淺析多旋翼無人機在消防行業(yè)的應(yīng)用

田勇+尉潔+潘賢

摘 要：經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，使消防部隊所擔(dān)負(fù)的滅火救援任務(wù)越來越艱巨。特別是近年來，在處置高層建筑火災(zāi)、易爆易燃危險品火災(zāi)事故中，因消防員無法靠近或進(jìn)入到災(zāi)害事故現(xiàn)場，救援工作面臨著嚴(yán)峻的考驗。針對這一難題，無人機的應(yīng)用無疑將帶來大突破。

關(guān)鍵詞：無人機；消防

1 無人機工作原理

無人機是一種以無線電遙控和自備程序控制裝置操縱的非載人飛行器，它具備體積小、造價低、使用方便、對環(huán)境要求低等優(yōu)點，并整合了無線圖像傳輸系統(tǒng)，具備相當(dāng)?shù)淖灾骺刂啤w行規(guī)劃及圖像傳輸能力。目前商用及軍用無人機系統(tǒng)可分為以下幾個子系統(tǒng)：地面指揮控制系統(tǒng)、無人機飛行平臺、空中視頻監(jiān)控平臺、微波無線實時圖像傳輸系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航及自動駕駛系統(tǒng)、高效大容量鋰聚合物供電單元、3G圖傳中繼鏈路等。

2 無人機的技術(shù)優(yōu)勢

由于采用了技術(shù)先進(jìn)的飛控平臺及前后臺視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，配合完善的飛行及地勤保障系統(tǒng)，無人機可對地面實施完備的長時間空中監(jiān)控，從而實現(xiàn)較低的綜合成本對傳統(tǒng)手段無法涉足的區(qū)域進(jìn)行實時監(jiān)控和輔助救援，其智能化和先進(jìn)性突出體現(xiàn)在巡查路徑規(guī)劃、智能分析、定點持續(xù)監(jiān)控、火情報警等，并且在制定應(yīng)急預(yù)案、建立快速響應(yīng)機制、現(xiàn)場火情存檔與取證等方面充分發(fā)揮技術(shù)防范手段的重要作用。其技術(shù)優(yōu)勢有：

1.機動靈活。小型無人機一般只有100千克以下的重量，依托飛行控件就可以對其進(jìn)行操控，只需要1-2人就可以完成此類操作任務(wù)。在道路不暢，交通中斷的情況下，徒步就可以攜帶至災(zāi)害事故現(xiàn)場，且起飛條件很簡單，對地形無要求，加上無人機攜帶方便，所以具有很強的靈活性。此外，無人機的飛行速度易于控制，轉(zhuǎn)彎半徑小，機動性好，可以靈活機動控制飛行方向，機載攝像頭也可以跟蹤拍攝對象；無人機還能快速到達(dá)指定地點，反應(yīng)能力快捷，對環(huán)境和氣候條件也有很強經(jīng)浙江消防總隊對“上合組織”演練期間的實際測試，無人機在6級風(fēng)力下完成飛行任務(wù)，受陰雨天氣等條件限制比大型載人飛機要小的多；其起飛條件只需要幾平米空地，周圍無突出障礙物即可，在低空作業(yè)時，受氣候條件限制非常小，獲取影像的速度非?？?，可在5公里范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠發(fā)揮偵查作用。

2.視野全面。無人機通過寬帶、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)可以實現(xiàn)超視距控制，從而具有很全面的視野，依據(jù)現(xiàn)場需求，可以從不同角度、不同的距離在不同的光線條件下進(jìn)行作業(yè)。既可以實現(xiàn)在高空對目標(biāo)進(jìn)行全局性拍攝，也可以調(diào)整距離和角度，按需抓拍對現(xiàn)場決策有重要幫助的關(guān)鍵因素。通過遠(yuǎn)程控制無人機和攝像頭，可以根據(jù)實際需求實時采集圖像，尤其是在低空飛行時，無人機跟蹤拍攝能力極強，使用機載攝像頭獲取的圖像分辨率很高（可以達(dá)到0.1米），如果配備熱視或紅外等夜視功能，其收錄的視頻將更加全面。這樣的方式為實現(xiàn)災(zāi)害事故現(xiàn)場實時空中監(jiān)控提供了有力保證，能有效提升消防部隊搶險救援的偵查能力。

3.操作簡單。從技術(shù)層面上看，無人機的遠(yuǎn)程視頻傳輸與控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)和接口接入地面站，通過運營商光纖接入公網(wǎng)，因此，只需通過遙控攝像機及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺等），就能直接觀看無人機的攝像頭實時視頻。通常，用戶只需通過遙控器來實現(xiàn)無人機的所有動作，通過遠(yuǎn)程視頻傳輸與控制系統(tǒng)對現(xiàn)場情況一目了然，以實現(xiàn)遠(yuǎn)程、方便的全方位監(jiān)控；當(dāng)客戶端（包括PC和手機）在接入公網(wǎng)后，用戶可以通過PC、平板電腦或者是手機等多種形式的載體實現(xiàn)對無人機的控制。從應(yīng)用層面上看，無人機的實際操作也并不復(fù)雜，只要掌握好飛行、音視頻控制和其他兼容模塊的操作，便能發(fā)揮效能。

4.安全可靠。

無論面對暴雨、高溫、臺風(fēng)、泥石流等惡劣的天氣環(huán)境；或者易燃易爆、塌陷、有毒等嚴(yán)重事故災(zāi)害現(xiàn)場；抑或山岳、峽谷、溝壑等極端地理環(huán)境，無人機技術(shù)能有效規(guī)避傳統(tǒng)滅火救援行動中存在的短板，可確保消防官兵的自身安全。并能通過對現(xiàn)場情況的跟拍、追蹤，為事故處置的指揮決策提供安全可靠的依據(jù)，能夠最大限度地控制災(zāi)情發(fā)展，減少災(zāi)情的損失，減少人員傷亡。

3 消防無人機的具體解決方案

在城市消防方面，消防無人機的應(yīng)用將是未來解決城市高層建筑、易爆易燃火災(zāi)現(xiàn)場撲救難題的一把利劍。隨著現(xiàn)代城市的建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑的高度不斷刷新，消防救援難度越來越大。而無人機可以按照一定的高度、位置進(jìn)行飛行，這樣作為空中的一個制高點，對整個火災(zāi)區(qū)域進(jìn)行觀察，完成對滅火救援現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，為科學(xué)調(diào)派救援和制訂救援方案提供信息支撐。

與此同時，無人機搭載生命探測儀，配備GPS定位，能感知和獲取人的具體位置，在最短時間內(nèi)找出生命源，并將救生繩、呼吸罩、急救藥品等輕型物資投送到制定地域，幫助被困人員進(jìn)行自救或快速逃離現(xiàn)場?；馂?zāi)現(xiàn)場還可以以無人機為載體，傳達(dá)有效指令。將無人機集成語音、擴音模塊后，我們就能利用無人機實現(xiàn)空中呼喊或者傳達(dá)指令，而各項信息的有效傳達(dá)不僅能使消防部隊調(diào)配人員進(jìn)行重點區(qū)域滅火工作，還能及時通知消防人員撤離危險地區(qū)，并根據(jù)火場圖像資料為消防人員提供最佳撤離路徑。

4 結(jié)語

在森林消防方面，作為現(xiàn)有林業(yè)監(jiān)測手段的有力補充，無人機除了能在發(fā)生森林火災(zāi)時快速定位火點，確定火情外，更能對林業(yè)火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)防。森林火災(zāi)的發(fā)生，因地理位置分散偏僻，發(fā)生之初通常很難發(fā)現(xiàn)，若能及時監(jiān)測到林火的發(fā)生，將火災(zāi)扼殺在萌芽狀態(tài)，搶占滅火先機，就能將產(chǎn)生的破壞和損失大大降低。

參考文獻(xiàn)

[1]公安部消防局，公安消防部隊搶險救援勤務(wù)章程[S].北京：2007

[2]陳挺，無人機傾斜攝影測量在城市測繪保障中的應(yīng)用前景[J]。地球.2015（5）2

[3]甑云卉，路平。無人機相關(guān)技術(shù)與發(fā)展趨勢[J].兵工自動化，2009（1）：14-16