無人機在消防滅火救援中的應(yīng)用分析

■ 趙凡 四川省成都市消防救援支隊

目前，國內(nèi)消防部門已在消防滅火救援中引進無人機技術(shù)，不僅因其具有簡單的機械結(jié)構(gòu)與低成本應(yīng)用優(yōu)勢，同時也因其在火場偵查監(jiān)測以及運送緊急救援物資等方面發(fā)揮著重要作用。隨著無人機在消防救援中的應(yīng)用日趨成熟，消防部門愈加重視這一輔助設(shè)備的廣泛應(yīng)用。當(dāng)前，無人機應(yīng)用于消防滅火救援中，既能為消防偵查提供可靠信息，還能加強消防巡檢、實施應(yīng)急救援，并對火場進行全方位、多角度、多層次的消防滅火服務(wù)。

一、無人機消防滅火系統(tǒng)的主要功能

無人機現(xiàn)已被應(yīng)用于消防滅火救援工作中，不僅可進行高空監(jiān)控、攝像跟蹤、火情探測，還可實施應(yīng)急救援等多項輔助功能，這使得無人機消防滅火系統(tǒng)日趨完善。從無人機自身特點來看，具有起飛快、速度快以及垂直升降等多項應(yīng)用優(yōu)勢，尤其是在火災(zāi)事故現(xiàn)場，無人機可近距離地進入火場危險區(qū)域，完成人工無法完成的任務(wù)。為此，我們對無人機消防滅火系統(tǒng)的主要功能進行如下總結(jié)：第一，具有數(shù)據(jù)、視頻、圖像的采集功能與控制功能；第二，具有數(shù)據(jù)、視頻傳輸功能；第三，具有GIS定位功能；第四，具有目標(biāo)滅火控制功能；第五，具有應(yīng)急照明功能；第六，具有高速數(shù)據(jù)通信功能。

為了能夠大大提升無人機的消防滅火救援效率，許多創(chuàng)新技術(shù)不斷被加載于無人機上，使其主體功能日益強大。一方面，精準(zhǔn)定位。這一過程主要實現(xiàn)的是無人機可精準(zhǔn)到達(dá)目標(biāo)位置，并對火災(zāi)險情進行及時的信息反饋，以便于指揮中心以更快的速度下達(dá)指揮命令實施救援。在紅外探頭進行著火點探測后，也需要將這一位置信息進行信號放大處理，并由此形成導(dǎo)航指令，使無人機可以直接來到著火點處，并在智能調(diào)節(jié)下發(fā)射消防炮進行精準(zhǔn)滅火。整個過程均可在指揮中心的全程監(jiān)控下實現(xiàn)，無人機在GIS智能化設(shè)備幫助下，既可準(zhǔn)確定位，實施自主導(dǎo)航，還可自動規(guī)避障礙物，完成系統(tǒng)任務(wù)?；馂?zāi)現(xiàn)場險情在得到一定控制后，再由消防員接受指揮命令實施搜救。另一方面，感知避障。在整個無人機消防救援中，并不需要進行任何的人工操作，僅憑借智能技術(shù)進行無人機操控，使其既能感知到出現(xiàn)的障礙物，也能進行及時躲避，這是無人機裝載了智能傳感系統(tǒng)，使其可在信息傳遞中向無人機發(fā)出指令，對于障礙物的大小、位置等信息進行判斷和分析，從而對無人機進行控制，并安全躲避障礙物，這樣可以保證無人機的安全性，也使得無人機在飛行過程中可以更靈活，面對復(fù)雜的環(huán)境可以不斷地消除影響，更好地為消防進行服務(wù)。[1]

二、無人機在消防滅火救援中的技術(shù)特點

（一）智能化

為實現(xiàn)無人機的多種消防功能，智能化控制必不可少。在裝有智能化控制系統(tǒng)下，既可使無人機在火災(zāi)現(xiàn)場執(zhí)行任務(wù)時盡可能多地搜集險情信息，還可使其具有多功能展現(xiàn)。無人機與智能化相結(jié)合，可以說大大提升了無人機的自主操控能力，面對危機四伏的火災(zāi)現(xiàn)場險情也能根據(jù)預(yù)定程序作出準(zhǔn)確地判斷分析，這樣還可以彌補人工在操作過程中可能出現(xiàn)的錯誤判斷，使無人機在智能化操作系統(tǒng)下科學(xué)應(yīng)對、合理變通，由此也大大提升了無人機的安全性。此外，在智能化操控下，還可依據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場具體情況，自動做出調(diào)整，以更高質(zhì)量地完成消防任務(wù)。

（二）可靠性

消防救援工作需要運用專業(yè)知識與技能，容不得一點馬虎與紕漏。無人機在此方面有得天獨厚的優(yōu)勢，憑借程序指令完成各項任務(wù)，具有極強的可靠性。尤其是在火災(zāi)現(xiàn)場的搜救工作中，由于還潛藏著隨時可燃可爆極不安全的著火點，火災(zāi)現(xiàn)場的濃煙與毒氣又多，無法保障消防人員的人身安全，但搜救工作刻不容緩，利用無人機既可克服這種惡劣的環(huán)境條件給搜救工作帶來的障礙，同時也可偵查得更加細(xì)致縝密，不會漏失潛藏的著火點，能夠有效控制火災(zāi)現(xiàn)場的險情，更可進一步為消防人員提供安全保障。

（三）靈活性

無人機機體小，構(gòu)造簡單，但卻可通過安裝多種類型設(shè)置實現(xiàn)多項功能，憑借這一顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，使無人機在消防滅火救援中發(fā)揮出靈活多變、無可替代的作用。例如，有一款身形小巧的無人機，其靈活性尤為顯著，不僅可在空中靈活地進行轉(zhuǎn)彎，快速穿行通過煙霧屏障，還可進入到較為狹小的空間實施偵查。由此可見，無人機的靈活性可見一斑，在將火場信息進行立體化呈現(xiàn)，以及輔助滅火、實施救援下達(dá)到一體化使用要求，為火災(zāi)現(xiàn)場救援工作的全面展開提供極大幫助。[2]

三、無人機在消防滅火救援中的應(yīng)用

（一）無人機在能源化工消防中的應(yīng)用

近年來，我國能源化工行業(yè)出現(xiàn)了幾起損失巨大的爆炸事故，這樣的火災(zāi)現(xiàn)場不僅易燃易爆物多，而且具有高風(fēng)險、高烈度，以往使用的傳統(tǒng)消防技術(shù)手段，既不能做到第一時間出警到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場實施救援，而且還難以安全有效地接近著火點。瞬息萬變的事故現(xiàn)場，火勢蔓延速度之快，險情危害之大，令人無從實施救援行動。而裝有紅外傳感器、高清攝像頭以及溫度探測設(shè)備等裝置的無人機，卻可深入險境進行實時追蹤與監(jiān)控，及時準(zhǔn)確地將火災(zāi)現(xiàn)場信息傳達(dá)至指揮中心，以便指揮人員據(jù)此做出快速準(zhǔn)確地應(yīng)對策略。此外，無人機應(yīng)用于消防滅火救援中，最大的突破莫過于解決其承載能力與遙感范圍這兩大技術(shù)問題。其中最重要的問題是，無人機承載哪些儀器、設(shè)備，方能達(dá)到滅火救援要求。目前，通過在無人機上安裝全新的動力架構(gòu)承載系統(tǒng)，使這一問題得到了妥善解決，可將裝載滅火劑與水的設(shè)備安置在無人機上進行大面積噴射，使火情得到迅速控制。目前，消防部門還將無人機與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，針對諸如能源化工行業(yè)的重點單位進行實時動態(tài)監(jiān)控，高度重視實施消防安全預(yù)防措施。由此可見，無人機無論是在消防安全的日常監(jiān)測中，還是在災(zāi)時災(zāi)情監(jiān)測與輔助救援等方面，都同樣發(fā)揮著重要作用。

（二）無人機在森林防火監(jiān)測中的應(yīng)用

目前，我國的森林防火工作面臨著諸多難題，由于我國地域遼闊，且隨著全球氣候變暖，使森林火災(zāi)的發(fā)生頻率猛增，尤其是森林火災(zāi)不同于其他火險，不僅具有突發(fā)性特點，而且造成的損失不可估量，實施滅火救援的難度系數(shù)也較高。一直以來，針對森林防火工作，國家投入了大量的人力與物資，但卻未能達(dá)到卓有成效的實施效果，其中日常巡檢與火災(zāi)監(jiān)控是預(yù)防森林火險的重要手段，但僅憑現(xiàn)有警務(wù)人力，很難做到萬無一失。而森林防火監(jiān)測通過應(yīng)用無人機展開日常巡查，即使對不明顯的小火苗，或是復(fù)雜的氣候環(huán)境條件，都能及時探測追蹤。無人機借助紅外熱成像云臺，可在不受雨霧、煙霧、光線等影響下，進行全天候的巡查監(jiān)控，及時探測著火點，并在智能識別系統(tǒng)幫助下，對森林火情進行動態(tài)圖像拍攝與識別，當(dāng)然，這一過程既可在一個固定地點進行全方位拍攝，也可在實施追蹤時進行拍攝，以掌握更全面的現(xiàn)場火情信息，從而將更詳細(xì)的情況進行記錄并反饋到指揮中心，由此有利于指揮中心作出精準(zhǔn)的判斷分析。通過智能化追蹤系統(tǒng)，還可對追蹤目標(biāo)尺度實現(xiàn)擴大和縮小，具有目標(biāo)鎖定的功能作用，這樣可以對一些重點影像進行采集和處理，實現(xiàn)智能化控制，并通過遙感技術(shù)對火災(zāi)區(qū)的圖像進行處理，從而使消防人員對于火情有更全面地掌握。[3]

（三）無人機在城市智慧消防中的應(yīng)用

在城市空間日益緊張，居住人口日益增多的情況下，城市消防發(fā)揮著越來越重要的作用，尤其是高層建筑更是火情的高發(fā)地，存在的安全隱患問題需要給予高度重視。針對高層建筑出現(xiàn)的緊急火災(zāi)險情，以及因危險品爆炸而產(chǎn)生的重大火災(zāi)事故現(xiàn)場，消防員在不了解情況時很難及時進入，并快速展開救援工作。但通過無人機即可先行進行火災(zāi)現(xiàn)場的偵查，及時了解火情嚴(yán)重程度，并將火災(zāi)蔓延趨勢進行及時的信息反饋，還能快速探測出高溫點以及火場附近的易燃易爆物，對被困人員進行搜查救援，將火災(zāi)帶來的危險與損失降至最低。根據(jù)實踐經(jīng)驗總結(jié)來看，無人機還具有良好的操控性，盡可能地簡化其操作步驟，可以使其智能化控制系統(tǒng)進一步完善，確保其在火災(zāi)現(xiàn)場的安全性。當(dāng)然，無人機也在不斷增強自身穩(wěn)定性的前提下，在城市消防滅火救援中發(fā)揮著重要作用。以5G+無人機的模式進行的新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不僅被稱之為智慧消防的先行者，而且還可實現(xiàn)自動駕駛、自主巡航以及主動避障，對火災(zāi)現(xiàn)場情況進行快速響應(yīng)、快速偵察，直接以點對點的方式反饋火災(zāi)險情信息。尤其在實施聯(lián)動保護機制下，可在接收到預(yù)警信息后，以最快時間做出反應(yīng)，對環(huán)境具有極強的適應(yīng)性，并不受天氣好壞與地理環(huán)境等方面的相關(guān)影響，在對災(zāi)后復(fù)雜環(huán)境進行巡檢時，既可及時排查死角隱患，還可替代人工巡檢，使災(zāi)后排查工作更細(xì)致、更專業(yè)，也更加高效。智慧消防可利用5G+無人機圍繞安全生產(chǎn)、自然災(zāi)害等重點領(lǐng)域，聚焦監(jiān)測預(yù)警、智慧救援、監(jiān)督管理等核心業(yè)務(wù)，提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、飛行服務(wù)及數(shù)據(jù)服務(wù)的無人機技術(shù)，實現(xiàn)全方位預(yù)防管理及一體化應(yīng)急指揮，滿足精準(zhǔn)預(yù)警決策的建設(shè)需求。[4]

四、結(jié)語

總體而言，在科技的快速發(fā)展中，無人機的應(yīng)用范圍也將得到進一步拓展。消防救援工作也應(yīng)注重不斷引進先進技術(shù)，發(fā)揮其輔助作用與保障作用，無人機正是基于此被引進應(yīng)用，而且還在逐步擴大其應(yīng)用范圍，從以往單一化、被動化的應(yīng)用方式發(fā)展為多元化、智能化應(yīng)用，既能有效化解火災(zāi)風(fēng)險問題，提升消防救援的安全性與效率性，同時也能深入最危險的事故現(xiàn)場，針對火災(zāi)現(xiàn)場情況做出及時準(zhǔn)確的技術(shù)判斷，還可緊急運輸應(yīng)急物資，最大限度地減少火災(zāi)事故造成的損害。由此可見，無人機在消防救援中具有極其重要的應(yīng)用價值，隨著不斷攻克相關(guān)技術(shù)問題，也將進一步促進消防事業(yè)的發(fā)展。