無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用優(yōu)勢及優(yōu)化對策

司 勇

（塔河林業(yè)局，黑龍江 塔河 165200）

將無人機系統(tǒng)應(yīng)用在森林防火監(jiān)測中，有助于提早發(fā)現(xiàn)森林火情，及時掌握火情信息，迅速部署防火力量，變有災(zāi)為無災(zāi)、變大災(zāi)為小災(zāi)［1］。為了達到自動預(yù)警的目的，對森林進行全面監(jiān)測，提高防火、救災(zāi)的能力，減小森林火災(zāi)造成的危害，加強對無人機系統(tǒng)的研究及應(yīng)用勢在必行、刻不容緩。

1 森林防火工作的難點

1.1 火情不易被控制

林區(qū)地勢崎嶇，不利于人員和設(shè)備進入，一旦發(fā)生火災(zāi)，火情不易受控制。一般情況下，春季是森林火災(zāi)發(fā)生概率較高的季節(jié)，原因是森林內(nèi)比較干燥，且風(fēng)力較大，火災(zāi)發(fā)生后，火源借助風(fēng)力會迅速在森林內(nèi)蔓延，強風(fēng)和干燥的林木對火情的控制具有不利影響。通常來說，森林火情在初始階段易被控制，但由于缺乏良好的檢測工作，火情發(fā)生后，相關(guān)工作人員并不能在第一時間內(nèi)獲取火災(zāi)信息，從而導(dǎo)致失去最佳滅火時間。火勢形成規(guī)模后，實際的滅火工作將會受到嚴(yán)重阻礙?；馂?zāi)發(fā)生后，會對森林資源造成嚴(yán)重的損失，森林防火部門要加大監(jiān)測力度，盡量減少損失。

1.2 火災(zāi)隱患不易被發(fā)覺

1.2.1 巡查路線不夠全面。森林防火工作需不斷對其進行巡檢，以保證第一時間發(fā)現(xiàn)火情，并做出及時處理，從而有效提升森林防火工作效率。路線規(guī)劃是巡檢工作的關(guān)鍵，森林的面積較大，林內(nèi)沒有可行進的道路，設(shè)備的使用不夠方便，實際的檢查工作效率不高。規(guī)劃巡檢路線需根據(jù)森林的實際情況進行，部分森林的巡檢路線在制定過程中，相關(guān)工作人員并未深入到實地考察，從而導(dǎo)致路線規(guī)劃不夠合理，降低了巡查工作效率。另外，巡查路線長期不被更新、巡檢工作區(qū)域形式化，同樣制約著防火工作的實效性。森林防火檢查，需保證具有全面性，如果檢查工作不能對森林進行全方位的檢查，則檢查工作將會失去意義［2］。目前，受技術(shù)、設(shè)備、路線、管理機制、人員素質(zhì)的影響，實際的巡檢工作具有較大的難度。

1.2.2 巡查時間不夠充足。由于無法確定火災(zāi)的發(fā)生時間，因此，要不間斷地對森林進行防火檢查，避免火情發(fā)生后森林消防系統(tǒng)不能及時采取合理的應(yīng)對措施。部分森林保護區(qū)的巡檢時間不夠充足，火情發(fā)現(xiàn)的不夠及時，對森林防火工作的開展具有較大的阻礙。長期的森林巡檢工作對森林消防系統(tǒng)的壓力較大，受人員數(shù)量、技術(shù)裝備影響，難以對森林展開不間斷的安全巡檢。

2 無人機系統(tǒng)在森林防火中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 可以減少人員傷亡

無人機系統(tǒng)最大的優(yōu)勢是可以減少人員對防火工作的直接參與程度，進而有效減少森林防火工作人員的傷亡情況。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機系統(tǒng)也得到了優(yōu)化升級，目前的無人機系統(tǒng)不僅可以進行森林火情監(jiān)測，而且可以一定程度上參與滅火工作。提高無人機在森林防火中的應(yīng)用率，可以有效降低人工滅火或巡檢工作的危險性。森林火情的發(fā)展具有不可控性，火災(zāi)的危險程度較高，當(dāng)火勢達到一定程度后，需及時將工作人員撤出火場，以避免發(fā)生人員傷亡，如果工作人員撤出時間不及時，則相關(guān)工作人員的安全將會受到極大威脅［3］。導(dǎo)致撤出不及時的原因是對火情的發(fā)展未做到有效監(jiān)控，而利用無人機技術(shù)則可提升工作人員對火情的預(yù)判能力，對滅火工作具有極大幫助，同時還可降低滅火危險性。

2.2 有助于控制火情

無人機處于高空，能夠更加直觀地對火情進行判斷，將無人機系統(tǒng)應(yīng)用到滅火工作中，有助于火情的控制。森林火災(zāi)發(fā)生后，其火勢通常較大，直接對火源進行撲滅，實際難度較大，對火災(zāi)走勢進行判斷，然后在安全區(qū)域設(shè)置防火帶，可以有效減緩火災(zāi)的蔓延，對滅火工作具有重要意義。而無人機可以對火勢進行準(zhǔn)確的判斷，可為滅火人員提供準(zhǔn)確的參考，因此將無人機應(yīng)用到滅火工作中，可以有效控制火情。

2.3 對經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻

將無人機應(yīng)用到森林防火監(jiān)測工作中，不僅有利于維護林業(yè)安全，也會給經(jīng)濟與社會的可持續(xù)發(fā)展帶來巨大效益。利用多軸飛行器既可以大大減少支出，降低成本，也可以降低森林火災(zāi)的發(fā)生概率，保護大批森林資源，進而惠及百姓。降低防火成本、提升林木安全等，可以在一定程度上為經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。

3 加強無人機系統(tǒng)在森林防火中應(yīng)用的對策

3.1 不斷加強無人機技術(shù)研發(fā)

3.1.1 硬件系統(tǒng)研發(fā)。森林發(fā)生火情后，火勢會迅速蔓延，其溫度會迅速提升，且高溫炙烤空氣，空氣密度會下降，因此熱氣會上升。而無人機的主體材質(zhì)為塑料，塑料在高溫下會發(fā)生形變，內(nèi)部的電子元件也會受到影響，無人機的可靠性將會受到巨大影響。因此，相關(guān)研發(fā)部門要加強無人機的硬件研發(fā)。無人機系統(tǒng)的硬件設(shè)備主要有螺旋槳、監(jiān)控探頭、機身、信號收發(fā)裝置等，對無人機的硬件設(shè)備進行改進，不斷將新型材料應(yīng)用其中，保證無人機具有耐高溫的特點，可提升無人機在惡劣環(huán)境中的生存概率［4］。

3.1.2 軟件系統(tǒng)研發(fā)。軟件系統(tǒng)屬于無人機的核心組成部分，無人機在對森林進行火情檢查時，需對大量的數(shù)據(jù)進行計算，還要將信息傳輸給地面接收組。如果軟件系統(tǒng)發(fā)生故障，無人機則不僅無法向地面?zhèn)骰赜行畔ⅲ易陨硪矊⑹タ刂?，巡檢工作將無法得到保障。軟件系統(tǒng)的研發(fā)需專業(yè)的技術(shù)人員進行，開發(fā)過程中要結(jié)合實際的防火需求，避免軟件系統(tǒng)與實際工作發(fā)生沖突。軟件研發(fā)完成后，要對其進行反復(fù)的試驗、測試，找出系統(tǒng)中的漏洞，并及時對漏洞進行修復(fù)，以保證無人機軟件系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，可以為森林防火工作提供重要的保障。

3.2 森林防火系統(tǒng)與無人機生產(chǎn)商應(yīng)建立良好的合作

進行無人機研發(fā)，需要大量的資金支持，如果研發(fā)出的產(chǎn)品不符合市場需求，則無人機的銷量會大幅度下降，生產(chǎn)商將會受到打擊導(dǎo)致無人機系統(tǒng)的應(yīng)用陷入困境。為有效改善以上情況，無人機生產(chǎn)商要和森林防火系統(tǒng)建立良好的合作關(guān)系，生產(chǎn)商在進行無人機研發(fā)時，應(yīng)與森林消防系統(tǒng)保持緊密的聯(lián)系，以保證無人機的各項功能符合消防需求。建立合作關(guān)系后，雙方可以共同承擔(dān)研發(fā)費用，同時消防系統(tǒng)在采購無人機時可以成本價購入，進而大幅度降低無人機的使用成本。

3.3 加強無人機隊伍建設(shè)

無人機的使用需要組建專業(yè)的管理小組，以保證該系統(tǒng)可以真正發(fā)揮出防火、滅火的功效。建設(shè)無人機團隊，政府部門應(yīng)充分發(fā)揮自身作用，協(xié)助一些相關(guān)部門積極開展無人機隊伍建設(shè)、人員培訓(xùn)、制度建設(shè)等工作，迅速形成生產(chǎn)力，從而為森林防火、氣象監(jiān)測、資源勘查和監(jiān)測等提供有效服務(wù)［5］。無人機團隊的組建，不僅要保證人員數(shù)量，而且要保證人員素質(zhì)。進行森林火災(zāi)預(yù)防需保持全天應(yīng)急狀態(tài)，為保證團隊的工作效率，需實行倒班制，人員數(shù)量充足是實行倒班制的基礎(chǔ)。另外，還要定期對相關(guān)工作人員進行考核，以此提升相關(guān)人員的危機意識，從而對自身素質(zhì)進行不斷強化。

3.4 制定完善的無人機管理系統(tǒng)

先進的設(shè)備和優(yōu)秀的人才是開展無人機防火工作的重要保障，但若沒有完善的管理制度，所有的要素將無法得到有效融合，防火工作將會出現(xiàn)混亂，無人機應(yīng)用效果也將會大打折扣。為保證無人機系統(tǒng)可以更好地應(yīng)用于森林防火工作中，需相關(guān)單位根據(jù)實際防火需求制定科學(xué)的管理制度。管理制度可為無人機應(yīng)用提供行為準(zhǔn)則，對此，要保證管理制度中的各項條款具有實用性，在制定過程中需大量吸取無人機操作員的意見，同時管理制度還要根據(jù)無人機的發(fā)展進行優(yōu)化調(diào)整，以保證管理制度能夠始終具有合理性［6］。

4 結(jié)語

無人機檢測系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效提升森林防火工作的質(zhì)量和效率，對經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。將無人機部署到人、車無法到達的偏遠地區(qū)，可以及時發(fā)現(xiàn)森林火情，迅速掌握林火態(tài)勢和各種需要的信息。作為現(xiàn)有林業(yè)監(jiān)測手段的有力補充，無人機能做到“快、全、細”，以爭取偵查工作的主動權(quán)。對此，相關(guān)部門要不斷加強對無人機的研發(fā)力度，保證無人機系統(tǒng)能夠得到快速的更新，從而更好地應(yīng)用于森林防火工作中。