無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用分析

文/ 李菲

（衡水市消防救援支隊(duì)，河北衡水 053000）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市高層建筑越來(lái)越多，已成為消防安全的重點(diǎn)保護(hù)對(duì)象。如果沒(méi)有對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行全面了解就貿(mào)然采取滅火救援行動(dòng)，很容易造成人員傷亡。無(wú)人機(jī)具有體積小、靈活方便等優(yōu)勢(shì)，可以迅速對(duì)高層建筑的結(jié)構(gòu)和火勢(shì)情況進(jìn)行偵察，有助于促進(jìn)整個(gè)滅火救援工作的順利開(kāi)展。

1.無(wú)人機(jī)概述

無(wú)人機(jī)是指可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)電來(lái)進(jìn)行控制的不載人飛行器。無(wú)人機(jī)的組成十分簡(jiǎn)單：攝像設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的視頻信息數(shù)據(jù)傳輸，傳感器設(shè)備可以更好地進(jìn)行信息收集并通過(guò)傳輸系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)人機(jī)技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域展現(xiàn)其功能，發(fā)揮著不可替代的作用。

2.無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的優(yōu)點(diǎn)

2.1 靈活性高

無(wú)人機(jī)的體積普遍都比較小，而且自量較輕，一個(gè)人就可以對(duì)其進(jìn)行操作，使其在相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境下穿梭，為滅火救援工作提供更多信息，有助于更好地提高消防工作質(zhì)量。工作人員能夠?qū)o(wú)人機(jī)的飛行方向和飛行高度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，也可以制定具體的飛行軌跡，有助于更好地了解災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的情況。而且在無(wú)人機(jī)的飛行過(guò)程中，操作人員可以對(duì)飛行角度進(jìn)行隨意控制，也可以調(diào)轉(zhuǎn)方向，這樣會(huì)讓無(wú)人機(jī)的操作更具靈活性。同時(shí)，操作人員還可以在無(wú)人機(jī)飛行前進(jìn)行一定的參數(shù)設(shè)定，讓其信息獲取工作變得更加高效，有效實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)對(duì)消防滅火救援工作的輔助作用。

2.2 空中視野開(kāi)闊

無(wú)人機(jī)在空中進(jìn)行拍攝工作能夠?qū)崟r(shí)傳輸拍攝視頻，讓地面的工作人員對(duì)無(wú)人機(jī)的拍攝內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)分析并隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整與控制。通常，無(wú)人機(jī)的攝像設(shè)備主要是廣角鏡頭，該鏡頭可以拍攝到更加廣闊的視角，讓視野變得更加清晰，而且廣角鏡頭不需要進(jìn)行焦距的調(diào)整就能清楚地看到視野內(nèi)的全部信息。很多無(wú)人機(jī)會(huì)安裝多組攝像頭，這樣能夠針對(duì)不同的角度進(jìn)行拍攝，不會(huì)留有死角，對(duì)滅火救援工作的信息偵察有很大的幫助。此外，無(wú)人機(jī)還能實(shí)現(xiàn)攝像頭的轉(zhuǎn)動(dòng)，即能針對(duì)相應(yīng)的觀察對(duì)象進(jìn)行細(xì)致分析。在低空作業(yè)時(shí)，攝像頭具有非常高的分辨率，方便工作人員進(jìn)行觀察和分析。在對(duì)倒塌房屋進(jìn)行夜間觀察時(shí)，由于工作環(huán)境非常特殊，工作人員需要對(duì)其安裝紅外夜視裝置，從而讓無(wú)人機(jī)完成在特殊環(huán)境下的信息傳輸工作。

3.無(wú)人機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)需求

為了能更好地在消防滅火救援工作中使用無(wú)人機(jī)，工作人員需要對(duì)無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，設(shè)計(jì)人員需要設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)采集功能，只有進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，才能了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況，并且實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能。通過(guò)無(wú)人機(jī)攝像系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以即時(shí)獲取有關(guān)火災(zāi)圖像，從而更好地實(shí)現(xiàn)信息的收集。其次，設(shè)計(jì)人員還要設(shè)計(jì)無(wú)人機(jī)的地面終端軟件，該軟件既能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，又能實(shí)現(xiàn)拍攝內(nèi)容的回放。再次，設(shè)計(jì)人員應(yīng)將無(wú)人機(jī)的一次性工作時(shí)間保持在1h以上，這樣才可以滿(mǎn)足相應(yīng)的消防工作需求——其數(shù)據(jù)傳輸距離能夠在2100m內(nèi)，圖像傳輸距離在1000m內(nèi)，視頻采集高清程度大于30幀/秒。最后，設(shè)計(jì)人員還需要對(duì)無(wú)人機(jī)的體積進(jìn)行控制，將其控制在300mm×60mm×200mm內(nèi)，從而保證無(wú)人機(jī)的體積滿(mǎn)足各種復(fù)雜環(huán)境的飛行要求。

3.2 設(shè)計(jì)方案

無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)需要滿(mǎn)足自身的飛行功能，還要給消防工作帶來(lái)一定的幫助。因此，設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)該對(duì)硬件方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)硬件劃分為三個(gè)方面，即無(wú)人機(jī)機(jī)載設(shè)備的設(shè)計(jì)、地面操控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

其中，機(jī)載設(shè)備的主要作用是進(jìn)行相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的載體支撐，能夠裝載攝像機(jī)、控制盒、控制器及各種功能模塊等部件。而地面操控系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以更好地通過(guò)傳輸系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行拍攝信息的展示，從而有效促進(jìn)信息的傳輸，提升整個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用

4.1 災(zāi)情偵查

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)通常兇險(xiǎn)異常，由于環(huán)境因素比較復(fù)雜，如果消防人員在不了解任何情況下進(jìn)行救援，不但無(wú)法順利開(kāi)展救援任務(wù)，一旦處置不當(dāng)，還會(huì)造成人員傷亡。而使用無(wú)人機(jī)可以很好地進(jìn)行火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況的偵查，充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)消防現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行更加深入的了解。特別是當(dāng)居民樓發(fā)生火災(zāi)時(shí)，由于居民樓內(nèi)布設(shè)了許多天然氣管道，容易發(fā)生爆炸，會(huì)對(duì)消防人員的人身安全造成非常大的威脅。而且發(fā)生火災(zāi)的居民樓容易出現(xiàn)燃?xì)庑孤┑膯?wèn)題，燃?xì)饩哂幸欢ǖ亩拘?，不利于滅火救援任?wù)的順利進(jìn)行。無(wú)人機(jī)十分靈巧，不會(huì)受到天氣的影響，能夠更加直接地觀察到整個(gè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的全貌，以便讓消防人員針對(duì)整個(gè)火災(zāi)的情況進(jìn)行重點(diǎn)分析，并且提出有效的消防滅火和救援策略，從而讓消防工作進(jìn)行得更加順利，同時(shí)能夠避開(kāi)爆炸和中毒的危險(xiǎn)，讓消防工作變得更加安全。另外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)能夠?qū)⑴臄z的視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛婵刂普荆尮ぷ魅藛T更加及時(shí)地了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)情況，避免耽誤救火的最佳時(shí)機(jī)。無(wú)人機(jī)上也可以安裝風(fēng)速儀和測(cè)溫儀，這樣就能夠更好地進(jìn)行參數(shù)測(cè)量，為后續(xù)工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.2 信息收集

在日常的消防救援工作中，工作人員需要根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的功能設(shè)置，這樣才能更好地利用傳感器設(shè)備、攝像設(shè)備進(jìn)行相關(guān)的信息收集，為消防工作提供一定的信息輔助。工作人員可以將無(wú)人機(jī)與衛(wèi)星技術(shù)結(jié)合使用，從而在更大程度上為消防人員提供決策信息。指揮人員可以利用無(wú)人機(jī)與指揮部保持聯(lián)系，同時(shí)利用4G技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作，這樣可以讓指揮中心在第一時(shí)間了解火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況。利用無(wú)人機(jī)技術(shù)可以更好地提高消防決策的正確性，能夠根據(jù)拍攝的視頻和圖片對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的地形、建筑室內(nèi)情況進(jìn)行分析，從而對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行全面評(píng)估，為后續(xù)的消防工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，工作人員還可以通過(guò)無(wú)人機(jī)對(duì)建筑內(nèi)人員情況的拍攝，檢查哪些區(qū)域有人需要救援，這樣可以更有針對(duì)性地進(jìn)行人員梳理和營(yíng)救，從而有效保證救災(zāi)安全。

5.消防無(wú)人機(jī)技術(shù)要求

5.1 可靠性

無(wú)人機(jī)在消防工作中具有非常大的優(yōu)勢(shì)，因此，在無(wú)人機(jī)運(yùn)用的過(guò)程中，工作人員需要確保其具有非常高的穩(wěn)定性，符合相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。只有這樣，才能在日常的消防工作中進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的獲取，有效實(shí)現(xiàn)對(duì)消防工作的輔助決策作用。與此同時(shí)，工作人員還要選擇好無(wú)人機(jī)的類(lèi)型，需要保證無(wú)人機(jī)具有的型號(hào)和相關(guān)性能符合消防救援工作的要求。此外，工作人員還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行合理安排，以有效提升無(wú)人機(jī)的救援速度。為了有效實(shí)現(xiàn)消防現(xiàn)場(chǎng)情況的監(jiān)控工作，工作人員需要在無(wú)人機(jī)中設(shè)置三種傳感，針對(duì)無(wú)人機(jī)的俯仰角、側(cè)滾角與偏航角進(jìn)行監(jiān)控，針對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行狀態(tài)進(jìn)行有效控制，以保證所有的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)完整有效；還需要為其進(jìn)行GPS定位模塊設(shè)置，以更好地確保無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

5.2 穩(wěn)定性

在消防救援工作中，工作人員需要利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的信息獲取，這樣能夠更好地幫助消防人員進(jìn)行滅火工作。火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的溫度非常高，這對(duì)無(wú)人機(jī)的硬件條件提出了非常高的要求——無(wú)人機(jī)必須在烈火的炙烤下穩(wěn)定拍攝，從而促進(jìn)對(duì)消防工作的幫助。如果無(wú)法確保無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性，工作人員就需要提前進(jìn)行無(wú)人機(jī)的調(diào)試工作，保證所有的視頻圖像信息準(zhǔn)確，更好地提高無(wú)人機(jī)的信息獲取質(zhì)量，從而為監(jiān)控中心提供一定的信息支持。工作人員應(yīng)針對(duì)無(wú)人機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，從而對(duì)無(wú)人機(jī)的飛行角度、飛行高度、飛行速度等方面進(jìn)行控制，有效保證無(wú)人機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。為了確保無(wú)人機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，工作人員應(yīng)正確使用云臺(tái)。云臺(tái)能夠讓攝像機(jī)保持穩(wěn)定拍攝，同時(shí)能夠進(jìn)行不同角度的轉(zhuǎn)換，方便各種角度的拍攝工作，從而獲得更好的拍攝效果。

6.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)在很多領(lǐng)域都具有非常重要的作用。而在日常的消防滅火工作中，無(wú)人機(jī)具有非常大的性能優(yōu)勢(shì)——體積優(yōu)勢(shì)和高度優(yōu)勢(shì)，有助于促進(jìn)消防工作的安全進(jìn)行。無(wú)人機(jī)操作方便，可以更好地為消防現(xiàn)場(chǎng)提供更多的信息，讓消防工作變得更加高效、安全，有助于我國(guó)消防事業(yè)的高效發(fā)展。