無(wú)人機(jī)技術(shù)在消防通信中的應(yīng)用

■ 王凱 寶山區(qū)消防救援支隊(duì)

科技快速發(fā)展導(dǎo)致無(wú)人機(jī)在消防領(lǐng)域中發(fā)揮了巨大作用，為消防工作傳遞了很多消息，提供便利的同時(shí)，也節(jié)約了時(shí)間。現(xiàn)如今，消防通信工作中也開始廣泛應(yīng)用無(wú)人機(jī)，在使用過(guò)程中也在不斷探索更深層次的應(yīng)用。無(wú)人機(jī)具有安全性高、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，是消防通信時(shí)不可缺少的設(shè)備，其能有效脫離傳統(tǒng)通信方式，彌補(bǔ)缺點(diǎn)。想要最大化發(fā)揮無(wú)人機(jī)優(yōu)勢(shì)，就要熟練掌握操作方法，爭(zhēng)取能在消防工作中制定出最省時(shí)的方案，使消防工作更上一層樓。

一、無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)與構(gòu)成

（一）無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)

雖然無(wú)人機(jī)體積較小，但功能齊全，在其前端會(huì)裝有控制設(shè)備，內(nèi)部也會(huì)有相應(yīng)的接收裝置。操作人員可以利用前端傳輸過(guò)來(lái)的狀態(tài)圖，根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整救援計(jì)劃，確保在調(diào)配人員過(guò)程中節(jié)省時(shí)間，除了火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)人機(jī)也可以在其他災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)完成輔助工作，如果遇到危險(xiǎn)品泄漏現(xiàn)場(chǎng)，不能直接派人員進(jìn)入時(shí)，無(wú)人機(jī)可以反饋出現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情，起到實(shí)時(shí)監(jiān)控的作用[1]。對(duì)于事故救援現(xiàn)場(chǎng)，時(shí)間最寶貴的財(cái)富，高效開展救援工作能最大程度保障人身安全。因此在消防通信環(huán)節(jié)會(huì)優(yōu)先考慮使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行溝通，根據(jù)實(shí)際情況往往會(huì)選擇小型的機(jī)器，例如無(wú)人機(jī)，其可為通信過(guò)程提供許多便利，其重量小，而且能節(jié)省很多人力，不需要很多人操作。在消防緊急救援現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)出現(xiàn)很多意外情況，利用無(wú)人機(jī)能確保消息完成傳遞。再者無(wú)人機(jī)的重量較輕，在緊急情況中能被快速帶到現(xiàn)場(chǎng)，很多投入消防工作的無(wú)人機(jī)重量低于一百千克[2]。另外事故現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境相對(duì)惡劣，存在很多障礙物，對(duì)通信設(shè)備來(lái)說(shuō)是一種極大的考驗(yàn)。無(wú)人機(jī)起飛條件簡(jiǎn)單，在相對(duì)平緩的地面滑行幾米就能完成起飛指令，很適用于這種環(huán)境。

另外除了能在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)幫助救出被困人員，無(wú)人機(jī)還可在森林消防中發(fā)揮巨大優(yōu)勢(shì)，據(jù)調(diào)查了解，我國(guó)的綠植資源相對(duì)較少，森林占地面積排名靠后，可森林火災(zāi)卻頻頻發(fā)生。對(duì)于森林消防工作，隨著要求不斷提高，一旦森林區(qū)域發(fā)現(xiàn)火災(zāi)，救援隊(duì)會(huì)帶著無(wú)人機(jī)參加救援。掌握相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)，通過(guò)實(shí)際分析確定著火點(diǎn)，方便在通信后合理分配任務(wù)。遇到森林消防問(wèn)題時(shí)，周圍可燃物多，受災(zāi)面積可能較大，火災(zāi)蔓延速度隨之變快，現(xiàn)場(chǎng)情況是無(wú)法預(yù)測(cè)的，此時(shí)需要無(wú)人機(jī)捕獲動(dòng)態(tài)信息。如果在消防通信時(shí)使用其他設(shè)備，可能無(wú)法捕捉到精確的數(shù)據(jù)，如果設(shè)備無(wú)法到達(dá)火災(zāi)上方，操作中心還是無(wú)法直接確定受災(zāi)范圍。這也是無(wú)人機(jī)區(qū)別于其他通信設(shè)備的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)之一，我國(guó)正在提高生態(tài)保護(hù)的基本要求，消防工作中存在巨大的挑戰(zhàn)，應(yīng)該適當(dāng)結(jié)合優(yōu)勢(shì)，為消防工作帶來(lái)便利。

使無(wú)人機(jī)發(fā)揮最大職能的方式是與其他系統(tǒng)疊加，最終由操作平臺(tái)完成牽引，利用集成兼容性，投入到消防救援工作中，就是需要盡可能地發(fā)揮自身實(shí)用價(jià)值。系統(tǒng)集成性將幫助無(wú)人機(jī)完成數(shù)據(jù)整合與兼容其他設(shè)備的需求，可以在火場(chǎng)快速引導(dǎo)開展人工救援工作，生命面前，每個(gè)爭(zhēng)分奪秒的瞬間都值得重視，值得抓住機(jī)會(huì)。消防通信領(lǐng)域，其三維建模技術(shù)已經(jīng)逐漸完善，誤差也在堅(jiān)持不懈的研發(fā)中縮減到了較小的數(shù)值，這是該設(shè)備在領(lǐng)域里的優(yōu)勢(shì)之一，也是科研人員鍥而不舍的見證。

在現(xiàn)代強(qiáng)大的科學(xué)背景條件下，關(guān)于無(wú)人機(jī)的研發(fā)工作也在不斷實(shí)現(xiàn)突破，取得了前所未有的成就?？梢越Y(jié)合其他先進(jìn)學(xué)科的發(fā)達(dá)技術(shù)，改造數(shù)據(jù)鏈，適當(dāng)提高產(chǎn)品的功能性，逐步更新無(wú)人機(jī)功能，使其能夠擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍[3]。

災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)容易存在不易察覺的死角，為了減少傷亡，無(wú)人機(jī)在勘測(cè)時(shí)需要從各個(gè)角度進(jìn)行探查，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)被困人員，能及時(shí)完成反饋工作。當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)下，投入到消防通信的無(wú)人機(jī)設(shè)備還能適應(yīng)強(qiáng)弱程度不同的光線，可全程配合搜救時(shí)間[4]。在這樣的優(yōu)勢(shì)下，無(wú)人機(jī)能夠有效提升消防工作的速度，縮短時(shí)間，高質(zhì)量完成救援任務(wù)。

除了上述優(yōu)勢(shì)，無(wú)人機(jī)還存在較高的安全性，區(qū)別于傳統(tǒng)的救援活動(dòng)，無(wú)人機(jī)也能在陰雨天完成拍攝，可有效彌補(bǔ)其他通信方式的不足之處。鑒于消防通信工作的特殊性，通信設(shè)備需要達(dá)到一定強(qiáng)度的溫度耐受能力，只有能在高溫環(huán)境下拍攝，才能為消防工作提供有效支持，不拖延時(shí)間。

（二）無(wú)人機(jī)構(gòu)成

在當(dāng)前的城市發(fā)展中，消防安全為人們所關(guān)注，由于過(guò)去的災(zāi)情通信裝置不能全面?zhèn)刹槭転?zāi)范圍，因此需要調(diào)用更先進(jìn)的設(shè)備。如果通信設(shè)備不理想，極容易威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此相關(guān)機(jī)構(gòu)在不斷尋找先進(jìn)的通信設(shè)備，這是消防通信環(huán)節(jié)選擇無(wú)人機(jī)的初衷。消防部門也會(huì)定時(shí)組織技術(shù)人員對(duì)無(wú)人機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，除了了解，基本構(gòu)成還要掌握飛行方式和機(jī)器特點(diǎn)，希望能夠以此提高無(wú)人機(jī)的使用率。

顧名思義，無(wú)人機(jī)不需要人員親自駕駛，早些年主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，近幾年隨著科技逐漸發(fā)達(dá)，也被應(yīng)用于其他領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)由最基礎(chǔ)的飛行機(jī)體、信號(hào)發(fā)射回收裝置與控制裝置等系統(tǒng)相互聯(lián)合而成，即使在不良條件下，無(wú)人機(jī)也可以參與到緊急任務(wù)中。

因?yàn)槭亲饔糜谙肋^(guò)程，通信無(wú)人機(jī)與觀賞性無(wú)人機(jī)不同，得解決克服高溫的問(wèn)題，所以制作時(shí)會(huì)采用耐高溫材料。不過(guò)最傳統(tǒng)的構(gòu)成依然被保留了下來(lái)，關(guān)鍵部位使用高端性能材料，也能間接增加無(wú)人機(jī)的使用時(shí)間，降低通信時(shí)出現(xiàn)的損耗。另外還有很多研究人員會(huì)將用于該情景下的無(wú)人機(jī)設(shè)置成機(jī)翼可折疊模式，便于管理。從根本上講無(wú)人機(jī)是一種飛行器，內(nèi)部裝有程序控制系統(tǒng)，它與航模不同，不屬于玩具的一種。無(wú)人機(jī)內(nèi)部構(gòu)成非常復(fù)雜，追求的并不是好看的外表，注重的是實(shí)用性。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是為了幫助相關(guān)領(lǐng)域開展特定的活動(dòng)。無(wú)人機(jī)的種類很多，可根據(jù)用途進(jìn)行分類，同時(shí)也可按照不同的動(dòng)力源進(jìn)行劃分，部分無(wú)人機(jī)是通過(guò)燃燒汽油飛行的，這種條件下無(wú)人機(jī)能夠飛行較長(zhǎng)時(shí)間。如果選用電池作為無(wú)人機(jī)提供驅(qū)動(dòng)的裝置，雖然續(xù)航的能力沒有前者強(qiáng)，但安全性會(huì)更加牢固，發(fā)生意外的概率小。對(duì)比之下就能發(fā)現(xiàn)二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，除此之外不同的外形也可以成為劃分無(wú)人機(jī)的依據(jù)。用于消防通信工作的一般不是多軸無(wú)人機(jī)，這種設(shè)備相較于其他無(wú)人機(jī)體積更大，不方便參加消防任務(wù)。同時(shí)這種無(wú)人機(jī)操作方式非常復(fù)雜，根據(jù)其特殊性，使用概率較小。盡管是在夜景模式下，無(wú)人機(jī)仍然可以實(shí)現(xiàn)近景測(cè)量，精確程度可以控制在毫米范圍[5]。在所有的通信設(shè)備里，無(wú)人機(jī)所需費(fèi)用并不高，成本比較節(jié)約，而且可以在上面架設(shè)攝影設(shè)備，組合成本也很低廉。在消防通信中，無(wú)人機(jī)可以靈活運(yùn)轉(zhuǎn)，操作人員發(fā)布起飛指令，無(wú)人機(jī)就會(huì)很快進(jìn)入工作狀態(tài)，只要選擇較為平整的地點(diǎn)就可以完成起飛降落。上面架設(shè)的拍攝裝置能夠記錄高分辨率圖像，就算建筑處于傾斜、倒塌的狀態(tài)，無(wú)人機(jī)也可以正常記錄。無(wú)人機(jī)功能豐富多樣，能動(dòng)性強(qiáng)，能夠在很多領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢(shì)，部分無(wú)線設(shè)備都能與其相互連接，實(shí)現(xiàn)一加一大于二的功效，構(gòu)成決定優(yōu)勢(shì)，也能夠直接決定應(yīng)用于何種環(huán)境。

二、無(wú)人機(jī)在消防通信中的要求及應(yīng)用

（一）消防通信對(duì)無(wú)人機(jī)的要求

在消防救援工作中，每一分每一秒都至關(guān)重要，片刻延緩都有可能帶來(lái)無(wú)法挽回的后果，因此有關(guān)部門在選擇救援設(shè)備時(shí)會(huì)優(yōu)先衡量機(jī)器各方面的性能，保證設(shè)備在充滿意外的現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)出現(xiàn)故障。一旦通信工具失去控制，則無(wú)法實(shí)行救援活動(dòng)。消防安全不到位的高樓極有可能發(fā)生火災(zāi)，消防員趕到時(shí)需要利用設(shè)備確定事發(fā)地的實(shí)際情況，所以設(shè)備必須有抵抗強(qiáng)風(fēng)的作用，才能在第一時(shí)間確認(rèn)事故狀態(tài)。另外由于事發(fā)地溫度過(guò)高且有明火，因此通信設(shè)備要有防爆性，上述都是消防通信時(shí)對(duì)設(shè)備的基本要求，無(wú)人機(jī)具備這些優(yōu)質(zhì)性能，能夠提高救援質(zhì)量，為急救工作提供可靠的支撐[6]。

火災(zāi)中有些著火點(diǎn)可能涉及高壓線，消防員不方便接近，此刻需要無(wú)人機(jī)自身滿足滅火要求。無(wú)人機(jī)上可攜帶少量滅火劑，待地面操作人員操作無(wú)人機(jī)，可完成噴灑。消防救援工作情況多變，受災(zāi)面積也無(wú)法估測(cè)，因此在任務(wù)開始前要仔細(xì)檢查無(wú)人機(jī)的電量，確保電量能夠支撐無(wú)人機(jī)完成飛行，同時(shí)通信工作中可能需要多次巡查，還應(yīng)該攜帶備用的無(wú)人機(jī)?；诳萍紩r(shí)代的快速發(fā)展，高層建筑物的數(shù)量越來(lái)越多，消防工作要求無(wú)人機(jī)能夠達(dá)到一定的飛行高度，遇到較高的受災(zāi)地區(qū)可以盡可能完成需求。除了飛行高度與溫度耐受能力等要求，消防通信工作還需要無(wú)人機(jī)具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性，現(xiàn)場(chǎng)的視頻畫面對(duì)通過(guò)攝像頭被完整記錄下來(lái)，再傳輸?shù)讲倏仄脚_(tái)處，所以無(wú)人機(jī)拍攝的畫面一定要保證高清。圖片傳輸?shù)倪^(guò)程中，信號(hào)盡可能不中斷，能夠完整給平臺(tái)反饋，為救援后續(xù)工作提供便利途徑。

無(wú)人機(jī)時(shí)代已悄然而至，越來(lái)越先進(jìn)的技術(shù)完善其功能，逐漸修復(fù)不足，使其能夠被各行各業(yè)使用。機(jī)器完成更新?lián)Q代的同時(shí)，操作人員也要及時(shí)更新相關(guān)知識(shí)，方便能夠游刃有余地使用無(wú)人機(jī)，否則不流暢的操作手法會(huì)嚴(yán)重阻礙無(wú)人機(jī)在消防通信工作中發(fā)揮作用，耽誤最佳救援的時(shí)間。操作過(guò)程中應(yīng)該保持嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度，可定期開展培訓(xùn)活動(dòng)，完成系統(tǒng)的訓(xùn)練，再定期進(jìn)行無(wú)人機(jī)操作的實(shí)踐考核，為生命安全帶來(lái)更加強(qiáng)大的保障。每一次日常救援工作結(jié)束都可以積累下來(lái)很多經(jīng)驗(yàn)，相關(guān)部門可以合理安排時(shí)間，讓操作人員相互交流使用無(wú)人機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，以此提升自身實(shí)力。

（二）消防通信中無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

救援部門在接到求救電話時(shí)，會(huì)盡快組織人員去往事發(fā)地，到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，首先要進(jìn)行了解的是火災(zāi)涉及的范圍，確定有多少人受傷以及最合適的救援路線，大部分火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況都很棘手，時(shí)間也非常緊迫。救援隊(duì)的盡快制定方案，穩(wěn)定住局面，因此就要操作無(wú)人機(jī)保持現(xiàn)場(chǎng)通信，無(wú)人機(jī)比人力更能快速確定基礎(chǔ)情況，而且功能先進(jìn)的設(shè)備，能準(zhǔn)確傳輸出角落的畫面，做到無(wú)死角拍攝。消防通信領(lǐng)域提高無(wú)人機(jī)的使用頻率，就是在無(wú)形中擴(kuò)大現(xiàn)場(chǎng)可視范圍，幫助救援傷者同時(shí)，也會(huì)起到保護(hù)消防員的作用。

此外在工作開展過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)處于一種相對(duì)混亂的狀態(tài)，火場(chǎng)的實(shí)際情況與被困人員的心態(tài)都是應(yīng)該關(guān)注的重點(diǎn)，這就需要救援隊(duì)爭(zhēng)取機(jī)會(huì)，盡快與內(nèi)部建立起聯(lián)系。消防部門可以使用無(wú)人機(jī)帶動(dòng)像擴(kuò)音器這類的通信設(shè)備，方便及時(shí)傳遞消息，節(jié)省二者之間喊話的時(shí)間。另外如果火災(zāi)形勢(shì)比較嚴(yán)峻，煙霧濃度過(guò)重，會(huì)對(duì)人體造成傷害，因此需要盡可能地向內(nèi)輸送面罩，人力運(yùn)輸過(guò)程繁瑣，容易影響最佳時(shí)間，無(wú)人機(jī)能有效解決這個(gè)問(wèn)題。操作平臺(tái)應(yīng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)完成必要物資運(yùn)送工作，簡(jiǎn)化救援過(guò)程。如果是情況更復(fù)雜的救援環(huán)境，深夜接到火災(zāi)求救電話，會(huì)帶上能連接照明工具的無(wú)人機(jī)設(shè)備趕到現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)展技術(shù)更先進(jìn)的區(qū)域還會(huì)利用無(wú)人機(jī)集群技術(shù)實(shí)現(xiàn)區(qū)域照明，盡可能地在節(jié)約人工成本的同時(shí)，又可以實(shí)現(xiàn)拍攝計(jì)劃。

三、結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)在消防通信領(lǐng)域應(yīng)用甚廣，其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)為救援節(jié)省了時(shí)間，盡可能地保障了生命財(cái)產(chǎn)安全，幫助順利開展救援工作，提高了工作效率。就目前已經(jīng)取得的科學(xué)研究成果中，無(wú)人機(jī)已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)防爆、可夜間拍攝等功能，相信在未來(lái)會(huì)擁有更多功能，優(yōu)化不足之處，確保消防工作的通信質(zhì)量。另外無(wú)人機(jī)能夠有效傳輸畫面，相應(yīng)技術(shù)研究也越來(lái)越完善，能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)情況完全反饋給消防中心，符合市場(chǎng)需求。