無人機(jī)在消防滅火救援中的應(yīng)用

李金濤

摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)科技快速發(fā)展，各個行業(yè)依托現(xiàn)有的技術(shù)逐漸向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，無人機(jī)技術(shù)使得滅火救援工作更加智能化，本文首先介紹無人機(jī)基本情況，分析無人機(jī)在火災(zāi)救援現(xiàn)場的具體應(yīng)用，并且對無人機(jī)機(jī)群協(xié)同機(jī)制進(jìn)行研究，希望給未來應(yīng)用實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);消防滅火;救援;應(yīng)用

1 無人機(jī)的基本情況和技術(shù)優(yōu)勢

1.1無人機(jī)的基本情況

無人機(jī)是一種現(xiàn)代化的飛行裝置，無人機(jī)系統(tǒng)需要搭載相應(yīng)感應(yīng)設(shè)備，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有核心控制系統(tǒng)，并且需要定位裝置來自動控制方向，無人機(jī)運(yùn)行過程中需要專業(yè)工作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，在無人機(jī)飛行之前需要設(shè)定相應(yīng)程序，這是人們所需的拍攝任務(wù)進(jìn)行操作，保證達(dá)到航空攝錄目的，基于現(xiàn)代通信技術(shù)，利用現(xiàn)代科技手段把拍攝的畫面及時傳送到遠(yuǎn)程控制裝備計算機(jī)內(nèi)，及時進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸，通過航空錄拍為后續(xù)工作提供便利。現(xiàn)代化發(fā)展過程中，無人機(jī)使用逐漸增多，人們在具體應(yīng)用中不斷完善其功能，進(jìn)而在目前無人機(jī)應(yīng)用范圍逐漸拓寬，廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)、石油開采等領(lǐng)域，利用無人機(jī)進(jìn)行地域開展工作，也可以對發(fā)生危險災(zāi)害事故時利用無人機(jī)開展救援，但是在這些應(yīng)用過程中，技術(shù)人員還要面臨一些主要問題亟待解決，比如，無人機(jī)運(yùn)行過程中電能或者是燃油作為其主要動力，這樣會讓無人機(jī)運(yùn)行時間受到一定限制，與此同時無人機(jī)的造價成本相對比較高，所以企業(yè)采購無人機(jī)會增加其采購成本。

1.2無人機(jī)技術(shù)優(yōu)勢

目前各領(lǐng)域使用無人機(jī)都取得比較好的效果，在具體應(yīng)用過程中無人機(jī)具有傳統(tǒng)設(shè)備所不具備的優(yōu)勢和特征，利用無人機(jī)進(jìn)行消防滅火救援發(fā)揮重要作用，有效保護(hù)火災(zāi)圍困人群的生命安全。

（1）無人機(jī)技術(shù)在火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行救援，具體應(yīng)用過程中可以及時勘查火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)況具有實(shí)際意義。出現(xiàn)火災(zāi)之后，利用傳統(tǒng)人工方式通常無法對現(xiàn)場進(jìn)行全面勘測，而且傳統(tǒng)方法在應(yīng)用過程中危險性比較高，無人機(jī)的出現(xiàn)應(yīng)用解決此項(xiàng)實(shí)際問題，克服了傳統(tǒng)方法中的弊端。首先，無人機(jī)日常維護(hù)操作都比較簡單，使用時不需要專門的起落機(jī)場，在出現(xiàn)危險的現(xiàn)場可以及時進(jìn)行勘察并且實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸，無人機(jī)運(yùn)行過程中不需要配備駕駛?cè)藛T，只需要操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，而且操作命令下達(dá)非?？焖?，短時間內(nèi)沒有任何危險可以完成操作，相對來說無人機(jī)機(jī)身成本比較低，即便是在救援過程中出現(xiàn)損壞，損失也不會太大，而且應(yīng)用在復(fù)雜地形現(xiàn)場無人機(jī)可以隨時起飛降落不受限制。

（2）在消防滅火救援中無人機(jī)技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢，可以對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)際考察，無人機(jī)擔(dān)當(dāng)現(xiàn)場偵查重任，可以實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場大范圍內(nèi)搜索偵查。面對現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，可以讓無人機(jī)代替消防隊員，使用無人機(jī)會降低對人的威脅，而且傳統(tǒng)方法上利用人工進(jìn)行實(shí)地偵查的范圍也比較小，風(fēng)險系數(shù)比較高，由此可知利用無人機(jī)可以避免以上問題，同時有效提升效率。

（3）無人機(jī)機(jī)動性能非常好可以實(shí)時進(jìn)行監(jiān)控更多，根據(jù)人們需要，對火災(zāi)救援現(xiàn)場利用無人機(jī)對重要位置進(jìn)行動態(tài)跟蹤，也可以實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)重點(diǎn)區(qū)域的實(shí)時監(jiān)控，時效性非常好并且能夠充分發(fā)揮作用，加強(qiáng)對火災(zāi)現(xiàn)場的監(jiān)控和追蹤，為救援工作提供參考，有效提升消防隊員的滅火救援效率。除此之外，無人機(jī)也可以充分發(fā)揮作用進(jìn)行輔助救援，利用無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場信息傳遞，加強(qiáng)災(zāi)情偵查監(jiān)控進(jìn)而全面了解現(xiàn)場實(shí)際情況。而且可以利用無人機(jī)及時進(jìn)行救援設(shè)備的投放，幫助消防隊員在現(xiàn)場開展救援工作。消防滅火救援中無人機(jī)進(jìn)行輔助監(jiān)督，消防滅火救援工作比較緊張也比較復(fù)雜，盡可能以最短的時間分析火災(zāi)現(xiàn)場情況，對火災(zāi)現(xiàn)場多個位置點(diǎn)進(jìn)行管理和監(jiān)督充分發(fā)揮無人機(jī)的作用，及時反饋信息到終端指揮電腦，以此為依據(jù)指揮人員開展救援制定策略。

2 無人機(jī)在火災(zāi)救援現(xiàn)場的應(yīng)用

2.1火災(zāi)詳情信息偵查

火災(zāi)發(fā)生比較突然，面臨突發(fā)性危險 需要以最短的時間了解現(xiàn)場實(shí)際情況，立足實(shí)際制定合適的救援方案，及時控制災(zāi)情，把損傷降到最小?；馂?zāi)現(xiàn)場周圍區(qū)域都是相對比較危險的，而且利用人工偵察消防隊員無法深入到火災(zāi)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，此時可以利用無人機(jī)設(shè)備對火災(zāi)現(xiàn)場情況進(jìn)行錄拍，對現(xiàn)場內(nèi)部及周圍環(huán)境進(jìn)行全面?zhèn)刹炝私鈱?shí)際情況。而且無人機(jī)自身機(jī)身比較小巧，人工遠(yuǎn)程操控飛行非常靈活，專業(yè)技術(shù)人員只需發(fā)揮自身的操作技能即可讓無人機(jī)深入到火災(zāi)內(nèi)部，基于自身目的設(shè)定程序讓無人機(jī)對現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行收集，然后把信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制中心。救援開展之前對無人機(jī)返回信息進(jìn)行全面分析，全面了解真實(shí)情況。特別是在一些化工因素、煤氣爆炸等因素影響引發(fā)的火災(zāi)中，火災(zāi)現(xiàn)場危險系數(shù)非常高，利用無人機(jī)可以詳細(xì)了解情況，為救援工作提供全面準(zhǔn)確信息又可以避免消防員偵察威脅其生命。

2.2參與救援指揮工作

消防滅火救援可以利用無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場救援指揮，根據(jù)無人機(jī)提供的現(xiàn)場情況，科學(xué)準(zhǔn)確制定救援方案，操作人員進(jìn)行遠(yuǎn)程操控依據(jù)最佳救援路線，讓無人機(jī)進(jìn)入到火災(zāi)內(nèi)部?；馂?zāi)現(xiàn)場情況是不斷變化的，可以利用無人機(jī)技術(shù)對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，工作人員根據(jù)無人機(jī)傳輸信息及時采取相應(yīng)的策略。當(dāng)前無人機(jī)應(yīng)用過程中，技術(shù)操作人員必須對無人機(jī)續(xù)航各方面進(jìn)行全面分析，這樣才能夠在出現(xiàn)火災(zāi)時保證能科學(xué)操控?zé)o人機(jī)，利用無人機(jī)進(jìn)行全程的救援指揮，根據(jù)實(shí)際情況操控?zé)o人機(jī)讓其在有限的運(yùn)行時間內(nèi)發(fā)揮最大作用，盡可能的保證無人機(jī)在現(xiàn)場使用完畢之后安全返回。除此之外，相關(guān)人員根據(jù)無人機(jī)返回信息結(jié)合本次救援實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，對無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入研究，同時提升救援方案的科學(xué)合理性，為后續(xù)救援工作開展提供參考，保證消防滅火救援的效率和質(zhì)量，提升救援工作整體水平，為城市安全保駕護(hù)航。但是無人機(jī)在使用過程中還有注意一點(diǎn)，無人機(jī)空中攝錄是有一定范圍的，若是火災(zāi)現(xiàn)場比較遠(yuǎn)會影響無人機(jī)遠(yuǎn)端傳輸，基于此種問題需要及時設(shè)定信號接收裝置，保證終端能夠準(zhǔn)確接收信息，讓無人機(jī)優(yōu)勢充分發(fā)揮。

2.3輔助救援

火災(zāi)現(xiàn)場開展救援工作有時需要給現(xiàn)場人員提供一些物資，比如火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜現(xiàn)場煙塵比較多，無法及時撤離現(xiàn)場人員需要及時給予防護(hù)面罩，除此之外火災(zāi)現(xiàn)場受傷的人員也需要及時補(bǔ)給急救包，按照傳統(tǒng)的消防救援模式，消防人員無法進(jìn)入現(xiàn)場了解人員實(shí)際情況，所以不能及時根據(jù)被困人員實(shí)際情況提供補(bǔ)給和救助，錯失了最佳救援機(jī)會。無人機(jī)自身體積比較小方便在現(xiàn)場進(jìn)行物資運(yùn)輸，但是在物資運(yùn)輸過程中也需要考慮到無人機(jī)的承重能力，結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)功能的完善優(yōu)化，滿足現(xiàn)場物資傳遞需求。目前無人機(jī)應(yīng)用中會受到現(xiàn)場環(huán)境因素影響，不能保證飛行航線的準(zhǔn)確性，此時消防火災(zāi)救援工作不能有序開展，所以相關(guān)技術(shù)人員基于此項(xiàng)問題進(jìn)行深入研究。在救援中火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，人們面臨災(zāi)情心情慌亂，很容易導(dǎo)致現(xiàn)場環(huán)境嘈雜，此時會導(dǎo)致信息傳遞不清晰，但是利用無人機(jī)發(fā)揮其擴(kuò)音功能，讓被困人群清晰聽到救助人員的指令，從而利用無人機(jī)引導(dǎo)人們安全走出災(zāi)情現(xiàn)場。

3 無人機(jī)機(jī)群在消防滅火救援工作中的自主協(xié)同決策機(jī)制

消防滅火救援應(yīng)用無人機(jī)機(jī)群，具體工作流程為：接受了無人機(jī)出動命令之后，需要對消防站內(nèi)的轄區(qū)面積進(jìn)行確定，在火災(zāi)現(xiàn)場周圍開啟報警，消防站接到報警后及時出動車輛，并且攜帶設(shè)定好飛行路徑和放飛設(shè)定的無人機(jī)機(jī)群。到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場之后，及時出動無人機(jī)對火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行偵查，并且及時把信息進(jìn)行傳送。終端后方接收到無人機(jī)傳送信息之后，分析火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)際情況，后續(xù)利用無人機(jī)進(jìn)行投彈滅火，在救援過程中無人機(jī)之間相互通信，現(xiàn)場明火撲滅之后，偵查無人機(jī)需要對周圍情況進(jìn)行監(jiān)視評估。

3.1無人機(jī)協(xié)同決策機(jī)制。

消防滅火救援利用無人機(jī)機(jī)群執(zhí)行設(shè)定任務(wù)，內(nèi)部具有協(xié)同決策機(jī)制，根據(jù)任務(wù)需要自行進(jìn)行組織網(wǎng)絡(luò)算法，無人機(jī)機(jī)器人感知周圍狀態(tài)及時避免多級協(xié)同碰撞問題，在面臨碰撞危險時可以相互排斥，并且在恢復(fù)正常之后按照預(yù)定路線運(yùn)行。

3.2無人機(jī)協(xié)同搜索機(jī)制

無人機(jī)機(jī)群可以提前利用程序確定具體位置，經(jīng)有效搜索之后進(jìn)行明確，根據(jù)火災(zāi)發(fā)生情況及時對火源位置信息進(jìn)行勘測，終端可以了解到精確位置，除此之外也可以了解一些周邊情況。在火災(zāi)發(fā)生大區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行全面覆蓋，通過人們遠(yuǎn)程操作利用協(xié)同搜索，保證措施嚴(yán)格實(shí)施需要在無人機(jī)上進(jìn)行火源搜索設(shè)定，同時把每一架無人機(jī)的搜索路徑進(jìn)行明確，保證每架無人機(jī)進(jìn)入現(xiàn)場按照固定路線，從而確定搜索位置完成具體搜索任務(wù)。

3.3無人機(jī)協(xié)同定位機(jī)制

無人機(jī)繼續(xù)運(yùn)行過程中利用信號定位方法，對火源位置進(jìn)行定位，對于一些具體位置不明確的節(jié)點(diǎn)可以利用相對方面和角度進(jìn)行確定，必須保證無人機(jī)按照出行之前硬件設(shè)備設(shè)置的方向前進(jìn)，在此方面控制過程中可以利用發(fā)射節(jié)點(diǎn)信號。應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行測距的定位算法上，過程中最常用的就是無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自定位算法，此種方式應(yīng)用效率比較高，應(yīng)用這種方法可以實(shí)現(xiàn)精確定位，并且此種算法應(yīng)用過程中通訊費(fèi)用相對較低，在實(shí)際測算過程中可以利用協(xié)同滅火機(jī)制，按照無人機(jī)自身的構(gòu)圖層對其飛行高度進(jìn)行設(shè)置，要滅火機(jī)制與自身高度層相互連接，直接飛向火災(zāi)現(xiàn)場的火源上空，及時對火源發(fā)生位置進(jìn)行定位，并且根據(jù)現(xiàn)場火災(zāi)發(fā)生情況及時判斷原因，收集詳細(xì)信息及時傳遞到設(shè)備終端?？刂浦行氖盏綗o人機(jī)返還的消息，及時開展救援。消防滅火救援現(xiàn)場，派出的無人機(jī)數(shù)量需要根據(jù)火源進(jìn)行決策，無人機(jī)返航的過程中需要按照從低到高的順序依次返回。

4 結(jié)語

由以上論述可知，目前無人機(jī)設(shè)備應(yīng)用比較廣泛，在具體應(yīng)用過程中充分展現(xiàn)其優(yōu)勢，利用無人機(jī)機(jī)群進(jìn)行消防滅火救援，降低消防人員到現(xiàn)場偵查的危險，也可以提升現(xiàn)場救援效率和質(zhì)量。

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