無(wú)人機(jī)在消防救援中的科學(xué)運(yùn)用

張波

摘要：結(jié)合無(wú)人機(jī)具有的通信和智能優(yōu)勢(shì)，將其融入到消防救援與消防通信當(dāng)中，可極大改善過往消防通信存在的實(shí)時(shí)性、困難性問題，保證消防人員能夠及時(shí)掌握火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)信息與數(shù)據(jù)，通過高效的消防通信提升火災(zāi)救援作戰(zhàn)效率。以消防救援中無(wú)人機(jī)的使用為切入點(diǎn)，通過分析無(wú)人機(jī)具有的優(yōu)勢(shì)特征，探索在消防救援過程中科學(xué)、合理使用無(wú)人機(jī)的措施。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；消防救援；科學(xué)運(yùn)用

當(dāng)前，無(wú)人機(jī)在消防滅火救援等工作中的使用率較高，對(duì)于提升消防通信以及救援場(chǎng)地信息獲取的實(shí)效性、精準(zhǔn)性和全面性起到極大的促進(jìn)作用。在今后的發(fā)展中，需要消防救援隊(duì)伍充分依據(jù)無(wú)人機(jī)帶來(lái)的通信優(yōu)勢(shì)，不斷基于無(wú)人機(jī)使用展開人員培訓(xùn)教育，優(yōu)化無(wú)人機(jī)和消防救援隊(duì)伍遠(yuǎn)程通信連接的效果，使無(wú)人機(jī)在滅火救援中可以充分發(fā)揮作用。

1 無(wú)人機(jī)在消防救援中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無(wú)人機(jī)是一種將無(wú)線電遙控技術(shù)、自備程序管控裝置操縱能力作為基礎(chǔ)的非載人飛行設(shè)施。其在研發(fā)中充分與無(wú)線圖像傳輸技術(shù)有機(jī)整合，使得無(wú)人機(jī)有著自主管理、圖像傳輸以及飛行規(guī)劃等各種能力。一般情況下無(wú)人機(jī)系統(tǒng)可以分為以下幾個(gè)子系統(tǒng)：地面指揮管控系統(tǒng)、空中視頻監(jiān)控平臺(tái)、無(wú)人機(jī)飛行平臺(tái)、GPS自動(dòng)駕駛與導(dǎo)航系統(tǒng)、微波無(wú)線圖像實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)等，其具備造價(jià)不高、體積相對(duì)較小、對(duì)于環(huán)境要求不高、使用十分便捷等多種優(yōu)勢(shì)。

1.1? 視野相對(duì)較廣

當(dāng)前，在針對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行全面創(chuàng)新時(shí)，有關(guān)的數(shù)據(jù)鏈和寬帶技術(shù)已經(jīng)被逐步引入到無(wú)人機(jī)中，這使得無(wú)人機(jī)的視野得到全面擴(kuò)展，不僅能在各種角度、強(qiáng)弱的光線當(dāng)中對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境展開探測(cè)，而且無(wú)人機(jī)所裝配的紅外線儀器、熱成像等，還可保證無(wú)人機(jī)的探測(cè)質(zhì)量，將其利用到消防工作中，消防救援人員借助無(wú)人機(jī)的各種功能可以全面了解現(xiàn)場(chǎng)信息。

1.2? 靈活程度較高

隨著科研人員對(duì)無(wú)人機(jī)領(lǐng)域有關(guān)科技的深入研究，無(wú)人機(jī)的體型以及靈活程度都在逐步上升，各種操作較為簡(jiǎn)便、重量不高的無(wú)人機(jī)在市場(chǎng)中大量出現(xiàn)，更加方便消防人員攜帶，能夠快速進(jìn)入到救援現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部，發(fā)揮出其輔助救援、協(xié)同指揮人員開展指揮工作的作用。同時(shí)，在無(wú)人機(jī)飛控等系統(tǒng)改良之后，無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)和控制更加靈活，起飛所需的場(chǎng)地范圍逐步縮減，在救援場(chǎng)地遇到阻礙物時(shí)反應(yīng)也較為靈活，能夠極大降低救援現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)救援工作帶來(lái)的影響[1]。此外，在操作無(wú)人機(jī)時(shí)，消防操作技術(shù)人員只需要利用無(wú)人機(jī)具有的遠(yuǎn)程控制和視頻傳輸系統(tǒng)，就可高效操作無(wú)人機(jī)，全方位、多角度監(jiān)控和捕捉現(xiàn)場(chǎng)情況。并且在將無(wú)人機(jī)客戶端與互聯(lián)網(wǎng)相互連接之后，操作人員可充分利用手機(jī)、平板等來(lái)控制無(wú)人機(jī)，提高現(xiàn)場(chǎng)拍攝的針對(duì)性。

1.3? 環(huán)境對(duì)其影響程度不高

經(jīng)過創(chuàng)新與改良，無(wú)人機(jī)在救援場(chǎng)地高溫或者暴雨等危害性較高環(huán)境中也能正常工作，可以有效突破環(huán)境問題給救援搜救和滅火工作帶來(lái)的限制，避免救援人員在不清楚現(xiàn)場(chǎng)情況下前往救援場(chǎng)地，增強(qiáng)救援活動(dòng)開展的可靠性及安全性。同時(shí)，利用無(wú)人機(jī)開展低空、高空飛行，實(shí)時(shí)跟蹤和拍攝現(xiàn)場(chǎng)與周圍環(huán)境情況，可極大程度保障人員安全[2]。

2 無(wú)人機(jī)在消防救援中的科學(xué)應(yīng)用

2.1? 利用無(wú)人機(jī)展開現(xiàn)場(chǎng)偵察

所謂現(xiàn)場(chǎng)偵察，主要表現(xiàn)在先導(dǎo)偵察、場(chǎng)地全面?zhèn)刹熳粉櫛O(jiān)控等幾個(gè)方面，可全面增強(qiáng)消防救援人員對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)信息的掌握程度。

在出現(xiàn)洪澇、火災(zāi)或者其他災(zāi)害時(shí)，在消防救援力量還未到達(dá)救援現(xiàn)場(chǎng)之前，可通過指揮無(wú)人機(jī)對(duì)救援現(xiàn)場(chǎng)各種詳細(xì)情況展開偵察。過往的先導(dǎo)偵察大部分都是將手動(dòng)操作和自主航行相結(jié)合，消防人員通過操控?zé)o人機(jī)遙控器進(jìn)行俯沖、懸停以及下降等操作，初步為指揮員提供現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，不過這種技術(shù)手段會(huì)受到消防操作人員技術(shù)以及場(chǎng)地限制，只能在消防人員到達(dá)救援場(chǎng)地之后才能使用無(wú)人機(jī)初步偵察現(xiàn)場(chǎng)情況，不利于指揮員提前制定作戰(zhàn)行動(dòng)方案[3]。而隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)今消防人員可充分利用自動(dòng)化無(wú)人機(jī)，在消防救援隊(duì)伍到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之前對(duì)救援現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行初步探測(cè)，讓救援人員做好充足準(zhǔn)備。

現(xiàn)場(chǎng)全面?zhèn)刹焓侵冈诰仍藛T全部到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，從制定救援作戰(zhàn)計(jì)劃與方案到救援結(jié)束這一階段內(nèi)，運(yùn)用無(wú)人機(jī)來(lái)全面對(duì)事故情況進(jìn)行偵察，第一時(shí)間掌握誘發(fā)災(zāi)害事故的關(guān)鍵和重點(diǎn)，為消防指揮人員制定各項(xiàng)救援決策提供依據(jù)，并結(jié)合事故狀態(tài)來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控與跟蹤監(jiān)控，及時(shí)將火災(zāi)變化和火勢(shì)情況提供給指揮人員，保證消防人員在救援時(shí)不會(huì)深入到易燃易爆、危害程度高的有毒或者即將坍塌的環(huán)境當(dāng)中。消防人員可有效依據(jù)無(wú)人機(jī)掌握現(xiàn)場(chǎng)的有毒氣體濃度情況以及各種風(fēng)險(xiǎn)，簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)程度，進(jìn)一步細(xì)化原有救援方案，針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)變化情況盡快做出決策反應(yīng)，切實(shí)保障被困人員以及消防人員的安全。

2.2? 利用無(wú)人機(jī)針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)展開指揮

要提升救援質(zhì)量與效率，就必須要全方位了解火災(zāi)實(shí)際被困人數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)各種信息，以此來(lái)展開指揮救援。消防救援隊(duì)伍可通過利用無(wú)人機(jī)紅外線技術(shù)，有效檢測(cè)火災(zāi)事故地點(diǎn)，掌握建筑物內(nèi)的被困人員數(shù)量以及被困位置，進(jìn)而制定、規(guī)劃最恰當(dāng)?shù)木仍肪€。營(yíng)救現(xiàn)場(chǎng)通常煙霧較多，指揮人員可充分參考無(wú)人機(jī)所傳送的現(xiàn)場(chǎng)圖片數(shù)據(jù)規(guī)劃消防人員救援路線，最大程度縮短營(yíng)救時(shí)間，保障一線消防員營(yíng)救過程中的生命安全。

在高層建筑內(nèi)部進(jìn)行救援時(shí)，因?yàn)楦邔咏ㄖ^高，通過地面喊話的方式根本無(wú)法將信息有效傳達(dá)給被困人員，被困人員在等待救援中極易因?yàn)榛饎?shì)影響而出現(xiàn)跳樓逃生的狀況，在建筑內(nèi)部的人員也會(huì)因?yàn)榘踩雷o(hù)與逃生技能的不足，無(wú)法正常疏散和展開自我防護(hù)，再加上地面上車輛與人員非常多，致使救援所使用的擴(kuò)音設(shè)備無(wú)法充分發(fā)揮作用。此時(shí)，可通過使用無(wú)人機(jī)的擴(kuò)音喊話功能對(duì)高層建筑內(nèi)的被困人員進(jìn)行喊話，安撫被困人員情緒，指導(dǎo)被困人員進(jìn)行簡(jiǎn)單自我防護(hù)[4]。

2.3? 利用無(wú)人機(jī)提高通信質(zhì)量

在救援中，火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部的情況會(huì)隨著溫度升高而更加復(fù)雜，特別是室外、自然界中火災(zāi)，火勢(shì)和天氣會(huì)相互影響，極易給救援和現(xiàn)場(chǎng)管控帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。例如，在火災(zāi)出現(xiàn)后，如果遇到大風(fēng)，就會(huì)導(dǎo)致火勢(shì)迅速向周圍蔓延，給消防人員的安全造成極大威脅，此時(shí)，可利用無(wú)人機(jī)及時(shí)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)力情況，為消防人員的滅火救援提供參考。

受火勢(shì)影響，在滅火救援現(xiàn)場(chǎng)中各種信息傳輸手段都會(huì)受到一定程度影響，可利用無(wú)人機(jī)設(shè)備結(jié)合衛(wèi)星技術(shù)，將火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)圖片等信息傳遞給一線消防員，以此來(lái)增強(qiáng)救援的安全程度。同時(shí)，還可通過無(wú)人機(jī)與消防人員進(jìn)行通信和交流，及時(shí)召回體力和耐力消耗過大的消防人員。當(dāng)前，一般會(huì)利用無(wú)人機(jī)搭載各類圖像傳輸模塊，實(shí)時(shí)向消防系統(tǒng)中心回傳救援現(xiàn)場(chǎng)情況，這也是利用無(wú)人機(jī)展開現(xiàn)場(chǎng)偵察、對(duì)指揮決策進(jìn)行輔助的重要技術(shù)。其中4G微波圖像傳輸以及5.8G信號(hào)頻段傳輸仍舊是使用較多、可行性較高的傳輸手段，傳輸圖像質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定。其中，外界對(duì)5.8G信號(hào)頻段傳輸影響非常小，利用圖像傳輸以及飛控系統(tǒng)，飛控系統(tǒng)會(huì)負(fù)責(zé)將操作者指令傳達(dá)給無(wú)人機(jī)，而圖像傳輸系統(tǒng)則會(huì)有效把無(wú)人機(jī)中相機(jī)的實(shí)際取景畫面?zhèn)鬟_(dá)給消防人員，兩者采取的無(wú)線頻率并不相同，需要依據(jù)需求精準(zhǔn)選取無(wú)人機(jī)圖像傳輸形式。

2.4? 使用無(wú)人機(jī)配合消防救援隊(duì)伍其他救援行動(dòng)

無(wú)人機(jī)的機(jī)身可攜掛增雨焰條，并通過地面管控進(jìn)行點(diǎn)燃，因此，在針對(duì)森林火災(zāi)展開防火作業(yè)和消防管控時(shí)，可利用無(wú)人機(jī)展開人工增雨。同時(shí)，無(wú)人機(jī)還可輔助消防救援隊(duì)伍進(jìn)行地震、泥石流等其他災(zāi)害的救援，例如，在無(wú)人機(jī)中合理搭載測(cè)繪儀器，利用測(cè)繪儀器探測(cè)救援現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)信息以及范圍，并構(gòu)建一個(gè)與現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)的模型，將救援現(xiàn)場(chǎng)地貌、地形情況以及變化數(shù)據(jù)準(zhǔn)確融入到模型當(dāng)中，以便指揮救援中心快速確定災(zāi)害性事故對(duì)區(qū)域的破壞程度，以及對(duì)群眾造成的傷亡情況，探索最佳、最有效的救援路線和方針。

3 無(wú)人機(jī)在消防救援中應(yīng)用的建議與思考

3.1? 完善消防無(wú)人機(jī)相關(guān)的制度規(guī)范

由于無(wú)人機(jī)屬于新興事物，加之應(yīng)用不夠普遍，因此，與消防無(wú)人機(jī)有關(guān)的制度規(guī)范不多，這也致使無(wú)人機(jī)操作缺乏規(guī)范、完備的指引。因此，需要結(jié)合無(wú)人機(jī)的實(shí)際情況出臺(tái)與無(wú)人機(jī)有關(guān)的制度規(guī)范：一是可以將無(wú)人機(jī)的應(yīng)用納入消防工作統(tǒng)一規(guī)劃當(dāng)中，研究并制定與無(wú)人機(jī)有關(guān)的發(fā)展規(guī)劃方案。二是完善無(wú)人機(jī)應(yīng)用、研發(fā)、管理、配置等各類工作機(jī)制，強(qiáng)化長(zhǎng)期發(fā)展與統(tǒng)一規(guī)劃。積極分析消防工作的實(shí)際情況，盡快出臺(tái)與之相匹配的操作程序與標(biāo)準(zhǔn)，以此來(lái)應(yīng)對(duì)無(wú)人機(jī)在現(xiàn)實(shí)使用中遇到的各類問題。

3.2? 提高消防無(wú)人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用

一是實(shí)警出動(dòng)，在無(wú)人機(jī)全面配置并且飛手獲取駕駛資格證書的背景下，做到無(wú)人機(jī)在戰(zhàn)時(shí)隨著消防警力出動(dòng)，在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后需要第一時(shí)間讓無(wú)人機(jī)升空，并輔助消防指揮人員初步偵查火情、尋找附近水源，指揮部門正式達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)之后，需要將無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)圖像傳輸、高空偵察、救援輔助工作貫徹落實(shí)到滅火救援行動(dòng)整個(gè)過程中。二是掛載應(yīng)用，要結(jié)合各種火災(zāi)應(yīng)急救援場(chǎng)景，科學(xué)針對(duì)無(wú)人機(jī)配備掛載設(shè)施，并合理利用，例如，使用熱成像功能與消防救援隊(duì)伍人員搜救、火情偵查相配合；科學(xué)搭載氣體偵查模塊檢測(cè)有毒氣體以及可燃?xì)怏w等。三是戰(zhàn)評(píng)總結(jié)，主要就是依據(jù)“每戰(zhàn)必評(píng)”的重要原則，總結(jié)、評(píng)估無(wú)人機(jī)實(shí)踐應(yīng)用過程中的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，深入分析無(wú)人機(jī)使用中存在的問題與短板，探索實(shí)際應(yīng)用戰(zhàn)法，進(jìn)而提升無(wú)人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)水平。此外，在使用中要注重資料成果的留存，整理、匯總視頻、照片、模型等各類資料，構(gòu)建一個(gè)與無(wú)人機(jī)有關(guān)的戰(zhàn)例庫(kù)，以此來(lái)輔助消防救援工作的開展，提升救援質(zhì)效。

3.3? 加大消防無(wú)人機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)力度

需要積極與培訓(xùn)機(jī)構(gòu)以及有關(guān)部門合作，為工作人員提供無(wú)人機(jī)駕駛證考核的機(jī)會(huì)，保證每個(gè)基層消防救援機(jī)構(gòu)、救援站配備有符合需求的持證工作人員。首先，消防總隊(duì)以及支隊(duì)可結(jié)合要求統(tǒng)一編制、推進(jìn)與實(shí)戰(zhàn)相貼近的消防無(wú)人機(jī)教育課程，為相關(guān)工作人員提供理論知識(shí)培訓(xùn)和指導(dǎo)。在日常訓(xùn)練過程中，需要穩(wěn)定管控工作人員的飛行時(shí)間，重點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)飛行理論知識(shí)學(xué)習(xí)、裝備功能學(xué)習(xí)，展開飛行前訓(xùn)練檢查、基礎(chǔ)飛行練習(xí)、實(shí)時(shí)圖像傳輸訓(xùn)練、全景照片制作訓(xùn)練、定點(diǎn)拋投訓(xùn)練、高空喊話訓(xùn)練、三維建模等各種操作練習(xí)，并結(jié)合實(shí)踐來(lái)展開業(yè)務(wù)考核。遵循“以考促訓(xùn)、以考促戰(zhàn)”的考核原則，將消防無(wú)人機(jī)考核納入消防救援隊(duì)伍的練兵考核方案當(dāng)中。其次，在制作預(yù)案時(shí)需要適當(dāng)加入無(wú)人機(jī)所拍攝的各類二維實(shí)景圖像，改進(jìn)區(qū)域內(nèi)部調(diào)研系統(tǒng)，要求在調(diào)研系統(tǒng)適當(dāng)引入全景圖像。最后，需要跟蹤并指導(dǎo)無(wú)人機(jī)工作人員讀評(píng)、復(fù)訓(xùn)等各類工作，促使無(wú)人機(jī)工作人員不斷提升自身能力，可以結(jié)合區(qū)域環(huán)境構(gòu)建實(shí)戰(zhàn)演練方案以及計(jì)劃，例如，針對(duì)區(qū)域城市綜合體建筑、普通建筑、高層建筑、石油化工廠等，在白天、夜晚、雨雪、大風(fēng)等環(huán)境下展開訓(xùn)練，每個(gè)月至少展開1次實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練，以此來(lái)提升無(wú)人機(jī)飛行工作人員的專業(yè)水平。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，無(wú)人機(jī)在消防救援工作中的應(yīng)用，可在保障、維護(hù)通信質(zhì)量的基礎(chǔ)上，提高消防救援效率。因此，需要正確了解無(wú)人機(jī)在消防救援中的價(jià)值，不斷更新與改進(jìn)消防救援隊(duì)伍的無(wú)人機(jī)設(shè)備，加大消防無(wú)人機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)力度，使無(wú)人機(jī)能夠在救援任務(wù)中充分發(fā)揮作用。

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The scientific use of drones in fire and rescue

Zhang Bo

（Shandong Province Zibo Fire and Rescue Brigade，Shandong Zibo 255000）

Abstract：Combining the communication and intelligence advantages of drones and integrating them into fire rescue and firefighting communications can greatly improve the real-time and difficult problems of past， ensure that firefighters can grasp the real-time and dynamic information and data of the fire rescue scene in a timely manner， and enhance the efficiency of fire rescue operations through efficient firefighting communications. Taking the use of drones in fire rescue as the entry point， we explore the measures of scientific and reasonable use of drones in the fire rescue process by analyzing the advantageous features of drones.

Keywords：drone; fire and rescue; scientific use