無人機(jī)在應(yīng)急救援中的優(yōu)勢及應(yīng)用分析

王浩 楊欣龍 楊凱欣

摘要：無人機(jī)是一種新型的空中偵查平臺，已廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域。我國無人機(jī)行業(yè)雖起步較晚，但發(fā)展速度很快，尤其在應(yīng)急救援、航空拍攝等領(lǐng)域得到應(yīng)用，對相關(guān)領(lǐng)域的工作形式與內(nèi)容起到重要推動作用。應(yīng)急管理部門可以利用無人機(jī)獲取實時數(shù)據(jù)、圖像和視頻，為突發(fā)事件處置提供決策參考。社會對應(yīng)急管理部門的救援、工作效率和應(yīng)變能力提出更高需求。在這種背景下，無人機(jī)在應(yīng)急救援中發(fā)揮著重要作用。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；應(yīng)急；救援

無人機(jī)在應(yīng)急救援方面發(fā)展十分迅速，尤其在危險化學(xué)品應(yīng)急救援現(xiàn)場，救援人員往往會受到?；芬兹家妆?、有毒的特性及現(xiàn)場環(huán)境因素、心理因素等影響，對救援現(xiàn)場不能進(jìn)行全面客觀的偵查，從而影響救援計劃，進(jìn)而影響救援效果，能否最大限度地保護(hù)人民生命和財產(chǎn)安全。

一、無人機(jī)應(yīng)急救援的背景

我國疆域遼闊，地質(zhì)和自然條件十分復(fù)雜，屬于自然災(zāi)害頻發(fā)的國家之一。為了更好地提高救援效率和救援水平，應(yīng)急管理部門組織實施統(tǒng)一、高效且快速的應(yīng)急救援。應(yīng)急救援工作是災(zāi)害發(fā)生后應(yīng)急管理部門快速獲取信息，只有在短時間內(nèi)迅速獲取信息資源，才能降低負(fù)面影響，將危害程度控制在合理范圍內(nèi)。而無人機(jī)的遙感系統(tǒng)具有多種優(yōu)勢，憑借著機(jī)動速度快、圖像分辨率高和經(jīng)濟(jì)便捷等特點受到關(guān)注，其可以適應(yīng)高危作業(yè)環(huán)境，也可以及時參與到應(yīng)急救援工作中。

近些年，人民的生命和財產(chǎn)安全受到突發(fā)災(zāi)難性事件的影響，使應(yīng)急救援工作面臨嚴(yán)峻考驗。應(yīng)急管理部門非常重視工作的開展情況，采取必要的應(yīng)急救援措施，保障人民生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定。

無人機(jī)歷經(jīng)了多年的發(fā)展，在技術(shù)角度上趨向成熟，現(xiàn)已應(yīng)用到應(yīng)急救援工作中。它具有靈活性高、操作便捷，救援人員可以攜帶重要設(shè)備從空中完成特殊任務(wù)，如空中宣傳、緊急救援和空中監(jiān)視等。正是因無人機(jī)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用價值突出，所以相關(guān)部門在執(zhí)行特殊任務(wù)時會優(yōu)先考慮無人機(jī)，現(xiàn)已成為應(yīng)急救援工作中不可替代的設(shè)備。

二、無人機(jī)在應(yīng)急救援工作中的優(yōu)勢

無人機(jī)是新技術(shù)支撐下的重要產(chǎn)物，在實際應(yīng)用中應(yīng)明確其優(yōu)勢之處，要通過可靠路徑發(fā)揮價值。在應(yīng)急救援工作中，無人機(jī)主要表現(xiàn)出以下幾點優(yōu)勢。

（一）操作簡便、靈活性強(qiáng)

無人機(jī)具有體積小、操作簡單、靈活多變的特點，在目前的應(yīng)急救援中發(fā)揮巨大的優(yōu)勢，能夠?qū)仍F(xiàn)場即時偵查，協(xié)助救援人員營救，特別是在規(guī)模較大的火災(zāi)場所，無人機(jī)可以提高救援速度和效率。

無人機(jī)可以在高空和地形中自由移動。在緊急情況下，無人機(jī)起飛時以操作者的手掌為跳板，自由調(diào)整飛行軌跡，在一定范圍內(nèi)改變飛行的位置。救援人員運用無人機(jī)進(jìn)行火災(zāi)撲救工作，可以利用其靈活多變的優(yōu)點，提高救援工作效率和應(yīng)急管理的及時性。救援人員在使用無人機(jī)時，應(yīng)結(jié)合具體情況加以分析，還要總結(jié)應(yīng)用要點，確保無人機(jī)更好地發(fā)揮功能優(yōu)勢。

（二）信息獲取能力綜合性強(qiáng)

無人機(jī)可以通過“北斗”系統(tǒng)、航拍系統(tǒng)、導(dǎo)航儀、火場信息感知系統(tǒng)、定位定位系統(tǒng)等信息，對環(huán)境、天氣、火災(zāi)、緊急情況進(jìn)行實時收集和處理，便于應(yīng)急指揮部門進(jìn)行分析和研判工作。另外，利用無人機(jī)實時監(jiān)測和傳送火災(zāi)，預(yù)測火災(zāi)的動態(tài)變化。例如，確定火災(zāi)的范圍，確定爆炸時間，監(jiān)測的火災(zāi)時間，建立火災(zāi)實時蔓延的數(shù)學(xué)模型。在接到報警信號后，消防員對火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行拍照、測繪，得到現(xiàn)場建筑的精確正向投影和立體建模，并通過對事故現(xiàn)場的觀測和分析，確定事故現(xiàn)場的高度、可能波及的范圍、周邊可燃物質(zhì)的種類，如油罐高度、道路寬度、與周圍建筑的間距等，建立現(xiàn)場的實時監(jiān)控，便于后續(xù)的指揮。無人機(jī)具備氣體感應(yīng)器、三光探測器等功能，能夠檢測火災(zāi)現(xiàn)場的主要火災(zāi)參數(shù)，如氣體體積分?jǐn)?shù)、可燃?xì)怏w的體積分?jǐn)?shù)分布、火場周邊溫度分布、高清圖像等，并將這些重要的數(shù)據(jù)實時傳送到火災(zāi)應(yīng)急指揮中心。消防員基于火源的實時火警和高度集成、可視化、可視化的重要信息，可以準(zhǔn)確判定火源的位置、類型、蔓延速度、建筑結(jié)構(gòu)耐方面的信息，確保火災(zāi)的撲救工作有據(jù)可依。

（三）工作安全性能可靠

無人機(jī)體積很小，不需要建造大規(guī)模的停放設(shè)備，即使是在惡劣的環(huán)境下，也可以進(jìn)行應(yīng)急的操作，安全性較高。在危險環(huán)境下，如石油、化學(xué)等易燃物品存放場所，或者在地震中倒塌的地區(qū)，都很難展開救援，而在這種緊急的情況下，無人機(jī)可以在最短的時間內(nèi)完成對火災(zāi)的調(diào)查。特別是油罐、易燃易爆危險物品等容易引發(fā)火災(zāi)，致使消防員難以及時靠近事故中心開展近距離救援工作，施救過程慢、施救難度大。消防員利用無人機(jī)進(jìn)行火災(zāi)救援，可以在緊急救援和惡劣的氣候條件下，對事故現(xiàn)場24小時監(jiān)控，確保救護(hù)人員的生命安全，具有很高的安全性。

三、無人機(jī)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用

（一）緊急救援

突發(fā)事件一旦發(fā)生，將會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，在災(zāi)難發(fā)生后及時快速地對受災(zāi)人員進(jìn)行救助，對保障人民群眾生命財產(chǎn)安全具有重要意義。通常來說，災(zāi)情發(fā)生后，救援人員需要根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的實際情況展開救援。與傳統(tǒng)救援相比，無人機(jī)可以快速抵達(dá)受災(zāi)現(xiàn)場，以更低的成本和更快的速度收集、傳輸和處理數(shù)據(jù)信息，極大提高救援工作效率。在通常情況下，救援飛機(jī)抵達(dá)現(xiàn)場后，地面人員需要開展施放降落傘和架設(shè)簡易跑道等工作以降落飛機(jī)。而無人機(jī)可以在較短時間內(nèi)到達(dá)災(zāi)情區(qū)域，節(jié)省大量時間。

在災(zāi)害救援中，無人機(jī)發(fā)揮著重要作用。一是基于無人機(jī)的圖像采集能力和定位導(dǎo)航能力，對災(zāi)區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)定位和航拍；二是利用搭載的紅外成像相機(jī)和多光譜相機(jī)等設(shè)備，采集災(zāi)害現(xiàn)場圖像并回傳給救援指揮部，也可以利用搭載的高清攝像機(jī)將現(xiàn)場畫面?zhèn)髦恋孛嬷笓]中心實時回傳至救援指揮部；三是通過無人機(jī)搭載的高倍望遠(yuǎn)鏡、熱成像儀等設(shè)備對災(zāi)區(qū)進(jìn)行精準(zhǔn)識別及溫度測量。無人機(jī)的應(yīng)用流程如圖1所示。

（二）災(zāi)情評估

目前，災(zāi)情評估主要有三種途徑：一是利用衛(wèi)星遙感技術(shù)對災(zāi)害進(jìn)行實時監(jiān)控；二是通過無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研判；三是利用地面?zhèn)鞲衅鞯全@取的數(shù)據(jù)作評估。前兩種方法主要取決于遙感圖像分辨率和地面?zhèn)鞲衅鳙@取信息的準(zhǔn)確性，但也存在一定的缺陷。無人機(jī)的數(shù)據(jù)采集具有實時性特點，可以在很短時間內(nèi)完成大量的數(shù)據(jù)采集工作，及時傳送到分析部門進(jìn)行分析處理，極大地提高工作效率。而地面?zhèn)鞲衅鳙@取的信息更可靠，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。因此，對于災(zāi)情評估來說，無人機(jī)技術(shù)不僅可以節(jié)省人力、物力和時間成本，而且具有良好的可靠性和穩(wěn)定性。無人機(jī)在應(yīng)急救援中的作用不容小覷?；诖耍覈粩嗉訌?qiáng)對其理論和技術(shù)的研發(fā)力度，建立一套完善的無人機(jī)綜合應(yīng)用體系。在各部門建立統(tǒng)一的管理體系，通過有效協(xié)調(diào)各部門之間的關(guān)系，研發(fā)新技術(shù)和新型無人機(jī)設(shè)備，提高應(yīng)急救援工作效率，強(qiáng)化專業(yè)人才培養(yǎng)力度及相關(guān)設(shè)備研發(fā)力度，以保證其順利推進(jìn)，推動我國應(yīng)急管理體系持續(xù)健康發(fā)展。

例如，在森林火災(zāi)中，風(fēng)向和風(fēng)速是火災(zāi)蔓延的重要影響因素，通過對火災(zāi)過程中的易燃物和氣象的變化進(jìn)行實時監(jiān)控，對火災(zāi)發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)報。例如，火災(zāi)蔓延速度、火勢強(qiáng)度、火災(zāi)區(qū)域等重要參數(shù)，為提前部署、決策提供重要保障。利用無人機(jī)上的風(fēng)向測量設(shè)備，可以準(zhǔn)確測量風(fēng)速和風(fēng)向，建立火情發(fā)展的數(shù)學(xué)模型，為后續(xù)的消防工作提供有力的支撐。另外，清除工作事關(guān)滅火的成功與否，使用無人機(jī)進(jìn)行災(zāi)害后巡視要比人工視察更加安全，而且無人機(jī)上安裝的紅外線透鏡能有效探測并幫助排除復(fù)燃風(fēng)險。

（三）物資投送

在應(yīng)急救援過程中，如果需要空運，飛機(jī)耗費的時間較長且需要占用大量的空間裝載人員和物資，而無人機(jī)可以解決這一問題。此外，無人機(jī)可以實現(xiàn)多目標(biāo)、多角度、全覆蓋作業(yè)。在投送物資時，如果僅是使用一架無人機(jī)進(jìn)行投放顯然無法實現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)物資投送，因此需要多架無人機(jī)同時投放，配合救援人員展開任務(wù)規(guī)劃與分工協(xié)作工作達(dá)到預(yù)期效果。在多臺無人機(jī)同時執(zhí)行任務(wù)時，救援人員需要對它們分別進(jìn)行合理部署以實現(xiàn)不同的目標(biāo)要求。另外，還可以減輕救援人員體力消耗和心理壓力，利用無人機(jī)投送物資，可以減少工作量且不受地域限制，運輸物資涵蓋范圍較廣且不同地區(qū)的受災(zāi)群眾需要的物資種類各不相同，以滿足其需求從而減輕救援人員的負(fù)擔(dān)，也為受災(zāi)群眾提供更好的幫助。

（四）指揮調(diào)度

在重大災(zāi)害事故發(fā)生后，救援行動能否順利實施，在很大程度上取決于現(xiàn)場指揮機(jī)構(gòu)的應(yīng)急管理水平。針對地震、地質(zhì)災(zāi)害等自然災(zāi)害、事故災(zāi)難和公共衛(wèi)生事件，特別是突發(fā)性社會安全事件的現(xiàn)場救援，需要采取及時、高效和正確的處置措施。在緊急情況下，現(xiàn)場指揮部可能會調(diào)動社會救援力量或?qū)I(yè)救援力量參與救援工作。為了確保救援過程中的有效指揮調(diào)度，需要使用無人機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)指揮人員進(jìn)行信息傳輸和指揮。與傳統(tǒng)救援相比，無人機(jī)在事故發(fā)生后可以立即投入現(xiàn)場進(jìn)行偵查，獲取數(shù)據(jù)、圖像和視頻等信息并傳輸?shù)街笓]部。此外，在突發(fā)事件發(fā)生后，不僅需要救援人員參與救援工作（如在地震和滑坡災(zāi)害中實施搜救），而且需要向公眾發(fā)布救災(zāi)信息（如受災(zāi)地區(qū)疏散、救助災(zāi)民等）。在災(zāi)難發(fā)生后10分鐘內(nèi)采集數(shù)據(jù)是非常困難的，救援人員利用無人機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場數(shù)據(jù)收集可以解決這些問題。為了及時向公眾發(fā)布災(zāi)害信息，救災(zāi)指揮部要求相關(guān)部門以最快的速度拍攝照片和視頻并傳輸?shù)街笓]部，救災(zāi)指揮部利用無人機(jī)在指揮調(diào)度方面發(fā)揮著重要作用。

（五）交通疏導(dǎo)

交通疏導(dǎo)是應(yīng)急救援中重要的任務(wù)，尤其是在災(zāi)害發(fā)生后，道路交通阻塞、事故頻發(fā)等情況很容易造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，救助人員需要對道路進(jìn)行清理疏通。疏導(dǎo)交通時會出現(xiàn)各種問題，包括警力不足、天氣惡劣等。無人機(jī)在空中采集數(shù)據(jù)不僅可以直觀地顯示路面情況，還可以拍攝大面積路段的現(xiàn)場視頻、照片，通過大數(shù)據(jù)分析及時了解道路情況和事故發(fā)生原因。此外，無人機(jī)可以代替交警進(jìn)行交通疏導(dǎo)、指揮和監(jiān)控車輛通行情況。無人機(jī)具有很強(qiáng)的實用性及不可替代性，目前，無人機(jī)技術(shù)仍處于快速發(fā)展階段，正逐漸進(jìn)入人們的日常生活中。

四、結(jié)語

在應(yīng)急救援中，無人機(jī)具有獨特的優(yōu)勢，為救援工作提供有力的信息支撐，為作出正確的決策提供可靠的數(shù)據(jù)保障，在救援中發(fā)揮著重要作用，彌補了人力救援中的短板，顯著提升了消防應(yīng)急救援能力，提高了救援工作效率，促進(jìn)我國消防事業(yè)的高效快速發(fā)展。

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作者簡介：王浩（1991），男，遼寧省鞍山市人，碩士，初級實驗師，研究方向為無人機(jī)、飛行控制、人工智能。