亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        多旋翼無人機(jī)的應(yīng)急救援效能提升研究

        2022-06-07 02:39:34鄭佰萬
        經(jīng)緯天地 2022年2期
        關(guān)鍵詞:旋翼駕駛員災(zāi)害

        鄭佰萬

        (重慶市消防救援總隊(duì)萬州支隊(duì),重慶 萬州 404000)

        0.引言

        無人機(jī)最早用于戰(zhàn)爭(zhēng)情報(bào)搜集,經(jīng)過不斷發(fā)展,逐漸應(yīng)用于目標(biāo)偵測(cè)辨識(shí)、毀滅打擊、電子對(duì)抗、通信中繼等領(lǐng)域。而多旋翼無人機(jī)由于具有垂直起降、靈活方便的特點(diǎn),所以消防救援的無人機(jī)大多采用多旋翼的結(jié)構(gòu)形式[1]。多旋翼無人機(jī)的結(jié)構(gòu)布局研究較為成熟,飛行控制技術(shù)趨于完備。在災(zāi)害中由旋翼機(jī)系統(tǒng)、地面系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)和任務(wù)載荷組成,具有靈活便捷、視野開闊、安全可靠的特點(diǎn),在地震、洪澇災(zāi)害、森林火災(zāi)、化工火災(zāi)等范圍大、處置時(shí)間長(zhǎng)、災(zāi)情復(fù)雜的應(yīng)急救援中具有明顯的應(yīng)用價(jià)值[2]。隨著消防救援職能向“全災(zāi)種、大應(yīng)急”方向轉(zhuǎn)變,無人機(jī)應(yīng)急救援效能提升需要從兩個(gè)方面來開展:(1)需要充分借助測(cè)繪地理信息等高新技術(shù),提升應(yīng)急救援的效率,方便決策者基于“一張圖”制訂科學(xué)的應(yīng)急救援方案并進(jìn)行災(zāi)害評(píng)估;(2)機(jī)組作為多旋翼無人機(jī)操控的核心,也是應(yīng)急救援過程中最不穩(wěn)定的因素,需要研究其常見問題并提出相應(yīng)對(duì)策。圍繞這兩個(gè)方面來綜合提升無人機(jī)救援效能,具有很強(qiáng)的實(shí)踐意義。

        1.無人機(jī)救援關(guān)鍵技術(shù)分析

        多旋翼無人機(jī)應(yīng)急救援,目前主要靠飛手操控,通過在PAD端實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)視頻來人工目視災(zāi)害畫面,救援效率低下、誤判率較高。通過三維地理建模、地理視頻融合、多光譜遙感熱成像等測(cè)繪地理信息領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù),打造集動(dòng)態(tài)視頻與靜態(tài)畫面于一體的三維救援場(chǎng)景,對(duì)于提升實(shí)時(shí)態(tài)勢(shì)感知能力作用巨大。

        1.1 三維地理建模技術(shù)

        在地震、洪澇、森林火災(zāi)、化工火災(zāi)等災(zāi)害范圍大、處置時(shí)間長(zhǎng)、災(zāi)情復(fù)雜、人員車輛眾多的應(yīng)急救援中,可以將災(zāi)區(qū)以前的影像和無人機(jī)航飛后的影像進(jìn)行疊加比對(duì),提取出同一范圍不同時(shí)段的地物變化,發(fā)現(xiàn)受災(zāi)范圍、受災(zāi)建筑物和人員;同時(shí)基于多旋翼無人機(jī)獲取的傾斜影像進(jìn)行實(shí)景三維建模[3],建立受災(zāi)區(qū)域或建筑的三維模型,形成現(xiàn)場(chǎng)作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)圖,并通過實(shí)時(shí)目標(biāo)坐標(biāo)定位、實(shí)時(shí)目標(biāo)面積測(cè)量和實(shí)時(shí)測(cè)距,獲取車輛人員位置、建筑占地面積、道路、車輛寬度等信息,依據(jù)模型規(guī)劃消防車路徑和停放點(diǎn),適時(shí)調(diào)整力量分布。現(xiàn)場(chǎng)指揮員不必深入災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)就能通過無人機(jī)回傳的圖像對(duì)事故進(jìn)行全面的判斷,最大限度地輔助指揮者研判災(zāi)情發(fā)展。2019年12月,廣東省佛山市發(fā)生森林大火,復(fù)雜山體地形和超過6級(jí)大風(fēng)給救援工作造成了極大的阻力,消防員利用無人機(jī)搭載多光譜熱成像相機(jī)和遠(yuǎn)攝變焦云臺(tái)相機(jī)快速確定了火災(zāi)區(qū)域,并拍攝山體的火線走勢(shì),通過無人機(jī)實(shí)況與GIS地圖對(duì)比觀測(cè)火情,為制訂撲救方案提供了參考。

        1.2 無人機(jī)視頻與3D地理信息融合技術(shù)

        為了對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)和險(xiǎn)情有更深入地了解,可以派遣多旋翼無人機(jī)進(jìn)行災(zāi)區(qū)巡視,通過5G鏈路實(shí)時(shí)傳輸無人機(jī)的視頻到指揮中心大屏。同時(shí),根據(jù)無人機(jī)位置、姿態(tài)數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等[3],結(jié)合地理視頻融合算法,在無人機(jī)飛行過程中實(shí)時(shí)將拍攝的空中視頻和3D地圖進(jìn)行位置糾正、畸變改正、地理配準(zhǔn)等一系列操作,最終實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)無人機(jī)視頻與三維地圖的無縫融合。通過地理視頻融合技術(shù),讓決策者仿佛置身于真實(shí)的三維數(shù)字孿生災(zāi)害場(chǎng)景,在該場(chǎng)景中進(jìn)行救援路線標(biāo)繪、救援距離計(jì)算、災(zāi)害面積測(cè)量、仿真模擬,可以顯著提升應(yīng)急救援過程中聯(lián)動(dòng)指揮和救援處置的科學(xué)性和便利性,做到精準(zhǔn)施策、科學(xué)救援。

        1.3 多光譜遙感成像技術(shù)

        在消防員無法進(jìn)入的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng),60%以上的火情無法利用傳統(tǒng)的手持熱視儀、搜救犬、視頻監(jiān)控設(shè)備等監(jiān)測(cè)火情,形成了信息盲區(qū),但無人機(jī)可以利用空中視角實(shí)時(shí)監(jiān)控追蹤,通過搭載紅外熱遙感成像實(shí)現(xiàn)找出高溫火點(diǎn),進(jìn)行等溫線測(cè)算,監(jiān)控火情蔓延方向,勘測(cè)火場(chǎng)附近危險(xiǎn)物,尋找生還者,探測(cè)零星火點(diǎn)等功能,為指揮救援提供重要依據(jù)。在?;沸孤┦鹿手?,消防員借助無人機(jī)搭載探測(cè)儀對(duì)泄漏的精確位置、品類及易燃易爆性等進(jìn)行偵檢。例如在2019年江蘇某化工廠火災(zāi)中,現(xiàn)場(chǎng)的大量?;沸孤?,且著火點(diǎn)分散,并伴隨產(chǎn)生高溫和濃煙。消防員通過無人機(jī)利用30倍變焦鏡頭和熱成像相機(jī),快速獲取火場(chǎng)的高清圖像并實(shí)時(shí)建模,從而依靠無人機(jī)搭載熱成像鏡頭對(duì)火場(chǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控,提高了偵察精度和處置效率。

        3.無人機(jī)機(jī)組操作效能分析

        無人機(jī)系統(tǒng)是一種人機(jī)融合、人機(jī)交互的系統(tǒng),是人與機(jī)器的作業(yè)體系,其救援效能主要影響因素包括人和旋翼機(jī)兩方面。人是無人機(jī)系統(tǒng)中“大腦”,是最不穩(wěn)定因素。美國(guó)軍方數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)指出,人為錯(cuò)誤引發(fā)的事故占無人機(jī)系統(tǒng)以外事故的1/2。無人機(jī)操作機(jī)組作為一個(gè)系統(tǒng),影響其操作效能的要素主要有個(gè)人素質(zhì)、個(gè)人不安全行為、機(jī)組不安全行為、不安全監(jiān)督4個(gè)部分。

        3.1 機(jī)組人員個(gè)人素質(zhì)

        無人機(jī)操作控制及任務(wù)執(zhí)行,主要依賴于機(jī)組協(xié)同作業(yè)。無人機(jī)飛行雖然可以規(guī)避地形障礙,但受建筑物、崖壁、鐵塔、高壓線等高處障礙物影響,存在一定的撞擊風(fēng)險(xiǎn),而環(huán)境因素的不穩(wěn)定也十分考驗(yàn)駕駛員技術(shù)。機(jī)長(zhǎng)整體把控能力、決策水平,駕駛員操控水平等都會(huì)對(duì)無人機(jī)的飛行安全、任務(wù)執(zhí)行產(chǎn)生影響,進(jìn)而對(duì)無人機(jī)機(jī)組的救援效能產(chǎn)生影響。

        當(dāng)前,消防救援隊(duì)伍雖然有培訓(xùn)認(rèn)證的駕駛員,但缺乏專業(yè)的駕駛員訓(xùn)練場(chǎng)地,人員的專業(yè)性不強(qiáng)、操作熟練程度不高等現(xiàn)象普遍存在,更缺少能夠同時(shí)熟練操作各類功能模塊和無人機(jī)的駕駛員以及專業(yè)訓(xùn)練師和設(shè)備維護(hù)人員,專業(yè)人才的選拔培養(yǎng)機(jī)制有待完備,且缺少消防領(lǐng)域無人機(jī)駕駛員的認(rèn)證機(jī)制。而無人機(jī)機(jī)組是一個(gè)具有能動(dòng)性的有機(jī)系統(tǒng),如果在協(xié)調(diào)配合上出現(xiàn)盲區(qū),就會(huì)產(chǎn)生效能內(nèi)耗,任務(wù)執(zhí)行時(shí)容易發(fā)生安全事故。

        3.2 機(jī)組不安全行為

        機(jī)組不安全行為是在滅火救援中造成無人機(jī)飛行事故的最主要因素,由差錯(cuò)行為和違規(guī)行為所構(gòu)成。差錯(cuò)是指機(jī)組執(zhí)行任務(wù)與設(shè)定目標(biāo)之間的差異;違規(guī)的含義是機(jī)組在救援過程中故意違反規(guī)定時(shí)的錯(cuò)誤操作。差錯(cuò)包括決策差錯(cuò)、技能差錯(cuò)和感知差錯(cuò)三個(gè)維度。其中決策差錯(cuò)是由于機(jī)長(zhǎng)對(duì)滅火救援現(xiàn)場(chǎng)作戰(zhàn)意圖認(rèn)識(shí)不足或?qū)?zāi)情評(píng)估不到位所導(dǎo)致的;技能差錯(cuò)是指駕駛員由于執(zhí)飛操作技能掌握不精、操作失誤所造成的;感知錯(cuò)誤是觀察員對(duì)災(zāi)情態(tài)勢(shì)研判不清、認(rèn)識(shí)不夠所產(chǎn)生的誤差。

        3.3 不安全監(jiān)督

        在大型災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng),任務(wù)的安全監(jiān)督是機(jī)長(zhǎng)的基本責(zé)任,機(jī)組的駕駛員和觀察員也有對(duì)機(jī)長(zhǎng)的決策提供參考的責(zé)任,出現(xiàn)險(xiǎn)情和安全隱患應(yīng)馬上向機(jī)長(zhǎng)報(bào)告。安全監(jiān)督出現(xiàn)的差錯(cuò)主要包括監(jiān)督不充分和未糾正問題。首先,機(jī)長(zhǎng)是執(zhí)行任務(wù)的總體把關(guān)者,如果不能履行安全監(jiān)督要求和規(guī)程,對(duì)駕駛員和觀察員執(zhí)飛時(shí)的不安全行為沒有立即糾正,那么整個(gè)救援任務(wù)執(zhí)行過程中安全隱患始終伴隨,最終釀成損失。其次,機(jī)長(zhǎng)履行職責(zé)發(fā)現(xiàn)隱患并指出問題,但對(duì)于隱患和錯(cuò)誤整改后的結(jié)果沒有驗(yàn)收確認(rèn),此類做法履行了一定的監(jiān)督責(zé)任,但依舊沒有將安全隱患根除(如圖1所示):

        圖1 影響無人機(jī)救援效能的因素

        4.提升無人機(jī)救援效能的對(duì)策

        根據(jù)上述分析,在應(yīng)急救援過程中影響多旋翼無人機(jī)救援效能的主要因素是技術(shù)因素和人為因素。為了提升無人機(jī)救援效果,不僅需要大力加強(qiáng)測(cè)繪地理信息等高新技術(shù)的應(yīng)用,而且要努力降低機(jī)組成員的人為錯(cuò)誤,提升綜合素質(zhì),并實(shí)現(xiàn)人與技術(shù)的深度融合,從而建立高效協(xié)同的指揮救援體系,實(shí)現(xiàn)“人機(jī)合一”。

        4.1 對(duì)測(cè)繪地理信息技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新應(yīng)用

        為了支撐建設(shè)協(xié)同的應(yīng)急救援體系,實(shí)時(shí)獲取基于北斗定位的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)高精度三維場(chǎng)景數(shù)據(jù)并建立數(shù)字孿生救援一張圖,對(duì)災(zāi)害環(huán)境進(jìn)行智能地理信息分析是十分關(guān)鍵的工作。所以,有必要在多旋翼無人機(jī)的基礎(chǔ)上深入集成已有的測(cè)繪地理利息技術(shù),并與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、數(shù)字孿生、元宇宙等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新融合,建立基于測(cè)繪地理信息技術(shù)的無人機(jī)協(xié)同指揮體系。通過無人機(jī)獲取現(xiàn)場(chǎng)的傾斜影像數(shù)據(jù),快速生成實(shí)景三維模型和災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)地形圖;通過地理視頻融合技術(shù),將空中拍攝的視頻與地形圖進(jìn)行融合;通過高光譜熱成像技術(shù),智能分析災(zāi)害點(diǎn),減少人工干預(yù),提供決策的自動(dòng)化和智能化水平。基于以上技術(shù),將無人機(jī)系統(tǒng)接入指揮中心調(diào)度體系,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況動(dòng)態(tài)生成危機(jī)應(yīng)對(duì)方案和應(yīng)急資源調(diào)配方案,為靈活指揮和決策提供輔助手段。

        4.2 提升機(jī)組綜合能力

        4.2.1 人為錯(cuò)誤的規(guī)避

        雖然消防救援無人機(jī)尚沒有較權(quán)威的飛行事故原因分析,通過借鑒Wiegmannhe Shappell在《飛行事故分析中的人為錯(cuò)誤:人的因素分析與分類系統(tǒng)》中針對(duì)飛行事故的人為因素分析提出了人的因素分析與分類系統(tǒng)(Human Factors Analytics and Classfication System,HFACS)[4],從環(huán)境和個(gè)人兩個(gè)方面來看:(1)盡可能保證機(jī)組人員的工作環(huán)境相對(duì)穩(wěn)定;(2)確保無人機(jī)的性能穩(wěn)定性,同時(shí)也需要通過后期的維護(hù)保養(yǎng)等提高其穩(wěn)定性和使用時(shí)限;(3)機(jī)組成員確保自己生理、心理、精神都處于較好的狀態(tài),否則應(yīng)由其他人代替;(4)注重機(jī)組成員職權(quán)梯度的配置,即不要將資歷、職位、技術(shù)都很高的機(jī)長(zhǎng)與資歷、職位、技術(shù)較低的駕駛員和觀察員搭配為一個(gè)機(jī)組,造成職權(quán)梯度過于陡峭。同時(shí)也不能將資歷、職位、技術(shù)幾近相同的人劃分到同一機(jī)組,容易造成決策分歧。

        4.2.2 建立專業(yè)人才培養(yǎng)認(rèn)證機(jī)制

        首先,各地消防救援隊(duì)伍應(yīng)當(dāng)積極與地方有資質(zhì)的無人機(jī)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)合作,建立聯(lián)訓(xùn)機(jī)制,通過組織指戰(zhàn)員集中培訓(xùn),將偵檢、建模、拋投等功能荷載的培訓(xùn)學(xué)習(xí)分階段納入無人機(jī)駕駛培訓(xùn)課程中,實(shí)現(xiàn)無人機(jī)駕駛員培訓(xùn)周期化、常態(tài)化、制度化。其次,要完善無人機(jī)駕駛員認(rèn)證制度,使其同時(shí)具有操作無人機(jī)駕駛和相應(yīng)功能荷載兩大技術(shù),并在應(yīng)急管理職能機(jī)構(gòu)中建立相應(yīng)的認(rèn)證機(jī)制,使資格證書在隊(duì)伍中通用。最后,建立健全激勵(lì)和退出機(jī)制,包括資格重評(píng),對(duì)于獲得認(rèn)證人員給予津貼補(bǔ)助制度,鼓勵(lì)其獲得更高級(jí)別的資質(zhì)證書,如駕駛員教員和飛行設(shè)備維護(hù)資質(zhì);對(duì)不合格人員予以淘汰或換崗。在隊(duì)伍中適當(dāng)增加無人機(jī)駕駛員人才編制人數(shù),并且鼓勵(lì)技術(shù)人才大膽創(chuàng)新,開展技術(shù)裝備革新。

        4.2.3 強(qiáng)化無人機(jī)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用

        當(dāng)前無人機(jī)的演練和實(shí)戰(zhàn)之間依然存在斷層,雖然駕駛員在日常演練中操作能力較強(qiáng),但是在實(shí)戰(zhàn)中卻容易失誤。因此,要加強(qiáng)無人機(jī)在實(shí)戰(zhàn)條件下的模擬演練:一是要提前建模,面對(duì)轄區(qū)內(nèi)的復(fù)雜區(qū)域和重點(diǎn)建筑,提前做好數(shù)據(jù)采集和建模,定期進(jìn)行針對(duì)性的熟悉和數(shù)據(jù)更新;二是可由應(yīng)急管理部門牽頭建立無人機(jī)駕駛員培訓(xùn)基地,盡可能模擬真實(shí)的災(zāi)害場(chǎng)景和環(huán)境,定期組織集中培訓(xùn)及考核;三是要進(jìn)行區(qū)域性乃至全國(guó)性的無人機(jī)機(jī)組救援能力大比武,以賽促訓(xùn),借此了解各地的資質(zhì)、水平、擅長(zhǎng)領(lǐng)域,真正有效激勵(lì)駕駛員提升自身技術(shù)水平,增強(qiáng)其學(xué)習(xí)培訓(xùn)的主動(dòng)性和積極性。

        5.結(jié)束語(yǔ)

        多旋翼無人機(jī)由于其便捷性和靈活性等原因在應(yīng)急救援中被廣泛使用。當(dāng)前的無人機(jī)救援中,測(cè)繪地理信息技術(shù)發(fā)揮了不可替代的作用,這些技術(shù)包含三維地理建模技術(shù)、無人機(jī)視頻與3D地理信息融合技術(shù)、多光譜遙感成像技術(shù)等。為了綜合提升無人機(jī)救援效能,需要持續(xù)提升測(cè)繪地理信息與機(jī)組的效能,打造一體化的指揮救援體系。

        猜你喜歡
        旋翼駕駛員災(zāi)害
        河南鄭州“7·20”特大暴雨災(zāi)害的警示及應(yīng)對(duì)
        基于高速公路的駕駛員換道意圖識(shí)別
        駕駛員安全帶識(shí)別方法綜述
        改進(jìn)型自抗擾四旋翼無人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        我省汛期常見氣象災(zāi)害及防御
        大載重長(zhǎng)航時(shí)油動(dòng)多旋翼無人機(jī)
        推動(dòng)災(zāi)害防治工作實(shí)現(xiàn)新跨越
        基于STM32的四旋翼飛行器的設(shè)計(jì)
        電子制作(2019年9期)2019-05-30 09:41:48
        四旋翼無人機(jī)動(dòng)態(tài)面控制
        起步前環(huán)顧四周是車輛駕駛員的義務(wù)
        公民與法治(2016年4期)2016-05-17 04:09:26
        国产尤物二区三区在线观看| 久国产精品久久精品国产四虎| 日日碰狠狠添天天爽无码| 喷水白浆视频在线观看| 中文字幕国内一区二区| 综合精品欧美日韩国产在线| 男人靠女人免费视频网站| 免费在线观看视频播放| 日本高清无卡一区二区三区| 国产国语对白一区二区三区| 国产三级在线观看播放视频| 欧美老熟妇乱xxxxx| 久草中文在线这里只有精品| 国产精品玖玖资源站大全| 999国产精品亚洲77777| 亚洲国产精品日韩av不卡在线| 日韩在线 | 中文| 男女啪啪啪的高清视频| 国产美女自拍国语对白| 天天综合天天色| 99偷拍视频精品一区二区| 高清偷自拍亚洲精品三区| 久久精品国产91精品亚洲| 久久精品一区一区二区乱码| 日本人妻少妇精品视频专区| 午夜tv视频免费国产区4| 国产剧情麻豆女教师在线观看| 国99久9在线 | 免费| 人妻少妇哀求别拔出来| 亚洲国产国语对白在线观看 | 日本女优在线观看一区二区三区| 欧美日韩精品福利在线观看| 欧产日产国产精品精品| 国产美女精品一区二区三区| 成年丰满熟妇午夜免费视频| 美女视频在线观看网址大全| 中文字幕人成乱码中文| 久天啪天天久久99久孕妇| 亚洲AV综合A∨一区二区| 国产精品女同一区二区| 无遮无挡爽爽免费视频|