摘要：在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中，無人機(jī)作為現(xiàn)有消防救援偵查手段的有力補(bǔ)充，展示出其無法比擬的優(yōu)越性，在災(zāi)情偵查、三維建模、輔助救援、交通護(hù)航、現(xiàn)場勘驗(yàn)等方面應(yīng)用愈加廣泛，其廣闊的視野和豐富的檢測手段為消防救援隊(duì)伍做好現(xiàn)場偵查、準(zhǔn)確把握災(zāi)害發(fā)展態(tài)勢(shì)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐?，F(xiàn)結(jié)合實(shí)際案例分析無人機(jī)在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：消防應(yīng)急救援；無人機(jī)；應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)

中圖分類號(hào)：D631.6" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " "文章編號(hào)：2096-1227（2024）07-0027-03

隨著我國無線通信技術(shù)和無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展融合，無人機(jī)作為一種創(chuàng)新型技術(shù)工具，被廣泛應(yīng)用于災(zāi)害現(xiàn)場的交通護(hù)航、災(zāi)情偵查、輔助救援等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為現(xiàn)場指揮調(diào)度提供了輔助決策依據(jù)。然而，其在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中的應(yīng)用也面臨諸多挑戰(zhàn)，包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一、兼容性不足等?，F(xiàn)通過深入探討無人機(jī)技術(shù)在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中的具體應(yīng)用和面臨的挑戰(zhàn)，給出其在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中的應(yīng)用建議，以供參考。

1 無人機(jī)在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中的應(yīng)用場景

在不同的災(zāi)害救援現(xiàn)場，無人機(jī)通過搭載不同的功能模塊，能夠收集相應(yīng)的事故信息、數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)災(zāi)情偵查、三維建模、輔助救援、交通護(hù)航、現(xiàn)場勘驗(yàn)等。

1.1" 災(zāi)情偵查

災(zāi)害現(xiàn)場情況復(fù)雜多變，若消防救援人員對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場缺乏足夠的認(rèn)知，隨時(shí)可能面臨爆炸、坍塌、腐蝕等未知或者不確定危險(xiǎn)，嚴(yán)重威脅消防救援人員的生命安全。通過無人機(jī)的全景攝像鏡頭和熱成像鏡頭，可以直觀觀察災(zāi)情發(fā)展態(tài)勢(shì)、蔓延方向、高溫火點(diǎn)、被困人員位置等信息；利用圖像識(shí)別技術(shù)，系統(tǒng)可以檢測出火焰的亮度和形狀以及周圍環(huán)境的狀況，從而幫助消防救援人員更準(zhǔn)確地判斷火災(zāi)的規(guī)模和發(fā)展趨勢(shì)；通過氣體檢測模塊，可實(shí)時(shí)監(jiān)測災(zāi)害現(xiàn)場有毒有害氣體的類別和濃度，并將信息實(shí)時(shí)傳輸至現(xiàn)場指揮部，為現(xiàn)場救援提供決策依據(jù)。

2023年轄區(qū)某環(huán)保有限公司無機(jī)庫發(fā)生火災(zāi)，現(xiàn)場存有大量有機(jī)、無機(jī)化工廢料。轄區(qū)消防救援站到達(dá)現(xiàn)場時(shí)，倉庫南半部分已完全坍塌，并伴隨濃烈的刺鼻性氣味。指揮員到場后第一時(shí)間利用無人機(jī)熱成像鏡頭查看火勢(shì)和高溫火點(diǎn)，并利用氣體檢測模塊實(shí)時(shí)探測現(xiàn)場有毒氣體濃度，為現(xiàn)場滅火救援提供可視化的輔助決策。

1.2" 三維建模

利用無人機(jī)的傾斜攝影測量技術(shù)航拍災(zāi)害現(xiàn)場，然后對(duì)這些二維航拍圖像進(jìn)行全景建模，可生成跟現(xiàn)實(shí)環(huán)境完全一致的三維數(shù)字模型。相比傳統(tǒng)的測量方式，無人機(jī)航拍建模具有范圍大、精度高的優(yōu)勢(shì)，可以最大限度還原事故現(xiàn)場，為全勤指揮部指揮決策和后續(xù)的案例復(fù)盤提供技術(shù)支撐。

江蘇某化工爆炸案例復(fù)盤報(bào)告中指出：爆炸事故發(fā)生后，全勤指揮部利用無人機(jī)航拍測繪技術(shù)，實(shí)時(shí)觀測現(xiàn)場火焰、煙氣、異常聲響等情況，建立起現(xiàn)場立體災(zāi)害模型，有力地支持了現(xiàn)場處置和后期戰(zhàn)評(píng)工作。

1.3" 輔助救援

對(duì)消防救援人員無法第一時(shí)間進(jìn)入的災(zāi)害現(xiàn)場，可以利用無人機(jī)運(yùn)送少量的救援物資和醫(yī)療用品，為被困者開展自救創(chuàng)造條件。在山岳、水域、冰面救援中，現(xiàn)有的救生拋投器受限于使用環(huán)境，拋射精準(zhǔn)度差、救援效率低，可以通過操作無人機(jī)搭載救生繩的方式搭建救生通道[1]。此外，近幾年高層建筑火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，隨著無人機(jī)的興起，各國科研團(tuán)隊(duì)也在嘗試通過為無人機(jī)搭載特種滅火導(dǎo)彈的方式，研制能夠快速準(zhǔn)確撲滅高樓火災(zāi)的無人機(jī)裝備。

2018年轄區(qū)兩名男孩被突如其來的海浪卷入大海中，全勤指揮部到場后立即將無人機(jī)升空，展開熱成像偵查搜救，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)了被海浪卷走的人員，并將位置實(shí)時(shí)共享給救援人員，救援人員及時(shí)乘坐舟艇到達(dá)現(xiàn)場并救出被困人員。

1.4" 交通護(hù)航

無人機(jī)具有高空游弋靈活、移動(dòng)速度快、監(jiān)測范圍廣的優(yōu)勢(shì)。因此，無人機(jī)在接到消防警情調(diào)度后，可第一時(shí)間偵查救援力量途經(jīng)道路實(shí)時(shí)路況，提示消防車輛規(guī)避擁堵路段，生成最優(yōu)路徑和最佳救援隊(duì)形，確保救援行動(dòng)的順利進(jìn)行。也可利用空中喊話為消防車輛護(hù)航，對(duì)比傳統(tǒng)的“鐵騎護(hù)航”“綠燈護(hù)航”，無人機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)2min內(nèi)到達(dá)指定位置，真正做到秒級(jí)響應(yīng)，利用數(shù)字化手段智治消防通道堵塞這一城市頑疾，讓生命救援之路全程綠燈。

1.5" 現(xiàn)場勘驗(yàn)

災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜、不確定因素多、危險(xiǎn)性大，可利用無人機(jī)的偵查檢測功能，開展現(xiàn)場勘驗(yàn)和輔助火災(zāi)事故調(diào)查。

江蘇某化工爆炸案例復(fù)盤報(bào)告中指出：爆炸處置過程中，消防救援隊(duì)伍通過實(shí)景三維建模，在模型上及時(shí)測量爆炸大坑的直徑、罐體高度、抽排水線路的長度，計(jì)算出核心區(qū)域的面積[2]。同時(shí)，利用多無人機(jī)懸掛鉛墜沉入大坑水中，估測了爆炸大坑的深度，期間應(yīng)用多旋翼無人機(jī)配合拍攝了圖片、視頻一千余份，采集提供各種危化品數(shù)據(jù)、現(xiàn)場圖片、音視頻資料，為事故調(diào)查提供了大量資料和現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

2 無人機(jī)在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

2.1" 視域廣闊

隨著無人機(jī)與先進(jìn)攝像技術(shù)的有機(jī)融合，無人機(jī)的拍攝視野和范圍實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。在災(zāi)害現(xiàn)場，地面消防救援人員難以對(duì)事故現(xiàn)場進(jìn)行全面?zhèn)刹?，而無人機(jī)能在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)地面?zhèn)刹槭侄蔚牟蛔?，通過裝載高分辨率的攝像機(jī)，實(shí)時(shí)拍攝事故現(xiàn)場的影像，獲得更全面的災(zāi)情現(xiàn)場信息，從而在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)展現(xiàn)出更快的反應(yīng)速度和更強(qiáng)的應(yīng)變能力。

2.2" 定位精準(zhǔn)

在低空飛行時(shí)，無人機(jī)的測量精度可以達(dá)到毫米級(jí)，對(duì)于測量工作來說具有相對(duì)較高的精度[3]。除前期發(fā)送準(zhǔn)確坐標(biāo)定位外，具有紅外熱成像功能的無人機(jī)還能對(duì)火點(diǎn)或被困人員進(jìn)行熱成像探測，并對(duì)燃燒區(qū)域的火災(zāi)蔓延方向進(jìn)行監(jiān)控，在消防救援決策中起到關(guān)鍵作用。無人機(jī)還可以通過搭載火災(zāi)撲救裝置或噴灑滅火劑的設(shè)備，直接對(duì)火源進(jìn)行定點(diǎn)撲救，有效控制火勢(shì)的蔓延，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2.3" 靈活機(jī)動(dòng)

無人機(jī)體積小、操作方便，僅需1～2人就可完成起飛、降落工作。同時(shí)，依托逐步升級(jí)的飛行控件，無人機(jī)可以在復(fù)雜的地形中隨時(shí)起飛與降落，在道路情況復(fù)雜、消防救援人員一時(shí)無法進(jìn)入現(xiàn)場的情況下，具有很強(qiáng)的操作性和靈活性。

2.4" 安全可靠

無人機(jī)能夠深入一些人員無法到達(dá)的惡劣環(huán)境開展偵查，無論是高溫?zé)熿F彌漫的火場，還是毒氣蔓延的事故現(xiàn)場，都可以實(shí)時(shí)采集事故現(xiàn)場的相關(guān)圖像和信息，并及時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到后臺(tái)服務(wù)中心，系統(tǒng)通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，可識(shí)別火源位置、火勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)以及可能受影響的區(qū)域。這些關(guān)鍵信息可為消防救援人員提供重要的決策支持，使他們能夠更加準(zhǔn)確地了解火災(zāi)情況，并采取相應(yīng)的救援措施。

3 無人機(jī)在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中存在的問題

面對(duì)新形勢(shì)、新任務(wù)，無人機(jī)在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用方面還存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下方面：

3.1" 消防行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一

目前，我國尚未出臺(tái)消防無人機(jī)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，沒有對(duì)消防無人機(jī)在續(xù)航、載重、抗干擾、抗高溫、抗風(fēng)雨、防爆、避障等方面的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一要求[4]。現(xiàn)有的無人機(jī)普遍存在機(jī)體抵抗惡劣環(huán)境能力差、續(xù)航時(shí)間短、抗信號(hào)干擾能力差、壁障存在反射盲區(qū)、偵檢數(shù)據(jù)不夠精準(zhǔn)、夜視效果不佳、智能化程度不高等問題。這些問題嚴(yán)重制約著消防無人機(jī)的發(fā)展，所以亟須出臺(tái)相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)性能要求和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，以推進(jìn)消防無人機(jī)研發(fā)的科學(xué)化、生產(chǎn)的有序化以及應(yīng)用的規(guī)范化。

3.2" 研發(fā)應(yīng)用專業(yè)化能力有待進(jìn)一步提升

目前無人機(jī)在消防應(yīng)急救援領(lǐng)域主要應(yīng)用于災(zāi)情偵查和視頻拍攝，沒有針對(duì)不同的災(zāi)害現(xiàn)場研究梳理無人機(jī)模塊化應(yīng)用場景，缺乏不同災(zāi)害場景的無人機(jī)操法研究，在應(yīng)急救援現(xiàn)場也缺乏統(tǒng)一調(diào)度機(jī)制，實(shí)戰(zhàn)化水平不高。另外，無人機(jī)飛手基本由各消防救援站的通訊員擔(dān)任，大多沒有經(jīng)過專業(yè)的技能培訓(xùn)，對(duì)無人機(jī)性能掌握不細(xì)，在無人機(jī)場景應(yīng)用上缺乏創(chuàng)新，影響了無人機(jī)出動(dòng)效率和應(yīng)急效能。

3.3" 信息模塊兼容性不足

消防無人機(jī)在滅火救援中攜帶的各種功能模塊，如紅外熱成像信息采集、溫度數(shù)據(jù)采集、可燃?xì)怏w濃度采集等，需要專門的數(shù)據(jù)傳輸與分析系統(tǒng)，不同廠家生產(chǎn)的功能模塊存在不兼容的問題，導(dǎo)致采集的數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一匯總、統(tǒng)一分析。此外，不同品牌的無人機(jī)數(shù)據(jù)交換格式和通信協(xié)議也不盡相同，致使模塊設(shè)備和系統(tǒng)之間無法順暢地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和信息共享，這些都嚴(yán)重制約消防無人機(jī)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4 無人機(jī)在消防應(yīng)急救援實(shí)戰(zhàn)中的應(yīng)用建議

4.1" 建立健全消防無人機(jī)相關(guān)法律規(guī)范

目前，消防改制轉(zhuǎn)隸工作已基本完成，各種規(guī)章制度愈發(fā)完善。然而現(xiàn)有的民用無人機(jī)法律法規(guī)無法對(duì)消防無人機(jī)實(shí)戰(zhàn)化運(yùn)行提供強(qiáng)有力的法律支撐，因此對(duì)消防無人機(jī)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展規(guī)劃的制定已迫在眉睫。應(yīng)健全研發(fā)、裝備、運(yùn)行管理等工作機(jī)制，科學(xué)建立無人機(jī)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和配套措施[5]。

4.2" 切實(shí)加強(qiáng)消防無人機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)

制定培訓(xùn)考核機(jī)制，定崗定位，督促無人機(jī)飛手熟練掌握使用技能，開展專業(yè)理論技能培訓(xùn)，考取無人機(jī)駕駛資格證，確保每個(gè)基層消防救護(hù)站至少配備1名持證上崗操作員。建設(shè)無人機(jī)實(shí)訓(xùn)基地，提升無人機(jī)專業(yè)教學(xué)設(shè)施和場地保障能力，培養(yǎng)具備消防無人機(jī)操作能力的師資力量，定期開展無人機(jī)飛手輪訓(xùn)訓(xùn)練，固化適用于消防的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)核心課程。

4.3" 強(qiáng)化推進(jìn)消防無人機(jī)實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用

在確保無人機(jī)和操作員配備到位的情況下，做到無人機(jī)隨警出動(dòng)，第一時(shí)間升空偵查，收集相關(guān)信息傳到現(xiàn)場指揮部，要將無人機(jī)的災(zāi)情偵查、輔助救援等工作貫穿于應(yīng)急救援行動(dòng)全過程。要及時(shí)總結(jié)消防無人機(jī)實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，并對(duì)其存在的問題開展常態(tài)化分析研判，創(chuàng)新并固化實(shí)戰(zhàn)操法，提升輔助工作質(zhì)效，提升無人機(jī)飛手的實(shí)戰(zhàn)能力。

4.4" 有序推動(dòng)消防無人機(jī)探索研發(fā)

積極主動(dòng)對(duì)接專業(yè)行業(yè)部門，與制造商、專業(yè)團(tuán)隊(duì)建立聯(lián)勤聯(lián)動(dòng)機(jī)制，學(xué)習(xí)相關(guān)部門無人機(jī)建設(shè)應(yīng)用先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)技能學(xué)習(xí)，解決飛手不夠、操作專業(yè)性不強(qiáng)等問題[6]。同時(shí)，依托無人機(jī)龍頭企業(yè)研發(fā)能力，將研發(fā)重點(diǎn)聚焦機(jī)身輕、靈活組裝拆卸、增強(qiáng)續(xù)航性能、提高高溫火焰耐受性、增加載重、提高抗風(fēng)性能、提升拋投精度等方面。

4.5" 制定統(tǒng)一的信息通信標(biāo)準(zhǔn)

通過采用標(biāo)準(zhǔn)化的接口和協(xié)議，確保信息模塊可以與現(xiàn)有的通信設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行有效集成。這種模塊化設(shè)計(jì)不僅有助于降低整合成本，還能夠提高系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。同時(shí)，建立統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)不同廠商之間的相互操作性。制定通用的數(shù)據(jù)交換格式和通信協(xié)議，確保不同設(shè)備和系統(tǒng)之間可以實(shí)現(xiàn)順暢的數(shù)據(jù)交換和信息共享。通過統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可以降低技術(shù)集成的難度，提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

無人機(jī)具有體型較小、視野廣闊、功能全面的特點(diǎn)，將其運(yùn)用于復(fù)雜現(xiàn)場的消防救援可以為消防指戰(zhàn)員提供災(zāi)害現(xiàn)場的詳細(xì)情況，再通過消防指戰(zhàn)員的指揮調(diào)度，使消防指戰(zhàn)員能對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場進(jìn)行有目的、有方向的救援工作，大幅度提高救援效率，對(duì)保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全具有重大意義。同時(shí)，隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，可以預(yù)見，未來其在消防救援領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛和深入，數(shù)據(jù)模型將更加精確，處理能力將更強(qiáng)大，而與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的集成將使得數(shù)據(jù)收集和處理更加全面和實(shí)時(shí)。

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