淺析無(wú)人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用

張延偉 中建八局裝飾工程有限公司大連分公司

前言

隨著建筑科技難題的不斷突破，城市建筑開始向高空發(fā)展，越來越多的超高層建筑的出現(xiàn)使高層火災(zāi)的滅火救援難題日益凸顯。本文圍繞無(wú)人機(jī)在消防救援領(lǐng)域應(yīng)用這一主題，研究了高層火災(zāi)快速撲救的解決方案。有效幫助現(xiàn)場(chǎng)指揮人員準(zhǔn)確判斷災(zāi)情，為科學(xué)決策提供依據(jù)。

1 無(wú)人機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

無(wú)人機(jī)是一種由無(wú)線遙控設(shè)備或由程序控制操縱的無(wú)人駕駛飛行器。飛行過程全部由電子設(shè)備無(wú)線遙控。不需要飛行員在機(jī)內(nèi)駕駛。因其輕便、靈活、快速、準(zhǔn)確、起降要求低、可垂直起降等特點(diǎn)，逐漸在民用領(lǐng)域開始嶄露頭角。

2 無(wú)人機(jī)在消防中的優(yōu)勢(shì)

2.1 操作簡(jiǎn)單

無(wú)人機(jī)操作并不復(fù)雜。只要掌握好飛行、遠(yuǎn)程控制及兼容模塊的操作，便能發(fā)揮效能。

2.2 安全可靠

在火災(zāi)救援中無(wú)人機(jī)通過現(xiàn)場(chǎng)的跟拍、追蹤，為事故處置的指揮決策提供依據(jù)，能有效規(guī)避傳統(tǒng)滅火救援行動(dòng)中的短板，可確保消防官兵的人身安全，最大限度減少災(zāi)情的損失及人員傷亡。

2.3 機(jī)動(dòng)靈活

無(wú)人機(jī)飛行時(shí)轉(zhuǎn)彎半徑小，機(jī)動(dòng)靈活，通過操作人員控件飛行速度及飛行方向。能夠快速達(dá)到指定地點(diǎn)，通過搭載設(shè)備給地面人員傳輸現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)。

2.4 視野全面

無(wú)人機(jī)通過寬帶、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超視距控制，從而具有很全面的視野，實(shí)現(xiàn)在高空對(duì)目標(biāo)進(jìn)行全局性拍攝，通過遠(yuǎn)程控制無(wú)人機(jī)和攝像頭，根據(jù)實(shí)際需求實(shí)時(shí)采集圖像，為災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)空中監(jiān)控提供有力保證，能有效提升消防部隊(duì)搶險(xiǎn)救援的偵查能力。

3 消防無(wú)人機(jī)技術(shù)需求和功能拓展

3.1 抗風(fēng)、抗高溫設(shè)計(jì)

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境復(fù)雜，需考慮風(fēng)速、煙霧、溫度以及防水等各種因素，這對(duì)無(wú)人機(jī)提出了在惡劣環(huán)境下工作的能力要求。在高層建筑附近飛行時(shí)，瞬時(shí)風(fēng)力可能接近6-8級(jí)，因此，在設(shè)計(jì)上其抗風(fēng)能力要達(dá)到6級(jí)以上。火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)火焰大、溫度高、水霧煙霧大，要求無(wú)人機(jī)具有耐高溫能力及抗水抗煙霧能力。

3.2 續(xù)航動(dòng)力技術(shù)

消防無(wú)人機(jī)滅火救援任務(wù)繁重，時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)在無(wú)人機(jī)上配備設(shè)備和救援物資使機(jī)載急劇增加，另外，超高層火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)多數(shù)飛行高度在200米以上，這就需要消防無(wú)人機(jī)必須采用新型動(dòng)力手段來提高續(xù)航能力。

3.3 穩(wěn)定的傳輸性

無(wú)人機(jī)的圖像傳輸應(yīng)當(dāng)力求清晰、連續(xù)，因而對(duì)圖像的無(wú)線收發(fā)均有較高的要求；通常無(wú)線傳輸易出現(xiàn)干擾，因而要求無(wú)人機(jī)必須有一定的抗干擾能力，從而達(dá)到在使用過程中圖像能夠不間斷。

3.4 智能架設(shè)性

現(xiàn)在城市建設(shè)40層以上的樓房比比皆是，已經(jīng)突破了消防云梯的作業(yè)高度極限。在出現(xiàn)高層建筑火警的時(shí)候，消防無(wú)人機(jī)能夠攜帶繩索上升到制高點(diǎn)，并在建筑物上架設(shè)一個(gè)高空吊載支點(diǎn)的話，將會(huì)給高層建筑的被困人員提供一個(gè)寶貴的逃生機(jī)會(huì)。

3.5 多機(jī)協(xié)同技術(shù)

多機(jī)協(xié)同的中繼通信及信息資源共享技術(shù)：需要通過有效的通信方式進(jìn)行信息交換與共享。包括地面控制中心與多機(jī)的通信和數(shù)據(jù)交換、多機(jī)之間直接進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和信息交換。

4 高層火災(zāi)快速撲救解決方案

4.1 空中偵察

在消防無(wú)人機(jī)上可以安裝彩色數(shù)字?jǐn)z像儀、紅外熱成像儀、GPS 定位儀、測(cè)風(fēng)儀、測(cè)溫儀和有毒氣體探測(cè)儀等。彩色數(shù)字?jǐn)z像儀能將現(xiàn)場(chǎng)的火災(zāi)信息傳輸?shù)降孛娼邮掌?；紅外熱成像儀可以有提高極端惡劣狀況下的監(jiān)控，有效控制復(fù)燃隱患；GPS 定位儀、測(cè)風(fēng)儀和測(cè)溫儀和有毒氣體探測(cè)儀可將火場(chǎng)大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通過無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，從而進(jìn)行分析與決策。

4.2 機(jī)載輔助滅火

任何火災(zāi)早期都是小火，如果在火災(zāi)開始的時(shí)候控制好火情，可以避免很多高層火災(zāi)。高層失火初期消防無(wú)人機(jī)可以加載滅火器，在幾秒的時(shí)間里爬升到幾百米的高度，由地面控制其在空中定點(diǎn)噴灑滅火劑進(jìn)行滅火。這樣可以對(duì)高層火災(zāi)初期的火情起到有效的控制和撲滅。

4.3 機(jī)載輔助救援

當(dāng)有人員被困房間或樓頂時(shí)，消防無(wú)人機(jī)可加掛簡(jiǎn)易的防毒面具和救援纜繩為被困人員提供簡(jiǎn)易救援器材，輔助被困人員疏散。還可再無(wú)人機(jī)上配備大功率揚(yáng)聲器，對(duì)被困人員發(fā)出逃生疏散和自救他救語(yǔ)音提示等，遠(yuǎn)程協(xié)助被困人員逃生。

4.4 機(jī)載強(qiáng)光照明

消防無(wú)人機(jī)具有空中懸停功能，在無(wú)人機(jī)機(jī)頭設(shè)置強(qiáng)光照明設(shè)備，與攝像系統(tǒng)同向設(shè)置。一方面可以在光線受限的情況下，增加拍攝效果；另一方面，可為夜間作業(yè)的消防隊(duì)員提供照明，快速確定救援目標(biāo)。

4.5 監(jiān)控追蹤

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)往往瞬息萬(wàn)變，滅火救援過程中，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控追蹤，能夠精準(zhǔn)的提供災(zāi)情變化情況。便于地面人員及時(shí)掌握災(zāi)情的動(dòng)態(tài)，從而做出快速、準(zhǔn)確的決策。

結(jié)論

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及其在消防部隊(duì)運(yùn)用的日趨成熟，其必將在抗擊各類災(zāi)害過程中發(fā)揮越來越重要的作用。期待消防無(wú)人機(jī)能夠在未來拯救更多的受困人員，能夠在火災(zāi)預(yù)警和火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)發(fā)揮更大的作用，為無(wú)人機(jī)的技術(shù)發(fā)展和無(wú)人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展添上濃墨重彩的一筆。

參考文獻(xiàn)：

[1]任江，劉瑩穎.無(wú)人機(jī)在工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展[C].中國(guó)無(wú)人機(jī)大會(huì)論文集，2014