消防無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用與發(fā)展研究

尹黎 任壯

摘 要：本文針對(duì)消防無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)案例，剖析消防無(wú)人機(jī)研發(fā)弊端、應(yīng)用短板、人才培養(yǎng)等問(wèn)題，按照“全災(zāi)種、大應(yīng)急”消防應(yīng)急救援需要，指出消防無(wú)人機(jī)使用、管理等注意事項(xiàng)，并對(duì)消防無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用與發(fā)展提出相關(guān)意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：消防;無(wú)人機(jī);應(yīng)急救援

中圖分類(lèi)號(hào)：TU998.13文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）32-0060-03

Abstract： Aiming at the actual combat cases of firefighting drones， this paper analyzed the problems of firefighting drones research and development， application shortcomings， talent training， etc.， and pointed out the use and management of firefighting drones in accordance with the "all disasters， major emergency" fire emergency rescue needs matter， and put forward relevant opinions on the actual application and development of fire fighting drones.

Keywords： fire fighting;UAV;emergency rescue

消防部隊(duì)轉(zhuǎn)為國(guó)家綜合性消防救援隊(duì)伍后，其面臨“全災(zāi)種、大應(yīng)急”的應(yīng)急救援現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，急需在作戰(zhàn)方式方法上尋求突破，而第四次工業(yè)革命的到來(lái)恰好為應(yīng)急救援工作的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了現(xiàn)實(shí)可能。無(wú)人機(jī)的廣泛運(yùn)用是第四次工業(yè)革命的成果之一，特別是近年來(lái)無(wú)人機(jī)大量運(yùn)用于應(yīng)急救援行動(dòng)，取得了一些成績(jī)。本文結(jié)合幾起案例，總結(jié)分析了無(wú)人機(jī)運(yùn)用于消防應(yīng)急救援的成功經(jīng)驗(yàn)和存在的問(wèn)題，并對(duì)實(shí)戰(zhàn)建設(shè)進(jìn)行思考，探討了以無(wú)人機(jī)為引領(lǐng)，綜合運(yùn)用5G、地理信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能機(jī)器人等的全新作戰(zhàn)模式。

1 消防無(wú)人機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀

無(wú)人機(jī)全稱(chēng)為無(wú)人駕駛飛行器（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一種由遙控站管理（包括遠(yuǎn)程操縱或自主飛行）的航空器，無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)由飛行器平臺(tái)、控制站、通信鏈路及批準(zhǔn)型號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)定的其他部件組成。按飛行平臺(tái)構(gòu)型分類(lèi)，無(wú)人機(jī)可分為固定翼無(wú)人機(jī)、旋翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人飛艇、傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)等?，F(xiàn)階段，消防無(wú)人機(jī)以旋翼無(wú)人機(jī)為主。

目前，宜賓消防救援隊(duì)伍共配無(wú)人機(jī)16架，均為電動(dòng)無(wú)人機(jī)。其中，消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)有13臺(tái)，航程達(dá)18 km，續(xù)航時(shí)間為20～30 min，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)身小、便攜性強(qiáng)、圖傳畫(huà)面清晰、操控穩(wěn)定性好;工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)有3臺(tái)，具備圖傳、拋投、熱成像和三維建模等功能，航程達(dá)10 km，續(xù)航時(shí)間為15～20 min，優(yōu)點(diǎn)是抗風(fēng)能力強(qiáng)，有的配備地面站，可實(shí)現(xiàn)預(yù)定航線內(nèi)偵察、拋投，還可用于夜間指揮作戰(zhàn)和三維建模。目前共有26名飛手，11名飛手取得AOPA駕駛資格。2019年，宜賓市消防救援支隊(duì)采取同本地?zé)o人機(jī)專(zhuān)業(yè)公司簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議的方式，率先在四川省組建了無(wú)人機(jī)偵察尖刀隊(duì)。目前，宜賓消防無(wú)人機(jī)主要用于以下實(shí)戰(zhàn)。

1.1 災(zāi)情偵察

應(yīng)急救援時(shí)，無(wú)人機(jī)搭載紅外夜視儀、熱成像儀或配置雙光鏡頭，無(wú)論白天還是黑夜，都可對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行360°全景偵察，連接單兵或衛(wèi)星，可將前方偵察情況實(shí)時(shí)回傳，甚至傳回后方、上級(jí)指揮部，供各級(jí)了解災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)地形地貌、災(zāi)害發(fā)展趨勢(shì)、人員被困情況等，為指揮決策提供信息支撐。根據(jù)災(zāi)害類(lèi)型，其可以更換高清圖傳、熱成像、毒氣偵檢模塊，實(shí)現(xiàn)高空偵察、火情勘驗(yàn)以及可燃、毒性氣體檢測(cè)等功能?！?·1”達(dá)州市場(chǎng)火災(zāi)事故中，達(dá)州、綿陽(yáng)和宜賓支隊(duì)3架無(wú)人機(jī)先后進(jìn)行21次梯次起飛偵察，總時(shí)長(zhǎng)超過(guò)360 min，為應(yīng)急管理部消防救援局提供了大量的實(shí)時(shí)畫(huà)面和決策參考資料。

1.2 輔助救援

無(wú)人機(jī)主要用于高層、山岳、水域等救援人員一時(shí)難以靠近、常規(guī)裝備難以滿足救援需要等情況。其通過(guò)拋投功能模塊，快速準(zhǔn)確地將救助裝備或物資投放給被困人員;通過(guò)喊話、系留照明功能模塊，引導(dǎo)被困人員逃生，并在夜間應(yīng)急救援過(guò)程中提供不間斷、大范圍的照明保障。2018年，四川省組織開(kāi)展了“進(jìn)擊—C”地震救援演練，支隊(duì)T型繩索救援科目模擬人員被困峽谷間低處，救援人員利用無(wú)人機(jī)拋投牽引繩快速搭建繩索實(shí)施救援，成功救出被困人員。

1.3 建模測(cè)繪

無(wú)人機(jī)拍攝圖像、采集數(shù)據(jù)后，配合建模軟件，人們可以快速制作高空全景圖、二維正射影像圖或三維實(shí)景模型，并在圖中進(jìn)行測(cè)繪、標(biāo)識(shí)。目前，支隊(duì)飛手可在20 min內(nèi)完成全景圖制作，通過(guò)無(wú)人機(jī)“一鍵全景”模式可在8 min內(nèi)完成。“6·17”長(zhǎng)寧地震救援中，支隊(duì)依托大疆和本地?zé)o人機(jī)技術(shù)人員，通過(guò)制作二維正射影像圖和開(kāi)展三維建模，實(shí)時(shí)觀測(cè)地形、地貌變化，精確定位房屋垮塌等核心區(qū)經(jīng)緯度范圍，便于上級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)指揮部直觀、準(zhǔn)確做出災(zāi)情判斷和下達(dá)作戰(zhàn)指令。

1.4 重大安保

無(wú)人機(jī)具備高空視野廣、監(jiān)控范圍大、視角靈活多變的特點(diǎn)，可協(xié)助安保組對(duì)大型活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)追蹤監(jiān)視、精準(zhǔn)制導(dǎo)。其可以連接單兵或衛(wèi)星，將實(shí)時(shí)畫(huà)面?zhèn)鬏斨连F(xiàn)場(chǎng)指揮中心，為安保工作部署和人員引導(dǎo)提供科學(xué)依據(jù)。2018中國(guó)國(guó)際名酒文化節(jié)期間，安保組利用無(wú)人機(jī)采集現(xiàn)場(chǎng)畫(huà)面，為指揮部分析、研判、調(diào)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)安保力量提供可靠支撐。

1.5 應(yīng)急通信

通過(guò)固定翼長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)或者系留無(wú)人機(jī)掛載通信中繼，災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)大范圍通信覆蓋，解決信道擁堵、通信盲點(diǎn)等難題。2019年，一通信公司在宜賓測(cè)試，通過(guò)掛載通信中繼，視頻通信距離可達(dá)到3 km，語(yǔ)音通信距離為10～20 km，有效拓展了通信覆蓋范圍。目前，國(guó)內(nèi)多家無(wú)人機(jī)公司開(kāi)展相應(yīng)測(cè)試，投入市場(chǎng)只是時(shí)間問(wèn)題。

另外，無(wú)人機(jī)還可運(yùn)用在火災(zāi)調(diào)查、消防宣傳圖像拍攝和影像攝制等場(chǎng)景。

2 消防無(wú)人機(jī)建設(shè)和使用中存在的主要問(wèn)題

2.1 思想觀念跟不上新形勢(shì)

部分基層指戰(zhàn)員對(duì)無(wú)人機(jī)重視程度不夠，思想認(rèn)識(shí)上存在誤區(qū)，習(xí)慣用老方法去處置救援任務(wù)，對(duì)無(wú)人機(jī)帶來(lái)的救援紅利和深刻影響熟視無(wú)睹。一些基層干部認(rèn)為無(wú)人機(jī)建設(shè)不同于滅火救援車(chē)輛、裝備器材建設(shè)，將無(wú)人機(jī)劃分入信息化范疇，忽視無(wú)人機(jī)帶來(lái)的便利，不愿用、不想用。

2.2 實(shí)戰(zhàn)中功能發(fā)揮有限

目前，消防無(wú)人機(jī)機(jī)型較為單一，配備的小型旋翼機(jī)抗干擾能力弱，受限于作業(yè)半徑、續(xù)航時(shí)間和載荷，發(fā)揮功效有限。部分單位購(gòu)置無(wú)人機(jī)時(shí)未充分考慮實(shí)戰(zhàn)，配備的無(wú)人機(jī)功能模塊僅限于圖傳，很少涉及紅外熱成像、毒氣偵檢、喊話拋投、系留照明等功能模塊。

2.3 飛手人才隊(duì)伍匱乏

培養(yǎng)一名飛手到考取駕駛執(zhí)照，至少需要1個(gè)月時(shí)間，若要成為熟練的飛手，則耗時(shí)更久。支隊(duì)經(jīng)過(guò)幾年的不斷培養(yǎng)，全市有9個(gè)區(qū)縣具備了可操作無(wú)人機(jī)的普通飛手，但也停留在會(huì)飛、懂飛階段，普遍不具備較強(qiáng)的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和應(yīng)變能力，缺少會(huì)操作、會(huì)講解、會(huì)排查故障的復(fù)合型人才，特別是支隊(duì)配備的工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)需要2名協(xié)同配合，大、中隊(duì)飛手難以操作。

2.4 無(wú)人機(jī)產(chǎn)品自身局限性

2017年，我國(guó)生產(chǎn)無(wú)人機(jī)及配件的企業(yè)有5 000多家，專(zhuān)注于無(wú)人機(jī)生產(chǎn)的企業(yè)有300多家，僅四川就有20余家。據(jù)中國(guó)民用航空局消息，2018年，我國(guó)各類(lèi)無(wú)人機(jī)型號(hào)超過(guò)3 700個(gè)，導(dǎo)致市場(chǎng)上無(wú)人機(jī)品牌、型號(hào)繁多，相互間難以兼容。實(shí)戰(zhàn)中，部分無(wú)人機(jī)續(xù)航時(shí)間較短、載重較小，受電磁干擾嚴(yán)重，受天氣環(huán)境影響較大，部分工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)還存在不能折疊、展開(kāi)速度較慢、運(yùn)輸不便等弊端。

3 消防無(wú)人機(jī)建設(shè)和使用中注意的問(wèn)題

為了推進(jìn)無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)，當(dāng)前必須加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)、科學(xué)籌劃、整合資源、創(chuàng)造環(huán)境，重點(diǎn)解決以下四個(gè)方面的問(wèn)題。

3.1 解決“思想認(rèn)識(shí)誤區(qū)”問(wèn)題，奠定無(wú)人機(jī)發(fā)展根基

消防轉(zhuǎn)隸后，救援職能向“全災(zāi)種、大應(yīng)急”轉(zhuǎn)變，應(yīng)急管理部黨組明確將應(yīng)急通信保障任務(wù)交由消防救援隊(duì)伍承擔(dān)。無(wú)人機(jī)作為應(yīng)急通信保障工作的重要一環(huán)，其地位越來(lái)越突出。面對(duì)新形勢(shì)下應(yīng)急救援需要，若依然墨守成規(guī)，保持傳統(tǒng)的應(yīng)急救援和通信保障模式，則將不利于推動(dòng)現(xiàn)代救援技術(shù)的革新和應(yīng)急通信工作的開(kāi)展。

3.2 解決“機(jī)型和使用功能單一”問(wèn)題，凸顯無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)功能

根據(jù)應(yīng)急救援需要，要不斷拓展消防無(wú)人機(jī)的使用功能，發(fā)揮消防無(wú)人機(jī)的高空陣地作用。要建立完善無(wú)人機(jī)經(jīng)費(fèi)保障機(jī)制，將消防無(wú)人機(jī)建設(shè)列入重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，納入年度業(yè)務(wù)經(jīng)費(fèi)預(yù)算，根據(jù)災(zāi)害類(lèi)型，配備不同機(jī)型的無(wú)人機(jī)或功能模塊，滿足現(xiàn)實(shí)需要。

3.3 解決“飛手人才隊(duì)伍匱乏”問(wèn)題，深化飛手人才培養(yǎng)機(jī)制

要樹(shù)立“人才是關(guān)鍵”理念，培養(yǎng)和鍛造一支適應(yīng)應(yīng)急救援要求，具備應(yīng)對(duì)應(yīng)急通信保障新形勢(shì)、新任務(wù)、新情況的無(wú)人機(jī)人才隊(duì)伍。落實(shí)經(jīng)費(fèi)，每年定期選送肯干、肯專(zhuān)的優(yōu)秀人員參加AOPA、大疆UTC等專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，考取駕駛資格證。同時(shí)，依托無(wú)人機(jī)公司開(kāi)展戰(zhàn)略合作，培養(yǎng)一批會(huì)操作、會(huì)排除故障、會(huì)熟練組裝設(shè)備的專(zhuān)業(yè)人才，提升無(wú)人機(jī)管理使用能力。

3.4 解決“無(wú)人機(jī)自身局限性”問(wèn)題，提升應(yīng)急救援保障水平

邀請(qǐng)無(wú)人機(jī)公司參與消防實(shí)戰(zhàn)極限測(cè)試，通過(guò)在不同環(huán)境、氣候條件下反復(fù)測(cè)試、試飛，特別是針對(duì)當(dāng)前推出的固定翼長(zhǎng)航時(shí)掛載通信基站無(wú)人機(jī)，要深入高原、高海拔、高寒冷、深溝險(xiǎn)壑等地做深度測(cè)試，對(duì)不同型號(hào)、不同廠家的無(wú)人機(jī)進(jìn)行對(duì)比，測(cè)評(píng)出符合消防實(shí)戰(zhàn)的機(jī)型。同時(shí)，要同無(wú)人機(jī)戰(zhàn)略合作單位建立會(huì)商和技術(shù)處理閉環(huán)機(jī)制，定期或不定期地召開(kāi)技術(shù)碰頭會(huì)，反饋商討消防無(wú)人機(jī)相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)一步解決問(wèn)題，最大限度地提升消防無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)效能。

4 消防無(wú)人機(jī)發(fā)展構(gòu)想

在影視作品中，人們可以看到利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行偵察搜尋、跟蹤目標(biāo)、智能定位、紅外成像、引爆目標(biāo)等，不同的使用場(chǎng)景讓觀眾耳目一新，也為消防無(wú)人機(jī)發(fā)展建設(shè)提供了可借鑒的思路。

4.1 出臺(tái)消防無(wú)人機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

面對(duì)新時(shí)期消防應(yīng)急救援形勢(shì)需要，我國(guó)應(yīng)當(dāng)盡快完善消防無(wú)人機(jī)通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)消防無(wú)人機(jī)研發(fā)生產(chǎn)、采購(gòu)配備規(guī)范化，促進(jìn)操作使用和維護(hù)保養(yǎng)更加制度化。要通過(guò)不斷的測(cè)試論證，優(yōu)化無(wú)人機(jī)防水性能、飛行航程、飛行速度、續(xù)航時(shí)間和功能吊艙等功能，保障各部件參數(shù)達(dá)標(biāo)，優(yōu)中選優(yōu)，明確消防無(wú)人機(jī)配備品牌和型號(hào)的范圍，確保滿足實(shí)戰(zhàn)需要。

4.2 健全消防無(wú)人機(jī)管理機(jī)制

要將消防無(wú)人機(jī)建設(shè)納入消防裝備發(fā)展總體規(guī)劃，制定消防無(wú)人機(jī)建設(shè)應(yīng)用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和配套措施，健全研發(fā)、配備、應(yīng)用、管理等工作機(jī)制。針對(duì)固定翼長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)參與通信保障，要做好頂層設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考慮無(wú)人機(jī)布點(diǎn)、空域申請(qǐng)、響應(yīng)機(jī)制、實(shí)戰(zhàn)保障等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。建議應(yīng)急管理部消防救援局、總隊(duì)、支隊(duì)三級(jí)設(shè)立專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)無(wú)人機(jī)使用與管理，建立無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)臺(tái)賬和飛手檔案。同時(shí)，要嚴(yán)格執(zhí)行航空管理部門(mén)相關(guān)規(guī)定，開(kāi)辟綠色通道，建立消防無(wú)人機(jī)空域申請(qǐng)和報(bào)批制度，堅(jiān)決杜絕“黑飛”行為。

4.3 強(qiáng)化消防無(wú)人機(jī)隊(duì)伍建設(shè)

組建消防無(wú)人機(jī)救援專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍，每個(gè)基層消防救援大隊(duì)或執(zhí)勤站至少培養(yǎng)1～2名持證飛手，總隊(duì)、支隊(duì)兩級(jí)至少培養(yǎng)3名持證飛手[1]。按照“戰(zhàn)時(shí)怎么用，平時(shí)就怎么練”的原則，出臺(tái)《消防無(wú)人機(jī)訓(xùn)練大綱》，明確日常訓(xùn)練內(nèi)容時(shí)間、實(shí)戰(zhàn)演練和復(fù)訓(xùn)考評(píng)要求，保證飛手飛行時(shí)間，提升飛手飛行水平。要構(gòu)建“專(zhuān)常兼?zhèn)?、快速響?yīng)”消防無(wú)人機(jī)應(yīng)用戰(zhàn)略合作體系，通過(guò)與戰(zhàn)略單位專(zhuān)業(yè)飛手會(huì)商研討、共同保障，達(dá)到相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)的目的。

4.4 消防無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)化遠(yuǎn)期構(gòu)想

一是將無(wú)人機(jī)納入應(yīng)急救援行動(dòng)處置規(guī)程。當(dāng)前，無(wú)人機(jī)逐漸廣泛用于大空間、高層、地下的救援行動(dòng)，應(yīng)對(duì)特殊火災(zāi)、地震、泥石流和房屋垮塌等災(zāi)害，因此很有必要將無(wú)人機(jī)使用納入相關(guān)應(yīng)急救援行動(dòng)處置規(guī)程，規(guī)范無(wú)人機(jī)使用方法和程序。二是注重研發(fā)多類(lèi)型消防無(wú)人機(jī)。應(yīng)急管理部消防救援局、總隊(duì)和支隊(duì)三級(jí)應(yīng)當(dāng)每年預(yù)先安排一定經(jīng)費(fèi)，同地方無(wú)人機(jī)專(zhuān)業(yè)公司共同研發(fā)具有“察打一體”（集偵察、滅火于一體）、預(yù)警監(jiān)測(cè)、紅外成像等功能的消防無(wú)人機(jī)，拓展電池續(xù)航、吊艙載重量、輔助救援等功能，使無(wú)人機(jī)在實(shí)戰(zhàn)中發(fā)揮尖刀和關(guān)鍵作用，甚至直接承擔(dān)某些災(zāi)害事故的處置任務(wù)。三是改變傳統(tǒng)應(yīng)急救援作戰(zhàn)模式。將無(wú)人機(jī)與人工智能、PGIS消防地理信息系統(tǒng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能消防機(jī)器人有機(jī)結(jié)合，利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行災(zāi)害事故的偵察判斷，提供災(zāi)害事故實(shí)時(shí)情況，用消防地理信息系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算為災(zāi)害事故提供分析決策信息資源，提供處置方案，用智能消防機(jī)器人對(duì)密閉、大空間等高危、高風(fēng)險(xiǎn)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處置，大大改進(jìn)目前應(yīng)急救援處置模式，減少消防員傷亡風(fēng)險(xiǎn)，有效提升國(guó)家綜合性消防救援隊(duì)伍應(yīng)急處置能力。

參考文獻(xiàn)：

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