多旋翼無人機(jī)在人防指揮通信中的應(yīng)用

吳宇 祝偉平

摘 要：無人機(jī)是科技高速發(fā)展下在航空航天方面的產(chǎn)物之一，近年來在日常生活中經(jīng)常能夠看到它們的身影，除了個(gè)人愛好者，還有很多晚會(huì)、拍攝方面的應(yīng)用，在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用也在較早階段就開始進(jìn)行開發(fā)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，其應(yīng)用不僅局限于民間和各類娛樂中，也不斷深入到城市安防、監(jiān)測(cè)等政府部門工作中。本文主要對(duì)多旋翼無人機(jī)在人防指揮通信方面高效利用進(jìn)行一些分析和探討。

關(guān)鍵詞：人防通信指揮;多旋翼無人機(jī);應(yīng)用發(fā)展

無人機(jī)的全稱是無人駕駛飛機(jī)，依靠的是無線遙控技術(shù)并結(jié)合自控技術(shù)作為基礎(chǔ)。作為能夠“上天”的設(shè)備，自發(fā)明之后就受到比較多的關(guān)注，在這些關(guān)注下也逐漸投入到實(shí)際應(yīng)用之中。目前隨著飛行算法的越來越成熟，其飛行能力和控制方面已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。另一個(gè)關(guān)乎準(zhǔn)確度的方面是高精度傳感器的引入，使飛行器大大提升了可操控下的飛行距離，位置和某些其他目的性數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確把控能力，使其能在更加廣泛的領(lǐng)域得到應(yīng)用。

一、技術(shù)原理

無人機(jī)除了基礎(chǔ)的飛行技術(shù)模塊，在應(yīng)用安防通信指揮過程中，主要依據(jù)信息的收集、處理和傳輸技術(shù)來進(jìn)行工作。首先，無人機(jī)能夠存儲(chǔ)大量的音頻和視頻數(shù)據(jù)，為人防工作提供大量的基礎(chǔ)信息，為突發(fā)事件提供很好的預(yù)判條件，而且這些信息的準(zhǔn)確性和時(shí)效性都很高。通過對(duì)地區(qū)地形地貌、建筑物分布情況等基本地理信息的測(cè)量，無人機(jī)還可用于較高風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害的準(zhǔn)備工作。在實(shí)際人防的救援工作中，無人機(jī)可以通過現(xiàn)場(chǎng)通訊傳輸使指揮者得到第一手的資源。而且，在信息的處理方面，在野外其他設(shè)備并不完備的情況下，無人機(jī)可以把航拍的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立的處理，并形成分析報(bào)告，對(duì)救援工作提供極大的助力。

二、應(yīng)用現(xiàn)狀

在人防指揮通信方面，目前主要使用的是多旋翼無人機(jī)這種類型，其特點(diǎn)是便攜性非常高，在重量、體積、機(jī)動(dòng)性等方面都有優(yōu)勢(shì)。目前在該領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中于巡邏檢測(cè)，險(xiǎn)情預(yù)判、救災(zāi)搶險(xiǎn)、地區(qū)管控等方面。人防相關(guān)的各級(jí)指揮部門都已配備了標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)功能包括GPS定位系統(tǒng)，高清攝像頭、數(shù)字信息信號(hào)傳輸、集成性云臺(tái)等模塊。這些功能讓多旋翼無人機(jī)在突發(fā)人防事件中得到廣泛運(yùn)用，不僅在監(jiān)測(cè)偵察方面應(yīng)用廣泛，在很多救援行動(dòng)中也能夠發(fā)揮作用。其大大減少了監(jiān)察巡邏方面的成本，高效的完成信息獲取與傳輸?shù)娜蝿?wù)，在操作上難度也不大，對(duì)新使用者來說也很容易上手，在使用過程中，只要保持好其信號(hào)的穩(wěn)定，其他方面不會(huì)有太大的問題。

三、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在人防方面無人機(jī)所面對(duì)的“敵人”有自然災(zāi)害和突發(fā)時(shí)間，這都是對(duì)人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全有著重大危害的。多旋翼無人機(jī)的使用能從時(shí)效性、信息量和信息廣度等幾個(gè)方面為指揮者提供大量的及時(shí)的信息，從根本上提升人防部門低于危機(jī)情況的應(yīng)急能力。其主要包含以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：

（一）便捷性

多旋翼無人機(jī)的重量很輕，體積也很小、飛行很靈活，能夠適應(yīng)各類現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境，幫助險(xiǎn)情控制人員在最短的時(shí)間了解現(xiàn)場(chǎng)最真實(shí)的情況，制定策略來完成其他資源的分配安排和調(diào)度。

（二）航拍技術(shù)

航拍技術(shù)是多旋翼無人機(jī)在信息收集方面最重要的功能。通過較為成熟的航拍能力，包含高清拍攝、集成化云臺(tái)，多旋翼無人機(jī)收集到的信息準(zhǔn)確性很高。在風(fēng)險(xiǎn)高發(fā)地區(qū)，多旋翼無人機(jī)的拍攝可以提供清楚明確的信息，對(duì)于一些實(shí)時(shí)拍攝的要求，通過人工遠(yuǎn)程操控，利用信息傳輸技術(shù)把現(xiàn)場(chǎng)的視頻和音頻信息傳導(dǎo)給指揮部門。

（三）語音指揮

目前，隨著語音控制技術(shù)的日益成熟和相關(guān)電子設(shè)備的高速發(fā)展，語音指揮也被加入到無人機(jī)的使用中來。由于在人防工作中特殊險(xiǎn)情的處理，常常會(huì)面對(duì)復(fù)雜的環(huán)境和各種突發(fā)情況，這種情況下語音指揮的引入能夠幫助使用者更大的簡(jiǎn)化操控步驟，提升單兵作戰(zhàn)的能力。

四、存在不足

當(dāng)然，無人機(jī)的整個(gè)發(fā)展時(shí)間還不長(zhǎng)，在安防領(lǐng)域的應(yīng)用也處于初級(jí)階段，還存在著一定的不足：

（一）信號(hào)干擾

雖然目前無線的傳輸技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展，但是在實(shí)際工作過程中，多旋翼無人機(jī)常常會(huì)受到電磁場(chǎng)的干擾。電磁干擾會(huì)使采集到的數(shù)據(jù)在傳輸過程中出現(xiàn)一定程度的失真，并使控制出現(xiàn)協(xié)調(diào)和同步上的問題，這一問題在實(shí)際應(yīng)用中需要通過更好的屏蔽各類環(huán)境中的磁場(chǎng)干擾來解決。

（二）續(xù)航時(shí)間不足

由于多旋翼無人機(jī)的各類優(yōu)勢(shì)，在較短的時(shí)間內(nèi)在人防工作中的得到較高程度的應(yīng)用，而在應(yīng)急救援，通信中繼等方面都為安防工作提供了很多時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)，但各類突發(fā)狀況中，可能出現(xiàn)的較長(zhǎng)時(shí)間的工作狀態(tài)就對(duì)其續(xù)航時(shí)間提出了更高的要求。目前多旋翼無人機(jī)基本上都是使用鋰電池的供電方式，為了保持其輕便靈活的優(yōu)勢(shì)，電池的供電量受到很大的限制，其也會(huì)對(duì)救援工作中發(fā)揮的能力造成很大的影響。

五、前景展望

（一）提升指揮調(diào)度能力

多旋翼無人機(jī)在險(xiǎn)情地區(qū)尤其是高危地區(qū)的信息采集和對(duì)險(xiǎn)情報(bào)告、判斷和研究等工作提供了很大的幫助。還能對(duì)災(zāi)后的應(yīng)對(duì)工作和解決方案的區(qū)里提供信息支持。在人防指揮的通信工作中，多旋翼無人機(jī)可以直接獲得災(zāi)情區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)情況，并迅速傳達(dá)到人防工作的指揮部門。并且無人機(jī)可以依靠多臺(tái)飛行器收集的大量信息并快速的整合起來，使指揮者不僅能夠獲得區(qū)域的數(shù)據(jù)信息，還對(duì)整體災(zāi)情信息獲得全面的了解。

（二）增加續(xù)航和功率

由于多旋翼無人的續(xù)航缺陷大大限制了其應(yīng)用的場(chǎng)景，而且在磁場(chǎng)干擾下其信號(hào)傳輸也會(huì)受到影響。隨著人們?cè)谶@些方面投入更多的科研力量，利用小型通信基站和系留法的無人技術(shù)等各種新技術(shù)都在不斷成熟中，再加上新能源和新型電池方面的發(fā)展，更靈活的組網(wǎng)方式和各種解決方案一定能夠得到實(shí)現(xiàn)，大大增加多旋翼無人機(jī)的續(xù)航能力和信號(hào)傳輸能力。

（三）智能自動(dòng)化

在人防工作中，一旦遇到災(zāi)情現(xiàn)象，人們的生命安全永遠(yuǎn)是第一考慮要素，但是無論是突發(fā)城市災(zāi)害還是自然災(zāi)害，都會(huì)對(duì)地表地貌建筑等造成很大程度的破壞，在救援過程中，或許可以更大程度的考慮無人在自動(dòng)化和搜救方面的能力，而不僅僅是航拍和信息提供方面的技術(shù)。通過不同創(chuàng)新辦法的嘗試，利用自動(dòng)化和信息技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)其在人防指揮中更多的應(yīng)用功能。

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