較為便捷，操作方法較為靈活，在出現(xiàn)火災之后，可以第一時間將其投入到火災現(xiàn)場中展開或進行偵查。尤其是對個別化工火災現(xiàn)場，受到環(huán)境、天氣、地形等相關因素的影響，救援人員無法第一時間進入到火場，此時選擇可以通過無人機拍攝火災現(xiàn)場，并將數(shù)據(jù)信息和圖像直接回傳到指揮調度中心中去，方便救援工作人員掌握火場情況，最后依照現(xiàn)場情況制定出針對性的救援計劃。在進行化工消防救援時，也會遇到一些無法預見的突發(fā)問題，可以通過運用無人機設備，有效應對突發(fā)狀況。例如可以將風速儀和測溫儀直接安裝在無人機中，針對化工企業(yè)的危險品展開偵查。

除了可以進一步縮短偵察時間，保障其救援過程的快速有效，還可以為后續(xù)的救援規(guī)劃制定提供強有力的數(shù)據(jù)參照。在將無人機投入到化工救援現(xiàn)場之后，可以通過其拍攝設備獲得更多的目標照片，并通過運用3D建模技術和云計算技術，將拍攝下來的照片直接傳輸?shù)皆掌髦?，形成三維立體實景。整個過程無需人工進行過多干預，即可進行3D建模，并在拍攝照片之后，形成實景三維模型，以更為真實直觀地展現(xiàn)出火場情況。最后針對模型中的不同位置來建設針對性的消防部署計劃。舉例來說，可以形成戶外消防計劃、道路交通消防計劃、水源情況分析，并明確石油化工企業(yè)的場地消防通道。最終生成的3D模型也可以基于不同終端設備進行顯示，既可進行手機查看，也可以進行電腦終端操作靈活，進行縮放、隨意傾斜，以便于消防工作的全景開展[8]。

3.2 信息收集

在進行化工滅火救援時，可以依照火場的實際情況，設置針對性的無人機信息收集模塊，通過無線郵件、衛(wèi)星線路之間的有機整合，為相關工作人員收集更為全面的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的火場救援提供相應的理論參照依據(jù)。

在救援過程中，可以通過運用5G、4G技術，實現(xiàn)和救援指揮部之間的有效銜接，不管是對于救援人員，還是現(xiàn)場調度指揮工作人員，都可以收集到一手數(shù)據(jù)信息和視頻資料，以保障后續(xù)調度指揮的有效性，確保救援工作順利推進。除此之外，也可以通過無人機技術回傳數(shù)據(jù)信息采集圖片，依照收集信息實際情況進行全面分析，為后續(xù)的火災災情評估提供有效支持。

3.3 指揮調度

截至今天，無人機在功能設置上已經(jīng)變得越來越多元化，可以攜帶不同模塊，依照火場實際情況，滿足不同的調度指揮需求。

首先可以通過在無人機中裝載云模塊，在火災現(xiàn)場展開高空喊話，將遠程消防救援指令第一時間傳遞到現(xiàn)場救援人員耳邊，尤其是對化工滅火消防救援工作中的高層人員救援，其價值和優(yōu)勢更為突出。

其次是在化工消防救援現(xiàn)場中，消防工作人員需要了解最新的火災情況，以便于第一時間展開撲救，若是只依靠人工來進行傳達，不管是傳遞時間還是在傳遞效率上，都無法滿足現(xiàn)場的滅火救援需求。但無人機體積較小，飛行過程更為靈活，飛行速度較快，可以為相關工作人員提供更為精準有效的火災情況，以確保消防救援的精準有效。若是化工火災現(xiàn)場出現(xiàn)了更為嚴重的火情，現(xiàn)場通訊線路和信息傳送線路都會被破壞，但無人機可以避免受到這些外界因素的影響，直接進行現(xiàn)場信號的轉換，便于對火情情況進行第一時間的上傳下達，確保滅火救援過程有條不紊、順利推進[9]。

3.4 化工火災的撲救

相較于其他火災問題，化工火災更為復雜，危險性更強，無法進行近距離偵察。可以通過用無人機中的高清光學鏡頭，對火災現(xiàn)場進行動態(tài)化的即時勘察，以獲得更為清晰直觀的數(shù)據(jù)信息，進而傳遞給指揮調度中心。無人機還可以通過獲取現(xiàn)場的有毒物質信息，測定化工火災現(xiàn)場的毒氣濃度情況，明確救援管控范圍，尤其是對地形復雜的化工火災現(xiàn)場，相關救援工作人員無法到現(xiàn)場展開救援，此時就可以通過無人機攜帶滅火劑，在現(xiàn)場中進行高空滅火。高空的投彈滅火，主要是通過攜帶超強系列干粉滅火器，直接將無人機飛行到指定位置，在火場上空運用遠程遙控，直接精準釋放滅火彈。無人機接收到信號之后，控制電動機旋轉投擲艙，擋板升起，以彈力作用直接將滅火劑彈射到火源處，與明火接觸，最后引爆滅火彈。其價值和優(yōu)勢就在于，投擲過程更為快速，精準投放，實現(xiàn)了高效率滅火，有效規(guī)避火勢蔓延問題。

3.5 化工火災的預防

相較于高空鷹眼偵察鏡頭，無人機使用過程更為便捷，使用方式更為靈活，尤其是對于化工現(xiàn)場的火災高發(fā)期，可以通過運用無人機搭載紅外鏡頭來展開高空偵察，以便于快速尋找出火災的具體位置和化工產(chǎn)品的救援切入點，便于相關工作人員制定出針對性的滅火救援措施，有效規(guī)避火災事故的惡化。另外，對有毒有害物質泄漏較多的位置，可以通過在無人機中搭載有毒有害物質檢測儀器，對其濃度展開動態(tài)化的實時測定，以在最短的時間內尋找出有毒物質的救援切入點，便于相關技術工作人員進行現(xiàn)場調度，制定出相關的預防措施，有效規(guī)避其他事故出現(xiàn)的可能性。

4 無人機發(fā)展展望

4.1 無人機長時間續(xù)航技術

現(xiàn)階段在無人機的使用過程中，大多數(shù)用的都是電池供電模式，續(xù)航時間僅有1 h，但是對于化工危險品的現(xiàn)場消防救援來說，救援任務較為緊急，救援時間較久，少則幾個小時，多則可能持續(xù)數(shù)天。因此，無人機的續(xù)航時間需滿足化工救援的發(fā)展需求。若是需要頻繁起降、更換電池，會導致監(jiān)測任務受到負面影響，增加更多的不穩(wěn)定性危險因素。這就需要相關工作人員加強研發(fā)，研發(fā)出更多續(xù)航時間更長的電池，或者應用其他形式的能源來為無人機提供保障，改善無人機結構。例如可以通過運用輕量化結構設計，進一步降低機體的重量，減少電池耗電。

4.2 無人機大數(shù)據(jù)消防技術

未來在我國無人機技術的使用過程中，無人機收集的數(shù)據(jù)信息將直接匯總成大數(shù)據(jù)，通過建設大數(shù)據(jù)消防救援平臺，以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)技術和消防救援工作之間的深度融合，這也契合了目前在我國消防救援工作中危險品急救智能化的發(fā)展需求。例如在出現(xiàn)化工危險品燃燒爆炸等大型災害事故之后，通過運用無人機來進行現(xiàn)場檢查，捕捉現(xiàn)場的各類火情數(shù)據(jù)信息，并在第一時間回傳，運用大數(shù)據(jù)消防平臺來展開相應的處理，實現(xiàn)影像的快速拼接、數(shù)據(jù)之間的深度整合，將現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息和過往數(shù)據(jù)信息進行比對分析，并依托于AI智能技術、云計算技術，生成事故現(xiàn)場的應急救援報告，對事故危險等級進行自動分析，掌握現(xiàn)場滅火救援所需要的裝備器材數(shù)量情況，為其提供在救援滅火上的個人防護信息建議，促使化工產(chǎn)品應急救援效率得到全方位的提升[10]。

5 結語

綜上所述，在我國現(xiàn)代科學技術、經(jīng)濟技術高速發(fā)展的社會背景下，無人機技術水平也在不斷地提升過程中，逐步邁向了繁榮階段。將無人機用在我國的化工行業(yè)消防救援工作中，可以將其作為輔助設備，改善滅火效果，提高滅火效率，對化工火災的搶險救災以及應急突發(fā)事件，有著非常重要的現(xiàn)實意義。便于相關工作人員快速判斷現(xiàn)場火情情況，制定出更為科學合理的救援決策，為后續(xù)滅火救援活動的順利推進提供強有力的技術保障。因此作為消防工作者，需掌握無人機技術的優(yōu)勢特征以及化工火災的特點，制定出針對性的應用措施，圍繞火災現(xiàn)場的災情偵查、數(shù)據(jù)信息的收集、現(xiàn)場指揮調度、火災撲救、火災預防五個層面，發(fā)揮出無人機技術的最大價值。但同時也需相關消防工作人員清晰地認識到，目前在無人機技術的發(fā)展上，仍存在一定的缺陷和不足有待完善。例如續(xù)航時間較短，大數(shù)據(jù)技術還未得到有效運用。未來需圍繞續(xù)航時間和大數(shù)據(jù)消防技術的運用展開持續(xù)性的探索和研究，以發(fā)揮出無人機技術對消防滅火救援的最大價值，為人們提供一個更為安全可靠的居住生活環(huán)境。