消防無人機建設(shè)應(yīng)用模式研究

摘要：為了進一步推動消防救援隊伍“職業(yè)化、專業(yè)化”發(fā)展，擔(dān)負起國家隊和主力軍應(yīng)急救援的使命，有必要就利用無人機等科技裝備輔助滅火救援，甚至直接滅火救援進行研究并推廣經(jīng)驗做法。因此，本文對無人機在消防救援隊伍中的應(yīng)用類型和存在的問題進行了介紹，并就長遠發(fā)展提出了建議，希望對無人機在消防領(lǐng)域的應(yīng)用提供有益的啟示。

關(guān)鍵詞：消防；無人機；應(yīng)用

一、引言

無人機的特點是機動靈活，操作方便，視野全面，在科技、應(yīng)急等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，在消防救援實戰(zhàn)中也發(fā)揮了重要作用。當(dāng)前無人機主要在偵察、圖像傳輸、測繪建模等方面應(yīng)用較廣，在建筑內(nèi)部飛行偵察、直接參與滅火等領(lǐng)域應(yīng)用較少。

二、無人機當(dāng)前應(yīng)用情況

首先，消防無人機常見應(yīng)用是偵察勘測、輔助救援。其中，小型多旋翼無人機入門門檻低，具有視頻及熱成像偵察能力，能滿足單兵偵察應(yīng)用需求。其次，多功能型多旋翼無人機防護等級高，具備一定的負載能力，能搭載多種載荷，滿足偵察及輔助救援的應(yīng)用需求。最后，固定翼無人機續(xù)航時間長，可以實施大范圍偵察，但對起降場地和空域要求較高，適合森林、草原等大面積區(qū)域作業(yè)。經(jīng)筆者總結(jié)分析，主要包括以下無人機在消防領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

（一）災(zāi)情偵察

采用懸停、環(huán)繞、抵近等不同的飛行方式，利用可見光（全景、廣角、變焦）、紅外熱成像、夜視全彩相機等載荷開展全域偵察。利用穿越機、自主作業(yè)無人機、機器人、機器狗等進入室內(nèi)偵察。災(zāi)害現(xiàn)場使用無人機進行偵察，在災(zāi)害現(xiàn)場使用無人機進行偵察。首先，可以不考慮地形和環(huán)境，做到機動靈活，尤其是急難險重的災(zāi)害現(xiàn)場，無人機在偵察分隊無法展開的情況下，可以快速展開偵察。其次，可以通過無人機偵察提高效率，第一時間查明災(zāi)害事故發(fā)生的關(guān)鍵因素，以便指揮員做出正確決策。最后，可以避免人員傷亡，既能夠避免人員進入有毒、易燃易爆等危險環(huán)境，又能夠全面、細致地掌握現(xiàn)場情況。

（二）災(zāi)情偵測監(jiān)控

利用可見光、熱成像相機、氣體檢測裝置等無人機集成的偵檢模塊載荷，持續(xù)監(jiān)測煙火、溫度、氣體變換情況。例如，整合可燃氣體有毒氣體檢測儀，遠程檢測易燃、易爆和化學(xué)事故災(zāi)害現(xiàn)場氣體濃度，獲取關(guān)鍵的危險部位資料。在災(zāi)害事故處置過程中，利用無人機進行實時監(jiān)測和追蹤，可以提供準(zhǔn)確的災(zāi)情變化，便于救援人員及時掌握災(zāi)害動態(tài)，做到?jīng)Q策迅速準(zhǔn)確，將損失降到最低。

（三）人員搜尋

利用可見光、紅外熱成像、夜視、全彩相機、激光、手機定位等載荷，搜索定位被困人員，打點測距標(biāo)注，定位手機位置，輔助救援。

（四）測繪建模

利用可見光相機、激光雷達等載荷，航拍制作全景（漫游）圖、正射影像圖、三維模型，進行態(tài)勢標(biāo)繪和數(shù)據(jù)分析。同時，利用無人機集成航拍測繪模塊，將災(zāi)害事故現(xiàn)場情況全部納入并傳輸至現(xiàn)場指揮部，緊急測繪災(zāi)害現(xiàn)場地形地貌等，為開展救援提供有力的支持。

（五）通信中繼

利用機載寬窄帶自組網(wǎng)等載荷，延伸拓展通信覆蓋范圍。整合通信裝置，利用無人機承擔(dān)通訊中繼。例如，2021年7月河南特大暴雨災(zāi)害中，應(yīng)急管理部緊急協(xié)調(diào)中航工業(yè)“翼龍”固定翼無人機，利用無人機空中通信平臺搭載的移動公網(wǎng)基站，恢復(fù)了災(zāi)區(qū)約50平方千米的受災(zāi)區(qū)域公網(wǎng)信號，提供了長時間的公網(wǎng)通信保障，保障了用戶語音通信暢通，支撐了應(yīng)急救援行動。

（六）輔助救援

利用無人機掛載的拋投、喊話、照明、破拆裝置等載荷，輔助滅火救援行動，精準(zhǔn)高效輔助救援指揮。

（七）輔助執(zhí)法監(jiān)督

利用無人機航拍實現(xiàn)對高層、超高層建筑以空中視角進行檢查、監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi)隱患，支持建筑消防檢查或者現(xiàn)場火災(zāi)圖像存儲，可以在其他安防或消防監(jiān)控系統(tǒng)中接入空中監(jiān)控錄像，支持大容量、長時間的圖像存儲和檢索調(diào)閱，還可以通過移動終端實現(xiàn)對部分功能的遠程查看和控制。

三、當(dāng)前無人機建設(shè)應(yīng)用中存在的問題

（一）無人機種類少數(shù)量少無法形成體系

當(dāng)前消防救援隊伍裝備的無人機功能分類偵察拍照、測繪建?；蚨喙δ埽▊刹?、喊話、拋投）的較多，像滅火無人機、重載運輸無人機，室內(nèi)偵察無人機、固定翼無人機裝備較少，且大部分配備在省級消防救援隊伍中，地市級以下單位配備較少，無法形成體系化配備，無法按照災(zāi)害類型、保障類型科學(xué)調(diào)派。

（二）通信員崗位吸引力不強

當(dāng)前隊伍重視并培養(yǎng)了一批無人機駕駛員?？傮w而言，流動性大，以筆者所在單位持有無人機AOPA證通信員為例，筆者所在單位2017年至今共開展無人機培訓(xùn)4次，共有36人獲得AOPA證，2024年上半年剛剛?cè)〉米C照的10人。其中，退出消防隊伍的有9人，還有3人轉(zhuǎn)到滅火、裝備崗位，人員流失率33%，通信崗位相比而言吸引力不強。同時，消防站無人機駕駛員因接觸機型有限，任務(wù)類型有限，導(dǎo)致能力水平有限，而地市級消防單位通信員人員水平參差不齊，僅僅部分骨干人員水平較高，無法滿足遂行任務(wù)的需要。

（三）缺少消防專用統(tǒng)一飛行平臺

低水平建設(shè)應(yīng)用較多，無人機配備了不少，缺少統(tǒng)一的飛行平臺。例如，有統(tǒng)一航線規(guī)劃、后端云建模、遠程飛行控制、飛行任務(wù)記錄與訓(xùn)練分析、成果存儲，和現(xiàn)有接處警系統(tǒng)對接功能的無人機飛行平臺欠缺，制約了消防無人機應(yīng)用潛能和各種技戰(zhàn)法創(chuàng)新應(yīng)用，從戰(zhàn)術(shù)級到戰(zhàn)役級的應(yīng)用管控還需要一個地市級、省級平臺進行支撐。當(dāng)前的任務(wù)飛行均為戰(zhàn)術(shù)層面的任務(wù)，任務(wù)分配、控制、對接因不同的無人機而不同，無人機系統(tǒng)和現(xiàn)有消防指揮系統(tǒng)的對接不暢，作戰(zhàn)部門未有順手的平臺，導(dǎo)致只有通信部門的通信輔助決策類應(yīng)用，作戰(zhàn)部門的復(fù)合型應(yīng)用較少，制約了輔助決策效果的進一步提高。

（四）指揮調(diào)度與輔助決策水平亟待提高

當(dāng)前無人機應(yīng)用以通信部門管理使用為主，無人機偵察、成果運用也由通信部門為主導(dǎo)，作戰(zhàn)部門應(yīng)用較少，如何將無人機應(yīng)用從人員編配、裝備標(biāo)準(zhǔn)、技戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用固化下來，通過使用統(tǒng)一平臺，使作戰(zhàn)部門也能站在不同角度，在各部門層面融合運用產(chǎn)生火花，更能促進無人機深度融入滅火救援中，發(fā)揮科技提升戰(zhàn)斗力的作用。

四、無人機在消防救援隊伍建設(shè)應(yīng)用模式

加強無人機操作員隊伍建設(shè)、無人機裝備建設(shè)，創(chuàng)新無人機應(yīng)用機制，多措并舉，促進消防無人機向更高維度發(fā)展。

（一）加強無人機操作員隊伍建設(shè)

首先，無人機應(yīng)用需要訓(xùn)練有素的專業(yè)操作員飛手作為保障，可以在省、市級消防隊伍中設(shè)立無人機飛行班組，承擔(dān)省、市級無人機飛行保障管理職能以及履行跨區(qū)域通信保障任務(wù)。其次，在基層消防站設(shè)立無人機操作員崗位，編制無人機操作員不少于2人，明確職責(zé)，以無人機定崗定責(zé)的方式，提高崗位吸引力，留住優(yōu)秀人才。最后，通過社會考證培訓(xùn)、內(nèi)部專業(yè)復(fù)訓(xùn)、實戰(zhàn)調(diào)度檢驗的模式，提高無人機操作員隊伍履職能力。以通信保障隊伍地位的提升為支撐，推動無人機應(yīng)用向縱深發(fā)展。

（二）加強無人機裝備配備

根據(jù)保障任務(wù)需要，明確無人機配備標(biāo)準(zhǔn)，以確保充分利用先進科技提高戰(zhàn)斗力，制定省、市、縣（區(qū)）消防隊伍無人機配備標(biāo)準(zhǔn)，分門別類按照偵察、測繪建模、滅火、系留照明、固定翼、多功能（喊話、偵測、拋投）（不限于以上種類）編配采購無人機，滿足各類保障需要。首先，地市級消防救援隊伍配備無人機保障車。地市級消防救援隊伍無人機保障車集成車載無人機，含電源、無線通信系統(tǒng)，利用云平臺，統(tǒng)籌保證全市范圍內(nèi)無人機單獨或者遂行本級消防指揮部出動。其次，無人機自動機場應(yīng)用。針對化工園區(qū)、工業(yè)園區(qū)等場景，突發(fā)火情時指揮中心需要第一時間掌握現(xiàn)場態(tài)勢，由于部分區(qū)域的固定攝像頭無法滿足視頻采集需求，因此無人機機場的區(qū)域部署成為探索方向。接警后，指揮人員只需要操作無人機管理平臺即可調(diào)度無人機自主起飛，執(zhí)行偵察航線，抵達現(xiàn)場后將視頻畫面實時回傳。無人機飛行相比地面車組抵達現(xiàn)場更加快速，對于初期指揮調(diào)度起到關(guān)鍵作用。最后，除了應(yīng)對突發(fā)事件，自動化機場方案同樣可以實現(xiàn)無人值守化巡邏，對于重點防火的區(qū)域，可以定期進行空中巡檢，比固定式球機的監(jiān)控更加靈活，能提供更多的有效信息。也可以合理劃分保障區(qū)域，在基層消防站建設(shè)無人機機場，做到城區(qū)全覆蓋無死角，作為日常巡檢和基層站級消防隊前突力量進行使用。

（三）采用統(tǒng)一的無人機飛行管控平臺

在作業(yè)范圍較大、參戰(zhàn)力量較多的救援任務(wù)中，如森林火災(zāi)救援、地質(zhì)災(zāi)害救援、山岳搜救等，如果無人機獲得的全局態(tài)勢無法快速傳達至每個現(xiàn)場指揮員，則參戰(zhàn)力量的實時位置就無法同時呈現(xiàn)至調(diào)度平臺上，信息的不對稱將降低現(xiàn)場救援效率。因此，無人機系統(tǒng)下一階段的應(yīng)用重點是加大對現(xiàn)場指揮員、前線班組的賦能，實現(xiàn)救援現(xiàn)場更大維度、EjFSKg1icuMioVV2fukkTA==更加豐富的信息共享。這需要開發(fā)一個統(tǒng)一的兼容性強的無人機飛行平臺，能夠統(tǒng)一遠程控制無人機，進行設(shè)備注冊，任務(wù)管理，航線規(guī)劃、飛行控制，云端建圖和共享，現(xiàn)場態(tài)勢可以同時分享給一線救援隊伍的指揮員，提升現(xiàn)場輔助決策效能。實現(xiàn)一線救援隊伍、指揮中心通過云平臺協(xié)同作業(yè)高效聯(lián)動，同時和現(xiàn)有消防指揮系統(tǒng)進行對接，真正形成一體化指揮系統(tǒng)，擴大使用人群范圍，實現(xiàn)空地一體協(xié)同作戰(zhàn)、全域作戰(zhàn)。

（四）創(chuàng)新革新指揮調(diào)度應(yīng)用模式

消防119指揮中心接到報警時，要按照“通信先行、多點調(diào)派、聯(lián)動響應(yīng)”原則，在調(diào)度基層消防隊站出動時，應(yīng)同步啟動無人機機場，利用機場無人機進行站級前突偵察，先于消防站出警人員到達進行偵察航拍，消防站無人機操作員到場后完成更復(fù)雜的飛行，同時做好機場無人機的回收與充電，保障好指揮員、上級指揮中心決策。對于更復(fù)雜的災(zāi)情，上級指揮部出動的同時，上級通信保障隊、無人機分隊遂行出動，按照4車聯(lián)保的模式（前突通信車、通信指揮車、無人機保障車、通信器材運輸車），遂行更復(fù)雜的保障任務(wù)。指揮中心后方調(diào)度保障人員利用云平臺，考慮無人機作戰(zhàn)效能，統(tǒng)籌利用，更快更好地完成滅火救援任務(wù)。從站級前突、站級通信員現(xiàn)場保障、地市級前突、地市級指揮部無人機分隊保障四個梯次，以更快的速度，更全面的功能模塊，一體化的無人機管控平臺，打造數(shù)字化透明戰(zhàn)場和可視化通信指揮體系，更好地遂行各類保障任務(wù)。

（五）創(chuàng)新無人機輔助滅火

超高層建筑室外滅火技術(shù)在國內(nèi)外消防救援領(lǐng)域是個難點。研制消防無人機滅火救援裝備既是保障我國經(jīng)濟和社會安全發(fā)展的需要，也是國產(chǎn)消防應(yīng)急救援裝備高科技化發(fā)展的需要。首先，利用大載荷旋翼無人機執(zhí)行高層建筑滅火，可以突破高層建筑登高作業(yè)面限制，實現(xiàn)對高層建筑外部空間全方位滅火。其次，可以快速展開、迅速控火，實現(xiàn)高層建筑火災(zāi)撲救“滅早滅小”戰(zhàn)術(shù)。最后，彌補了消防車舉高作業(yè)展開時間長、登高作業(yè)場地固定、靈活機動性差等不足，與內(nèi)攻消防救援人員和建筑室內(nèi)消防設(shè)施緊密配合，提高了滅火救援作戰(zhàn)效率。同時，滅火裝置常用的滅火模塊有高壓液體系留滅火裝置、儲壓滅火裝置、滅火彈發(fā)射裝置。高壓液體系留滅火裝置可以對一定高度以下的高層建筑實施持續(xù)不間斷的滅火；儲壓滅火裝置可以對高層建筑尤其是超高層建筑執(zhí)行全方位機動滅火；滅火彈發(fā)射裝置可以在水槍、車載水炮和高噴車無法噴射到的位置拋投滅火彈或噴射干粉，有效h7LCC/MONDV6jWBcEYk61Q==抑制火災(zāi)蔓延。而大載荷旋翼無人機平臺可以搭載幕墻破拆系統(tǒng)模塊，其發(fā)射器能夠發(fā)射破玻高鉆球，采用激光瞄準(zhǔn)方式破拆擊碎相當(dāng)厚度的鋼化玻璃，在救援時無法對高點門窗破拆排煙時，可以利用搭載高空破拆功能模塊的無人機執(zhí)行強力破拆排煙。

（六）建立完善的應(yīng)急聯(lián)動體系

做好和當(dāng)?shù)仉娦胚\營商、無人機廠商、無人機專業(yè)飛行隊伍的聯(lián)勤聯(lián)動，建立聯(lián)勤聯(lián)動機制和合作協(xié)議，加強與無人機廠商和各平臺支撐保障團隊的溝通協(xié)作。災(zāi)害發(fā)生時，能夠第一時間趕到現(xiàn)場，發(fā)揮各自專業(yè)優(yōu)勢或者保障優(yōu)勢，和消防救援隊伍一道遂行各類任務(wù)。電信運營商在公網(wǎng)應(yīng)急通信領(lǐng)域配備有專門的無人機機載設(shè)備，在公網(wǎng)通信領(lǐng)域當(dāng)仁不讓，社會無人機專業(yè)隊伍具有自身的優(yōu)勢和絕技，無人機廠商在設(shè)備保障、人員技術(shù)保障方面發(fā)揮著巨大的作用，需要完善應(yīng)急聯(lián)動體系，充分發(fā)揮其作用，確保關(guān)鍵時刻“拉得出，用得上”。

五、結(jié)束語

消防無人機的深入應(yīng)用，對于滅火救援行動有著積極的作用。消防救援隊伍必須在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗，加強新通信裝備購置投入和專業(yè)人才培養(yǎng)，建立健全扁平化可視化指揮體系，打造數(shù)字化透明戰(zhàn)場，充分發(fā)揮無人化高科技裝備戰(zhàn)斗力倍增器作用，用科技提升戰(zhàn)斗力，才能履行“救民于水火，助民于危難”的職能使命。

作者單位：李朋飛 開封市消防救援支隊

李朋飛（1979.04- ），男，漢族，河南鞏義，本科，高級專業(yè)技術(shù)職稱，研究方向：消防信息化建設(shè)，消防應(yīng)急通信保障。

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