摘要：本文主要對消防滅火救援工作中無人機應(yīng)用過程中的問題進行簡要分析，總結(jié)歸納無人機在消防滅火救援中的偵查優(yōu)勢，從采集救援信息數(shù)據(jù)、偵查現(xiàn)場情況、輔助救援調(diào)度、開展森林防火監(jiān)測活動以及人員搜索定位五方面探究無人機在消防滅火救援中的具體運用，從設(shè)計無人機偵查路徑、部署滅火救援區(qū)域規(guī)劃、布設(shè)像控點以及構(gòu)建救援工作開展區(qū)域控制體系四方面探究無人機應(yīng)用注意事項。

關(guān)鍵詞：無人機;消防;滅火救援;運用

一、引言

無人機主要是利用無線電遙控設(shè)備與設(shè)定程序進行操縱控制，相對于載人飛機，無人機體型小、造價低，能夠采集高分辨率的目標影像，對工作環(huán)境適應(yīng)性強。消防滅火救援工作應(yīng)用無人機設(shè)備可以對救援區(qū)域整體情況近距離偵查拍照，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)增強救援工作計劃科學(xué)性和可行性，能對風險區(qū)域進行監(jiān)測，及時采取防控措施。因此，需要對無人機在消防滅火救援中的應(yīng)用的分析研究。

二、消防滅火救援中無人機應(yīng)用問題

（一）無人機續(xù)航、防爆能力不足

現(xiàn)階段無人機續(xù)航能力相對較弱，無人機續(xù)航時間=電池總?cè)萘?（動力系統(tǒng)功耗+航電功耗），受無人機儲電技術(shù)限制，無人機想要提升續(xù)航時間、提升儲電總量就需要增加電池個數(shù)，機身重量增加，犧牲無人機一定功能的同時還會導(dǎo)致運行功耗增加，當電池個數(shù)增加到一定值后，續(xù)航時間提升邊際效益下降，無法取得預(yù)期效果。并且無人機的防爆能力還存在提升空間，火災(zāi)事故現(xiàn)場的煙塵、溫度、爆炸震蕩波等均會對無人機設(shè)備產(chǎn)生影響，部分無人機都不具備智能躲避障礙技術(shù)，在存在爆炸風險的場所進行偵查檢測時存在墜機風險。

（二）無人機兼容性較弱

隨著無人機技術(shù)發(fā)展進步，消防無人機在滅火救援中應(yīng)用越來越廣泛，部分地區(qū)消防隊已經(jīng)將無人機納入消防滅火救援設(shè)備體系中去，并且加強消防人員對無人機的應(yīng)用培訓(xùn)。雖然無人機設(shè)備各方面研究取得一定成果，但因發(fā)展研究起步較晚，無人機設(shè)備兼容性相對較弱，若無人機設(shè)備攜帶功能模塊過多，在工作期間各模塊可能因相互干擾導(dǎo)致模塊功能失效。

三、消防滅火救援應(yīng)用無人機偵察優(yōu)勢

消防滅火救援工作中應(yīng)用無人機的首要目的是了解救援現(xiàn)場災(zāi)情具體情況，為救援指揮工作開展提供可靠依據(jù)。其次是利用無人機拍攝視頻掌握救援現(xiàn)場災(zāi)情變化情況以便采取針對性救援對策，避免災(zāi)情升級。最后是對救援現(xiàn)場進行持續(xù)性全面監(jiān)控，保證救援人員能夠及時根據(jù)現(xiàn)場情況變化進行救援或撤離，并且監(jiān)控視頻影像等信息數(shù)據(jù)還可為豐富消防事故預(yù)警數(shù)據(jù)庫，增強目標區(qū)域整體抗風險能力[1]。

（一）靈活度高

無人機體積較小、操作難度低，對外部應(yīng)用環(huán)境要求低，可裝備高分辨率的攝像機向消防救援人員實時傳遞高清救援現(xiàn)場影像，發(fā)揮救援輔助作用?，F(xiàn)階段國內(nèi)大部分無人機均屬于小型飛行設(shè)備，大部分無人機質(zhì)量在10kg左右，一到兩人就可以完成無人機飛行等相關(guān)工作。救援人員利用無線遙控設(shè)備或提前預(yù)設(shè)程序就能夠?qū)o人機偵察飛行等工作進行控制，并且無人機對發(fā)射和降落地點要求不高，僅需要保證接觸面平整即可，部分無人機甚至可以人類手掌作為起飛支點進行升空飛行，整體使用靈活度較高[2]。

（二）偵察成本低

無人機相對于消防車和大型飛機等設(shè)備，質(zhì)量體積小，設(shè)備制造生產(chǎn)可以實現(xiàn)規(guī)模化、標準化，相對生產(chǎn)制造成本低、購置租賃費用低。不同類型無人機設(shè)備機載平臺支持多種掛接接口，增強使用功能性，并且無人機設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單，一旦在偵查過程中出現(xiàn)故障損壞，技術(shù)人員可在救援現(xiàn)場進行換件維修，而且零部件檢修維護成本較低，能夠有效降低無人機偵察使用成本。

（三）偵察效率更高

無人機能夠在第一時間到達消防事故現(xiàn)場進行空中影像拍攝錄像，保障現(xiàn)場與救援中心應(yīng)急通信，為應(yīng)急救援現(xiàn)場提供照明，實現(xiàn)救援現(xiàn)場圖像數(shù)據(jù)實時傳輸和邊緣計算，對消防事故進行評估研判和數(shù)據(jù)分析并將分析結(jié)果及時上報至救援指揮人員處，相對于傳統(tǒng)消防救援模式，無人機的偵查精準度、全面性、偵查效率更高。

四、消防滅火救援工作中無人機的具體運用

（一）采集傳輸消防滅火救援數(shù)據(jù)

火災(zāi)救援現(xiàn)場情況處于隨時變化之中，消防人員可以利用多個無人機平臺進行災(zāi)情現(xiàn)場信息獲取匯集，增強指揮中心對救援現(xiàn)場情況評估判斷準確性[3]。無人機設(shè)備可根據(jù)采集數(shù)據(jù)類型和應(yīng)用場景搭載不同種類設(shè)備，通常情況下，無人機應(yīng)裝備影像圖片拍攝設(shè)備、熱傳感器等，借助無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星鏈路等相關(guān)技術(shù)設(shè)備進行消防滅火現(xiàn)場實時信息數(shù)據(jù)實時采集和傳輸，在實際消防滅火救援活動中，搭載功能載荷的無人機平臺與指揮起降平臺共同配合作用，形成一體化救援平臺，現(xiàn)場救援人員、指揮人員都能與無人機同步接收事故現(xiàn)場視頻資料，極大提高消防滅火救援指揮行動協(xié)同性和時效性。無人機設(shè)備采集記錄的事故現(xiàn)場數(shù)據(jù)還能用于救援工作完成后的災(zāi)情評估復(fù)盤工作，通過整合救援期間采集資料數(shù)據(jù)，形成救援現(xiàn)場地形數(shù)據(jù)圖并將其存儲至災(zāi)情預(yù)警數(shù)據(jù)庫，促進消防事故預(yù)警機制和消防滅火救援體系完善。

（二）偵察火災(zāi)詳細情況

消防救援人員在充分掌握火災(zāi)現(xiàn)場具體情況基礎(chǔ)上開展救援工作，能夠提升救援效率，保障人員安全，減少事故發(fā)生現(xiàn)場財產(chǎn)損失。應(yīng)用無人機技術(shù)能夠彌補傳統(tǒng)救援模式缺陷，無人機行進路線上障礙物較少，能夠第一時間到達火災(zāi)現(xiàn)場，消防救援人員通過靈活控制無人機飛行角度和飛行路線，實現(xiàn)對火災(zāi)現(xiàn)場的全面監(jiān)控，向消防指揮中心實時傳輸現(xiàn)場影像，無人機還可根據(jù)具體偵查數(shù)據(jù)需要裝備多種類型設(shè)備，獲取火災(zāi)事故相關(guān)詳細信息數(shù)據(jù)，為消防決策制定提供可靠依據(jù)。例如：某倉儲公司因職工違規(guī)操作導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，火災(zāi)迅速蔓延并引燃同區(qū)域的兩個大型儲油罐，燃燒面積超1500m2，火災(zāi)事故現(xiàn)場共有12個儲油罐，儲存油品為汽油和柴油，30個高?；て穬?，一旦燃燒蔓延后果極為嚴重。當?shù)卣{(diào)動7個消防支隊，200多臺消防車到現(xiàn)場進行火災(zāi)撲救，滅火救援過程中發(fā)生多次小規(guī)模爆炸事故。由于事故現(xiàn)場火勢兇猛，煙霧濃厚，消防救援人員無法準確進行火情判斷，火災(zāi)撲救方案制定受到影響。此種情況下，消防指揮中心征調(diào)無人機配合消防救援工作，無人機配備相機、航拍相機以及熱成像相機等。救援人員在起火點100米處進行無人機升空，將航拍影像實時傳輸至消防指揮車，借助4G和衛(wèi)星鏈路向消防局指揮中心進行火災(zāi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸。當日下午3點50分，無人機在偵測火災(zāi)現(xiàn)場情況時發(fā)現(xiàn)大規(guī)模流淌火現(xiàn)象，及時向消防救援中心預(yù)警，救援人員接到指令后及時撤離避免人員傷亡。下午5點左右，裝配熱成像相機的無人機將火災(zāi)核心區(qū)濃煙下火點位置、火災(zāi)區(qū)域儲罐溫度以及煙氣溫度等數(shù)據(jù)進行實時記錄上報，傳輸火災(zāi)現(xiàn)場可見光拍攝照片，消防指揮中心根據(jù)無人機偵測現(xiàn)場情況進行針對性兵力部署，最終完成滅火救援任務(wù)。

（三）輔助消防滅火救援調(diào)度

消防人員可利用無人機設(shè)備便利性、偵查效率高等優(yōu)勢輔助現(xiàn)場救援調(diào)度工作，增強救援工作時效性[4]。無人機在輔助消防滅火救援調(diào)度中的工作主要包括兩部分：一是輔助調(diào)運救援物資。消防安全事故發(fā)生地點具有多樣性，某些特殊情況下需要消防救援人員利用無人機向被困人員運輸一些救援物資，為被困人員提供基本人身安全保障。例如：化工廠發(fā)生嚴重火災(zāi)事故，化學(xué)藥物燃燒過程中會釋放大量有害煙塵毒氣，若化工廠內(nèi)防護用具不足或被困人員無法到指定地點獲取防護面罩等用具，此時需要向被困人員投放防毒面具、急救包的必要物資。傳統(tǒng)消防救援工作是由消防人員進入火災(zāi)現(xiàn)場進行實地勘查，掌握被困人員數(shù)量、受傷情況等相關(guān)信息，由于火災(zāi)現(xiàn)場比較混亂，消防人員僅憑過往救援經(jīng)驗很難獲得準確救援現(xiàn)場信息和被困人員情況，容易錯失最佳救援機會，而且此種救援模式下災(zāi)情具體信息掌握不充分，消防救援人員的人身安全也會受到極大威脅。消防救援工作應(yīng)用無人機可以發(fā)揮高靈活性和小體型優(yōu)勢，除獲取準確救援現(xiàn)場災(zāi)情信息外，無人機可搭載擴音器，安撫被困人員情緒，確定被困人員位置，與救援人員配合向被困人員輸送必要物資，了解被困人員實際情況，促使被困人員執(zhí)行無人機傳達的救援指令，與消防人員相互配合，共同完成滅火救援工作。二是配合消防人員獲取救援現(xiàn)場實時信息數(shù)據(jù)。消防事故發(fā)生后的實時數(shù)據(jù)對消防滅火救援計劃制定至關(guān)重要，只有全面掌握救援區(qū)域人員、災(zāi)情、救援現(xiàn)場等相關(guān)要素信息，才能保證救援指揮科學(xué)性和可執(zhí)行性，保證救援人員和被困人員安全，減少火災(zāi)事故發(fā)生造成的人員財產(chǎn)損失。消防人員可對無人機下達指令到達火災(zāi)事故現(xiàn)場后拍攝現(xiàn)場全局高清影像，配合消防指揮中心進行對應(yīng)數(shù)據(jù)采集，通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)與無人機構(gòu)建的一體化救援信息平臺對事故現(xiàn)場溫度、火勢、空間狀態(tài)等信息進行綜合判斷分析，及時向消防救援人員下達最新救援指令，增強救援行動針對性。例如：某市組建消防滅火演練，預(yù)設(shè)火災(zāi)情景，當?shù)叵谰仍块T應(yīng)用六旋翼消防無人機輔助消防人員開展救援活動，根據(jù)無人機實時反饋數(shù)據(jù)信息顯示火災(zāi)發(fā)生位置較為空曠，周圍沒有易燃物。針對此情況，消防指揮中心選擇將在無人機上裝備滅火彈，將無人機升至火災(zāi)現(xiàn)場正上方進行滅火彈投擲實現(xiàn)火災(zāi)事故控制。

（四）森林防火監(jiān)測

森林防火中無人機應(yīng)用主要表現(xiàn)在三個方面：一是對森林進行全天候防火監(jiān)測。工作人員可提前設(shè)置無人機巡邏路線，無人機按預(yù)定軌跡飛行，搜集森林煙感數(shù)據(jù)資料向森林防火監(jiān)控站點和防火部門進行相關(guān)信息數(shù)據(jù)傳輸。值班工作人員可遠程操控無人機對信息數(shù)據(jù)反饋異常區(qū)域進行多次勘察，及時發(fā)現(xiàn)森林火情采取針對性防控措施。二是構(gòu)建遠距離通信。由于森林地勢特點，火災(zāi)現(xiàn)場信息傳達較為困難，深入森林救援人員與外部通信溝通不暢，應(yīng)用無人機設(shè)備到火災(zāi)現(xiàn)場進行懸停觀察，通過裝備風速儀等相關(guān)設(shè)備，采集火災(zāi)區(qū)域風向風力、燃燒程度等相關(guān)信息。森林防火還可利用無人機搭建中繼通信設(shè)備，覆蓋火災(zāi)事故全區(qū)域，為現(xiàn)場救援人員與救援指揮中心搭建溝通交流橋梁，即便在極端惡劣條件下仍然能為救援工作提供暢通無線通信線路，保證救援人員可以根據(jù)移動終端設(shè)備掌握火災(zāi)動態(tài)信息，配合無人機設(shè)備執(zhí)行最新救援指令。三是結(jié)合森林特點制定針對性防火監(jiān)測方案。無人機操作人員可與森林工作人員根據(jù)森林防火不同階段要求、森林所處區(qū)域氣候特征、地理環(huán)境特點等制定對應(yīng)無人機監(jiān)測方案，選擇適合無人機應(yīng)用模式，充分發(fā)揮無人機使用價值，避免無人機閑置時間過長造成資源浪費，提高森林防火滅火水平。

（五）人員搜索定位

搜救型無人機具備多傳感器融合負載，能夠在空中進行安全檢測，及時發(fā)現(xiàn)人員搜救線索，為消防人員搜索定位被困人員提供技術(shù)支撐。以大疆無人機為例，無人機超視距偵查范圍在300米到1000米左右，具有多種紅外熱成像模式，能夠發(fā)現(xiàn)400米外熱源，無人機搭載的喊話器設(shè)備聲音傳播有效距離在1000米左右，消防人員可利用搭載喊話器的無人機開展人員搜救工作。在開展水域搜救活動時，技術(shù)人員可利用搭載激光傳感器的無人機設(shè)備對被困人員進行打點定位，并將位置信息分享給現(xiàn)場救援人員，顯著提高人員搜救工作效率。在開展山岳救援活動時，由于山區(qū)地形復(fù)雜，消防救援人員和設(shè)備進入較為困難，救援搜索視野受限，應(yīng)用無人機進行人員搜救可以顯著擴大人員搜救范圍，實現(xiàn)空地聯(lián)動無死角搜索，并且無人機還可輔助消防人員運送轉(zhuǎn)移輕型設(shè)備或必要物資，保證救援人員與被困人員人身安全。

五、消防滅火救援中無人機使用注意事項

消防滅火救援工作開展需要根據(jù)消防事故特點、救援現(xiàn)場環(huán)境特點等針對性選擇無人機種類，設(shè)定無人機飛行高度角度等相關(guān)參數(shù)信息，準確全面獲取救援現(xiàn)場事故數(shù)據(jù)，制定科學(xué)滅火救援方案，為消防救援人員滅火救援行動提供安全保障[5]。消防救援人員在應(yīng)用無人機開展救援工作時，應(yīng)注意以下四點注意事項：第一，設(shè)計無人機偵察路徑。無人機偵查線路應(yīng)結(jié)合消防火災(zāi)事故現(xiàn)場實際情況進行設(shè)計，無人機航線設(shè)置流程首先是確認飛行航高，并將飛行航高設(shè)置為第一飛行路徑的航高。根據(jù)無人機飛行參數(shù)設(shè)置包括多條套耕航線的第一飛行路徑。對比第一飛行路徑設(shè)置包括多條構(gòu)架航線與套耕航線交織分布的第二飛行路徑，將第一、第二飛行路徑結(jié)合，確定無人機飛行航線，并根據(jù)攝影基線長度在各飛行路徑上的套耕航線和構(gòu)架航線上設(shè)置曝光點。第二，做好滅火救援區(qū)域規(guī)劃。救援人員應(yīng)結(jié)合無人機功能特點制定滅火救援區(qū)域規(guī)劃，明確無人機設(shè)備參與滅火救援活動程序和步驟，利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將無人機設(shè)備與消防信息系統(tǒng)進行聯(lián)通，保證無人機設(shè)備可以與消防救援人員默契配合，及時應(yīng)對消防救援現(xiàn)場突發(fā)狀況。第三，設(shè)置像控點。無人機像控點布設(shè)情況直接影響航測數(shù)據(jù)精準度，因此在應(yīng)用無人機設(shè)備開展消防救援滅火活動時，應(yīng)根據(jù)無人機類型、火災(zāi)現(xiàn)場情況等因素按照像控點布設(shè)原則，確定無人機像控點布設(shè)數(shù)量。例如：對于復(fù)合翼無人機在野外進行像控點布設(shè)時，要對航測區(qū)域地質(zhì)地貌條件進行檢查，按1比1000比例尺結(jié)果，3平方公里偵察區(qū)域像控點數(shù)量在5個左右。第四，構(gòu)建救援區(qū)域控制體系。消防救援人員要充分發(fā)揮無人機作為現(xiàn)代化信息設(shè)備優(yōu)勢，通過對救援區(qū)域進行全面監(jiān)控，對火災(zāi)現(xiàn)場進行掃描分析，構(gòu)建消防火災(zāi)現(xiàn)場應(yīng)急指揮系統(tǒng)，構(gòu)建消防救援區(qū)域控制體系，增強消防滅火救援行動系統(tǒng)性和科學(xué)性，保證消防滅火救援質(zhì)量和救援效率。

六、結(jié)束語

消防滅火救援工作要充分發(fā)揮無人機先進技術(shù)優(yōu)勢，快速準確獲取救援現(xiàn)場信息數(shù)據(jù)，借助互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)及時進行信息傳輸共享，提高消防人員救援行動科學(xué)性和有效性，顯著提升救援效率的同時最大程度保障救援人員安全。提升消防救援服務(wù)質(zhì)量還應(yīng)大力開發(fā)優(yōu)化無人機使用功能，明確不同類型無人機參與消防救援工作程序，滿足新時期搶險救援需要，推進消防滅火救援工作向現(xiàn)代化、智能化發(fā)展。

作者單位：李志強? ? 黑龍江省伊春市消防救援支隊

參? 考? 文? 獻

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