無人機在高層消防滅火救援中的運用研究

梁曉良

摘 要：我國現(xiàn)有的滅火裝備及滅火戰(zhàn)術(shù)在應(yīng)對高層建筑重大火災(zāi)時應(yīng)用局限性較大，因此，積極探討高層建筑消防的有效思路和舉措具有現(xiàn)實必要性。無人機的問世無疑為高層建筑消防救援提供了新支持，在大載荷工業(yè)無人機的作用下，高層建筑火災(zāi)撲救取得了理想預(yù)期，實現(xiàn)了多火災(zāi)場景下的精準(zhǔn)滅火和高效救援。文章主要就無人機在高層消防滅火救援中的運用進行綜合性探討，在分析高層火災(zāi)撲救痛點的基礎(chǔ)上，分析無人機消防救援的應(yīng)用優(yōu)勢，并進行無人機高層建筑消防救援應(yīng)用情況，特別是應(yīng)用技術(shù)的重點探討，更好地指導(dǎo)高層建筑消防救援。

關(guān)鍵詞：無人機;高層消防;滅火;救援

中圖分類號：D631.6文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.024

隨著我國城市化建設(shè)進程不斷加快，城市人口密度大，城市建筑朝著高層化方向發(fā)展，而與高層建筑產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展形成對比的是高層建筑火災(zāi)救援不到位的問題。高層建筑火災(zāi)救援受制于建筑高度及疏散通道等因素，高層建筑火災(zāi)救援難以有效展開，造成巨大的經(jīng)濟損失。而無人機作為一種通過無線電遙控進行自由移動且自備程序進行相關(guān)操作的飛行器，在高層建筑消防滅火救援中發(fā)揮了實效，提高了救援效率，降低了安全風(fēng)險。因此，做好無人機技術(shù)的應(yīng)用推廣，是提高高層建筑滅火救援能力的有效舉措，也是現(xiàn)代消防科技創(chuàng)新熱點。

1 高層火災(zāi)撲救痛點

近幾年，高層建筑因消防救援不及時引發(fā)巨大財產(chǎn)損失與人員傷亡的情況時有發(fā)生，敲響了高層建筑消防救援的警鐘。傳統(tǒng)的高層建筑消防救援載體主要是傳統(tǒng)云梯、消防車，滅火效果較差，很難快速控制火情[1]，高層建筑中的人員疏散也有很大難度。高層火災(zāi)一旦發(fā)生，火情蔓延迅速，危害性大，再加上人員疏散困難，不僅會造成財產(chǎn)損失，而且會造成人員傷亡。隨著我國高層建筑數(shù)量不斷增加，高層建筑發(fā)生火災(zāi)的概率呈現(xiàn)上升趨勢，關(guān)于高層建筑消防救援研究必不可少。

雖然科技不斷發(fā)展，但高層建筑火災(zāi)救援的難題還沒有得到徹底解決，高層建筑火災(zāi)表現(xiàn)出“一快兩難”的特點，即火勢蔓延速度快、人員疏散難、火災(zāi)撲救困難。傳統(tǒng)的高層建筑消防救援多采用傳統(tǒng)云梯+消防車的模式，使用中的痛點十分明顯。例如，百米數(shù)量級高層消防車造價成本高，普通消防單位配置數(shù)量有限[2]。又如，操作性差，高空作業(yè)具有不穩(wěn)定性，容易出現(xiàn)晃動的情況導(dǎo)致人員站立不穩(wěn)，高壓水槍難以有效控制。設(shè)備使用維護成本高，橋梁、橋洞、路面通過性差，難以滿足消防回轉(zhuǎn)需求。再如，準(zhǔn)備時間過長，救援不及時，甚至出現(xiàn)救援設(shè)備無法進入火災(zāi)現(xiàn)場或無法有效展開救援的情況。因此，積極探索無人機在高層建筑消防救援中的應(yīng)用具有現(xiàn)實必要性。

2 無人機的應(yīng)用優(yōu)勢

作為低空飛行器，無人機的實際飛行距離是50m～100m，無人機處于航拍過程中對應(yīng)的是精度測量，測量精度可以精確到1m以下[3]，一些性能優(yōu)良的無人機可以將測量精度精確到毫米。

以往的高層建筑消防救援工作中往往需要耗費大量的人力成本、物力成本，但無人機的應(yīng)用成本較低，且抗干擾性能好，即使在飛行期間也不受天氣干擾，對拍攝器材的要求比較低，這在一定程度上降低了器材成本，具有較高的性價比。

在實際應(yīng)用過程中，無人機能自由旋轉(zhuǎn)，具有較強的應(yīng)用靈活性，安全系數(shù)較高，整體操作也較為簡單，受天氣因素影響較小，不受地勢高低限制[4]，能選擇不同位置進行多角度拍攝，且畫質(zhì)清晰、分辨率高。無人機能在復(fù)雜的建筑群中作業(yè)，進行實時拍攝與監(jiān)控。

3 無人機在高層消防滅火救援中的應(yīng)用

3.1 災(zāi)情偵察

傳統(tǒng)的消防救援工作受地形、環(huán)境方面的限制明顯，特別是在情況緊急的情形下，災(zāi)情偵察尤為必要。如果災(zāi)情偵察不到位，可能會因為次生爆炸或次生火災(zāi)威脅消防人員的安全，在濃煙密布情況下消防人員很難憑肉眼準(zhǔn)確判斷火情，借助無人機可以進行災(zāi)情的及時準(zhǔn)確偵察，了解火災(zāi)情況[5]。情況嚴(yán)重的區(qū)域即便消防人員無法進入火災(zāi)現(xiàn)場了解真實情況，也可以借助無人機捕捉災(zāi)情信息，無人機對應(yīng)的災(zāi)情偵察效率和效果更有保障。

3.2 災(zāi)情監(jiān)控指揮

除災(zāi)情偵察之外，無人機還能起到監(jiān)控指揮的作用，為救援提供必要的信息參考。無人機飛行高度能夠達到數(shù)百米以上，且對應(yīng)的巡航半徑范圍高達數(shù)公里，加上多數(shù)無人機都配備有高清廣角、可見光相機，地面操作人員可以操作無人機進行定點定位的高空航拍，了解高層建筑火災(zāi)整體情況，進一步辨別火源情況，了解火災(zāi)中心位置、火災(zāi)中心的溫度、燃燒物及周邊環(huán)境、風(fēng)向等，做好災(zāi)情的統(tǒng)籌分析[6]，選擇最佳的滅火救援方案。

在無人機航拍技術(shù)的支持下，消防人員能快速定位，找到最適合的滅火救援路徑，提高火災(zāi)救援效率。各類災(zāi)害事故現(xiàn)場情況復(fù)雜且具有瞬息萬變性，在消防救援中應(yīng)關(guān)注實時數(shù)據(jù)的變化，借助無人機及時的信息反饋，及時調(diào)整消防救援方式，迅速撲滅火災(zāi)。

3.3 輔助救援

高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，火情嚴(yán)重，火災(zāi)現(xiàn)場復(fù)雜多變，對于消防人員具有較大的安全威脅，很可能面臨火災(zāi)現(xiàn)場的爆炸、坍塌、毒害、腐蝕、墜落等相關(guān)風(fēng)險，而無人機裝備可以“逆火而行”，發(fā)揮輔助救援的積極作用。

無人機靈活性強，消防人員可以利用無人機搭載相關(guān)設(shè)備使得消防工作有序展開，可以將基層語音模塊配置在無人機上，實現(xiàn)空中指揮以及信息的快速傳達，讓救援工作更有序、更具針對性，無人機也支持物資補給，使得消防工作的展開有后勤方面的保障。如果高層建筑人員被困，在短時間內(nèi)難以向下疏散逃生，無人機可搭建空中安全繩，引導(dǎo)被困人員通過對面建筑進行橫向逃生。

從我國現(xiàn)有的無人機應(yīng)用情況看，可以搭載特殊的滅火導(dǎo)彈、泡沫滅火機等，通過懸浮于火層上方，借助破拆鎖定目標(biāo)并快速發(fā)射子彈擊碎玻璃，于指定區(qū)域噴灑滅火劑，達到高層建筑精準(zhǔn)滅火的目的。

3.4 信息自動巡查

無人機一般配有自動巡查系統(tǒng)，可以實施任務(wù)管理，讓飛行數(shù)據(jù)同步化，使得社會組織能更好地開展無人機作業(yè)管理，實現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場與后方團隊的信息輸送、壁壘銜接。無人機自動巡查系統(tǒng)可以收集云端飛行數(shù)據(jù)，進行云端飛行數(shù)據(jù)的調(diào)控管理，使得無人機飛行全過程中后勤支援更到位。5G時代的到來也使得無人裝備的救援應(yīng)用效果更突出，發(fā)揮5G技術(shù)低延時性優(yōu)勢，影像資料、控制指令等及時回傳，無人機通過搭載4K高清攝像頭及熱成像系統(tǒng)，實現(xiàn)火災(zāi)事故情況的實時監(jiān)控跟蹤，進行現(xiàn)場災(zāi)情的直播報道，讓消防救援人員掌握動態(tài)災(zāi)害情況，提高火災(zāi)救援的針對性，減少災(zāi)害損失。

3.5 空氣監(jiān)測

無人機支持空氣質(zhì)量監(jiān)測，主要是對高空垂直斷面大氣污染情況進行立體化監(jiān)測，在無人機智能傳感器、攝像系統(tǒng)、大氣監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈路、地面子系統(tǒng)的綜合作用下獲取與分析大氣數(shù)據(jù)。具體到高層建筑火災(zāi)救援中，無人機可以搭載可燃?xì)怏w檢測及有毒氣體探測，針對具有易燃易爆風(fēng)險的化學(xué)火災(zāi)事故現(xiàn)場進行氣體濃度的遠(yuǎn)程監(jiān)測及動態(tài)分析，從而了解實際情況。例如，搭載測溫測風(fēng)速儀器，準(zhǔn)確了解火災(zāi)現(xiàn)場周圍環(huán)境的具體情況，指導(dǎo)高層建筑消防滅火救援工作的展開。

4 結(jié)語

鑒于無人機在高層建筑消防滅火救援中的應(yīng)用優(yōu)勢，必須積極推廣無人機技術(shù)，發(fā)揮無人機技術(shù)優(yōu)勢，通過無人機攜帶的物資和安裝的系統(tǒng)設(shè)備進行災(zāi)情偵察，以信息的獲取進行空氣的監(jiān)測、輔助救援等，確保高層建筑消防滅火救援的針對性、高效性和安全性。推廣無人機需要加強無人裝備與實戰(zhàn)結(jié)合的設(shè)計研發(fā)，助推裝備升級，提高無人機的適用范圍和性能可靠性，更要做好無人機技術(shù)的推廣，讓成熟的消防專用無人機得到廣泛應(yīng)用，聚焦風(fēng)險，強化實戰(zhàn)演練，督促消防人員具備無人機起飛降落及基本維護實操能力，更好地利用無人機開展高層建筑消防滅火救援工作。

參考文獻

[1] 鄭金松，谷海紅.無人機在高層消防滅火救援中的應(yīng)用分析[J].石河子科技，2021（2）：33-35.

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[3] 黃贊輝.多旋翼無人機在高層建筑滅火救援中的應(yīng)用與發(fā)展[J].今日消防，2019，4（3）：14-16.

[4] 河南消防試驗無人機滅火 高層辦公室25秒撲滅[J].消防界（電子版），2018，4（15）：5.

[5] 曹兵.多旋翼無人機在高層建筑消防滅火中的應(yīng)用[J].智能建筑與智慧城市，2018（5）：42-43.

[6] 國家消防裝備質(zhì)檢中心開展首次無人機高層滅火演練[J].消防界（電子版），2018，4（9）：2.