淺析無人機(jī)在消防滅火救援工作中的運(yùn)用體現(xiàn)

應(yīng)志登

（浙江省消防救援總隊(duì)金華支隊(duì)東陽大隊(duì)江北消防救援站，浙江 金華 322100）

0 引言

一般來講，消防無人機(jī)主要分為無人飛行的載體，設(shè)備系統(tǒng)中的傳感器和數(shù)傳系統(tǒng)以及地面工作站四項(xiàng)內(nèi)容。其中，在當(dāng)前市場中最常見的就是無人飛行載體，其根據(jù)不同行業(yè)和不同場景的飛行需求，現(xiàn)已制定了多種類型的無人機(jī)載體。而傳感器和數(shù)傳系統(tǒng)作為飛行機(jī)運(yùn)行的核心內(nèi)容，不僅能從基礎(chǔ)上保障系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，而且可以在飛行期間拍攝圖片和錄制語音，并將核心數(shù)據(jù)傳遞到地面的工作站中。在實(shí)踐工作中，由于無人機(jī)的操作簡單，應(yīng)用功能完善，所以現(xiàn)已得到了各個(gè)領(lǐng)域的重視。根據(jù)當(dāng)前消防滅火救援工作提出的要求分析，合理運(yùn)用無人機(jī)能在滿足實(shí)際救援工作需求的基礎(chǔ)上，解決以往工作面臨的問題。

1 應(yīng)用無人機(jī)的技術(shù)要求

1.1 可靠性

在現(xiàn)場消防救援工作中，無人機(jī)與其他救援設(shè)施相比更具有應(yīng)用優(yōu)勢，但需要注意的是這一設(shè)施并無法完成所有的救援工作，依舊需要和其他設(shè)施在彼此互補(bǔ)中科學(xué)操作。在應(yīng)用無人機(jī)時(shí)，工作人員必須要在了解設(shè)備性能和操作技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)場工作需求發(fā)現(xiàn)更多應(yīng)用價(jià)值，確保其可以在消防滅火救援工作中具有積極作用。換言之，就是要在應(yīng)用期間保證無人機(jī)的穩(wěn)定狀態(tài)，只有這樣才能為現(xiàn)場救援提供更多的數(shù)據(jù)信息。將無人機(jī)和消防救援工作融合到一起，需要根據(jù)現(xiàn)場安全事故情況選擇適宜的無人機(jī)類型，以此全面提升救援工作效率和質(zhì)量[1]。

1.2 操控性

無人機(jī)主要是由人為操控進(jìn)行現(xiàn)場工作，因此如果實(shí)際工作流程過于復(fù)雜，且消防人員對其操作流程了解得不完善，那么就會在工作期間出現(xiàn)過多問題。面對這一現(xiàn)象，要求在應(yīng)用設(shè)計(jì)期間優(yōu)先選用操作簡單性能優(yōu)越的無人機(jī)，并在程序優(yōu)化中對其相關(guān)功能進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，這樣才能確保其在運(yùn)行期間不會因?yàn)椴僮鲉栴}引發(fā)過于嚴(yán)重的安全事故[2]。

1.3 穩(wěn)定性

在現(xiàn)場滅火救援中利用無人機(jī)，一方面要先確保無人機(jī)自身的安全，另一方面，要在火場上空全面保持運(yùn)行的穩(wěn)定性，確保其不會因?yàn)闇囟然蝻L(fēng)力等因素的影響產(chǎn)生問題。只有做好上述工作，才能確保其在救援現(xiàn)場可以獲取有效信息，抑或是為救援人員提供基礎(chǔ)幫助。假設(shè)在運(yùn)行過程中無人機(jī)并不穩(wěn)定，那么就很難在實(shí)踐發(fā)展中充分展現(xiàn)其所擁有的價(jià)值，嚴(yán)重情況下還會產(chǎn)生操作失控等問題[3]。

2 如何在消防滅火救援工作中應(yīng)用無人機(jī)

2.1 主要目的

首先，用于準(zhǔn)確觀察現(xiàn)場火災(zāi)情況。在過于特殊的火災(zāi)現(xiàn)場，消防人員難以到達(dá)預(yù)定的偵查區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，此時(shí)就需要利用無人機(jī)快速抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場獲取準(zhǔn)確信息，并由此為指揮人員提供有效依據(jù)；其次，全面掌控現(xiàn)場火災(zāi)的變化。消防人員可以利用無人機(jī)航拍視頻進(jìn)行對比分析，這樣能在初期評估事故造成危害和發(fā)生范圍的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)場火災(zāi)升級進(jìn)行合理管控；最后，獲取客觀的火災(zāi)信息。在現(xiàn)場救援中，令無人機(jī)航拍可以將事故現(xiàn)場盡收眼底，這樣能幫助消防人員在執(zhí)行任務(wù)期間盡快做好撤離、統(tǒng)籌以及戰(zhàn)勤保障等工作，同時(shí)也可以利用拍攝視頻和數(shù)據(jù)構(gòu)建較為完善的災(zāi)難預(yù)警數(shù)據(jù)庫，從而提升火災(zāi)預(yù)警的有效性。

2.2 建設(shè)推廣消防無人機(jī)

在消防滅火救援工作中應(yīng)用無人機(jī)最先考慮的就是系統(tǒng)設(shè)施是否具有極強(qiáng)的耐高溫性。在實(shí)踐應(yīng)用中，為了不改變以往無人機(jī)的構(gòu)造系統(tǒng)，研究人員提出在機(jī)身表層材料和關(guān)鍵區(qū)域優(yōu)先選用包裹材料，這樣不僅能提升其對高溫的忍耐性，而且可以從基礎(chǔ)上保障無人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值。根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用設(shè)計(jì)分析可知，最常見的材料就是金屬鋁箔、玻璃纖維以及耐高溫漆等。與此同時(shí)，優(yōu)先選用這類材料可以在方便攜帶和運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)上，降低無人機(jī)在運(yùn)行期間的磨損性。除此之外，也可以將消防無人機(jī)的機(jī)翼改變成可折疊的，這樣能在運(yùn)輸攜帶的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化其所展現(xiàn)出的機(jī)動性能。現(xiàn)如今，已有消防無人機(jī)可以從軟硬件兩個(gè)角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[4]。從硬件來看，其涉及到荷載設(shè)施、機(jī)身設(shè)計(jì)、動力系統(tǒng)以及地面站等內(nèi)容；而硬件系統(tǒng)涉及到數(shù)據(jù)庫、信息采集以及預(yù)處理等內(nèi)容。

2.3 明確消防無人機(jī)的工作流程

在當(dāng)前城市建設(shè)發(fā)展中，消防滅火救援工作在以無人機(jī)技術(shù)設(shè)施為核心的革新發(fā)展中取得了優(yōu)異成績。例如，在處理高層建筑火災(zāi)過程中，針對其獨(dú)特的地理位置、過高的建筑面積等特征，設(shè)計(jì)了如下所示的消防無人機(jī)工作流程：

首先，讓地面消防人員利用可視化的操控平臺和控制系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程遙控?zé)o人機(jī)將紅外線成像儀器、彩色攝影儀器等運(yùn)輸傳遞到事故現(xiàn)場，以此拍攝其他消防成員，并由此獲取真實(shí)的現(xiàn)場火災(zāi)場景。

其次，要利用無線數(shù)據(jù)將現(xiàn)場的圖像信息等及時(shí)傳遞到地面平臺，并為消防人員提供準(zhǔn)確的火場信息，而決策指揮者可以通過將信息數(shù)道輔助決策系統(tǒng)中獲取更為規(guī)范的決策部署。

第三，根據(jù)系統(tǒng)提供案例經(jīng)驗(yàn)，決策人員可以及時(shí)命令，地面上的車輛和消防人員及時(shí)參與作戰(zhàn)。同時(shí)，地面操控人員可以利用可視化平臺、輔助滅火救援系統(tǒng)等幫助救援現(xiàn)場在空中實(shí)施救援，這樣不僅能提升滅火效率，而且可以有效控制現(xiàn)場人員和財(cái)產(chǎn)的傷亡。

2.4 持續(xù)拓展消防無人機(jī)的功能

為了全面實(shí)施消防滅火救援工作，充分展現(xiàn)消防無人機(jī)的應(yīng)用功能，在實(shí)踐工作中，科研人員針對消防無人機(jī)提出了功能拓展：

空中監(jiān)測。通過在無人機(jī)的機(jī)頭區(qū)域安裝紅外熱成像儀、彩色數(shù)字?jǐn)z影儀以及測溫儀、GPS定位系統(tǒng)等，可以將救援現(xiàn)場火災(zāi)的各種高度和角度變化及時(shí)傳遞到地面站中，同時(shí)也可以利用紅外熱成像儀處理彩色數(shù)字?jǐn)z影儀在夜間或特殊條件下準(zhǔn)確監(jiān)測現(xiàn)場的問題。而安裝的GPS和測溫儀等也可以幫助救援人員得到更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息，從而優(yōu)化現(xiàn)場救援決策和部署。

輔助滅火。如果在火災(zāi)現(xiàn)場存在高壓線路或變壓器時(shí)，消防人員很難通過攀爬的方式接近起火點(diǎn)，更不能利用液體滅火劑進(jìn)行清除。而在無人機(jī)設(shè)備中添加滅火劑，并在空中通過定點(diǎn)噴灑和釋放的方式實(shí)施滅火，可以在保障人身安全的基礎(chǔ)上完成現(xiàn)場救援工作。

輔助救援。通過在無人機(jī)的機(jī)身安裝簡易的火災(zāi)救援設(shè)施，例如救援繩、防毒面具的，都能幫助被困在頂樓或房間的人員提供幫助。

語音交互。通過在無人機(jī)系統(tǒng)中安裝大功率的揚(yáng)聲器，能方便地面操作人員在掌握現(xiàn)場火災(zāi)信息和受困人員所在位置后，及時(shí)向建筑內(nèi)部的救援人員和被困人員提出逃生，疏散、自救語音指導(dǎo)，從而幫助他們在火災(zāi)現(xiàn)場保障自身的生命安全。

第五，強(qiáng)光照明。在無人機(jī)的前端安裝強(qiáng)光照明系統(tǒng)，并且保障其和空中監(jiān)控?cái)z像頭處在同一方向展現(xiàn)自身功能。不僅能在光線不佳的條件下，利用強(qiáng)光照明提高儀器的拍攝質(zhì)量，而且可以為夜間救援的工作人員提供準(zhǔn)確信息，方便他們在快速定位和發(fā)現(xiàn)被困人員的基礎(chǔ)上，科學(xué)處理現(xiàn)場火災(zāi)事故[5]。

2.5 做好消防無人機(jī)的戰(zhàn)勤保障

在未來城市建設(shè)發(fā)展中，要想充分展現(xiàn)消防無人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值，必須要在合理應(yīng)用中具備強(qiáng)大的綜合保障。一方面，科研人員、社會環(huán)境以及生產(chǎn)廠家都要在了解滅火救援工作需求的基礎(chǔ)上，持續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有消防無人機(jī)，多應(yīng)用學(xué)習(xí)國內(nèi)外優(yōu)秀的無人機(jī)研發(fā)技術(shù)，只有這樣才能構(gòu)建更為完善的設(shè)備系統(tǒng)；另一方面，要將消防無人機(jī)的技術(shù)研發(fā)和系統(tǒng)優(yōu)化工作融入到城市消防站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等有關(guān)文件中，及時(shí)在實(shí)踐發(fā)展中提出明確的法律規(guī)定，從而保障無人機(jī)的應(yīng)用建設(shè)具有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。此外，還要將無人機(jī)融入到消防部隊(duì)的作戰(zhàn)訓(xùn)練和后勤保障工作中，及時(shí)根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和要求提出系統(tǒng)化的作業(yè)鏈[6]。

3 結(jié)語

綜上所述，由于無人機(jī)在應(yīng)用過程中，具有靈活性和快速性等特征，所以在未來消防滅火救援工作中具有極強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值，在消防部隊(duì)中的應(yīng)用與發(fā)展具有極深的現(xiàn)實(shí)意義。雖然目前我國針對無人機(jī)的研究和應(yīng)用依舊處在初級發(fā)展階段，其中存在很多技術(shù)需要進(jìn)行革新與優(yōu)化，但隨著實(shí)踐應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，相關(guān)技術(shù)和系統(tǒng)也將得到全面優(yōu)化。只有這樣才能在消防滅火救援工作中，充分展現(xiàn)消防無人機(jī)的應(yīng)用價(jià)值，并且可以針對實(shí)際發(fā)展需求全面提升消防無人機(jī)的系統(tǒng)應(yīng)用和設(shè)計(jì)水平，進(jìn)而在保障城市居民生命安全的基礎(chǔ)上，發(fā)揮其綜合效益。