無線遙控?zé)o人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用研究

摘要：隨著無人機(jī)技術(shù)的逐步成熟，當(dāng)前無線遙控?zé)o人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用日益頻繁。對(duì)于消防工作而言，無人機(jī)具有天然的應(yīng)用優(yōu)勢，不僅能夠適用于各種火災(zāi)險(xiǎn)情場景，還能夠發(fā)揮多種實(shí)用功能。因此，消防救援隊(duì)伍要加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)技術(shù)的分析和探究，探索并發(fā)揮其在消防領(lǐng)域的應(yīng)用價(jià)值?；诖?，本文簡要闡述了無線遙控?zé)o人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢，從環(huán)境分析、消防滅火、救援疏散和災(zāi)后處理四個(gè)方面深入探討了無線遙控?zé)o人機(jī)的具體應(yīng)用場景，希望能夠給相關(guān)消防單位和人員提供一定的參考，提升無人機(jī)技術(shù)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用效能。

關(guān)鍵詞：無線遙控?zé)o人機(jī)；消防滅火救援；應(yīng)用

引言

當(dāng)前，人們的生活越來越便捷，但安全隱患仍然存在，火災(zāi)等險(xiǎn)情的發(fā)生概率也在不斷增加。對(duì)于消防救援隊(duì)伍而言，滅火救援工作的開展受到了諸多因素的限制，包括天氣、地形、建筑結(jié)構(gòu)等，復(fù)雜的環(huán)境使得滅火救援難度增大。在這種情況下，消防救援隊(duì)伍可以應(yīng)用無人機(jī)技術(shù)來偵察火災(zāi)現(xiàn)場情況，采集并傳輸現(xiàn)場影像，以便指揮中心制定救援方案。此外，無人機(jī)還能夠提供滅火輔助、幫助搜救被困人員等。因此，分析無人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用場景和功能，對(duì)于提升滅火救援工作質(zhì)量，減輕火災(zāi)險(xiǎn)情造成的負(fù)面影響有重要意義。

一、無線遙控?zé)o人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）智能化優(yōu)勢

智能化是無線遙控?zé)o人機(jī)的突出優(yōu)勢，也是技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。當(dāng)前越來越多的無人機(jī)開始搭載人工智能，重構(gòu)無人機(jī)的“大腦”，使其具備智能化的分析和判斷能力，有效提升無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的精準(zhǔn)性和安全性。例如，在無人機(jī)系統(tǒng)中安裝智能識(shí)別系統(tǒng)，無人機(jī)能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場開展視覺追蹤，識(shí)別并鎖定追蹤目標(biāo)，為消防救援隊(duì)伍開展重點(diǎn)區(qū)域偵察提供便利[1]。此外，還可以在無人機(jī)中安裝傳感系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)障礙識(shí)別和智能避障功能。在火災(zāi)現(xiàn)場執(zhí)行偵察任務(wù)時(shí)，無人機(jī)可能會(huì)遇到各種各樣的障礙物，尤其是在建筑內(nèi)部，靈活識(shí)別并躲避障礙物有助于消除復(fù)雜地形給無人機(jī)帶來的負(fù)面影響，保證無人機(jī)本身的安全性和任務(wù)執(zhí)行的成功率。

（二）可靠性優(yōu)勢

無線遙控?zé)o人機(jī)具有突出的可靠性優(yōu)勢。一方面，無人機(jī)十分適合應(yīng)用于高危環(huán)境和極端條件，代替消防員進(jìn)行偵察和救援工作，有效減少消防員出入險(xiǎn)境的頻次，保障消防員的安全性，提高滅火救援行動(dòng)的可靠性。例如，在人跡罕至的森林火災(zāi)中，消防員和消防車難以進(jìn)入，可以采用無人機(jī)來勘察火情，開展早期的滅火救援工作。另一方面，消防滅火救援行動(dòng)中包含了各種各樣的工作任務(wù)，如火情偵察、現(xiàn)場滅火、人員搜救、火災(zāi)監(jiān)控等，憑借自身的強(qiáng)大功能，無人機(jī)可以來執(zhí)行這些工作，任務(wù)適用性強(qiáng)，安全可靠。

（三）靈活性優(yōu)勢

無線遙控?zé)o人機(jī)還具有突出的靈活性優(yōu)勢。一方面，隨著技術(shù)的日漸成熟，當(dāng)前出現(xiàn)了多種類型的無人機(jī)，無論是體型還是性能均各有優(yōu)勢和特點(diǎn)。在不同的應(yīng)用場景中可以采用不同類型的無人機(jī)來執(zhí)行滅火救援工作。很多無人機(jī)體型小巧，在高空?qǐng)?zhí)行任務(wù)時(shí)靈活機(jī)動(dòng)，能夠適應(yīng)多種復(fù)雜的空間和環(huán)境。另一方面，大部分無人機(jī)在操作上也具有靈活性特征。無人機(jī)根據(jù)結(jié)構(gòu)的差異可以分為自動(dòng)控制和半自動(dòng)控制兩種。無線遙控?zé)o人機(jī)可以通過消防員的手動(dòng)操作進(jìn)行控制，而這個(gè)過程較為簡單，既不需要過多的人手，一般情況下1-3人即可，對(duì)消防員的無人機(jī)專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)要求也不高，只需要經(jīng)過一定培訓(xùn)，便可操縱無人機(jī)輔助消防滅火救援任務(wù)[2]。

（四）經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢

無線遙控?zé)o人機(jī)不僅具有強(qiáng)大的實(shí)用價(jià)值，還有著突出的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。一方面，無人機(jī)能夠通過搭載設(shè)備滿足不同應(yīng)用場景的需求，極大節(jié)約了采購不同裝備的資金。大部分消防救援裝備的功能比較單一，每種設(shè)備都有自己的擅長領(lǐng)域，而無人機(jī)不同，同一臺(tái)無人機(jī)能夠應(yīng)用在多種場景中。例如，應(yīng)急救援型無人機(jī)如果搭載紅外熱成像攝像頭，能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場展開生命搜索，尋找被困人員；如果搭載通信設(shè)備，能夠充當(dāng)通信中繼站，滿足應(yīng)急通信需求；搭載傳感器，能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，輔助制定救援策略。另一方面，無人機(jī)本身的養(yǎng)護(hù)成本較為低廉，后續(xù)投入不高。無人機(jī)裝置精巧簡潔，零部件不多，維修保養(yǎng)比較方便，更換零件的投入也比較低。無人機(jī)還具備故障自查、自修功能，進(jìn)一步節(jié)約了維修養(yǎng)護(hù)投入[3]。

二、無線遙控?zé)o人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域的具體應(yīng)用

（一）無線遙控?zé)o人機(jī)在環(huán)境分析中的應(yīng)用

無線遙控?zé)o人機(jī)具有信息采集功能，能夠?qū)馂?zāi)現(xiàn)場及周邊情況進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像、視頻信息采集和傳輸，從而幫助消防救援隊(duì)伍開展火災(zāi)現(xiàn)場的環(huán)境分析和現(xiàn)場還原，為滅火救援方案的制定提供依據(jù)。無線遙控?zé)o人機(jī)在環(huán)境分析中的作用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

1.采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)

無線遙控?zé)o人機(jī)能夠采集火災(zāi)現(xiàn)場的各種信息，尤其是在發(fā)生頻率較高的夜間火災(zāi)事故中，無人機(jī)依靠夜視功能實(shí)時(shí)拍攝火災(zāi)現(xiàn)場情況，并將圖像視頻傳輸給指揮中心，使相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行分析，明確火災(zāi)成因和滅火救援行動(dòng)中的不利因素，從而為滅火救援方案的制定提供有力支撐。例如，在四川雅江森林火災(zāi)中，消防救援隊(duì)伍采用了翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型無人機(jī)開展全方位的現(xiàn)場偵察。

2.提供溫度情況

無線遙控?zé)o人機(jī)借助機(jī)身搭載的熱感探測儀能夠?qū)φ麄€(gè)火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行掃描并成像，生成熱感應(yīng)影像圖，明確火災(zāi)現(xiàn)場不同區(qū)域的溫度變化情況，使消防救援隊(duì)伍能夠準(zhǔn)確了解每個(gè)區(qū)域的溫度信息，采取科學(xué)的滅火救援措施[4]。

3.開展氣體分析

不同火災(zāi)現(xiàn)場成因不同，部分火場可能由于特殊材料燃燒而生成大量的有毒有害氣體，不僅會(huì)對(duì)受困群眾造成威脅，也會(huì)對(duì)消防員的救援工作產(chǎn)生負(fù)面影響。借助無人機(jī)的氣體傳感裝置能夠采集氣體樣本并進(jìn)行分析，準(zhǔn)確評(píng)估火災(zāi)現(xiàn)場的氣體構(gòu)成，了解火場中是否存在有毒有害氣體。消防救援隊(duì)伍根據(jù)無人機(jī)提供的氣體信息，能夠更加準(zhǔn)確選擇防護(hù)裝置來保障自身和受困人員的安全，為滅火救援任務(wù)的開展奠定基礎(chǔ)。

（二）無線遙控?zé)o人機(jī)在消防滅火中的應(yīng)用

應(yīng)用靈活、功能強(qiáng)大的無線遙控?zé)o人機(jī)是消防救援隊(duì)伍開展滅火救援工作的最佳輔助手段。在滅火過程中，無人機(jī)的應(yīng)用主要包括災(zāi)情監(jiān)控、測繪建模和無人滅火三方面。

1.災(zāi)情監(jiān)控

無人機(jī)能夠在滅火救援過程中對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場的火情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，將現(xiàn)場的圖像實(shí)時(shí)傳輸給消防監(jiān)控系統(tǒng)，持續(xù)監(jiān)測火情變化情況，為現(xiàn)場的消防員提供精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)的火情信息。如果出現(xiàn)了較為明顯的火情變化，消防救援隊(duì)伍能夠及時(shí)調(diào)整救援方案，提升滅火救援的效率。

2.測繪建模

無人機(jī)具有緊急測繪功能，能夠滿足消防救援隊(duì)伍3D建模的數(shù)據(jù)需求。構(gòu)建火災(zāi)現(xiàn)場3D模型，有助于指揮部更加準(zhǔn)確了解火災(zāi)現(xiàn)場的基本情況和滅火態(tài)勢，為精準(zhǔn)制定救援決策提供研判依據(jù)。要搭建3D模型，必須依靠無人機(jī)測繪所采集的模型數(shù)據(jù)和圖像[5]。無人機(jī)的緊急測繪功能主要包括兩方面：一是火災(zāi)現(xiàn)場的測繪工作，包括地理信息、建筑物的結(jié)構(gòu)參數(shù)、煙霧熱點(diǎn)等；二是氣象探測工作，氣象因素對(duì)火災(zāi)的走勢影響較大，借助無人機(jī)來獲取風(fēng)向、溫度等天氣信息，有助于指揮部預(yù)測火災(zāi)蔓延方向和蔓延速度，及時(shí)調(diào)整救援方案。

3.無人滅火

隨著技術(shù)的逐漸成熟，無人機(jī)不僅能夠成為消防員的“助手”，也可以直接參與滅火工作。在高層建筑或山地林地火災(zāi)現(xiàn)場中，存在一些高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和救援難度較大的區(qū)域，消防員可能一時(shí)無法前往滅火。在這種情況下，可以依靠無人機(jī)攜帶滅火劑、水管開展高空投放或噴射，以達(dá)到阻隔火勢的目的。無人機(jī)配置有遙感設(shè)備，能夠準(zhǔn)確懸停在指定位置開展投放或噴水作業(yè)，精密配合消防救援隊(duì)伍的任務(wù)。

（三）無線遙控?zé)o人機(jī)在救援疏散中的應(yīng)用

除了協(xié)助消防救援隊(duì)伍開展滅火行動(dòng)以外，無線遙控?zé)o人機(jī)還能夠輔助進(jìn)行火場內(nèi)受困群眾的救援和疏散工作。在這方面，無人機(jī)技術(shù)的作用主要體現(xiàn)在應(yīng)急廣播、人員搜索、物資投放以及應(yīng)急響應(yīng)四個(gè)方面。

1.應(yīng)急廣播

火災(zāi)等險(xiǎn)情具有難以預(yù)料、容易蔓延的特點(diǎn)。消防救援隊(duì)伍可以利用無人機(jī)進(jìn)行應(yīng)急廣播，向火災(zāi)現(xiàn)場和周邊人員傳遞準(zhǔn)確的災(zāi)情信息，幫助人員有組織、有目的進(jìn)行自救逃生和緊急避險(xiǎn)，從而有效降低由于信息傳遞不及時(shí)造成的來不及逃生和由于恐慌不安造成的錯(cuò)誤逃生等情況[6]。此外，無人機(jī)也可以向火災(zāi)被困人員進(jìn)行廣播，幫助其了解火災(zāi)和救援情況。

2.人員搜救

隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)，當(dāng)前城市內(nèi)高層建筑、大型建筑、復(fù)雜建筑越來越多。這類建筑物一旦發(fā)生火災(zāi)，不僅滅火救援難度極大，造成嚴(yán)重后果的概率也更高。普通群眾在這類建筑物中一旦遭遇火情，很有可能會(huì)出現(xiàn)逃脫不及時(shí)等情況，嚴(yán)重威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。消防救援隊(duì)伍面對(duì)這類地形復(fù)雜、建筑面積大的火場，逐個(gè)區(qū)域開展搜救必然會(huì)導(dǎo)致過程較為漫長，救援速度不夠快。無人機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)有效解決了這一問題，消防員可以在無人機(jī)上安裝生命探測儀和定位裝置，在火場進(jìn)行被困人員的探測，準(zhǔn)確傳輸人員的具體位置，便于消防員開展?fàn)I救工作[7]。同時(shí)，在高層建筑火災(zāi)中，如果登高平臺(tái)車操作不夠及時(shí)，消防員可以將救援引導(dǎo)繩固定在無人機(jī)上，使無人機(jī)將繩索傳遞給受困人員，使其獲得逃生設(shè)備，進(jìn)行自救。

3.物資投放

無線遙控?zé)o人機(jī)操作靈活，可以前往一些消防人員無法前往的環(huán)境。部分中大型無人機(jī)還能夠承載數(shù)十公斤的重量，可以充分應(yīng)用在物資投放上。當(dāng)有人員被困，暫時(shí)無法獲救，消防救援隊(duì)伍可以先用無人機(jī)為受困人員運(yùn)送救援物資，如藥品、食水等，從而增加受困人員的生存概率和支撐時(shí)間，等待消防員前來營救。

4.應(yīng)急響應(yīng)

火災(zāi)現(xiàn)場的情況比較復(fù)雜，猛烈的火勢可能會(huì)造成照明、通信等線路損毀，對(duì)消防滅火救援行動(dòng)產(chǎn)生不利影響。無人機(jī)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)照明、通信等環(huán)節(jié)的應(yīng)急響應(yīng)，如可以在無人機(jī)上配置照明燈，輔助照明，還可以利用無人機(jī)的應(yīng)急通信系統(tǒng)作為中繼平臺(tái)，保證通信的暢通性，確保火場和指揮中心之間能夠持續(xù)進(jìn)行信息傳遞。

（四）無線遙控?zé)o人機(jī)在災(zāi)后處理中的應(yīng)用

對(duì)于一場火災(zāi)事故來說，消防救援隊(duì)伍不僅需要完成滅火救援工作，還要對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行深入分析，包括探查火災(zāi)原因、分析火災(zāi)起火點(diǎn)、評(píng)估人員和財(cái)產(chǎn)損失等。在傳統(tǒng)的消防救援模式中，這些工作都是依靠人力來完成，因此調(diào)查和處理的過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在無線遙控?zé)o人機(jī)的幫助下，災(zāi)后處理工作的開展效果和效率將能夠得到大幅提升。無線遙控?zé)o人機(jī)能夠?qū)馂?zāi)過程和災(zāi)后的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面采集和整合，并在火災(zāi)救援結(jié)束后一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，既能夠在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)二次火災(zāi)等問題，也能夠幫助消防救援隊(duì)伍完善后續(xù)調(diào)查所需的圖像、數(shù)據(jù)等資料，提高災(zāi)后的處理效率[8]。

結(jié)語

隨著無人機(jī)技術(shù)的日漸成熟，當(dāng)前無線遙控?zé)o人機(jī)在消防滅火救援領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多，也受到了消防救援隊(duì)伍和人民群眾的一致認(rèn)可。目前無人機(jī)技術(shù)在消防領(lǐng)域的應(yīng)用仍然有較大的提升空間，應(yīng)用場景也有待于進(jìn)一步挖掘和探索。因此，消防救援隊(duì)伍要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)技術(shù)的分析和嘗試，不斷強(qiáng)化無人機(jī)性能，使其更好滿足消防滅火救援工作的現(xiàn)實(shí)需要。

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作者簡介：穆居洋（1978- ），男，漢族，山東德州人，本科，工程師，研究方向：滅火救援、社會(huì)救助。