無人機在消防滅火救援中的應用研究

劉坤

摘要：無人機技術近年來發(fā)展迅猛，已廣泛應用于公安、交通、氣象等領域，在促進政府有關部門的發(fā)展中發(fā)揮了至關重于的作用。在消防和救援現(xiàn)場，消防員經(jīng)常受到環(huán)境、天氣、意識形態(tài)因素等的影響，并且無法對救援現(xiàn)場進行全面客觀的探查，從而導致消防和救援行動的部署缺乏科學性，不利于最大限度地保護人們的生命和財產安全。本文將無人機技術的應用與消防救援行動結合在一起。根據(jù)消防救援行動的實際要求進行現(xiàn)場災難探測和輔助救援行動，不僅提高了消防的效率，而且有效避免了人員傷亡。

關鍵詞：無人機技術;消防滅火救援;技術應用分析

當前，從我國消防部隊在消防工作過程中所面臨的環(huán)境非常復雜。消防和社會救援有多種復雜形式。用于各種抗震救災，緊急抗洪救災和山區(qū)救援，以及大型高層火災之類的消防業(yè)務，需要尋求一些可以更有效地火險預警和現(xiàn)場探測的手段，以便快速合理的進行與火險相關的部署[1]。將無人機技術應用于消防救援行動意義重大。從目前來看，我國與無人機有關的技術和系統(tǒng)解決方案相對成熟。無人機的偵察平臺和圖像可以結合并與紅外設備連接，還可以分析復雜的地形，對于消防救援工作而言，有了很大程度的提升。

1、無人機在消防滅火救援中的優(yōu)勢分析

無人機，也稱為空中機器人，是一種最初用于軍事用途的飛行器。隨著時代的發(fā)展，其價值逐漸被更為深入的開發(fā)出來，無人機已開始廣泛用于消防救援研究中，無人機在消防救援中的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下四個方面。首先是高效率。由于無人機的體積小，因此在啟動過程中速度會更快，并且無人機的運輸不受時間和位置的限制。將無人駕駛飛機用于消防和救援行動，可以更好地控制火險，并為消防員提供更多的救援時間。其次是噴射精度更高，無人機的后坐力小，射程也比較長，噴射也更精確，接近直線。如果它在夜間工作，則其內部裝有夜視鏡以對準物體。因此，無論白天還是黑夜，操作員都可以直接通過無人機應用直接瞄準噴射，也就是說其精度不受時間的影響。其三是可以在高海拔地區(qū)進行偵查。當將無人機用于消防救援時，可以對其進行長時間的控制和停留，拍攝和測試火災情況、被困人員等。此外，無人機可以連接到4G網(wǎng)絡，以向現(xiàn)場的消防指揮官提供更清晰的火勢圖景，從而提高了消防和救援的準確性。此外，它還包括雙鏡頭圖像傳輸技術，可隨時切換滅火器的視角，從而準確捕獲場景的每個細節(jié)。最后，無人機具有更好的滅火效果。滅火器在進入空間后不爆炸，只噴射干粉，干粉迅速噴入室內撲滅大火，不傷害困在房間里的人，無毒無害，滅火效率高[2]。

2、無人機在消防滅火中的優(yōu)點

在消防滅火中使用無人機設備有著很大的優(yōu)勢，因此在消防滅火救援中應該真正的發(fā)揮無人機的優(yōu)勢。第一，可靠性。在消防滅火救援中應該保證無人機的可靠性，操控無人機的人員應該讓無人機在工作中保持穩(wěn)定的狀態(tài)，使得消防滅火救援工作的效率更加高效。這需要消防人員了解各種無人機的型號性能，還要根據(jù)具體的情況選擇最適合的無人機，使其能夠高效地投入到救援中，進而增強救援效果。第二，操控性。其實控制無人機的流程比較簡單，但是在具體的操控中需要熟悉這些操作步驟，熟練的應用。如果不能熟練地使用無人機的操控技術，會導致無人機在救援工作中發(fā)生問題。如果消防人員的操控水平較高，可有效的提高無人機的救援效率。研發(fā)的技術人員應該結合具體使用進行相應的改進，根據(jù)消防員在實際應用中出現(xiàn)的問題來不斷的優(yōu)化，這樣使得無人機消防滅火救援中具有更強的實用性，第三，穩(wěn)定性。無人機除了可靠性和操控性以外，穩(wěn)定性在滅火救援中也是很重要。因為天氣溫度過高或者是遇到天氣不好的情況會大大的影響無人機的工作狀態(tài)，所以在使用的過程中注重其穩(wěn)定性。第四，兼容性。無人機應該和其他的設備進行配合使用才能真正的發(fā)揮在消防滅火救援中的價值，所以在無人機的使用中應該具有良好的兼容性，這樣才能更好的和其他的配合工作，進行有效的提高火災救援效果。

3、無人機技術概述

3.1無人機的特點

無人機自身有很多的優(yōu)勢，無人機的飛行高度比較低，在航空攝影的方面可以進行近景的拍攝和測量，在測量的時候，精準度也是比較高的，可以將測量的范圍精確到厘米。無人機技術的使用成本和其他的設備相比較而言較低，并且在實際的工作中外置的環(huán)境對其影響比較小。在無人機裝置上可以安裝一些攝像的設備，完成無人機攝影工作，這樣會提高無人機的實用性和性價比。此外無人機的 安全性很高，在使用的過程中也非常的靈活，這是無人機很重要的一個特點。無人機不像普通飛機一樣，他對升降場地的要求比較低。在無人機工作的時候，可以進行隨時的調整飛行高度。無人機的操作也是比較簡單，在使用無人機的時候 安全性非常的高。無人機在進入相應指定的區(qū)域之后，可以對拍攝現(xiàn)場從不同的角度和層次進行來完成拍攝工作，還可以有效的提高拍攝的質量，在建筑中也是經(jīng)常的使用。

3.2無人機的分類

無人機的分類中可以從不同的方面來劃分不同的類型，本文中主要是針對無人機在消防滅火救援中的應用，因此可以從無人機的動力和外形這兩個方面來 對無人機進行分類。從無人機的動力來說可以分為兩種，分別是油動和電動。其中油動指的是無人機在工作中需要使用汽油或者柴油作為支撐無人機工作的驅動力，電動指的是無人機在工作的時候可以使用一些鋰電池。這兩種無人機通過對比來分析，油動的無人機有著比較強的續(xù)航能力，但是也有一定的缺點，比如無人機如果發(fā)生墜機引發(fā)火災的幾率會很大，而電動無人機就不會出現(xiàn)這種問題，因此電動和油動這兩種無人機都有著各自的優(yōu)點和缺點。 從無人機的外形分類的話，可以分為包括多軸無人機。固定無人機、無人直升機這三種，但是其中無人直升機因為它的外形，體積相對來說比較大，并且在操作方面也是比較的復雜 需要專業(yè)的技術人員進行操控，所以在消防滅火中一般不會使用這種無人機。會更多的選擇其他兩種無人機的類型。

3.3無人機的工作原理

無人機包含著很多的組成部分，其中主要有無人機的機體、電源系統(tǒng)以及飛行控制系統(tǒng)等等這些組成部分進行相互的配合，進而組成了一個無人機，在無人機中最核心的部分就是飛行控制系統(tǒng)，這對無人機來說非常的重要，可以讓無人機在飛行的過程中平穩(wěn)安全并且還可以將采集到的重要信息傳輸。因此飛行控制系統(tǒng)是無人機中最重要的部分。要想讓無人機收集到的信息精確的傳輸，就需要有一個數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，可以使得無人機準確的發(fā)送相關的數(shù)據(jù)信息，讓無人機能夠完成工作任務。發(fā)射回收系統(tǒng)主要就是為了讓無人機的在飛翔時的高度和速度能夠得到一定的控制，進而保證其在工作中的 飛行中的安全穩(wěn)定性。

4、無人機在消防滅火救援工作中的具體應用

4.1災情偵查

一般情況下，當發(fā)生火災時，則現(xiàn)場的整體情況相對復雜，如果不及時了解現(xiàn)場實際情況而盲目派遣救援人員進行救援，可能會嚴重威脅救援人員自身的安全。通過合理使用無人機，可以最大程度地避免對人的傷害。無人機在進行救援之前，體積相對較小，具有較高的操作靈活性，因此可以充分利用其優(yōu)勢，因此，在發(fā)生火災時，可以及時到達救援現(xiàn)場。當救援人員由于天氣或環(huán)境等因素而無法前往現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)火災時，無人機可以通過數(shù)字傳輸系統(tǒng)傳輸拍攝的圖像，以便救援人員可以及時掌握現(xiàn)場情況，以便消防救援的指揮人員可以根據(jù)實際情況做出正確的決定。例如，當面對化學火災現(xiàn)場時，可以為無人機配備風速計和溫度測量設備。有特別危險的化學品，開展模塊化探測，通過這種方式，可以在最短的時間內到達現(xiàn)場進行探測，并為后續(xù)的救援工作提供非常重要的參考依據(jù)。

4.2信息收集

在消防救援行動中，首先，根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，可以在無人機操作期間在無人機上安裝相應的模塊，主要包括熱傳感器或噴射設備等。適用于有線，無線和衛(wèi)星，為決策者提供基于實時的動態(tài)信息和數(shù)據(jù)。在消防救援行動中，無人機可以有效地連接到救援總部，3G/4G個人設備等，使指揮官和救援人員都可以實時觀看視頻數(shù)據(jù)。對于指揮的效率可以大大改善，并有助于及時進行營救行動。此外，對于無人機操作期間拍攝的相關照片，可以將這些照片合并，然后可以構建相應的地形數(shù)據(jù)地圖，這在將來的災難評估工作中將起到重要的輔助作用。

4.3指揮調度

消防搶險救災與人們的生命財產安全息息相關，在救援過程中必須引起高度的重視。因為無人機相對靈活，所以它可以在操作中表現(xiàn)出很強的機動性，相對易于操作，便于消防救援指揮和調度操作。在一些特殊的緊急情況下，可以第一時間獲得現(xiàn)場資料和視頻，為接下來一系列搶險救援的決策過程提供寶貴的支撐。特別是在更復雜的結構化環(huán)境中，查看無人機拍攝的畫面可以使決策者和指揮中心分析內容并加強噴射指令和調度[3]。此外，還可以有效的實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的實時共享，可以大大提高指揮中心的調度工作質量。

4.4追蹤災情

當某一區(qū)域發(fā)生火災時，因為現(xiàn)場情況總是在變化，消防員也無法預測跟進。尤其是火災區(qū)域內的易燃易爆物質可能會對火災情況產生重大影響。如果可以實時跟蹤災難，可以為指揮團隊提供更多有利信息，并確保救援行動的順利推進。無人機具有跟蹤和監(jiān)視火災的能力，并可以使用無線技術隨時反饋火災的變化，并根據(jù)變化采取適當?shù)拇胧?，最終實現(xiàn)全面及時的消防布控。

4.5輔助救援

輔助救援指的是無人機有一定的承載能力，因此可以攜帶一些應急的消防救援設備，比如救援物資，將救援物資進行拋投，或者攜 揚聲器、探照燈通信中繼器等等，這些設備可以進行消防滅火救援的輔助工作。其中物資拋投是因為無人機可以攜帶一些東西，比如消防滅火中用到的呼吸面罩，救生索，救生衣，救生圈，食品，藥品等等來幫助被困人員逃生，或者讓被困人員可以維持生命等到消防人員的救助。特別是在山區(qū)發(fā)生的一些火災，如果使用別的設備進行拋投，有很大的局限性，拋投的精確度很低，輔助作用也不明顯。但是如果使用無人機的話，可以精準的定位拋投的地點，還可以輔助消防人員進行滅火，有效地提高了救火效率。緊急廣播，在無人機上可以搭載揚聲器，并使用揚聲器進行緊急的廣播，幫助火災周圍的人員進行疏散，還可以讓消防人員更快的到達火災現(xiàn)場。在疏散的過程中，有效的防止踩踏等二次事故的發(fā)生。應急廣播可以在600m以內進行工作，如果配合其他的設備，還能夠實現(xiàn) 180度的廣播方向。照明，在無人機上放置探照燈，可以給火災現(xiàn)場提供照明，方便消防人員的救援工作，這是為救援工作提供了有利條件。通信，有些火災會阻斷當?shù)氐耐ㄐ?，使用無人機可以將中繼模塊當成通信的平臺保持外界和火災現(xiàn)場通信。同時無人機還可以放置一些滅火的器材，比如滅火彈、滅火劑等等這會讓無人機在火災救援中的作用更大。消防人員可以使用無人機對一些狹窄或者危險的區(qū)域進行滅火，在無人機上放置一些干粉、水、二氧化碳等等，可以有效的控制火災的蔓延，并從一定程度上增加消防人員的安全性?，F(xiàn)在很多的無人機進行輔助滅火已經(jīng)在很多地區(qū)進行使用，這種類型的無人機可以攜帶滅火彈，技術人員只需要進行遠程的操控就可以將滅火彈投放到精確的位置。

5、結語

將無人機技術應用于消防救援行動是重要的研發(fā)方向，通過對無人機的改造，可以借助無人機快速了解和掌握消防救援現(xiàn)場的情況。這就需要相關技術人員多加進行現(xiàn)場練習，以判斷和分析無人機在救援活動中的具體性能，以提高無人機技術應用的科學性和有效性。在無人機技術應用過程中，消防部門應對無人機操作人員進行良好的在職培訓，以提高無人機技術應用的成效。同時，針對無人機在承載能力和耐久性方面的問題，有必要加快研究速度，更新設計理念，全面提高無人機性能，以取得新的突破。隨著無人機技術應用的新發(fā)展，無人機在消防救援行動中還應加強實際應用，從而更好地保護了人們的生命財產安全。

參考文獻：

[1]秦旸.無人機在消防滅火救援工作中的應用[J].化工管理，2021（03）：82-83.

[2]李萬利，崔巍.無人機在消防滅火救援中的應用分析[J].今日消防，2020，5（12）：16-17.

[3]林金生，童長鑫.探討無人機在建筑消防滅火救援中的應用[J].低碳世界，2020，10（10）：209-210.

3072501908238