蔡錦星

摘要：隨著國(guó)家綜合性消防救援隊(duì)伍“全災(zāi)種、大應(yīng)急”的職能定位越來(lái)越清晰，消防救援隊(duì)伍的任務(wù)量不斷增加，將更多、更先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)積極推廣到消防救援工作中，有利于消防救援安全以及救援質(zhì)量提升。無(wú)人機(jī)航拍就是一種極具應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)，為此，介紹了其在消防救援中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，探討了該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于消防救援中的具體操作，以此為消防救援工作提供參考。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；航拍；消防；救援

中圖分類(lèi)號(hào)：D631.6? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2023）11-0044-03

消防救援隊(duì)伍處置事故時(shí)，經(jīng)常需要面臨各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。如何降低救援人員自身風(fēng)險(xiǎn)，就成為現(xiàn)代化消防救援隊(duì)伍建設(shè)的重要內(nèi)容。同時(shí)，經(jīng)過(guò)大量的數(shù)據(jù)調(diào)查分析顯示，導(dǎo)致消防隊(duì)員在救援中出現(xiàn)處置風(fēng)險(xiǎn)的原因包括但不限于災(zāi)情偵查不到位、災(zāi)中應(yīng)變不及時(shí)、災(zāi)中突發(fā)爆炸等。面對(duì)上述情況，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)的引入很大程度上促進(jìn)了消防救援工作效率及安全性的提升。然而，部分地區(qū)在消防救援和無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)融合應(yīng)用方面仍舊存在一定不足，有待改進(jìn)和完善。

1 無(wú)人機(jī)技術(shù)概述

無(wú)人機(jī)設(shè)備，是一種利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，具備造價(jià)低且體積小的特征，能夠借助搭載裝置的運(yùn)行，完成實(shí)時(shí)拍攝和數(shù)據(jù)傳輸工作，因此具備一定的自動(dòng)化控制能力，具體見(jiàn)圖1。分析無(wú)人機(jī)的技術(shù)性能時(shí)，可以從下述幾方面展開(kāi)：

其一，無(wú)人機(jī)航拍過(guò)程中，操作基本以動(dòng)態(tài)化為主，因在內(nèi)外環(huán)境變化的影響下，動(dòng)態(tài)平衡的保持是保障無(wú)人機(jī)平穩(wěn)飛行的基礎(chǔ)條件，此時(shí)技術(shù)人員需要重點(diǎn)調(diào)整無(wú)人機(jī)預(yù)警機(jī)制，提升設(shè)備執(zhí)行飛行任務(wù)全程的可控性，確保飛行方向與控制方向一致[1]。

其二，無(wú)人機(jī)航拍過(guò)程，需要自動(dòng)化系統(tǒng)作為操作指引，該系統(tǒng)貫穿于無(wú)人機(jī)預(yù)警體系各個(gè)環(huán)節(jié)，分為總進(jìn)度、分項(xiàng)進(jìn)度計(jì)劃，兩者之間相互聯(lián)系、相互影響。

其三，無(wú)人機(jī)航拍中，受到風(fēng)速、操作人技術(shù)熟練度等因素影響，飛行中會(huì)出現(xiàn)偏航、航速不均等情況[2]在執(zhí)行航拍任務(wù)時(shí)，想要進(jìn)一步將其消防救援價(jià)值發(fā)揮出來(lái)，需要專(zhuān)業(yè)人員來(lái)操作，確保無(wú)人機(jī)在救援階段能夠一直維持穩(wěn)定的航拍狀態(tài)，并結(jié)合消防救援任務(wù)的難度層次不同，調(diào)整設(shè)備平衡性，才能為消防救援質(zhì)量及效率提升起到促進(jìn)作用。

2 無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在消防救援中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1? 機(jī)動(dòng)性及靈活性高

通常情況下，消防救援中使用的無(wú)人機(jī)重量不超過(guò)100kg，飛行控制系統(tǒng)也主要以自動(dòng)飛行系統(tǒng)為主，配合1～2人，即可比較靈活地達(dá)成無(wú)人機(jī)消防救援任務(wù)目標(biāo)[3]。部分應(yīng)急性消防救援現(xiàn)場(chǎng)處理時(shí)，受到災(zāi)害潛在風(fēng)險(xiǎn)高、環(huán)境復(fù)雜等因素的限制，消防救援人員無(wú)法以駕駛車(chē)輛的方式在被毀壞的救援道路上完成救援，甚至部分區(qū)域徒步前進(jìn)仍舊會(huì)遇到重重阻礙，導(dǎo)致消防救援人員自身生命安全受到不必要的傷害。面對(duì)此場(chǎng)景，無(wú)人機(jī)可以很好地發(fā)揮出起飛條件低、地形要求低的優(yōu)勢(shì)，能夠快速適應(yīng)救援現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜的環(huán)境條件，完成災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的全局事故現(xiàn)狀拍攝工作，并憑借敏捷性強(qiáng)、反應(yīng)速度快的航拍特點(diǎn)，快速達(dá)到指定救援點(diǎn)位[4]。

2.2? 成像視野更為全面

無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用中，超視距控制功能的實(shí)現(xiàn)需要依賴(lài)于數(shù)據(jù)鏈技術(shù)支持，結(jié)合消防救援現(xiàn)場(chǎng)情況，按照距離不同、角度不同、光照條件不同等差異化救援需求，完成各類(lèi)無(wú)人機(jī)航拍任務(wù)[5]。一方面，無(wú)人機(jī)航拍可以應(yīng)用到高海拔的消防救援?dāng)z像中，在空中遙控調(diào)整角度和距離之后，將拍攝到的圖像數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)變?yōu)橄垃F(xiàn)場(chǎng)決策制定的關(guān)鍵因素，為后方指揮中心提供救援支持。另一方面，借助于遠(yuǎn)程控制的方式，調(diào)整無(wú)人機(jī)的角度和鏡頭對(duì)準(zhǔn)位置，就可以得到更加精準(zhǔn)的地面災(zāi)情圖像，尤其是在低空位置，無(wú)人機(jī)對(duì)于災(zāi)情的跟蹤拍攝能力明顯更強(qiáng)，為后方指揮中心實(shí)時(shí)輸送分辨率更高的救援現(xiàn)場(chǎng)圖像信息[6]。此外，部分無(wú)人機(jī)在輔助消防救援時(shí)，還可以配備紅外線夜視功能，以此更加全面地完成信息搜集工作，為災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)管控和監(jiān)測(cè)提供支持，提升消防人員的滅災(zāi)監(jiān)測(cè)水平和救援能力。

2.3? 拍攝操作更加簡(jiǎn)便

通過(guò)機(jī)體所攜帶的遠(yuǎn)程視頻傳輸和控制系統(tǒng)，消防指揮中心可以直接查看實(shí)時(shí)拍攝畫(huà)面，從而在救援中僅是通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方式，就可以讓無(wú)人機(jī)完成各項(xiàng)救援任務(wù)下達(dá)的動(dòng)作指令[7]。此外，從無(wú)人機(jī)的應(yīng)用操作來(lái)講，操作復(fù)雜性和難度并不高，重點(diǎn)操作飛行、音頻、視頻控制這三大兼容模塊，就可以完成大部分的消防救援任務(wù)，為救援工作效率提升起到促進(jìn)效用。

2.4? 安全可靠

將無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用于消防救援中，可以更為從容地應(yīng)對(duì)暴雨、臺(tái)風(fēng)、峽谷、深淵、易燃易爆等一類(lèi)極端消防救援場(chǎng)景，并以遠(yuǎn)程操控的方式有效彌補(bǔ)消防救援隊(duì)伍的火災(zāi)救援短板，為消防救援人員在救援期間的人身安全提供保障[8]。另外，將無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用到災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)中，還能夠完成事故現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)跟蹤處理工作，為消防指揮提供更可靠的決策支持，為消防救援人員、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)施救人員提供更加可靠地保障基礎(chǔ)，提升救援的安全性，促使災(zāi)害事態(tài)朝向良性方向發(fā)展，降低災(zāi)害損失，避免救援人員傷亡。

3 無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在消防救援中的具體應(yīng)用

3.1? 災(zāi)情偵察

消防救援過(guò)程中，無(wú)人機(jī)能夠快速深入災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的核心區(qū)域。通過(guò)無(wú)人機(jī)上的可見(jiàn)光照相機(jī)及紅外熱成像儀，按照預(yù)先設(shè)定的指令或是程序，完成消防救援期間的各類(lèi)災(zāi)情偵查工作，將拍攝的圖像信息實(shí)時(shí)傳送至地面指揮部系統(tǒng)中心，由消防指揮人員做具體分析[9]。無(wú)人機(jī)還會(huì)將所拍攝到的圖像一一記錄至系統(tǒng)中，并主動(dòng)做數(shù)據(jù)回收，為后續(xù)救援的下載和使用提供支持。伴隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷革新和優(yōu)化，無(wú)人機(jī)設(shè)備的應(yīng)用性能也在不斷完善。例如，在無(wú)人機(jī)上加裝了全球定位系統(tǒng)之后，無(wú)人機(jī)將攜帶與專(zhuān)業(yè)偵察衛(wèi)星配合使用的功能，且在信息的可靠度以及準(zhǔn)確性方面也得到顯著提升。以2015年福建省漳州市二甲苯裝置漏油起火爆炸事故為例，當(dāng)?shù)叵谰仍傟?duì)通過(guò)與周邊社會(huì)單位協(xié)調(diào)和溝通之后，共攜帶了3臺(tái)無(wú)人機(jī)在爆炸現(xiàn)場(chǎng)輔助展開(kāi)災(zāi)情偵查工作，由無(wú)人機(jī)航拍后實(shí)時(shí)傳輸回來(lái)的現(xiàn)場(chǎng)視頻，通過(guò)中通衛(wèi)星車(chē)將視頻傳輸至災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的后方指揮中心，由救援指揮人員結(jié)合視頻信息制定救援計(jì)劃，并結(jié)合航拍信息的實(shí)時(shí)傳輸畫(huà)面，在現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)調(diào)整救援計(jì)劃，充分為現(xiàn)場(chǎng)救援指揮調(diào)度和火場(chǎng)態(tài)勢(shì)控制提供了數(shù)據(jù)支持。在我國(guó)，這是首次在爆炸性事件的消防救援領(lǐng)域中應(yīng)用無(wú)人機(jī)參與救援實(shí)戰(zhàn)，所取得的成效超出預(yù)期。結(jié)合此次救援實(shí)例，我國(guó)開(kāi)始在消防救援中大范圍推廣無(wú)人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用，國(guó)家消防救援局也在此期間劃撥資金，為全國(guó)各個(gè)省份配備了無(wú)人機(jī)用于救援[10]。相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)在天津港8·12危險(xiǎn)品倉(cāng)庫(kù)重大爆炸事故、江蘇3·12重大爆炸事故等大型消防救援中，均發(fā)揮了不可忽視的作用。

3.2? 航空遙感

無(wú)人機(jī)航拍設(shè)備本質(zhì)上是一項(xiàng)新型的遙感監(jiān)測(cè)平臺(tái)，運(yùn)行中會(huì)按照預(yù)定的航線，完成攝像和自主飛行工作，并為無(wú)人機(jī)指揮中心實(shí)時(shí)傳遞遙感檢測(cè)數(shù)據(jù)。在2018年的山東壽光洪澇災(zāi)害消防救援過(guò)程中，依托于無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)完成的遙感測(cè)繪工作，充分在高空位置航拍到洪澇災(zāi)害中心的高分影像數(shù)據(jù)，為后方消防救援指揮中心制定正射影像地圖提供大量精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并在災(zāi)害救援地圖中明確標(biāo)注出被洪澇災(zāi)害淹沒(méi)的區(qū)域范圍、消防車(chē)輛點(diǎn)位以及災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)排水設(shè)施等各項(xiàng)復(fù)雜設(shè)施的數(shù)據(jù)。在洪災(zāi)積水區(qū)域的面積測(cè)算以及積水深度測(cè)算方面，無(wú)人機(jī)也發(fā)揮了重要作用，充分為洪澇災(zāi)害的抽排水方案制定和調(diào)整提供支持[11]。除此以外，在貴州7·23山體滑坡消防救援、福建泉州3·7新佳酒店坍塌、“山竹”臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的消防救援中，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)也分別發(fā)揮出消防救援價(jià)值。

消防救援工作中，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用于正射影像地圖制作后，除了可以支持上述救援工作以外，還可以補(bǔ)足衛(wèi)星遙感被云層遮擋等航拍短板，繼而將衛(wèi)星遙感中所存在的重訪周期太長(zhǎng)、分辨率不夠清晰、應(yīng)急時(shí)間失時(shí)等問(wèn)題解決。例如，在如金沙江、雅魯藏布江堰塞湖等湖海災(zāi)害中，消防救援人員就充分利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)，完成了災(zāi)害消防救援的三維模型制作工作，以此幫助消防人員能夠更加快速地完成災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)地形、地貌數(shù)據(jù)調(diào)研與統(tǒng)計(jì)工作，為災(zāi)害救援時(shí)的導(dǎo)流渠開(kāi)挖提供支持，繼而構(gòu)建出更加立體、實(shí)景化的三維呈現(xiàn)模型，提升后續(xù)對(duì)于災(zāi)害湖面每日上漲高度、救援開(kāi)挖進(jìn)度的測(cè)算結(jié)果精準(zhǔn)性，并為消防救援的科學(xué)決策提供有力的支持和幫助。由此可見(jiàn)，將無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用消防救援中，能夠制定更高效的數(shù)字化救援預(yù)案，最終為湖海災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的救援工作順利開(kāi)展起到促進(jìn)作用。

在魯?shù)檎鹬旋堫^山鎮(zhèn)地震救援中，就應(yīng)用到了無(wú)人機(jī)快速三維建模技術(shù)，將地災(zāi)信息在第一時(shí)間做三維可視化處理，本次地災(zāi)救援也是我國(guó)首次將無(wú)人機(jī)快速三維建模技術(shù)應(yīng)用于地災(zāi)救援中。當(dāng)敏捷三維建模完成后，能夠針對(duì)地災(zāi)災(zāi)害體以及災(zāi)害體邊界、位置做自動(dòng)判讀，完成災(zāi)害量的自動(dòng)計(jì)算，以此構(gòu)建立體化災(zāi)情電子沙盤(pán)，將更直觀、可靠的地災(zāi)依據(jù)提供給聯(lián)合指揮機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)決策人員，不僅降低了地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)和勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)于應(yīng)急調(diào)查工作效率提升也起到重要促進(jìn)作用。此外，在進(jìn)行地災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)，也可利用無(wú)人機(jī)快速建立三維模型，期間可將多旋翼無(wú)人機(jī)、精確定位系統(tǒng)、微型傾斜攝影以及敏捷建模軟件聯(lián)合為一體，對(duì)部分人力難以到達(dá)、地形環(huán)境復(fù)雜的地災(zāi)區(qū)域開(kāi)展救援作業(yè)，為自動(dòng)建模實(shí)時(shí)輸回超高分辨率的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，提升地災(zāi)救援效率。

3.3? 輔助救援

無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用中，會(huì)將不同功能模塊掛載至無(wú)人機(jī)設(shè)備上，為救援行動(dòng)展開(kāi)提供必要的輔助和支持。例如，無(wú)人機(jī)航拍期間可以同步搭載安全繩、食物、防毒面具以及飲用水等應(yīng)急物資，并通過(guò)空投的形式，直接在消防人員無(wú)法進(jìn)入的位置上空投放生命生存的必要性物資，以此為后續(xù)救援工作提供緩沖時(shí)間和條件。此外，無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)還可以完成以下輔助救援工作：

其一，為災(zāi)害中心人員搭載救生圈，如在溺水類(lèi)救援中，可以加快消防救援效率，為溺水者提供自救條件，使其能夠支撐到后續(xù)救援人員到來(lái)。

其二，利用無(wú)人機(jī)掛載對(duì)講機(jī)，將對(duì)講機(jī)拋送至受災(zāi)人手中，為其與消防救援人員之間建立起通暢的溝通渠道，提升救援效率。

其三，在無(wú)人機(jī)上掛載高音喊話設(shè)備，一方面可以引導(dǎo)災(zāi)害中心人員快速按照正確路線逃離災(zāi)害范圍。另一方面則可以對(duì)部分被困人員的情緒做好維穩(wěn)，鼓勵(lì)其保持良好的心態(tài)，等待救援人員到來(lái)。

其四，在無(wú)人機(jī)之上掛載滅火彈。部分高層火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)救援中，可以在無(wú)人機(jī)之上搭載滅火彈，遙控?zé)o人機(jī)升至火災(zāi)高度，面向火災(zāi)區(qū)域?qū)嵤缁鹛幚怼?/p>

3.4? 交通事故搶險(xiǎn)

當(dāng)出現(xiàn)交通事故時(shí)，交通擁堵問(wèn)題必然緊隨其后，此時(shí)前往現(xiàn)場(chǎng)參與救援的消防車(chē)隊(duì)想要以最快速度達(dá)到救援現(xiàn)場(chǎng)，提升救援速度，就必須選擇最佳路線。此時(shí)，就可將無(wú)人機(jī)應(yīng)用于消防救援中，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控?zé)o人機(jī)得到現(xiàn)場(chǎng)傳回的畫(huà)面數(shù)據(jù)，掌握事故周邊的基本交通情況，以此保障消防救援人員能夠結(jié)合最真實(shí)的決策數(shù)據(jù)，制定最有效的決策方案，最快速度完成消防搶險(xiǎn)救援工作[12]。與此同時(shí)，當(dāng)救援人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后，還可以利用無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)拍攝視頻做好現(xiàn)場(chǎng)救援力量調(diào)度工作，包括醫(yī)療資源、現(xiàn)場(chǎng)施救等社會(huì)資源的調(diào)度，促使交通事故的整體救援效率提升。利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)輔助交通事故救援時(shí)，也可通過(guò)遠(yuǎn)程遙控的方式，調(diào)整事故周邊的交通導(dǎo)流制度，分析受到交通影響的周邊路況，盡快恢復(fù)周邊車(chē)流正常通行狀態(tài)，降低交通事故危害和負(fù)面影響，為交通事故的消防救援提供全程支持。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，消防救援工作中想要全面提升救援的及時(shí)性，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，充分將無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)應(yīng)用其中很有必要?？蓱?yīng)用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)做好災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)情況偵查工作，為后續(xù)救援工作流程制定提供依據(jù)。借助于無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)完成消防救援現(xiàn)場(chǎng)的航空遙感處理，為更為全面的救援方案制定提供幫助。此外，還可以有效利用無(wú)人機(jī)航拍技術(shù)為現(xiàn)場(chǎng)消防救援提供必要性的輔助，最終為消防救援工作質(zhì)量進(jìn)一步優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。

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Exploration of fire rescue measures based on drone aerial photography technology

Cai Jinxing

（Pudong New District Fire and Rescue Division，Shanghai 200120）

AbstraCt： With the national comprehensive fire and rescue team's function of "all kinds of disasters and big emergency" becoming clearer and clearer， the task of the fire and rescue team has also increased， and more and more advanced science and technology is actively promoted to the fire and rescue work， which is conducive to the safety of fire and rescue and rescue quality enhancement. Drone aerial photography is a kind of technology with great application value， for this reason， it introduces its technical advantages in fire rescue， and discusses the specific operation of this technology applied in fire rescue， so as to provide reference for fire rescue work.

Keywords： drone; aerial photography; firefighting; rescue