無人機應(yīng)用于消防滅火救援工作中的對策探析

陳澤

摘要：從最早的軍事偵查領(lǐng)域至今，無人機已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)領(lǐng)域，真正凸顯出其功能優(yōu)勢。在消防滅火救援領(lǐng)域中，無人機應(yīng)用也最大限度提升了消防滅火救援效果，成為助力消防隊伍專業(yè)化作業(yè)的重要輔助設(shè)備。本文簡單分析當(dāng)前智能火災(zāi)救援無人機的基本概念功能與工作流程，并探析無人機應(yīng)用于消防滅火救援工作中的諸多智能化技術(shù)對策。

關(guān)鍵詞：無人機; 消防滅火救援; 工作流程; 智能化技術(shù)對策

智能化無人機在應(yīng)用于消防滅火救援工作領(lǐng)域方面具有獨特的優(yōu)勢，可完成人力不可及的工作內(nèi)容。實際上，根據(jù)消防滅火救援工作的實際情況制定一套行之有效的無人機應(yīng)用策略是很有必要的，它能夠保證無人機應(yīng)用滿足消防滅火救援工作各種實際需要。包括了災(zāi)情偵察、監(jiān)控追蹤、輔助救援、輔助監(jiān)督等等?？蔀橄谰仍ぷ魈峁┳罴鸭夹g(shù)支持與設(shè)備保障，減輕人力物力支出，降低救援危險系數(shù)，提高救援工作整體質(zhì)量。

1? ?關(guān)于無人機

1.1? 無人機的基本概念

無人機（Unmanned Aerial Vehicle）還被稱為無人駕駛航空器，它屬于一種無需飛行員駕駛也能飛行的自由驅(qū)動式、可重復(fù)使用的飛行設(shè)備。在無線電遙控設(shè)備的遠程計算操控下可實現(xiàn)一定范圍內(nèi)的自主飛行。相比于普通航空器，無人機擁有更靈活開放的機動性，它對起降環(huán)境要求不高，且具有較強的生存能力。

目前已有的無人機類型包括固定翼無人機、多旋翼無人機以及無人直升機三大類，而多旋翼無人機中還根據(jù)旋翼數(shù)不同分為雙旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼無人機等。

本文所談到的用于助力消防滅火救援領(lǐng)域的是多旋翼無人機類型中的四旋翼無人機，它小巧且穩(wěn)定性表現(xiàn)出色，輕便靈活且機身振動偏小，設(shè)備易于保養(yǎng)且使用維護成本相對偏低，對地形要求不高，可實現(xiàn)垂直起降，屬于典型的工業(yè)消費級無人機，但作為一種精密儀器，它的續(xù)航時間一般較短。在消防火災(zāi)救援作業(yè)中，無人機比較適用于工廠倉庫火災(zāi)救援，因為它滿足易用性、經(jīng)濟適用性要求，且擁有良好的救援效果。具體來講，它在保證飛行穩(wěn)定性的同時能夠做到精準(zhǔn)懸停，懸停偏差可局限于0.5m偏差范圍內(nèi)。另一方面，它的定高定點能力極強，可在指定規(guī)范位置地點展開一系列作業(yè)操作。再者，無人機本身具有較強的抗干擾能力，因為其內(nèi)部設(shè)置有電磁兼容與電磁干擾模塊，可避免普通的日常無線電信號干擾，非常適合長時間穩(wěn)定觀察記錄火災(zāi)情況，對自然環(huán)境的適應(yīng)性也相當(dāng)強。

1.2? 無人機的消防滅火救援功能應(yīng)用與工作流程

1.2.1? 功能應(yīng)用

無人機對于功能要素的整合相當(dāng)?shù)轿?，擁有一定的技術(shù)創(chuàng)新能力，可將多種功能集成于火災(zāi)救援無人機主體上。

首先，在消防滅火救援工作中它保留了飛行模塊中的所有功能，有效降低了遙控器部分的使用功能，轉(zhuǎn)而使用無線傳輸方法，配合工廠、倉庫中的火災(zāi)探測器啟動無人機。另外，無人機本身搭載了COMPASS導(dǎo)航系統(tǒng)，它可幫助無人機實現(xiàn)智能化飛行過程，并搭建智能無線充電平臺，利用“快充+平衡充”混合方式實現(xiàn)對無人機的雙向充電，當(dāng)無人機在不工作待機狀態(tài)模式下可連接充電平臺快速充電，保證充電安全。

其次，它的偵查模塊可檢測包括工廠、倉庫、甚至是森林在內(nèi)的多區(qū)域易燃易爆有毒氣體，并對應(yīng)生成曲線圖。

1.2.2? 工作流程

在火災(zāi)消防救援作業(yè)操作過程中，利用無人機的智能化功能可創(chuàng)建整個工作流程，具體如圖1。

如圖1，無人機在火災(zāi)消防救援工作中具體流程如下：首先通過無線信號傳輸設(shè)備將無人機與工廠、倉庫的煙霧溫度報警器裝置相互連接。當(dāng)火災(zāi)報警出現(xiàn)后，利用無線傳輸技術(shù)快速啟動無人機，同時向119指揮中心報警。此時無人機根據(jù)COMPASS導(dǎo)航系統(tǒng)自主起飛，利用機身配置的紅外線火源探測器發(fā)現(xiàn)著火點，產(chǎn)生并放大電信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器進行信號處理，形成導(dǎo)航指令，進一步引導(dǎo)無人機順利達到著火點。在發(fā)現(xiàn)著火點后利用火災(zāi)加速處理模塊智能控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)智能消防炮的發(fā)射角度，此時可實現(xiàn)精準(zhǔn)滅火。無人機可通過人工操作智能化判斷何時啟動救火、何時結(jié)束滅火。如救援工作未結(jié)束，則會通過無線電通訊模塊與119指揮中心取得聯(lián)系要求援助。

2? ?無人機消防滅火救援工作中的智能化應(yīng)用對策

無人機在救援工作中能夠?qū)崿F(xiàn)一系列智能化應(yīng)用操作，這主要得益于它搭載了多項智能化技術(shù)功能模塊，大體來講，它擁有開源化的H.264編解碼器可實現(xiàn)高清視頻數(shù)據(jù)圖傳功能;擁有實時音頻模塊，可隨時采集、傳輸、播放音頻數(shù)據(jù);擁有GIS模塊，可實現(xiàn)針對性的GIS數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、傳輸，并實時顯示無人機位置，并擁有軌跡跟蹤能力;擁有網(wǎng)絡(luò)通信模塊，可構(gòu)建應(yīng)用控制命令模塊，實現(xiàn)對無人機的智能化遠程控制。

2.1? 高清視頻編解碼器與災(zāi)情偵察對策

在無人機執(zhí)行災(zāi)情偵察任務(wù)過程中可運用到高清視頻編解碼器，為消防作業(yè)人員提供高清圖傳信息數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)著火點。利用到H.264或H.265編解碼器進行高清視頻數(shù)據(jù)比對選擇，綜合壓縮視頻編碼內(nèi)容。操作流程如下：

系統(tǒng)啟動→初始化FFmpeg→打開解碼器→創(chuàng)建事件對象→啟動線程→等待事件發(fā)生→FFmpeg解碼（事件發(fā)生后）→視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換（YUV轉(zhuǎn)換RGB）→高清視頻數(shù)據(jù)傳輸完畢（關(guān)閉解碼器釋放資源）

考慮到火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，需要利用無人機進行大范圍快速作業(yè)，提升偵察效率。同時，監(jiān)控追蹤也通過無人機編解碼器完成，利用無人機良好的機動性對著火點以及其它目標(biāo)進行有效監(jiān)控追蹤，并定位火災(zāi)現(xiàn)場其它重要節(jié)點，對重要設(shè)備進行遠程智能化管理。

2.2? GIS數(shù)據(jù)傳輸與輔助監(jiān)督救援

利用無人機進行輔助監(jiān)督救援，它其中運用到了無人機的GIS數(shù)據(jù)傳輸功能。在GIS模塊下，無人機可實時顯示跟蹤軌跡，定位經(jīng)緯度坐標(biāo)。在系統(tǒng)中專門定義了GPSInfo結(jié)構(gòu)體，通過系統(tǒng)發(fā)送與接收GIS數(shù)據(jù)內(nèi)容。就目前的無人機看來，它利用到了COM/ActiveX技術(shù)規(guī)范并配合新一代全組件式GIS開發(fā)平臺，平臺上配備有12個以上數(shù)量的控件，包括地圖空間和工作空間兩個核心空間，并通過處理三維模型三維空間進行數(shù)據(jù)拓撲處理與控制，同時擁有圖例顯示功能、加密信息控制功能、屬性數(shù)據(jù)顯示功能等等。這些功能使無人機成功應(yīng)用于輔助救援和輔助監(jiān)督工作。具體來講，就是根據(jù)救援的實際需要進行必要的救援輔助工作，比如說利用無人機進行滅火劑的噴灑以及某些簡單設(shè)備的投送，如此可提高輔助救援效果并滿足消防救援作業(yè)中的部分實際需要。

3? ?結(jié)語

無人機智能化火災(zāi)滅火救援的確是未來該領(lǐng)域應(yīng)用的一個重要方向，因為它的功能模塊豐富且智能化應(yīng)用程度較高，可實現(xiàn)對后方地面及前線現(xiàn)場撲救智慧系統(tǒng)的有效監(jiān)督與管理，最大限度提高火災(zāi)救援效果，挽救更多生命財產(chǎn)損失。在未來，針對無人機的火災(zāi)救援防控技術(shù)研究還將進一步深入，以期提高整體救援安全系數(shù)與質(zhì)量。

參考文獻：

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