淺議無人機在消防滅火救援行動中的應(yīng)用

徐超

摘 要：近年來，隨著城市建設(shè)的發(fā)展，消防工作職能擴展，無人機在滅火救援過程中的應(yīng)用場合越來越多。文章在分析無人機系統(tǒng)工作原理、功能和應(yīng)用特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合消防滅火和各類搶險救援工作特點，探討了無人機系統(tǒng)在消防各類滅火救災(zāi)、搶險救援的實際應(yīng)用場景，無人機作為一種火災(zāi)和救援現(xiàn)場的輔助工具可快速高質(zhì)量的地獲取一線實時情況，通過音視頻無線傳輸，使決策人員及時掌握災(zāi)害現(xiàn)場情況，做出科學(xué)的滅火救災(zāi)方案。

關(guān)鍵詞：無人機；消防；應(yīng)用；滅火救援

隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，目前我國火災(zāi)和搶險救援呈逐年增加的趨勢，傳統(tǒng)災(zāi)害現(xiàn)場的圖像傳輸手段比如：3G圖像傳輸系統(tǒng)，海事衛(wèi)星平板，動中通、靜中通等由于拍攝方式和場景受到地形環(huán)境的影響，視頻傳輸質(zhì)量不能滿足現(xiàn)代火災(zāi)和搶險救援決策的需要。通過無人機在航拍、通信和監(jiān)測等技術(shù)優(yōu)勢，可以在火災(zāi)、搶險救援、演練和各類災(zāi)害事故中發(fā)揮巨大的作用。無人機系統(tǒng)具有成本低、地域應(yīng)用范圍廣、音視頻傳輸速度快等優(yōu)點，可作為消防部隊各類已經(jīng)有圖像傳輸系統(tǒng)的有力補充。

1 無人機系統(tǒng)概況

1.1 無人機系統(tǒng)組成

無人機由無人飛行載體、傳感器、數(shù)傳系統(tǒng)、地面工作站四大部分組成。其中飛行載體在現(xiàn)代無人機運用中可謂五花八門，各個行業(yè)、各類應(yīng)用場合都可以根據(jù)自身不同需要定制無人機的載體；傳感器是無人機在飛行過程中對自身或者環(huán)境情況進行收集的儀器，它對無人機在飛行過程的穩(wěn)定性，各類系統(tǒng)之間的配合起到重要作用；數(shù)傳系統(tǒng)是無人機的核心，它將無人機在作業(yè)過程中拍攝的各類圖像、語音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婀ぷ髡镜臒o線鏈路傳送系統(tǒng)，數(shù)傳系統(tǒng)的好壞，傳送距離的長短和質(zhì)量的高低直接決定著一套無人機系統(tǒng)的性能；地面工作站是控制無人機、接收無人機傳輸數(shù)據(jù)的地面終端，地面工作站還肩負者將無人機得到的數(shù)據(jù)傳送到指揮決策系統(tǒng)的作用。

1.2 無人機系統(tǒng)分類

由于消防應(yīng)用的特殊性，本文只討論無人機按動力和外形劃分。根據(jù)動力源的不同，無人機可分為油動和電動兩種。按外形結(jié)構(gòu)劃分，無人機可分為多旋翼無人機、固定翼無人機和無人直升機。鑒于滅火救援和搶險救災(zāi)的特點，消防工作大都用的是多旋翼無人機。

1.3 無人機系統(tǒng)優(yōu)點

無人機系統(tǒng)在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在：（1）輕便性。無人機系統(tǒng)簡單小巧，易于攜帶，比較輕便堅固，起飛降落占用空間小，機動性強。（2）安全性。無人機系統(tǒng)都是遠程在地面站進行具體遙控操作，正確操作無人機可以使其合理應(yīng)用在各類復(fù)雜的災(zāi)害現(xiàn)場，從而有效避免操作人員的傷亡，部分無人機系統(tǒng)還有自動旋停，自動起落收回等功能，使用安全方便。（3）實效性。無人機系統(tǒng)能夠方便改裝攜帶各類輕便的拍攝儀器和設(shè)備進行高質(zhì)量的視頻拍攝，可以方便的拍攝錄制4K高清視頻和1200萬像素以上的現(xiàn)場高清照片，并且無人機的電池攜帶更換方便快捷，零件維護簡單成本低，操作人員經(jīng)過簡單培訓(xùn)就可以快速上手操作，易于使用推廣。

2 無人機在消防滅火救援中的應(yīng)用

2.1 災(zāi)情偵查

在火災(zāi)現(xiàn)場和搶險救援的災(zāi)情偵查方面，無人機由于小巧方便、易于攜帶、機動性強，可以跟隨第一出動力量快速到達現(xiàn)場，由于無人機起飛降落占用空間小，并且是由操作人員進行遠程控制操作，在正確的操作前提下無人機可以深入到各類人力無法進入的區(qū)域進行火情、災(zāi)情偵查，通過數(shù)傳系統(tǒng)進行實時的視頻傳輸，能夠在第一時間給決策人員提供災(zāi)害現(xiàn)場的珍貴資料。

在化工火災(zāi)和一些特殊災(zāi)害救援現(xiàn)場，無人機可以方便的攜帶風(fēng)速儀、測溫儀和?；穫蓹z模塊快速到達災(zāi)害現(xiàn)場一線進行初期偵查，為火情、災(zāi)情處理提供第一手決策信息。

2.2 信息收集

無人機由于自身的優(yōu)勢可以根據(jù)各種不同的需要靈活的添加各類音視頻拍攝設(shè)備、風(fēng)速儀、熱傳感器等模塊，無人機在拍攝現(xiàn)場的各類音視頻數(shù)據(jù)通過有線、無線、微波單兵、3G/4G圖像傳輸，衛(wèi)星鏈路等數(shù)傳系統(tǒng)實時傳送到指揮決策機構(gòu)，為各類火災(zāi)和救援提供第一手的決策資料。

在具體的消防滅火救援行動中，無人機可以通過數(shù)傳系統(tǒng)有效的和后方指揮中心、消防動中通衛(wèi)星指揮車、3G/4G單兵設(shè)備進行連接，甚至可以通過專用無線設(shè)備將拍攝圖像傳到一線戰(zhàn)斗員的可視化頭盔當中，從而通過無人機這個媒介，將一線戰(zhàn)斗員、現(xiàn)場指揮員和后方?jīng)Q策者進行有效的、立體的連接，使得整個滅火救援戰(zhàn)斗形成一個有機的整體，具有很好的指揮實用性。無人機信息收集過程如圖1所示。

2.3 指揮調(diào)度

滅火救援和搶險救災(zāi)等重大公共事件，具有涉及面廣、影響大等特點。無人機系統(tǒng)具有靈活機動、攜帶方便、應(yīng)用地域廣、操作簡單等優(yōu)勢可以作為滅火救援指揮調(diào)度的有效輔助工具。

在現(xiàn)實的火災(zāi)撲救和災(zāi)害事故救援過程中，實時的、有效的災(zāi)害現(xiàn)場音視頻圖像傳輸對于指揮調(diào)度的意義是重大的，而無人機的出現(xiàn)對于救援人員無法第一時間深入的復(fù)雜環(huán)境下偵查非常有效，無人機能為各類復(fù)雜環(huán)境下的火災(zāi)撲救、抗洪搶險、抗震救災(zāi)、交通救援等指揮調(diào)度提供有效的輔助決策。

無人機系統(tǒng)還可使決策者查看指定點的時實視頻傳輸，可以將現(xiàn)場圖像通過衛(wèi)星鏈路、3G/4G圖像傳輸系統(tǒng)等設(shè)備直接傳到總隊、公安部消防局指揮中心供各級決策者進行決策，極大地提高了指揮調(diào)度的信息化水平。

2.4 適用范圍廣

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，消防工作的職責(zé)現(xiàn)在越來越廣泛，火災(zāi)撲救、各類救援、抗震救災(zāi)、抗洪搶險、交通救援、群體事件救援、超高層建筑救援、各類防滅火演練等等，消防員面臨的滅火救災(zāi)環(huán)境也是越來越復(fù)雜，單靠人力去進行災(zāi)情偵查和一些復(fù)雜環(huán)境下的救助已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代消防工作的需要。而無人機的出現(xiàn)可以有效的進行一些人力無法做到的消防工作，比如火災(zāi)的蔓延判斷、高層建筑起火的救生，無人機可將詳細情況實時傳送至地面指揮車；當發(fā)生洪水時，無人機可攜帶救生繩或救生圈，并將其投送到需要者身邊；高空無人機可提供洪水受災(zāi)面積、地震毀壞程度等評估，為救災(zāi)部門提供最真實、最及時的資料；攜帶生命探測儀的無人機是搜救幸存者的有利工具；有些大型游泳場所配備了監(jiān)測、救生兩用無人機，發(fā)現(xiàn)有人溺水就第一時間報警、定位并投遞救生圈；而在馬拉松、登山等比賽中，無人機可攜帶常用急救藥品飛到患者身邊等等，可見，無人機消防滅火救援中的應(yīng)用將會越來越廣泛。

無人機系統(tǒng)在各類火災(zāi)撲救和搶險救援等方面有巨大的應(yīng)用潛力。結(jié)合動中通、靜中通、衛(wèi)星、3G等圖傳設(shè)備，無人機可以在各類復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境下進行拍攝，例如化工火災(zāi)內(nèi)部火情偵查、地震現(xiàn)場救援、抗洪搶險、山體滑坡等進行災(zāi)情偵查。消防人員在安全區(qū)域內(nèi)的地面系統(tǒng)對無人機進行遠程遙控操作，可以最大限度的減少操作人員的傷亡，保證消防員的安全。

3 結(jié)語

隨著無人機技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，如何利用無人機系統(tǒng)對消防事業(yè)提供幫助，有力支持滅火救援、搶險救災(zāi)、各類突發(fā)事件處置等工作值得進一步研究。無人機系統(tǒng)能夠很好的應(yīng)用在火災(zāi)撲救、抗洪搶險、地震救援、高層火災(zāi)撲救、各類消防演練等工作中，其在消防中的深入應(yīng)用已經(jīng)越來越受到各級消防信息化人員的重視，我們要充分發(fā)揮無人機的自身優(yōu)勢，結(jié)合消防工作的實際對無人機進行研究，輔助推進消防事業(yè)的發(fā)展。

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Discussion on Extraction Unmanned Aerial Vehicle Application in Fire Extinguishing Rescue Operation

Xu Chao

（Wuhan City Public Security Fire Department， Wuhan 430000， China）

Abstract： In recent years， with the development of urban construction， fire prevention function expansion， fire and rescue UAV process applications more and more. Based on the analysis of UAV system works， function and application characteristics， combined with various types of fire fighting and rescue work characteristics， to explore the feasibility of the method of application， application advantages UAS applications and the like. I believe that the UAV system will widely used in the fire fighting and rescue scenarios and other advantages， in various types of fire， rescue and other aspects， quick access to high-quality fire and rescue scene in real time， through wireless audio and video transmission， so that decision-makers to grasp the disaster scene， make scientific fire fighting and rescue program.

Key words： UAV； fire； application； fire and rescue