無人機(jī)在高層消防滅火救援中的運(yùn)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(duì)高層建筑重大火災(zāi)時(shí)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(shí)必要性。無人機(jī)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(jī)的作用下，高層建筑火災(zāi)撲救取得了理想預(yù)期，實(shí)現(xiàn)了多火災(zāi)場(chǎng)景下的精準(zhǔn)滅火和高效救援。文章主要就無人機(jī)在高層消防滅火救援中的運(yùn)用進(jìn)行綜合性探討，在分析高層火災(zāi)撲救痛點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析無人機(jī)消防救援的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并進(jìn)行無人機(jī)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(diǎn)探討，更好地指導(dǎo)高層建筑消防救援。

關(guān)鍵詞：無人機(jī);高層消防;滅火;救援

中圖分類號(hào)：D631.6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(jìn)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(duì)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(jì)損失。而無人機(jī)作為一種通過無線電遙控進(jìn)行自由移動(dòng)且自備程序進(jìn)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(shí)效，提高了救援效率，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，做好無人機(jī)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(diǎn)。

1 高層火災(zāi)撲救痛點(diǎn)

近幾年，高層建筑因消防救援不及時(shí)引發(fā)巨大財(cái)產(chǎn)損失與人員傷亡的情況時(shí)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(huì)造成財(cái)產(chǎn)損失，而且會(huì)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(shì)，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(diǎn)，即火勢(shì)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(diǎn)十分明顯。例如，百米數(shù)量級(jí)高層消防車造價(jià)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(dòng)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(hù)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(shí)間過長(zhǎng)，救援不及時(shí)，甚至出現(xiàn)救援設(shè)備無法進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)或無法有效展開救援的情況。因此，積極探索無人機(jī)在高層建筑消防救援中的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)必要性。

2 無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

作為低空飛行器，無人機(jī)的實(shí)際飛行距離是50m～100m，無人機(jī)處于航拍過程中對(duì)應(yīng)的是精度測(cè)量，測(cè)量精度可以精確到1m以下[3]，一些性能優(yōu)良的無人機(jī)可以將測(cè)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(fèi)大量的人力成本、物力成本，但無人機(jī)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(duì)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(jià)比。

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

3 無人機(jī)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(huì)因?yàn)榇紊ɑ虼紊馂?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(jī)可以進(jìn)行災(zāi)情的及時(shí)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(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)了解真實(shí)情況，也可以借助無人機(jī)捕捉災(zāi)情信息，無人機(jī)對(duì)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(jī)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(jī)飛行高度能夠達(dá)到數(shù)百米以上，且對(duì)應(yīng)的巡航半徑范圍高達(dá)數(shù)公里，加上多數(shù)無人機(jī)都配備有高清廣角、可見光相機(jī)，地面操作人員可以操作無人機(jī)進(jìn)行定點(diǎn)定位的高空航拍，了解高層建筑火災(zāi)整體情況，進(jìn)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(jī)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(chǎng)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(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的變化，借助無人機(jī)及時(shí)的信息反饋，及時(shí)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(chǎng)復(fù)雜多變，對(duì)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(chǎng)的爆炸、坍塌、毒害、腐蝕、墜落等相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，而無人機(jī)裝備可以“逆火而行”，發(fā)揮輔助救援的積極作用。

無人機(jī)靈活性強(qiáng)，消防人員可以利用無人機(jī)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(jī)上，實(shí)現(xiàn)空中指揮以及信息的快速傳達(dá)，讓救援工作更有序、更具針對(duì)性，無人機(jī)也支持物資補(bǔ)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(shí)間內(nèi)難以向下疏散逃生，無人機(jī)可搭建空中安全繩，引導(dǎo)被困人員通過對(duì)面建筑進(jìn)行橫向逃生。

從我國現(xiàn)有的無人機(jī)應(yīng)用情況看，可以搭載特殊的滅火導(dǎo)彈、泡沫滅火機(jī)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(dá)到高層建筑精準(zhǔn)滅火的目的。

3.4 信息自動(dòng)巡查

無人機(jī)一般配有自動(dòng)巡查系統(tǒng)，可以實(shí)施任務(wù)管理，讓飛行數(shù)據(jù)同步化，使得社會(huì)組織能更好地開展無人機(jī)作業(yè)管理，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)與后方團(tuán)隊(duì)的信息輸送、壁壘銜接。無人機(jī)自動(dòng)巡查系統(tǒng)可以收集云端飛行數(shù)據(jù)，進(jìn)行云端飛行數(shù)據(jù)的調(diào)控管理，使得無人機(jī)飛行全過程中后勤支援更到位。5G時(shí)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(shí)性優(yōu)勢(shì)，影像資料、控制指令等及時(shí)回傳，無人機(jī)通過搭載4K高清攝像頭及熱成像系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)火災(zāi)事故情況的實(shí)時(shí)監(jiān)控跟蹤，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情的直播報(bào)道，讓消防救援人員掌握動(dòng)態(tài)災(zāi)害情況，提高火災(zāi)救援的針對(duì)性，減少災(zāi)害損失。

3.5 空氣監(jiān)測(cè)

無人機(jī)支持空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)，主要是對(duì)高空垂直斷面大氣污染情況進(jìn)行立體化監(jiān)測(cè)，在無人機(jī)智能傳感器、攝像系統(tǒng)、大氣監(jiān)測(cè)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(jī)可以搭載可燃?xì)怏w檢測(cè)及有毒氣體探測(cè)，針對(duì)具有易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)的化學(xué)火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行氣體濃度的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及動(dòng)態(tài)分析，從而了解實(shí)際情況。例如，搭載測(cè)溫測(cè)風(fēng)速儀器，準(zhǔn)確了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)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(jī)在高層建筑消防滅火救援中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，必須積極推廣無人機(jī)技術(shù)，發(fā)揮無人機(jī)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過無人機(jī)攜帶的物資和安裝的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行災(zāi)情偵察，以信息的獲取進(jìn)行空氣的監(jiān)測(cè)、輔助救援等，確保高層建筑消防滅火救援的針對(duì)性、高效性和安全性。推廣無人機(jī)需要加強(qiáng)無人裝備與實(shí)戰(zhàn)結(jié)合的設(shè)計(jì)研發(fā)，助推裝備升級(jí)，提高無人機(jī)的適用范圍和性能可靠性，更要做好無人機(jī)技術(shù)的推廣，讓成熟的消防專用無人機(jī)得到廣泛應(yīng)用，聚焦風(fēng)險(xiǎn)，強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)演練，督促消防人員具備無人機(jī)起飛降落及基本維護(hù)實(shí)操能力，更好地利用無人機(jī)開展高層建筑消防滅火救援工作。

參考文獻(xiàn)

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