基于無人機在消防滅火救援工作中的應(yīng)用

于良正

長春市消防救援支隊汽開區(qū)消防救援大隊 吉林長春 130000

在當前的消防滅火救援中無人機是很重要的一種方式，并且隨著技術(shù)進步不斷發(fā)展。無人機的應(yīng)用，能夠提升消防滅火救援的速度及效率，保證處于火災(zāi)中人們的生命以及財產(chǎn)安全，維護社會安全發(fā)展秩序。消防滅火救援中無人機主要是在偵查火災(zāi)詳情信息、救援指揮、輔助救援等工作中，能夠幫助消防救援人員了解現(xiàn)場火情，基于此制定合理解決策略。受到各種因素影響，火災(zāi)發(fā)生狀況越來越復(fù)雜，火勢較大，消防救援人員很難進入現(xiàn)場，難以快速、安全、全面開展滅火救援工作，而使用無人機就能夠在很大程度上支持滅火救援工作開展。因此需要注重開發(fā)和利用無人機，對相應(yīng)技術(shù)進行探索，將其在滅火救援中的作用充分發(fā)揮出來，促進消防事業(yè)進一步發(fā)展。

1 無人機概述

1.1 概念

無人機主要是由無人飛行載體、傳感器、數(shù)傳系統(tǒng)、地面工作站等組成。無人機隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升呈現(xiàn)出明顯多樣性。應(yīng)用在不同領(lǐng)域中，可根據(jù)工作需求和實際情況來選擇不同飛行載體，數(shù)傳系統(tǒng)在其中具備核心作用，可有效傳輸無人機拍攝的影像，傳輸質(zhì)量將會影響無人機的使用性能。傳感器的功能是收集各種數(shù)據(jù)信息，并且為無人機飛行穩(wěn)定性提供基礎(chǔ)保障，對各系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)，使其之間加強聯(lián)系。地面工作站是地面終端系統(tǒng)，能夠控制無人機和相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)動力、結(jié)構(gòu)、作用等能夠?qū)o人機劃分成不同類型，在消防滅火救援中應(yīng)用無人機，通常使用電動和油動兩種形式，油動無人機將汽油或柴油作為驅(qū)動力，而電動無人機將鋰電池作為驅(qū)動力。油動無人機的續(xù)航能力非常好，但是發(fā)生意外概率比較高，運行中會出現(xiàn)突然墜機的情況，電動無人機運行安全性較好，但是不具備良好續(xù)航能力，并且造價也非常高。在外觀上來看，無人機主要分為三種形式，分別是固定無人機、旋翼無人機、無人直升機，目前應(yīng)用范圍最廣泛的是旋翼無人機[1]。

1.2 特征

（1）較高檢測精度。無人機屬于低空飛行器，其飛行范圍處于50-100m間。在無人機進行航空拍攝時屬于近景測量，測量精度在1m以下，甚至可精確至毫米。

（2）成本低。無人機應(yīng)用在滅火救援工作中，可降低救援成本。無人機飛行很少會受到天氣因素干擾，對拍攝器材沒有較高的標準，普通拍攝器材就能夠在無人機上拍攝，飛行成本由此降低，性價比較好。

（3）靈活性強、安全系數(shù)高。無人機對于升降場地沒有特殊要求，實際運行中能夠自由旋轉(zhuǎn)，具有較高的安全系數(shù)，并且操作步驟簡單。無人機不僅很少受到天氣因素影響，也很少受到地形因素影響，可在不同位置進行多角度拍攝，并且保證拍攝畫面具有較高分辨率和清晰度。無人機處在復(fù)雜建筑群中，也可進行實時拍攝，比如垂直區(qū)域、傾斜區(qū)域都可運用無人機實現(xiàn)多角度拍攝，積極應(yīng)對高層建筑物遮擋拍攝視線的問題。

1.3 滅火救援中的應(yīng)用原理

消防滅火救援中應(yīng)用無人機，可利用其可控性及靈活性提供消防救援服務(wù)。當前消防救援中所應(yīng)用的無人機，基于直升機升降原理，能夠在固定區(qū)域內(nèi)進行升空與降落的操作[2]。此外，無人機的停滯性能良好，在空中飛行時能夠隨時停止，并浮于空中，這有利于無人機全面收集火災(zāi)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息。無人機中結(jié)合了機械技術(shù)以及信息技術(shù)，主要是運用信息技術(shù)系統(tǒng)開展遠程控制。無人機中裝有數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，可及時向中央控制平臺傳輸在火災(zāi)現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)信息，消防人員基于平臺分析相關(guān)數(shù)據(jù)，并觀看視頻信息，由此合理、完善的制定滅火救援方案。在無人機進行火災(zāi)現(xiàn)場拍攝時，需要圖像系統(tǒng)的支持，圖像系統(tǒng)結(jié)合衛(wèi)星構(gòu)成圖像傳輸路徑，通過衛(wèi)星遙感功能，傳輸更加穩(wěn)定、清晰的圖像。

2 消防滅火救援中無人機應(yīng)用的優(yōu)勢與不足

2.1 優(yōu)勢

2.1.1 操作智能化

當前信息技術(shù)發(fā)展速度較快，在一定程度上支持無人機技術(shù)發(fā)展?，F(xiàn)代信息技術(shù)的主要標志是智能化，因此無人機的開發(fā)可應(yīng)用智能技術(shù)，實現(xiàn)無人機操作智能化，由此提升其飛行性能，彌補人工操作中存在不足。在無人機起飛和降落過程中運用智能化技術(shù)，能夠?qū)⑵洳僮鞑襟E簡化，提升滅火救援的效率及質(zhì)量。具體來說體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）使用智能化技術(shù)可實現(xiàn)指點飛行。預(yù)設(shè)目標點，確保無人機準確抵達目的地開展滅火救援工作即為指點飛行。開展滅火救援工作時，控制火情關(guān)鍵是進行起火點的撲救，通過無人機智能技術(shù)指點飛行，快速、有效確定救援目標[3]。智能控制屏是指點飛行的核心，消防人員按照屏幕中所顯示的火情影像來判斷，確定關(guān)鍵滅火點，操控?zé)o人機飛往預(yù)設(shè)點上方。在無人機到達預(yù)設(shè)點前，使用智能設(shè)備進行自主導(dǎo)航，并且規(guī)避障礙物，最后智能控制系統(tǒng)下達自主返航指令。

（2）使用智能化技術(shù)可實現(xiàn)視覺追蹤。實現(xiàn)無人機智能化，可使其跟蹤相應(yīng)范圍內(nèi)動態(tài)景象。當前無人機智能化技術(shù)中具備圖像識別系統(tǒng)，功能是拍攝和還原圖像，能夠使無人機操作人員獲得更大范圍的圖像數(shù)據(jù)。無人機能夠停在空中拍攝，也能夠追蹤動態(tài)景象拍攝。無人機在滅火救援現(xiàn)場能夠緊密追蹤火情發(fā)展，利用智能系統(tǒng)及時向消防救援中心傳輸火情變化信息。通過智能技術(shù)實現(xiàn)視覺追蹤，還可以鎖定和放大某一特定地點。應(yīng)用無人機開展消防救援工作，可重點觀測采集到的影像，通過智能化控制平臺，利用搖桿在圖像中央突顯重點火情區(qū)域，并不斷放大，使消防人員能夠及時、全面的掌握火情信息。

（3）使用智能化技術(shù)實現(xiàn)感知避障。因為智能無人機無需人工操縱，在感知和躲避障礙物方面是應(yīng)用智能化技術(shù)來實現(xiàn)的[4]。在無人機飛行中，將會遇到不同障礙物，通過傳感系統(tǒng)向智能系統(tǒng)傳遞撲捉到的障礙物，智能系統(tǒng)準確分析和判斷障礙物位置、形狀等內(nèi)容，無人機即可通過計算機技術(shù)控制主動避讓障礙物，將其飛行安全性提升。無人機所具備的智能化功能，可以在消防滅火救援復(fù)雜環(huán)境中更加靈活的飛行，防止撞到障礙物，對滅火救援效果造成影響。

2.1.2搜救可靠性

在滅火救援工作中無人機承擔(dān)重要搜救任務(wù)，無人機能夠到達消防人員無法到達的區(qū)域。無人機不會受到惡劣環(huán)境的影響，當救援場所存在煙氣和毒氣時，消防法人員很難進入，即可應(yīng)用無人機，通過無人機傳遞的信息制定撲救方案，保證消防人員安全，并且將消防救援可靠性提升。

2.1.3 開闊無人機視野范圍

無人機應(yīng)用現(xiàn)代攝像技術(shù)，具有較為廣闊的拍攝視野。通過360度旋轉(zhuǎn)拍攝，能夠全面攝制火情現(xiàn)場，利用搭載的高清攝像頭，向消防人員提供全面、清晰地圖像，使其能夠進一步掌握火場情況。此外，無人機可安裝紅外線攝像裝置，夜間也能夠采集圖像，進而將無人機消防救援功能提升。

2.2 不足之處

（1）集成性和兼容性較差?，F(xiàn)階段無人機應(yīng)用到消防滅火救援工作中還有一些問題存在著，例如，很多救援工作中依舊采用普通無人機，為滿足各種功能需求，可能會配備一些儀器設(shè)備開展滅火救援工作，但無人機攜帶過多設(shè)備，會出現(xiàn)設(shè)備間互相干擾的情況，導(dǎo)致無人機模塊功能受限或失控[5]。

（2）沒有成熟的防爆與續(xù)航技術(shù)。我國在無人機的應(yīng)用中不斷探索其續(xù)航能力提升的策略，并在一定程度上提升了其續(xù)航能力，但是在滅火救援工作中應(yīng)用還有一些問題存在著，使無人機無法連續(xù)進行消防作業(yè)。除此之外，無人機不具備良好的防爆能力，不能夠在有著較高防爆風(fēng)險的場所中作業(yè)。

3 消防滅火救援中無人機的具體應(yīng)用

3.1 偵查詳細的火災(zāi)信息

通?；馂?zāi)的發(fā)生比較突然，在應(yīng)對突發(fā)性危險時，需用最短時間把控現(xiàn)場實際狀況，結(jié)合實際情況合理制定救援方案，控制火情，降低火災(zāi)造成的損失及傷害。火災(zāi)現(xiàn)場周邊區(qū)域都具有較大危險性，偵查消防員難以深入火災(zāi)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，這時就可使用無人機來錄拍火災(zāi)現(xiàn)場情況，全面了解現(xiàn)場內(nèi)部和周邊環(huán)境實際情況。此外，無人機機身小巧，并且飛行可由人工靈活操作，技術(shù)人員只需要操控?zé)o人機，使其飛入火災(zāi)內(nèi)部，根據(jù)設(shè)定程序來收集現(xiàn)場實際情況信息，并實時傳輸信息至遠程控制中心。開展救援工作之前全面分析無人機的返回信息，保證對真實情況有著全面的了解。尤其是在一些有著煤氣爆炸、化學(xué)因素等危險性較大的火災(zāi)現(xiàn)場，通過無人機能夠了解到更加詳細的情況，為消防人員提供準確的火場信息，防止對消防人員救援工作開展造成阻礙，并保證其生命安全。

3.2 參加救援指揮工作

在火災(zāi)現(xiàn)場救援指揮中無人機能夠發(fā)揮重要作用，無人機操作人員根據(jù)最佳救援路線進行遠程操控，使無人機進到火災(zāi)內(nèi)部收集信息，消防人員結(jié)合無人機傳送回的現(xiàn)場詳細信息，科學(xué)、合理制定救援方案。在火災(zāi)現(xiàn)場有著不斷變化的情況下，使用無人機能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)控，消防人員可結(jié)合無人機傳輸?shù)男畔⒄{(diào)整救援方案。在實際應(yīng)用無人機時，需要操作人員全面分析和掌握無人機的續(xù)航信息，保證在火災(zāi)中合理操控?zé)o人機，運用無人機進行滅火救援指揮，結(jié)合火災(zāi)現(xiàn)場具體情況，使是無人機在有限運行時間內(nèi)積極發(fā)揮自身作用，確保無人機能夠在收集相關(guān)信息后安全返回。另外，有關(guān)人員需要總結(jié)無人機收集和傳遞信息情況以及其應(yīng)用在實際救援中的情況，并深入研究無人機的應(yīng)用，將滅火救援方案的合理性及科學(xué)性提升，為開展后續(xù)救援工作提供參考，確保滅火救援速度及質(zhì)量，將救援工作水平整體提升，保證社會能夠安全、穩(wěn)定發(fā)展。在運用無人機時還需注意，無人機在空中攝錄有范圍限制，如果火災(zāi)現(xiàn)場較遠，會對無人機遠端傳輸造成影響，針對這一問題，需合理設(shè)置信號接收裝置，確保終端可以準確接收信息，充分發(fā)揮無人機的優(yōu)勢。

3.3 輔助救援

開展火災(zāi)現(xiàn)場救援工作時需要保證現(xiàn)場人員有充足的物資，例如火災(zāi)現(xiàn)場有較多煙塵，沒有及時撤離現(xiàn)場的人員，應(yīng)該及時佩戴防護面罩，及時向受傷人員提供急救包。傳統(tǒng)的消防救援模式下，消防人員難以進到火災(zāi)現(xiàn)場時，不能全面了解其中情況，從而無法了解被困人員實際情況，并向其提供救助和補給，甚至?xí)e過最佳的救援機會。而無人機體積小，方便在現(xiàn)場運輸救援物資，運輸過程中應(yīng)該考慮到無人機承重能力，使用現(xiàn)代技術(shù)來完善、優(yōu)化無人機功能，滿足現(xiàn)場傳遞物資的需求。火災(zāi)現(xiàn)場有著較為復(fù)雜的環(huán)境，受災(zāi)群眾心情慌亂，現(xiàn)場將會比較嘈雜，難以完整、全面的傳達相關(guān)信息，而利用無人機的擴音功能，可使受災(zāi)群眾及時聽到救助指令，引導(dǎo)其安全的逃離火災(zāi)現(xiàn)場。

4 消防滅火救援中運用無人機的技術(shù)要求

4.1 可靠性

相較于其他設(shè)備，在消防滅火救援中運用無人機能夠發(fā)揮出顯著優(yōu)勢，為了充分發(fā)揮無人機的作用，需要有效連接其他救援設(shè)備。為全面掌握無人機特點和技術(shù)要求，充分體現(xiàn)出無人機的價值和作用，將其在滅火救援中的時效性提升。實際應(yīng)用中需要確保無人機可靠性達到規(guī)定標準，保證無人機能夠穩(wěn)定運行，從而在滅火救援中提供相應(yīng)服務(wù)。除此之外，選擇無人機時，應(yīng)全面了解無人機的型號和使用性能，根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場情況和救援要求合理選擇無人機，確保使用中能夠滿足救援實際需求。

4.2 操控性

在無人機運行中主要由操作人員來操控，操控流程過于繁瑣、操作人員沒有全面掌握相關(guān)流程等都會對無人機運行效果產(chǎn)生影響。對于這一現(xiàn)象，在火災(zāi)救援中應(yīng)用無人機時應(yīng)細化其操控流程，確保操作流程完善性，合理調(diào)整無人機功能設(shè)定，在實踐中不斷完善和優(yōu)化，確保無人機運行穩(wěn)定性，防止有操作失控和操作存在盲區(qū)的情況出現(xiàn)。

4.3 穩(wěn)定性

在消防滅火救援中運用無人機，對消防人員來說需要在保證自身安全的情況下確?；馂?zāi)現(xiàn)場穩(wěn)定性，如果現(xiàn)場溫度過高或風(fēng)力較大，應(yīng)避免威脅到人身安全。因此應(yīng)確保消防火災(zāi)救援中充分發(fā)揮無人機的作用，若是無法保證無人機穩(wěn)定性，在應(yīng)用中不能夠合理操作無人機，也不能夠有效調(diào)試無人機，這極易出現(xiàn)無人機失控情況，無人機在失控飛行中會撞擊到障礙物，從而破損，這對救援工作開展有著直接影響。

4.4 集成兼容性

將無人機運用到消防火災(zāi)救援中，應(yīng)該有效了解其相關(guān)設(shè)備，結(jié)合系統(tǒng)要求進行火災(zāi)救援，將無人機作用充分發(fā)揮出來。消防火災(zāi)救援中運用無人機能夠提升撲救火災(zāi)時效性，達到集成兼容性要求，能夠提升無人機技術(shù)優(yōu)勢，同時獲得良好救援效果。

5 結(jié)語

在發(fā)生火災(zāi)時，如果難以全面了解火災(zāi)現(xiàn)場實際情況，就難以深入到現(xiàn)場進行有效的救援活動，貿(mào)然前行會造成較為嚴重的人員傷亡及財產(chǎn)損失，為保證人們生命及財產(chǎn)安全，維護社會穩(wěn)定發(fā)展，需要將滅火救援能力加強?，F(xiàn)代滅火救援中積極運用技術(shù)優(yōu)勢，提升救援效率及質(zhì)量，而無人機在這一過程中能夠發(fā)揮重要的價值和作用。滅火救援應(yīng)用無人機，能夠詳細偵查現(xiàn)場火情，并且積極參與到滅火救援指揮和輔助救援中，提升救援效率和安全性，增強消防滅火救援效果。