淺談無人機在消防滅火和應(yīng)急救援中的應(yīng)用???

孫菲菲

摘 要：面對日趨嚴峻和復(fù)雜的滅火救援新形勢、新任務(wù)，如何有效利用消防無人機開展現(xiàn)場預(yù)警、現(xiàn)場偵察、輔助救助，并迅速、準確處置災(zāi)情正成為我們強化戰(zhàn)斗力的新課題、新方向，利用空中監(jiān)測對復(fù)雜地形和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑進行現(xiàn)場救援、火情偵察、空中指揮成為消防部隊新的選擇，本文主要研討了無人機在消防滅火救援中的各類應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：無人機;消防通信;滅火救援

0 引言

近年來，隨著無人機技術(shù)的普及和發(fā)展，民用無人機市場趨熱，應(yīng)急救援無人機的發(fā)展進入快車道，多旋翼無人機在消防救援隊伍中逐漸應(yīng)用，其全面覆蓋的勘探視角、靈活機動的行動能力、豐富多樣的功能掛載，為應(yīng)急救援行動提供了強有力的輔助支撐，但也暴露出定制化程度低造成的專業(yè)能力不足和標準機制不規(guī)范等短板。如何進一步提升消防無人機應(yīng)用效能，以適應(yīng)新形勢下“綜合性、大應(yīng)急、全災(zāi)種”的應(yīng)急救援任務(wù)需要，具有重要的現(xiàn)實意義。

1 消防無人機的基本特點及在消防應(yīng)急救援中的應(yīng)用

1.1 消防無人機概況及分類

無人機的基本概況：無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，指利用無線電遙控設(shè)備及自備的程序控制裝置操縱的不載人的飛機。無人機主要是一種通過無線電遙控實現(xiàn)自動移動、通過自備程序控制實現(xiàn)相關(guān)操作的飛行器。無人機系統(tǒng)按功能大概可以分為四個部分：飛行載體、傳感器、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和地面工作站。

1.1.1 無人機的分類

（1）無人機根據(jù)動力的來源的不同，可以將其分成兩種類型——油動以及電動。電動無人機，其優(yōu)勢主要有：1）日常維護較為方便;2）制造成本較低;3）對于飛行員專業(yè)素質(zhì)要求不高;4）畫面質(zhì)量高，穩(wěn)定性強。油動無人機，其優(yōu)勢主要有：1）運行時間較長;2）機身重量大，抗風性能強;3）操作方面，對于操作員的專業(yè)素質(zhì)要求高;4）成本高;5）發(fā)動機助推，穩(wěn)定性差，影響無人機拍照的畫面質(zhì)量。（2）依據(jù)無人機的外形結(jié)構(gòu)進行分類，可以將其分成三種類型——無人、多旋翼、固定翼三種。根據(jù)消防救援隊伍的滅火救援和搶險救災(zāi)實際狀況，經(jīng)過多方考量基本都是采用多旋翼無人機。

1.1.2 無人機優(yōu)點

（1）安全性。無論無人機是哪一種類型，在操作方面都是遠程操控，在操作地點而言相對來說較為安全。無人機可以在各種地勢或者周圍環(huán)境較為危險或者復(fù)雜的現(xiàn)場飛行運作，對于人身的安全性較高，能夠有效的保證操作人員的生命安全。市面上某些類型的無人機具備自動旋停的功能，操作起來也很簡單。（2）輕便性。無人機由于機身輕薄，方便隨身攜帶，且隨著科技的發(fā)展，無人機不斷更新?lián)Q代，耐用性好，在開始起飛或者落地時，也不用占用很大的面積，即使是在山上凹凸不平的地方也可以落地起飛。（3）實效性。對于無人機的系統(tǒng)來講，可根據(jù)需要隨時升級改裝，而且在裝置拍攝或者錄音、喇叭等設(shè)備方面也很靈活，可以實時的抓拍。對于電動無人機，還可以隨時更換電池，操作性強，方便廣泛的推廣。

1.2 無人機在消防應(yīng)急救援中的實際應(yīng)用

目前在消防應(yīng)急救援中，無人機主要可以用于以下場景：

（1）現(xiàn)場高空偵查。因為在火災(zāi)中，其環(huán)境和火勢較為復(fù)雜和猛烈，對于消防人員來說，其面臨的危險是多重的，人身安全受到極大的威脅。無人機很好的解決了此問題，在火災(zāi)現(xiàn)場，無人機可以實時傳送火災(zāi)畫面的情況，裝上溫度計還可以對于周圍的溫度實時偵測如果安裝毒氣偵檢模塊，就能及時發(fā)現(xiàn)毒性氣體或者可燃氣體。（2）災(zāi)害現(xiàn)場的三維建模。無人機安裝相機，對災(zāi)害事故現(xiàn)場進行航拍，利用地面軟件，快速獲取現(xiàn)場真實可交互的實景三維建筑模型，為評估災(zāi)害損失情況，掌握災(zāi)情發(fā)展趨勢，災(zāi)后重建提供有力支持。也可以依托建模軟件，通過制作消防站轄區(qū)內(nèi)重點單位的三維建筑模型，開展單位六熟悉工作，為制作數(shù)字化預(yù)案，可視化力量部署提供了可能。（3）災(zāi)害事故現(xiàn)場的定位搜尋。利用多架無人機多點聯(lián)網(wǎng)，將災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的被困人員或者參與災(zāi)害處置救援的消防員進行實時定位，當遇到突發(fā)狀況時，指揮部人員可通過無人機聯(lián)網(wǎng)定位具體精確位置，第一時間找尋被困者。（4）預(yù)警照明。在高空、高層救援中，可以利用無人機的語音模塊、擴音模塊對現(xiàn)場空中呼喊或者傳達指令，也能在出現(xiàn)突發(fā)情況時第一時間有效傳達避險和撤離信號;夜間救援中，可以利用無人機集成通信照明設(shè)備，利用無人機擔當照明樞紐。（5）輔助救援。可以在無人機上搭載呼吸罩、急救藥品、救生繩、滅火劑等設(shè)備，為初期控火或者被救者開展自救創(chuàng)造條件。在山岳和水域救援中，現(xiàn)有拋投器的使用環(huán)境和范圍有很大局限性，精準度差，也可以利用無人機輔助拋繩提高精準度。此外，消防無人機還能在現(xiàn)場應(yīng)急通信、火場收殘巡邏、火災(zāi)事故調(diào)查等方面發(fā)揮重要作用。

2 消防無人機應(yīng)用中存在的不足

目前，應(yīng)對滅火和應(yīng)急救援的實戰(zhàn)需求，無人機的應(yīng)用方面還存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 無人機配備不足，飛手數(shù)量短缺

當前，就基層消防站而言，僅有少部分隊站配備了消費級無人機，大部分隊站仍未配備;同時，無人機飛手數(shù)量嚴重短缺，考取無人機駕駛證的少之又少。

2.2 無人機訓(xùn)練操法尚未出臺，操作人員能力素質(zhì)仍需提升

目前，無人機的培訓(xùn)和應(yīng)用主要以飛行越障和高空拍攝為主，在三維建模、轄區(qū)調(diào)研、輔助救援等方面應(yīng)用不足，沒有針對各類災(zāi)害救援工作研究梳理無人機模塊化應(yīng)用場景，未統(tǒng)一出臺制定針對性無人機訓(xùn)練操法，無人機飛手日常訓(xùn)練不足，無人機往往被閑置或者用于拍攝宣傳視頻等，沒無人機練什么、怎么練這個問題亟待解決。

2.3 無人機初戰(zhàn)使用不夠，滅火救援實際應(yīng)用局限

當前，基層隊站大部分還未配備無人機，即使配備了也基本未曾在初戰(zhàn)滅火救援中使用過，往往是等支隊指揮車到場后，由支隊相關(guān)通訊人員使用。而實際上，無人機第一時間升空偵查，能夠第一時間尋找水源尤其是天然水源，同時能夠準確判斷火勢蔓延方向，而等到支隊指揮車到場后，火災(zāi)往往已經(jīng)擴大，貽誤了最佳戰(zhàn)機。另一方面，無人機在滅火救援中的應(yīng)用大部分情況下僅用于高空偵察，在高空喊話、高空照明，火場通信、投擲物品等方面應(yīng)用仍有欠缺。

2.4 針對消防的定制化程度不高

消防應(yīng)急救援中，無人機的應(yīng)用場景復(fù)雜、對象多變、環(huán)境惡劣，但當前消防用無人機大部分都是消費級無人機，機體防水、防風、防高溫、防腐蝕等抵抗惡劣環(huán)境性能上比較欠缺;對于滅火和應(yīng)急救援的時間，無人機的續(xù)航能力不足，無法實現(xiàn)持續(xù)作業(yè);無人機的防爆能力不強，無法進入有爆炸風險場所作業(yè);電動無人機的載重低，在災(zāi)害事故現(xiàn)場的承載作業(yè)收到了限制。

3 消防無人機的應(yīng)用建議及思考

3.1 建立健全消防無人機發(fā)展法律規(guī)范

當前，消防無人方面的法律規(guī)范較少，一方面是由于無人機為新事物，鑒于法律的滯后性所致。另一方面是由于當前無人機的應(yīng)用范圍并不廣泛或者普遍?；诖?，無人機的操作就沒有完備的規(guī)范指引，因此，必須出臺相應(yīng)的規(guī)范，確保消防無人機在執(zhí)勤或者飛行時候的安全順利。要將消防無人機建設(shè)應(yīng)用納入新時期消防工作統(tǒng)籌規(guī)劃，研究制定消防無人機發(fā)展規(guī)劃。要科學(xué)制定消防無人機建設(shè)應(yīng)用標準、規(guī)范和配套措施，健全研發(fā)、應(yīng)用、配備、管理等相應(yīng)工作機制，加強統(tǒng)籌規(guī)劃，實現(xiàn)長效發(fā)展。將平時消防應(yīng)急通信保障工作的實際狀況進行充分的聯(lián)系與結(jié)合，盡快出臺相關(guān)額操作標準和操作程序，以應(yīng)對當前在現(xiàn)實中所遇到的不良情況。

3.2 切實加強消防無人機專業(yè)人才培養(yǎng)

強化飛手培養(yǎng)。積極對接相關(guān)部門和培訓(xùn)機構(gòu)，考取無人機駕駛資格證，確保每個基層消防救援站不少于1名持證飛手;總隊、支隊應(yīng)統(tǒng)一編排推出貼近實戰(zhàn)的應(yīng)急救援飛手課程，提供理論指導(dǎo)和支撐;日常訓(xùn)練中，要保證飛手飛行時間，重點開展無人機基礎(chǔ)理論學(xué)習、裝備性能學(xué)習，開展飛行前檢查訓(xùn)練、基礎(chǔ)飛行訓(xùn)練、實時圖傳訓(xùn)練、地面站功能訓(xùn)練及全景照片制作、高空喊話、定點拋投、三維建模等操作訓(xùn)練。強化業(yè)務(wù)考核。本著“以考促訓(xùn)、以考促戰(zhàn)”的原則，將無人機業(yè)務(wù)納入練兵考核方案，并記以相應(yīng)分值;在單位預(yù)案制作時要求附上無人機拍攝的二維實景影像，優(yōu)化轄區(qū)調(diào)研系統(tǒng)，要求調(diào)研系統(tǒng)中增加無人機拍攝的全景圖;直報直調(diào)日?？己酥锌蓪o人機飛行操作納入考核范圍。同時要注意跟蹤指導(dǎo)飛手復(fù)訓(xùn)、續(xù)評工作，倒逼無人機飛手能力提升。強化實戰(zhàn)演練。針對轄區(qū)普通建筑、城市綜合體建筑、高層建筑、石油化工等不同場所和白天、夜間、有風、雨雪等不同環(huán)境，在每月不少于一次的滅火救援實戰(zhàn)演練中，將無人機演練納入其中。

3.3 強化推進消防無人機實戰(zhàn)化應(yīng)用

（1）做好實警出動。在無人機配備到位和飛手取得駕駛資格證的情況下，要做到無人機戰(zhàn)時隨警出動，初戰(zhàn)到場力量到場后要第一時間將無人機升空，輔助尋找水源和進行初步火情偵查，指揮部通訊專班到達現(xiàn)場后，要確保將無人機高空偵查、實時圖傳及輔助救援工作貫穿滅火救援行動全過程。（2）做好掛載應(yīng)用。要根據(jù)應(yīng)急滅火救援中不同應(yīng)用場景，科學(xué)配備無人機掛載，并進行實際應(yīng)用。要運用熱成像功能配合開展火情偵查和人員搜救;運用氣體偵檢模塊開展可燃氣體和有毒氣體濃度檢測;運用拋投功能營救被困人員等等。（3）做好戰(zhàn)評總結(jié)。按照“每戰(zhàn)必評”原則，總結(jié)講評無人機實戰(zhàn)應(yīng)用經(jīng)驗教訓(xùn)，深刻剖析問題短板，探索固化實戰(zhàn)應(yīng)用戰(zhàn)法，提高無人機飛手實戰(zhàn)水平。注重資料留存和成果轉(zhuǎn)化，匯總整理照片、視頻、模型等航拍作品，建立無人機應(yīng)用的戰(zhàn)例庫，常態(tài)化的開展分析研判，輔助提升工作質(zhì)效。

3.4 有序推動消防無人機探索研發(fā)

主動對接專業(yè)部門，和運營商、專業(yè)航拍團隊建立聯(lián)勤聯(lián)動機制，加強培訓(xùn)學(xué)習，不斷提升自主創(chuàng)新能力。經(jīng)常性的進行日常的飛行演練，從日常的訓(xùn)練中找出問題，解決問題，不斷摸索向服務(wù)合作模式的過渡，對于當前無人機飛行員專業(yè)素質(zhì)弱，人數(shù)少等矛盾進行一個針對性的解決。加強基層隊站與研發(fā)制造商的的協(xié)作溝通，形成“需求—研發(fā)—論證—裝備—實踐”的良性循環(huán)。重點研發(fā)機身輕便、續(xù)航能力強、可以靈活拆卸、耐高溫、耐腐蝕的無人機;研發(fā)載重量大、拋投精度高，抗風能力強、復(fù)雜火場氣象環(huán)境下能遠程遙控的無人機;研發(fā)集偵察、預(yù)警、攝像圖傳、輕型裝備投放、滅火劑噴射等模塊于一體的多功能模塊化無人機。