無人機(jī)在消防通信中的應(yīng)用探討

費(fèi)冰

通化市消防救援支隊(duì) 吉林 通化 134000

前言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，飛行控制系統(tǒng)和開源技術(shù)也在不斷創(chuàng)新發(fā)展，無人機(jī)的使用范圍越來越廣，在消防通信領(lǐng)域的應(yīng)用給消防救援帶來了翻天覆地的變化。在各級(jí)消防救援單位中，無人機(jī)的應(yīng)用有著快速機(jī)動(dòng)、載荷多樣、方便維護(hù)、造價(jià)低廉等優(yōu)勢，使用無人機(jī)可在遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)對(duì)火情的全天候監(jiān)控，提升消防通信系統(tǒng)的工作效率。

1 無人機(jī)在消防通信中的優(yōu)勢

消防員可以通過使用無人機(jī)來實(shí)現(xiàn)對(duì)火情的定點(diǎn)監(jiān)控和智能分析，將飛行控制平臺(tái)和前后臺(tái)視頻系統(tǒng)連接到無人機(jī)中，可以實(shí)現(xiàn)無人機(jī)駕駛員控制無人機(jī)。具體來說，無人機(jī)在消防通信中的優(yōu)勢如下：

（1）機(jī)動(dòng)靈活：小型無人機(jī)質(zhì)量通常在100kg以下，較為輕便，僅需要1到2名操作人員便可達(dá)到對(duì)無人機(jī)的操作要求，在消防救援過程中，通過救援車輛或飛行控制系統(tǒng)將無人機(jī)派遣到事發(fā)火場，迅速投入救援任務(wù)，而且，消防救援人員可通過控制無人機(jī)的飛行路線及速度來勘察火場情況，無人機(jī)機(jī)動(dòng)迅速，反應(yīng)速度快，可適應(yīng)惡劣環(huán)境，迅速到達(dá)指定位置。

（2）多路視頻通信：目前，許多消防救援單位已在指揮系統(tǒng)中接入無人機(jī)并搭載與其相應(yīng)的音視頻通信模塊和傳輸設(shè)備，無人機(jī)可以全天候、全方位地采集救援現(xiàn)場時(shí)實(shí)時(shí)圖像，并將實(shí)時(shí)圖像、聲音傳輸?shù)骄仍笓]系統(tǒng)，以便指揮中心做出決策，方便進(jìn)一步的救援行動(dòng)，無人機(jī)數(shù)據(jù)傳輸是消防應(yīng)急通信系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，利用無人機(jī)技術(shù)，可極大地提高消防通信質(zhì)量，將視頻終端利用無線網(wǎng)絡(luò)4G/5G等與各級(jí)平臺(tái)鏈接，使消防救援系統(tǒng)各級(jí)人員都能實(shí)時(shí)了解救援現(xiàn)場的情況，無人機(jī)技術(shù)既可以減少操作人員，也可以增加拍攝點(diǎn)位，多角度、全方位，提高消防通信系統(tǒng)工作效率。

圖1 無人機(jī)通信系統(tǒng)示意圖

（3）視野廣泛：目前的無人機(jī)設(shè)計(jì)多數(shù)已將數(shù)據(jù)鏈和寬帶技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際操作運(yùn)行中，無人機(jī)的拍攝視野被放大，可以在不同光線、不同角度來拍攝事發(fā)現(xiàn)場的情況，可利用無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場勘探，無人機(jī)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)采集多點(diǎn)化，并可以同步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校正操作，通過派使多架無人機(jī)進(jìn)行勘探可以極大減輕無人機(jī)應(yīng)用在消防應(yīng)急通信中由于震動(dòng)、載荷不足導(dǎo)致的數(shù)據(jù)異常問題，結(jié)合當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用，也可提高無人機(jī)的拍攝精度，部分無人機(jī)還搭載了熱成像、紅外夜視儀等裝置，可以完成特殊環(huán)境下的勘探任務(wù)，進(jìn)一步提高消防救援工作中的通信效率。

（4）操作簡單，安全可靠：操作人員只需要通過控制系統(tǒng)及遠(yuǎn)程視頻傳輸通道就可完成對(duì)無人機(jī)的操縱，實(shí)時(shí)監(jiān)控救災(zāi)現(xiàn)場的情況，如果將客戶端接入公共網(wǎng)絡(luò)，操作人員便可用電腦、手機(jī)來操控?zé)o人機(jī)。

2 無人機(jī)在消防通信中的實(shí)際案例

2015年8月12日，天津?yàn)I海新區(qū)塘沽開發(fā)區(qū)的一家存放大量危險(xiǎn)化學(xué)品的倉庫發(fā)生爆炸，爆炸產(chǎn)生了大量的濃煙和有害氣體，嚴(yán)重威脅了一線搶險(xiǎn)救災(zāi)人員的生命安全，無法通過人工手段獲取事發(fā)地災(zāi)情狀況，于是，消防部第一時(shí)間調(diào)集北京、山東、河北、山西消防總隊(duì)的8架消防無人機(jī)，連同數(shù)十名通信兵連夜馳援天津，充分利用無人機(jī)的優(yōu)勢，監(jiān)控災(zāi)情現(xiàn)場事態(tài)發(fā)展，截至19號(hào)下午1點(diǎn)無人機(jī)累計(jì)執(zhí)行87次飛行偵察任務(wù)，傳遞爆炸核心區(qū)域視頻圖像750余分鐘，為救援指揮系統(tǒng)提供了大量災(zāi)情實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，為指揮系統(tǒng)科學(xué)決策做出重要貢獻(xiàn)。

3 無人機(jī)在消防救援中的作用

①迅速確定著火點(diǎn)：消防無人機(jī)可搭載紅外攝像裝置和可見光攝像機(jī)來監(jiān)測火情，檢測到的數(shù)據(jù)信息通過遙測電路實(shí)時(shí)傳送給地面基站，經(jīng)熱成像系統(tǒng)，將火點(diǎn)、熱點(diǎn)等顯示在指揮中心的數(shù)字地圖上，精確定位，為地面消防救援隊(duì)伍提供火點(diǎn)坐標(biāo)和現(xiàn)場情況。②迅速分析火情：消防無人機(jī)可在火場上方實(shí)時(shí)拍攝火場輪廓、面積照片和火情蔓延動(dòng)態(tài)圖像，并可以通過傳輸通道將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳回救援指揮控制中心，為地面救援提供可靠信息，以便救援隊(duì)伍有效地組織人員進(jìn)行滅火行動(dòng)，提高作戰(zhàn)效率，減少人員傷亡。③為消防救援隊(duì)伍提供行動(dòng)路徑：通過無人機(jī)對(duì)火場實(shí)時(shí)的監(jiān)控，救援指揮系統(tǒng)可實(shí)時(shí)分析火場情況，迅速調(diào)配人員進(jìn)行重點(diǎn)區(qū)域滅火，同時(shí)還可監(jiān)測存在的隱藏危險(xiǎn)，通知消防人員撤離危險(xiǎn)區(qū)域，并根據(jù)無人機(jī)圖像來規(guī)劃最佳撤離路徑。④人工增雨：無人機(jī)可配合森林防火作業(yè)進(jìn)行人工增雨，在機(jī)身攜掛雨焰條，由地面控制進(jìn)行點(diǎn)燃，機(jī)動(dòng)型號(hào)，便于投放。⑤輔助救援：當(dāng)發(fā)生地震、泥石流災(zāi)害時(shí)，無人機(jī)可搭載測繪儀器進(jìn)行現(xiàn)場勘探，建立現(xiàn)場模型，構(gòu)成地形地貌發(fā)生形變的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，迅速確定地震對(duì)建筑的破壞情況，以便尋找合理安全的救援路線。

4 結(jié)束語

本文基于消防救援工作展開分析，歸納總結(jié)了無人機(jī)在消防通信中的應(yīng)用場景，結(jié)合實(shí)際案例分析，說明了無人機(jī)的優(yōu)勢、特點(diǎn)，在消防通信中起到了關(guān)鍵作用。無人機(jī)在消防救援中能迅速確定著火點(diǎn)，監(jiān)測火情，精確定位；迅速分析火情，為地面救援提供可靠信息；為消防救援隊(duì)伍提供行動(dòng)路徑；配合森林防火作業(yè)進(jìn)行人工增雨；輔助救援。當(dāng)然，無人機(jī)技術(shù)也是在不斷發(fā)展的，未來的無人機(jī)將由當(dāng)前的被動(dòng)化、單任務(wù)化向自組織、多任務(wù)化方向發(fā)展，結(jié)合云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，為消防系統(tǒng)建立全方位、全天候的通信保障，為消防救援工作提供有力支撐。