無人機在消防滅火救援工作中的應用

布和巴特爾

摘要：伴隨著高層、大跨度大空間、地下有限空間等新型建筑的出現(xiàn)，建筑的結構、布局也變得越發(fā)復雜，對消防救援工作的順利開展提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn)。無人機技術的合理應用能夠在強化救援效率、提升救援質量層面保障滅火救援工作的順利開展。針對無人機在滅火救援工作中的應用展開深入研究，希望為消防救援隊伍處置同類型災害事故提供參考。

關鍵詞：無人機；滅火救援；火場偵察；安全性

中圖分類號：TU998.1? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）11-0035-03

由于無人機具備移動速度快、行動較為便捷且可同步傳輸現(xiàn)場數據等優(yōu)勢，因此被廣泛應用在較為特殊的消防滅火救援環(huán)境中。應用無人機可以在處置現(xiàn)場有效代替消防人員完成環(huán)境觀測、被困人員定位等相關工作，并為現(xiàn)場參與實戰(zhàn)處置的消防救援人員提供可靠、精準的火災信息，在保障消防員自身安全的同時，也為滅火救援工作的開展帶來強有力的信息支持。

1 無人機基本情況介紹

從本質上講，小型無人機屬于低空飛行器的范疇。其實際飛行過程中主要依靠飛機機體內部搭載的無線控制裝置。地面消防人員可以通過操控遠程遙控裝置，對無人機的航向、高度等實施操控。另外，無人機操控系統(tǒng)內部擁有預先設定完畢的智能化程序，可以對無人機飛行范圍內的航拍畫面進行記錄，并依托網絡信息傳輸實時將拍攝畫面?zhèn)骰氐孛娌倏卦O備中，以此實現(xiàn)信息的實時傳輸。伴隨著科學技術的持續(xù)發(fā)展，無人機在消防滅火救援方面的功能變得更加多樣，實際應用領域也越來越廣泛。

2 無人機在滅火救援處置過程中的優(yōu)點

2.1? 安全性較強

無人機擁有較強的環(huán)境適應性，即便是在較為惡劣、復雜的環(huán)境當中，也擁有十分出色的工作表現(xiàn)[1]。同時由于無人機自身較為靈巧、輕便，因此被廣泛應用在各類滅火救援工作當中。此外，由于無人機可以實現(xiàn)遠程操控，在滅火救援處置過程中憑借這一特征，能夠幫助消防人員進入火災現(xiàn)場搜集火場內部信息，對于危險性較高的火災現(xiàn)場，無人機的應用使得消防救援人員實戰(zhàn)處置過程中的自身安全性得到了有效的保障[2]。

2.2? 操作較為便捷

現(xiàn)階段，被一線消防救援隊伍廣泛應用的無人機普遍操作較為簡單，對于操控人員的技術要求相對較低，只需簡單的應用遙控裝置就可以實現(xiàn)對無人機的有效控制。此外，常規(guī)無人機中的程序經過精密設計，可以按照事先設定好的路線實現(xiàn)自動飛行，并根據有關技術進行視距控制，以不同光線、角度、距離作為依據來對火災現(xiàn)場信息進行動態(tài)搜集。

2.3? 靈活性良好

在我國各類滅火救援實戰(zhàn)處置工作中，小型無人機已經得到了較為廣泛的應用。事實上，無人機在實戰(zhàn)處置過程中最大的優(yōu)勢當屬機體自身的靈活性，能夠保障在障礙物較多的處置現(xiàn)場中實現(xiàn)靈活轉彎并同步開展拍攝、偵查工作，特別是在交通事故及山體滑坡等地質災害的處置中，靈活性這一得天獨厚的優(yōu)越特征使得無人機成為我國現(xiàn)代滅火救援工作中不可或缺的信息偵查設備。

2.4? 智能化操作

通常情況下，無人機的運行方向和運行路線大多憑借地面消防救援人員的無線操控[3]。但在實際飛行過程中，無人機通常會遇到各種各樣的障礙物，操控人員面對復雜的環(huán)境很難及時作出應對。此時無人機可以通過機身搭載的智能技術對障礙物實施預先感知和有效躲避，同時還能第一時間將障礙物有關信息傳遞到地面智能系統(tǒng)中并依托智能系統(tǒng)展開判斷和分析，對障礙物出現(xiàn)的位置、體量等綜合情況作出評估[4]。

3 無人機在滅火救援工作中的應用

3.1? 信息搜集

當火災事故發(fā)生后，一線消防救援隊伍在正式展開滅火處置工作前需要全面掌控事故現(xiàn)場的相關信息[5]。此時，無人機能夠在相對較短的時間內進入起火現(xiàn)場，并為消防救援人員及時搜集到關于火災現(xiàn)場的綜合信息。由于無人機本身體積和重量普遍較小，因此操作人員可以依托遙控裝置對無人機進行遠程操控[6]。特別是在一些地勢較為復雜的區(qū)域，消防人員僅憑人力展開信息搜集工作不僅溝通不暢且通常效率較低，在貽誤最佳處置時機的同時還會對消防員的人身安全造成直接影響。而無人機受到來自火災現(xiàn)場的直接干擾相對較少，對于各類氣候條件、地勢環(huán)境的適應性較高，能夠憑借自身優(yōu)勢迅速進入起火現(xiàn)場內部，并通過影像的展示幫助現(xiàn)場消防救援人員迅速了解到火場內部的相關情況。此外，通過無人機的合理應用還能夠及時檢測到火災現(xiàn)場內部的溫度、風力等相關信息，并向現(xiàn)場參與處置工作的消防救援人員做出及時反饋，以此協(xié)助現(xiàn)場消防救援人員迅速獲取到火災現(xiàn)場的有效信息[7]。當無人機完成圖像拍攝并回傳后，消防救援人員能夠根據火災現(xiàn)場的圖文資料完成現(xiàn)場地形圖的繪制，為后續(xù)火災救援工作的開展提供可靠的數據支撐。

3.2? 指揮調度

在實戰(zhàn)處置過程中，最佳處置時機稍瞬即逝，通常情況下，隊伍實際展開的速度越快，火災處置現(xiàn)場的直接損失也相對越小，這也意味著消防救援工作的效率十分關鍵。無人機本身對工作環(huán)境具有較強的適應性，且其自身較為輕巧靈活，通過在火災處置現(xiàn)場內部合理使用無人機，能夠迅速對火災現(xiàn)場中的有關信息進行及時收集，并依托信息傳輸機制將處置現(xiàn)場搜集到的信息及時傳達到現(xiàn)場各級指揮員?，F(xiàn)場指揮部可通過無人機傳送的相關信息迅速了解火災現(xiàn)場的被困人員、火勢蔓延途徑、建筑結構等基本情況，進而科學部署后續(xù)的消防救援工作。此外，消防指揮部門能夠依據無人機實地拍攝到的火災相關信息，進一步對現(xiàn)場火災情況進行綜合評估[8]。由于火災的發(fā)生具有顯著的不確定性，且火場實際情況很可能由于火災的蔓延出現(xiàn)動態(tài)變化，因此在開展滅火救援工作的過程中，現(xiàn)場消防指揮部門必須按照火災處置現(xiàn)場的變化情況展開實時性調度指揮。而無人機能夠對火災現(xiàn)場情況開展實時性動態(tài)拍攝，并依托通信設備將現(xiàn)場情況傳輸到指揮部門，最終為現(xiàn)場指揮部的部署決策提供充足的依據。例如，當某企業(yè)儲油罐區(qū)發(fā)生火災事故后，火災現(xiàn)場燃燒面積較大，并且隨時存在沸溢噴濺的危險，雖然轄區(qū)消防部門出動了大量的處置力量，但由于火勢較為迅猛，導致火災現(xiàn)場內部情況十分復雜，單純依托消防人員展開火情偵察工作無法及時掌握到現(xiàn)場的詳細信息，因此應當第一時間選擇無人機協(xié)助現(xiàn)場偵察工作的展開。在無人機進入火災現(xiàn)場之后，可將現(xiàn)場畫面迅速傳遞到現(xiàn)場指揮通信車，再應用信息通信技術將現(xiàn)場影像資料及時傳到轄區(qū)消防指揮中心，為后續(xù)指揮人員的有效部署決策提供較為可靠的信息資料。

3.3? 定位搜索

除了常見的信息搜集、指揮調度，無人機還具備定位搜索功能，在理想化的滅火救援工作中，消防人員必須在盡可能短的時間內解救被困人員，并最大限度減少人員傷亡情況的出現(xiàn)[9]。但在實際火場條件下，消防救援人員無法短時間內全面掌握現(xiàn)場相關情況，特別被困人員的實際位置較為分散時，僅憑消防人員依靠人力展開搜集是遠遠不夠的，在此情況下就可以依托多架無人機開展協(xié)同搜查，進而幫助消防人員迅速了解到火災現(xiàn)場受困人員的具體狀況，以達到精準救援的最終目的。此外，無人機還能夠為處置現(xiàn)場實施通信照明，在展開高空火災救援的過程中，地面指揮人員可以通過無人機向身在高空的消防救援人員下達指令，并應用通信裝置自身的旋轉功能實施大范圍的有效照明，保障高空救援工作有序開展。

3.4? 三維建模

在實戰(zhàn)處置過程中，可以通過在無人機飛行器中設置對應的遙感相機，進而對火災現(xiàn)場的實際情況進行航拍，依托計算機軟件獲得遙感相機的拍攝情況[10]。同時，應用信息化技術針對火災現(xiàn)場的地理情況、現(xiàn)場場景等信息構建三維建筑模型，得到與火災現(xiàn)場相對應的虛擬場景，在把控火災發(fā)展趨勢的同時，也能為后續(xù)的災后重建工作帶來可靠的技術支持。此外，通過建模軟件的應用還能制作本地區(qū)重點消防單位的三維建筑模型，最終得出可視化數據預案，為后續(xù)火災救援工作的開展提供有效的技術保障。

3.5? 直接滅火

隨著城市內部高層建筑的數量日益增多，一線消防救援人員的工作難度也逐漸加大。而無人機可以不受高度的影響，能夠在飛行到既定地點后投下滅火彈第一時間有效控制火勢。在常規(guī)滅火救援工作中，大部分無人機上會攜帶二氧化碳、干粉等滅火劑，操控人員通過遙控裝置可操控無人機尋找起火位置進行火災撲救，避免火勢的無序蔓延。

4 無人機在消防滅火救援工作中的應用策略

4.1? 優(yōu)化消防無人機性能

為了使無人機的內部構造系統(tǒng)不受到高溫輻射的影響，相關研究人員提出在機身表面區(qū)域以及系統(tǒng)核心區(qū)域加裝阻燃性材料，以全面強化系統(tǒng)抵御高溫輻射的能力，同時從根本上保障無人機的續(xù)航時間。目前，玻璃纖維、金屬鋁箔等類別的阻燃材料被普遍應用于消防無人機中。此類材料自身具備良好的機械性能，能夠大幅度降低無人機運行過程中的磨損狀況。此外，也可選擇將消防無人機的機翼部分轉變?yōu)檎郫B式，在方便機體運輸攜帶的基礎上全面優(yōu)化機身的實際機動性能。

4.2? 明確工作流程

現(xiàn)階段，在應用無人機展開滅火救援工作時，應結合實際情況制定出較為合理的處置流程，最大限度保障各項消防滅火救援工作的科學性。例如，在高層建筑火災實戰(zhàn)處置過程中，應當預先根據建筑功能的特殊性為無人機設定以下工作流程：①地面消防人員應用可視化操控平臺操控無人機將攝像、紅外線成像儀等裝備運送到火災現(xiàn)場當中，通過無人機及時獲取最真實的現(xiàn)場火災場景。②通過應用無線數據，將火災現(xiàn)場內部真實的圖像信息及時傳遞到現(xiàn)場通信指揮車接收系統(tǒng)中，使現(xiàn)場各級指揮員可以通過信息輔助決策系統(tǒng)展開規(guī)范化的工作部署。③根據信息系統(tǒng)的實踐經驗，現(xiàn)場各級指揮員可以迅速發(fā)出處置決策，指揮現(xiàn)場各級消防救援人員、救援車輛等處置力量第一時間參與到滅火救援作戰(zhàn)行動中。此外，地面操控人員還可以依托可視化平臺作為空中救援的輔助手段，保證現(xiàn)場滅火效率的有效提升。

4.3? 消防無人機戰(zhàn)備保障

想要充分發(fā)揮消防無人機的應用價值，應當在日常工作中給予充分的保障。首先，社會各界及各級科研部門應當結合滅火救援工作的實際需求，對現(xiàn)階段各種類型的消防無人機性能進行優(yōu)化，有效吸收國內外較為先進的無人機研發(fā)技術，大力構建無人機技術設備研發(fā)體系。其次，消防無人機的優(yōu)化、技術研發(fā)等相關工作應被納入城市消防建設相關標準當中，通過法律條文作出規(guī)定，以此有效保障無人機各項優(yōu)化工作的順利開展。除此之外，在日常作戰(zhàn)訓練中應擬定合理的無人機訓練計劃，并根據訓練應用情況尋找無人機優(yōu)化解決方案。

5 結語

無人機作為信息技術飛速發(fā)展的產物，在我國消防救援領域得到了較為廣泛的應用。在消防滅火救援工作過程中應用無人機開展信息收集、高空偵察等相關輔助工作，可以使一線消防救援人員及時掌握火災處置現(xiàn)場的實時動態(tài)，為及時控制火勢蔓延、快速完成火災處置工作奠定信息基礎。

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The application of UAV in firefighting and rescue

Bu He Batel

（Inner Mongolia Hulunbuir Municipal Fire and Rescue Brigade，Inner Mongolia? Hulunbuir 021000）

Abstract：Along with the emergence of new buildings such as high-rise， large-span large space， underground confined space， the structure and layout of buildings have become more and more complex， posing a more serious challenge to the smooth implementation of firefighting and rescue work. The reasonable application of drone technology can strengthen the rescue efficiency and enhance the rescue quality level to ensure the smooth development of firefighting and rescue work. In-depth research on the application of drones in firefighting and rescue work， hoping to provide reference for fire rescue teams to deal with the same type of disaster accidents.

Keywords：UAV; firefighting and rescue; fire reconnaissance; safety