摘要：無人機技術(shù)以網(wǎng)絡信息化技術(shù)為基礎，相較于傳統(tǒng)的消防滅火救援技術(shù)，無人機技術(shù)在化工火災消防救援中的效率和成效更加顯著，它不僅具有超強的環(huán)境適應性和靈活性，還在火情偵察與監(jiān)控、應急通信、物資運送、滅火、搜救被困人員等多方面都有非常出色的表現(xiàn)，提升了滅火救援效率，大幅減少化工企業(yè)的火災損失。本文主要以無人機技術(shù)在化工火災消防救援中的應用要點為研究對象，以期為化工火災消防救援的研究工作提供理論支撐。

關(guān)鍵詞：無人機技術(shù)；化工火災；消防救援；應用要點

引言

化工企業(yè)存在眾多的易燃易爆材料及物品，一旦發(fā)生化工火災事故，不僅滅火救援困難，還會導致更為嚴重的后果。與普通場所的火災不同，在面對化工火災時，傳統(tǒng)的滅火救援設施效能有限。為提升滅火救援效率，減少傷亡，消防救援人員必須借助專門的儀器和裝備來執(zhí)行滅火救援任務?；诰W(wǎng)絡信息技術(shù)的高速發(fā)展，無人機技術(shù)與化工火災消防救援的融合程度更加緊密，充分顯示出了無人機技術(shù)在反應迅速、靈活機動、適應范圍廣等方面的優(yōu)勢。由此可見，無人機技術(shù)已經(jīng)成為化工火災消防救援中不可或缺的重要力量。如何在化工火災消防救援的實踐工作中正確使用無人機裝備，已成為消防救援技術(shù)升級的關(guān)鍵。

一、無人機的特征及分類

（一）特征

無人機是指由計算機系統(tǒng)遠程操控、無人駕駛的自動飛行器，可用于GPS定位、收集與傳輸數(shù)據(jù)等，并能夠獲取清晰完整的現(xiàn)場影像圖[1]。無人機技術(shù)是人工智能領(lǐng)域的重要發(fā)展成果，目前已廣泛應用于地質(zhì)勘測、滅火救援、城市規(guī)劃設計等眾多領(lǐng)域。無人機可達到厘米級的測量精度，并能夠在極端的自然環(huán)境中正常執(zhí)行各項監(jiān)測任務。無人機在執(zhí)行監(jiān)測作業(yè)過程中，通常不會受到外界環(huán)境的干擾，還可搭載多種形式的攝影測量儀器。例如，在執(zhí)行特殊火災撲救任務的實踐中，引進無人機技術(shù)，可有效解決火場搜救難度大、搜救時間長等問題。技術(shù)人員可根據(jù)消防救援的實際情況，采用靈活的措施調(diào)整無人機的設備參數(shù)，以期達到最佳的滅火救援成效。無人機技術(shù)的基本特征包括監(jiān)控數(shù)據(jù)準確、安全性能良好、性價比高、使用方便。在化工火災消防救援中使用無人機技術(shù)，可充分展示低空飛行器在該領(lǐng)域的應用優(yōu)勢[2]。

（二）分類

無人機的分類標準多樣，主要依據(jù)飛行平臺結(jié)構(gòu)、飛行高度、基本用途、空機容量等指標進行分類[3]。例如，按照飛行平臺的結(jié)構(gòu)分類，可將無人機分為固定翼無人機、多旋翼無人機、無人直升機等；按無人機的飛行高度分類，又可分為超低空、低空、中空、高空、超高空的無人機；按照用途分類，可將無人機分為軍用、民用兩種類型的無人機。軍用無人機可執(zhí)行軍事任務；民用無人機可用于巡查、航拍、氣象預報、農(nóng)業(yè)種植等，具有應用范圍廣的特征；按空機重量進行劃分，可將無人機分為微型、輕型、小型、中型與大型無人機。其中，微型無人機的空機重量限定在025kg內(nèi)（最大起飛量限定在23kg內(nèi)），輕型無人機限定在4kg（最大起飛量限定為7kg），小型無人機限定在15kg（最大起飛量限定為25kg），中型無人機空機容量限制在150kg（最大起飛量限定為150kg），大型無人機的空機重量和最大起飛量均超過150kg。在化工火災消防救援中應用最多的是中型固定翼無人機和多旋翼無人機。

二、無人機在化工火災消防救援中的應用要點

（一）偵察火場

化工廠房集中存放著大量含有劇毒、強腐蝕性的化學溶劑等高?；瘜W品，如果發(fā)生火災，易燃易爆的化學品將瞬間形成快速蔓延的火勢，甚至可能引發(fā)爆炸，滅火救援難度大。某些化工企業(yè)的廠區(qū)消防通道比較狹窄，因管理不善還可能被雜物堵塞，不利于消防滅火救援行動的快速開展。針對上述特殊情況，亟須具備監(jiān)控與偵察功能的無人機來發(fā)揮火情偵察和監(jiān)控作用。在監(jiān)測火勢變化過程中，機載高清晰度的紅外熱成像（或可見光）設備能夠覆蓋大面積的化工廠區(qū)，對廠區(qū)隱患進行迅速、全面的排查。當突發(fā)火情時，消防人員可操控無人機迅速抵達火災現(xiàn)場上空，迅速在高空完成對事故區(qū)域全景影像的近距離拍攝，實時傳輸火情、設施受損程度、風向變化等關(guān)鍵信息，為消防救援人員研判火情發(fā)展趨勢提供準確的數(shù)據(jù)支撐。例如，在地形復雜、救援通道狹小的化工廠區(qū)空間中，無人機能夠靈活穿梭于廠房、管廊、儲罐等狹小空間，精細探測火勢發(fā)展及蔓延情況。通過使用無人機裝備，消防救援部門可快速探測人工救援的高危區(qū)和盲區(qū)，最大程度地減少救援人員面臨的風險[4]。新型的化學檢測無人機還可搭載高靈敏度的氣體傳感器，專門針對有毒有害物質(zhì)泄漏實施“探嗅式”排查，以精準定位高?；瘜W品的泄漏區(qū)域，準確測量化學物質(zhì)的泄漏濃度指標，為消防救援策略的制定提供重要依據(jù)。

（二）運輸物資

消防救援的專用物資能否及時、準確抵達火災發(fā)生區(qū)域，直接關(guān)系消防滅火救援的實施成效。無人機技術(shù)在化工消防物資的運輸保障方面作用巨大，可靈活高效地完成空中物資運輸任務[5]。在突發(fā)火災時，可能因廠區(qū)場面混亂、房屋、貨物倒塌、火勢蔓延、濃煙及毒氣擴散等情況，導致廠區(qū)地面道路出現(xiàn)嚴重堵塞，進而影響消防救援車輛的快速通行。面對這種情況，可以使用中、大型貨運無人機，跨越障礙，為火場滅火救援運輸消防裝備和救援物資，充分展現(xiàn)無人機技術(shù)在火災救援物資供給中的積極作用。例如，采用旋翼無人機可將大量的干粉、泡沫液等滅火劑直接投放至火災發(fā)生區(qū)域。當發(fā)生高?；瘜W品泄漏、擴散的情況時，可操作無人機運輸應急搶修工具和防毒防化服等，在較短時間抵達火災救援現(xiàn)場，對于減少救援人員暴露導致的人身傷害風險具有顯著作用。即便是在化工廠區(qū)交通完全癱瘓的情況下，仍然可以利用無人機的操控靈活性與超強的續(xù)航能力，完成物資補給、傷員運送等緊急任務，為火場“孤島”打通“空中生命線”。

（三）撲救火災

對于化工火災消防救援任務，消防救援部門需要在最短時間到達火災場所，以迅速展開滅火救援，阻止火勢蔓延。對于化工管廊、反應塔這類特殊區(qū)域，為了爭取時間，盡快滅火，消防人員可在無人機上搭載具有百米射程的遠程射流裝置、高壓水霧炮裝置等，迅速操控無人機進入現(xiàn)場開展滅火及降溫保護工作。除此之外，可將干粉、滅火彈、滅火毯、滅火布等滅火器材安裝在無人機上，操控無人機飛進火場進行定點投放，實現(xiàn)迅速壓制火勢的目的。與中、大型無人機不同，小型無人機更加靈活?；せ馂膿渚葘Ｓ玫男⌒蜔o人機能夠攜帶攝像頭或者熱成像監(jiān)測設備，按照規(guī)劃路線直接飛行至火場深處，近距離捕捉火情變化的相關(guān)信息?？衫枚嗯_無人機組成的救援設備群組，開展協(xié)同作戰(zhàn)，在多臺無人機的相互配合下，組成多層次、全方位的滅火體系，實現(xiàn)精準撲救。矩陣式的無人機體系可按照地面指揮中心發(fā)出的指令來確定撲救地點，深入整個化工廠區(qū)開展撲救，以在最短時間內(nèi)完成消防救援的攻堅任務。

（四）搜救被困人員

搜尋被困人員是化工火災消防救援的關(guān)鍵任務之一。無人機技術(shù)在人員搜救的實施階段也發(fā)揮著突出的作用。無人機具有良好的靈活性與較小體積等優(yōu)勢，能夠深入化工廠房的建筑殘骸廢墟，第一時間捕捉幸存者的人體反射波信號。其主要原理是借助機載成像儀與攝像頭，采用全方位的自動巡航搜索裝置，有效突破夜間光線昏暗、煙霧濃度較高等障礙因素，在整個火場空間內(nèi)捕捉人體發(fā)出的熱信號，提升搜救精準度和效率。近年來，國內(nèi)研究人員一直在探索北斗導航通信與無人機技術(shù)相結(jié)合的化工火災救援模式，通過多項技術(shù)的有機融合，可進一步提高消防滅火救援的實施成效。

三、無人機在化工火災消防救援中的應用實例

（一）火災案例概況

某化工園區(qū)主要生產(chǎn)硝基苯的化工原料，該化工園區(qū)的內(nèi)部廠房于某日夜間突然起火，廠房內(nèi)集中堆放的硝基苯生產(chǎn)材料被引燃，火勢快速蔓延至附近的化學溶劑存儲罐區(qū)。消防救援人員在接到報警后迅速趕赴化工火災現(xiàn)場，對廠房內(nèi)部的起火點采取集中撲救措施。救援人員考慮到廠區(qū)救援通道狹窄且堆放較多雜物，因此決定啟用無人機輔助展開救援作業(yè)。

（二）制定無人機參與滅火救援的具體方案

首先，負責本次滅火救援任務的消防指揮部啟動大疆M240、大疆M300兩種型號無人機各2臺，分別攜帶變焦高清攝像機和紅外熱成像（或可見光）攝像機以及氣體傳感器，在短時間抵達火場后便展開全面的監(jiān)測、排查和搜救作業(yè)。其次，啟動極飛P35無人機，采用近距離噴灑泡沫滅火劑的形式阻止火情擴散，并協(xié)助排查火場周邊情況。最后，啟用小型無人機，搭載高敏感度的聲音傳感器，在化工廠房范圍內(nèi)集中搜救被困人員。借助上述多種型號的無人機密切配合，本次滅火救援工作得到了有序、快速開展，有效地降低了化工廠房設備起火導致的經(jīng)濟損失。

四、化工火災消防救援中的無人機技術(shù)創(chuàng)新趨勢

（一）優(yōu)化設備結(jié)構(gòu)性能

化工火災消防救援專用的無人機設備具有體積小、自重輕等優(yōu)勢。為了進一步提升無人機在滅火救援中的應用優(yōu)勢和價值，目前很多研究人員都在積極探索無人機設備的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。對救援無人機結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)化，重點是在保持原有機械強度不變的前提下，進一步引進模塊化設計理念，著力改進輕型與小型無人機的系統(tǒng)配置。要進一步實現(xiàn)新型動力技術(shù)（如光伏陣列與燃料電池）與無人機技術(shù)的深度融合，以提升無人機的能量密度指標。在提升滅火救援無人機的電池防爆性方面，積極引進集成化與小型化的智能探測設備，捕捉三維立體的火場影像信息。

（二）加強操控人員的技能培訓

消防滅火救援無人機的操控人員應具備良好的專業(yè)素質(zhì)，消防救援部門需重視無人機操控技術(shù)人員的技能培訓工作，確保其能夠應對復雜多變的化工火災環(huán)境。加強人員技能培訓的關(guān)鍵在于提升協(xié)同作戰(zhàn)能力，使操控人員能夠熟練操作各種不同型號的無人機設備，尤其是在無人機設備調(diào)試、物資投送等關(guān)鍵操作環(huán)節(jié)，應通過多次實戰(zhàn)模擬演練來提升操控人員應急處置能力。

（三）確保通信傳輸穩(wěn)定

穩(wěn)定的通信傳輸是確保無人機順利完成救援任務的重要基礎。為確保無人機在執(zhí)行任務階段的通信穩(wěn)定性，相關(guān)部門應結(jié)合實際情況采取調(diào)頻、擴頻等多種技術(shù)手段，切實加強無人機在飛行中的抗干擾能力。技術(shù)人員還要進一步對機載天線的設計方案進行優(yōu)化，可利用計算機軟件功能來構(gòu)建立體化的人工智能模型，模擬化工火災發(fā)生的真實場景，以便制定滅火救援方案。對于無人機消防救援通信技術(shù)，應在自主導航與激光通信手段進行進一步優(yōu)化，在多地址定位的基礎上規(guī)避干擾源，使無人機能夠敏捷規(guī)避化工火場的障礙物，靈活改變飛行軌跡[6]。

結(jié)語

綜上所述，無人機技術(shù)在化工火災消防救援過程中表現(xiàn)出良好的適用性和極高的利用價值，能夠在極短時間內(nèi)深入火災現(xiàn)場，實施火情監(jiān)測、人員搜救、物資運輸、滅火作業(yè)等相關(guān)工作。消防救援人員應充分掌握無人機操控技能，利用無人機設備，更好地完成滅火救援任務。為進一步提升無人機技術(shù)在化工火災消防救援中的應用成效，應進一步改善、優(yōu)化無人機的設備性能，提升通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并積極探索多種智能技術(shù)的融合手段，全面提升無人機技術(shù)在滅火救援工作中的應用成效。

參考文獻

[1]姜超.無人機技術(shù)在消防滅火救援中的運用研究[J].今日消防，2023，8（06）：51-53.

[2]樊野.無人機技術(shù)在消防通信中的應用研究[J].設備管理與維修，2023（22）：95-97.

[3]孟祥鵬.森林滅火救援中無人機的運用分析與建議[J].中國減災，2024（15）：54-55.

[4]杜松巖.探究無人機在消防滅火救援工作中的應用[J].冶金管理，2023（15）：110-112.

[5]焦曉旭.無人機在建筑消防滅火救援中的應用研究[J].消防界（電子版），2023，9（10）：31-33.

[6]崔建華.無人機技術(shù)在消防滅火救援中的應用探析[J].數(shù)字通信世界，2020（09）：165-166.