無人機技術(shù)在消防滅火救援中的運用研究

姜超

摘要：隨著當前火災現(xiàn)場環(huán)境愈加復雜，要實現(xiàn)及時、有效的滅火救援將面臨更加嚴峻的挑戰(zhàn)，因此，需要更有效、先進的技術(shù)予以輔助。而在消防滅火救援行動中充分運用無人機技術(shù)，憑借無人機技術(shù)的多項優(yōu)勢，能夠更加科學、有效地輔助滅火救援行動。鑒于此，論述了消防滅火救援行動中無人機技術(shù)的運用價值，探討了無人機技術(shù)的具體運用及如何更有效發(fā)揮其運用價值，旨在能夠良好地輔助消防滅火救援行動的開展。

關(guān)鍵詞：無人機；滅火救援；火情偵察；技術(shù)要求

現(xiàn)如今，無人機技術(shù)在很多領(lǐng)域中都展現(xiàn)了其獨一無二的價值，如農(nóng)業(yè)、影視及消防滅火救援。無人機即借助無線電控制的不載人飛行器，其組成并不復雜，主要借助傳感器設(shè)備收集信息，然后利用傳輸系統(tǒng)及時傳遞數(shù)據(jù)，利用攝像設(shè)備傳輸相應的視頻信息數(shù)據(jù)。

就滅火救援而言，倘若在未全面了解火災形勢的情況下就貿(mào)然展開行動，會增加人員傷亡概率。尤其是當前城市內(nèi)有著許多高層建筑，而高層建筑具有火勢蔓延快、人群疏散難等特點，使得消防滅火救援面臨著很大考驗[1]。無人機擁有方便靈活、體積小等諸多優(yōu)勢，通過應用無人機技術(shù)，能夠快速偵察高層建筑的結(jié)構(gòu)與火勢情況，從而為消防滅火救援行動的有效開展提供幫助。

1 無人機的原理及種類概述

1.1? 無人機的原理

無人機即無人駕駛飛機，其原理是借助無線電遙控實現(xiàn)自動移動，利用自備控制程序?qū)崿F(xiàn)相關(guān)操作。無人機體積較小，造價相對較低，且對相關(guān)場地和環(huán)境無較高要求，使用起來非常方便。無人機能夠通過無線電圖像系統(tǒng)傳輸相關(guān)現(xiàn)場環(huán)境資料，且有的無人機能夠自行規(guī)劃飛行航線，落實相關(guān)圖像的采集和傳輸。當前市場上的無人機品牌和用途眾多，但不管是哪種無人機都需包含自動駕駛系統(tǒng)、GPS導航系統(tǒng)、無線電實時圖像傳輸系統(tǒng)、飛行系統(tǒng)、空中視頻監(jiān)視系統(tǒng)、地面指揮與控制系統(tǒng)等。在上述多個系統(tǒng)的共同作用下，就可以保證無人機的穩(wěn)定、高效工作。無人機技術(shù)在消防滅火救援中的運用，不僅能使相關(guān)人員的生命安全得到保障，也能使滅火救援工作更順利完成。

1.2? 無人機的種類

當前市面上的無人機種類較多，按平臺構(gòu)型可分為多旋翼無人機、無人直升機、固定翼無人機三大平臺，其他小種類無人機平臺還包括了無人飛船、撲翼無人機和傘翼無人機等；根據(jù)用途可分為消費級、民用和軍用無人機三類；根據(jù)任務高度則可分為中空無人機、低空無人機和超低空無人機。在消防滅火救援行動中應用的無人機還可按照動力分為電動與油動兩類。電動無人機的動力源泉為自身攜帶的鋰電池，而油動無人機的動力來源則是柴油或汽油。據(jù)現(xiàn)有實驗、報道顯示，在應用實踐中油動無人機具有明顯長于電動無人機的續(xù)航能力，但電動無人機的安全性比油動無人機更高。

2 無人機技術(shù)在消防滅火救援工作中的運用優(yōu)勢

2.1? 靈活性高

無人機質(zhì)量輕、體積小，只需一人就能完成相關(guān)操作，并且在人員操作下能夠自如穿梭較為復雜的環(huán)境，為滅火救援工作提供諸多信息，有利于消防滅火救援工作效率的顯著提升。同時，救援人員能精準控制無人機的飛行高度與方向，進行詳細飛行軌跡的制定，并且能夠隨意控制飛行的角度和方向，由此體現(xiàn)出無人機具有極高的靈活性[2]。此外，在無人機飛行之前，操作人員可設(shè)定相關(guān)參數(shù)，提高信息獲取工作的效率，為消防滅火救援行動的開展提供幫助。

2.2? 視野開闊

無人機能夠?qū)崟r傳輸在空中拍攝的視頻，地面工作人員通過實時分析拍攝內(nèi)容，能夠及時控制和調(diào)整無人機。一般而言，無人機攝像設(shè)備都為廣角鏡頭，此種鏡頭所拍攝視角更為廣闊，能提供更清晰的視野，同時，廣角鏡頭不用調(diào)整焦距就可獲取視野內(nèi)的所有信息。當前許多無人機都會安裝多組攝像頭，如此便能拍攝不同角度的畫面，避免存在視角盲區(qū)，忽視可能影響滅火救援工作開展的信息。另外，無人機能夠轉(zhuǎn)動攝像頭，可以細致地分析相應的觀察對象。特別是在低空作業(yè)的時候，攝像頭的分辨率很高，有助于工作人員展開分析、觀察。在夜間工作時，只需安裝紅外夜視裝置就可實現(xiàn)畫面的獲取。

2.3? 偵察更具效率

滅火救援行動的開展時常會受到復雜地理條件的影響，因此，為了達到理想的滅火救援效果，就需要派遣偵察人員進行全面?zhèn)刹?。但是，傳統(tǒng)消防偵察工作在人力資源、環(huán)境條件（如泥石流災害、高溫天氣、暴雨天氣，環(huán)境存在易燃易爆氣體、有毒氣體等）及技術(shù)水平等因素影響下，常常難以安全高效開展偵察工作，進而較難保證數(shù)據(jù)的全面、精準獲取，如此一來就會影響滅火救援行動的整體效率，并且人工偵察火災現(xiàn)場也存在種種安全問題[3]。而通過無人機技術(shù)的優(yōu)勢發(fā)揮，則能改善這一情況。無人機能夠替代人工進行現(xiàn)場偵察，借助于技術(shù)設(shè)備就能完成各種環(huán)境下的偵察工作，并且能夠更好地保證偵察的準確性與效率，為滅火救援行動的開展提供可靠數(shù)據(jù)。

3 消防滅火救援工作中無人機技術(shù)的運用

3.1? 輔助救援物資運送

滅火救援行動中時常會遇到一些特殊情況，在一些特定時間還要為火災現(xiàn)場受困人員提供相關(guān)物資。比如，在火災現(xiàn)場出現(xiàn)毒氣泄漏時，消防人員就要給無法第一時間撤離現(xiàn)場的人員提供防護工具，同時對事故中受傷的人員展開相關(guān)急救。傳統(tǒng)的滅火救援方法難以使消防救援隊伍及時了解火災現(xiàn)場被困人員的情況，可能會造成錯過最佳的救援時間，而體積小、靈活度高的無人機則能幫助消防救援隊伍將相關(guān)物資有效運送到被困人員手中。

3.2? 偵察火災現(xiàn)場詳情

火災事故發(fā)生之后，消防救援隊伍需要第一時間全面掌握火災現(xiàn)場的實際情況，結(jié)合具體情況著手制定合理的滅火救援計劃，以及時有效控制火情。但是火災現(xiàn)場較為兇險，且有著較為復雜的環(huán)境因素，倘若消防人員在信息掌握不全的情況下展開救援工作，既難以保證救援任務的順利完成，還可能出現(xiàn)一定的人員傷亡。對此，可運用無人機技術(shù)偵察火災現(xiàn)場情況，更全面深入地了解現(xiàn)場實際情況。尤其是在高層居民樓出現(xiàn)火災安全事故時，因為居民樓內(nèi)天然氣管道較多，可能引發(fā)爆炸，嚴重威脅消防人員及被困人員的人身安全，同時，居民樓的燃氣泄漏可引發(fā)中毒，也是火災救援工作時常面臨的難題。而無人機靈活、小巧，受環(huán)境因素的影響較小，能幫助消防救援隊伍直接觀察火災現(xiàn)場整體面貌，輔助消防人員重點分析火災情況，制定出合理的消防滅火救援方案，確保消防工作安全[4]。并且，無人機系統(tǒng)能向地面控制站實時傳輸所拍攝的視頻畫面，幫助工作人員及時全面了解火災現(xiàn)場情況，進而抓住最佳的救援時機。同時，可在無人機上安裝測溫儀與風速儀，如此有助于展開良好的參數(shù)測量，為后續(xù)工作的高效開展奠定基礎(chǔ)。

3.3? 輔助救援方案的部署

在輔助救援方案部署工作中，無人機也能發(fā)揮明顯的作用，技術(shù)人員通過遠距離操控無人機，能夠著手相應救援路線的設(shè)計。由于火災現(xiàn)場情況并非固定不變的，故此，需要消防救援隊伍能夠?qū)崟r管控場地環(huán)境，結(jié)合監(jiān)控數(shù)據(jù)分析救援工作中可能面臨的危險因素，并據(jù)此完成針對性防護方案的制定。同時，為了發(fā)揮無人機在輔助救援方案部署工作中的作用，應留意無人機的續(xù)航能力，同時使用有效手段，使之續(xù)航時間延長，能夠在指定任務完成后順利返回航線。并且，消防救援隊伍要存儲無人機所拍攝的影像數(shù)據(jù)，在結(jié)束救援行動之后，應結(jié)合存儲的數(shù)據(jù)信息對本次滅火救援行動進行總結(jié)，對原定救援計劃的科學性、價值展開討論，進而找出原先救援行動存在的不足和優(yōu)勢，改進不足、保持優(yōu)勢，使消防救援隊伍的救援水平得以持續(xù)優(yōu)化。另外，還應留意無人機的拍攝范圍，倘若無人機距離拍攝點過遠就會影響到信號的接收程度，為避免出現(xiàn)此種情況，確保有效利用無人機的功能，就要保證信號接收點的設(shè)置合理。

4 在滅火救援工作中有效發(fā)揮無人機作用的建議

4.1? 優(yōu)選性能更佳的無人機設(shè)備

第一，可靠性。無人機在消防滅火救援行動中的優(yōu)勢顯著，所以，在運用這項技術(shù)時，工作人員要保證其符合相應設(shè)計標準，可靠性高。唯有如此，才可在滅火救援行動開展過程中有效獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息，為相應決策提供輔助。并且，要注重無人機類型的選擇，確保所選無人機型號及相關(guān)性能與消防救援工作實際要求相符。同時，要結(jié)合實際的現(xiàn)場情況展開科學安排，以使無人機能夠具有更佳的救援速度。為了更好地監(jiān)控消防現(xiàn)場情況，應在無人機內(nèi)設(shè)置三種傳感，監(jiān)控無人機的偏航角、側(cè)滾角、俯仰角，有效控制無人機的飛行狀態(tài)，確保全部監(jiān)測數(shù)據(jù)有效、完整。此外，應設(shè)置GPS定位模塊，以使無人機的可靠性得到保障。

第二，穩(wěn)定性。在開展滅火救援行動的過程中，消防救援人員需借助無人機獲取相關(guān)信息，從而為整體滅火救援行動提供參考。然而，火災現(xiàn)場有著很高的溫度，對于無人機有著很高的硬件要求，即必須要在高溫影響下完成穩(wěn)定拍攝，為消防救援人員穩(wěn)定傳回清晰畫面，若無法保證無人機的穩(wěn)定性，則難以實現(xiàn)這一點。所以，消防救援人員要提前對無人機進行調(diào)試，確保能夠準確、清晰傳回視頻圖像信息，提高信息獲取的質(zhì)量，從而輔助監(jiān)控中心完成滅火救援方案的科學制定[5]。并且，要有效設(shè)計和調(diào)試無人機的控制系統(tǒng)，旨在能夠在實際運用中控制其飛行速度、飛行高度與飛行角度，使無人機能夠穩(wěn)定運行。

第三，操控性。無人機需要人為操作，倘若其具有過于復雜的操作流程，或是消防救援人員不了解其操作流程，就可能導致實際運用中出現(xiàn)種種問題。為防止此情況出現(xiàn)，一方面應選擇性能優(yōu)越、操作簡單的無人機，同時在程序優(yōu)化中合理調(diào)節(jié)其相關(guān)功能，如此才能避免其在實際運用中因人為操作失誤影響效用發(fā)揮，阻礙滅火救援的高效開展。另一方面，建設(shè)專門的無人機滅火救援隊伍，總隊、支隊兩級的持證飛手至少要有3名，基層消防救援大隊至少要培養(yǎng)1～2名持證飛手。為使訓練更具成效，貼近實戰(zhàn)，可制定《消防無人機訓練大綱》。同時，可與一些專業(yè)單位進行合作，互相學習、互相促進，并可與其建立消防無人機應用戰(zhàn)略合作關(guān)系，共同保障社會穩(wěn)定。

4.2? 設(shè)計偵察航帶

無人機會受到續(xù)航時間的限制，所以，除了優(yōu)選性能更佳的設(shè)備，在運用無人機進行現(xiàn)場偵察時，消防救援隊伍還應提前設(shè)計偵察航帶，確保無人機能夠在有限的時間內(nèi)偵察到更多的數(shù)據(jù)信息。同時，應進行實際偵察情境的提前模擬，以合理規(guī)劃無人機的飛行起降點與架次，并且要與待偵察區(qū)域結(jié)合，完成偵察航帶的設(shè)計。很多時候無法依靠一架無人機完成整個偵察工作，因此，應規(guī)劃不同無人機的前后使用次序，以提升偵察的全面性。

4.3? 規(guī)劃待救援區(qū)域

運用無人機開展偵察工作主要是為了對火災現(xiàn)場的整體情況做全面了解，所以，消防救援隊伍需合理規(guī)劃待救援現(xiàn)場，以將救援區(qū)控制在合理范圍，確保所獲取數(shù)據(jù)的有效性和真實性，這是影響偵察工作效率的一項重要因素。唯有將規(guī)劃工作提前做好，才能將無人機的應有效用更大程度發(fā)揮出來，確保無人機能夠在預計時間內(nèi)準確偵察待救援區(qū)域，從而為救援工作的全面部署提供可靠數(shù)據(jù)支撐。

4.4? 像控點的布設(shè)

滅火救援行動開展過程中遇到復雜的地理條件是常態(tài)，因此，在運用無人機開展偵察工作時可能受到種種因素的影響，難以有效標注這些區(qū)域的顯著特征，加之缺乏這些區(qū)域的相關(guān)資料，進而導致消防救援隊伍難以明確控制點。對此，應通過提前偵察航帶調(diào)查控制點的分布情況。在偵察工作正式開展前，就需明確控制點，同時標注好不同的控制點。此外，為進一步確保像控點均勻分布，可借助地理信息定位技術(shù)完成像控點的定位。

4.5? 救援區(qū)域控制系統(tǒng)的構(gòu)建

消防救援隊伍在救援工作完成之前應進行救援區(qū)域控制體系的構(gòu)建，明確系統(tǒng)內(nèi)待救援區(qū)域的地理信息點，如此才可使救援工作效率得到顯著提升。同時，可通過坐標法來標注救援區(qū)域，對物力資源做合理分配，從而確保能夠快速、穩(wěn)定地進行消防滅火救援工作。

5 結(jié)語

綜上所述，面對愈加嚴峻的消防滅火救援形勢，消防救援隊伍應做到與時俱進，加強對無人機技術(shù)的運用，以保證能夠更安全、及時地開展消防滅火救援工作，從而保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全，促進社會的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻：

[1]衛(wèi)霞，王佳航，朱宇剛，等.新型無人機消防救援系統(tǒng)的設(shè)計研究[J].電子設(shè)計工程，2021，29（12）：80-83，88.

[2]周亞峰.消防通信中無人機應用的要點分析[J].數(shù)字通信世界，2021（2）：203-204.

[3]張亮.無人機在消防應急通信保障中的應用研究[J].數(shù)碼設(shè)計（上），2021，10（3）：287-288.

[4]李降龍.信息技術(shù)在消防領(lǐng)域中的應用[J].信息記錄材料，2021，22（3）：88-89.

[5]劉水軍.無人機在滅火救援與搶險中的作用[J].科技創(chuàng)新導報，2021，18（10）：1-3.

Application of drone technology in fire fighting and rescue

Jiang Chao

（Yantai Municipal Fire and Rescue Brigade， Shandong Yantai 264100）

Abstract： As the current fire scene environment becomes more and more complex， it will face more severe challenges to achieve timely and effective fire fighting and rescue. Therefore， more effective and advanced technologies are needed to assist. The full use of drone technology in fire fighting and rescue operations， relying on the many advantages of drone technology， can more scientifically and effectively assist fire fighting and rescue operations. Based on this， the application value of drone technology in fire fighting and rescue operations is discussed， and the specific application of drone technology and how to exert its application value more effectively are discussed， hoping to assist the development of fire fighting and rescue operations.

Keywords： drone; fire fighting and rescue; fire reconnaissance; technical requirement