王文君
(北京市豐臺區(qū)消防救援支隊(duì),北京 100068)
無人機(jī)是滅火救援中比較新穎的消防裝備器材,涉及多旋翼無人機(jī)、無人直升機(jī)、固定翼無人機(jī)等多種類型,可以實(shí)現(xiàn)快速到達(dá)火場中心區(qū)域,憑借搭載的各種滅火設(shè)備以及傳感設(shè)備,能夠做到高效的展開滅火和救援處置工作。近幾年,我國無人機(jī)滅火救援技術(shù)得到了有效發(fā)展,技術(shù)水平有效性與成熟度呈現(xiàn)明顯的上升態(tài)勢,這也使得無人機(jī)在滅火救援實(shí)戰(zhàn)中的應(yīng)用范圍和實(shí)際效果有了大幅提升,有效解決了滅火救援中遇到的各類問題,更為如何開展高效、安全、“無傷”滅火救援行動帶來了新的思路與方案。因此,如何在復(fù)雜的滅火救援行動中,完全發(fā)揮出無人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用優(yōu)勢,并且將這種優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為“勝勢”,便成了當(dāng)前業(yè)內(nèi)人士重點(diǎn)研究和探討的內(nèi)容。
城市高層建筑發(fā)生火災(zāi)事故往往會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且還具有滅火救援難度高、傳統(tǒng)消防裝備器材無法快速抵達(dá)的情況。而無人機(jī)的最大上升高度可以達(dá)到萬米以上,能夠輕松應(yīng)對城市高層建筑的爬升高度。因此,消防救援人員可以利用無人機(jī)上升到建筑樓體內(nèi)部和外部的高空中,達(dá)到快速抵達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場的目的,再利用高清攝像頭,第一時間獲取高層建筑內(nèi)火災(zāi)情況,為消防指揮中心的滅火救援決策制定提供翔實(shí)的數(shù)據(jù)信息支撐。
森林火災(zāi)發(fā)展速度極快,而且“火頭”行進(jìn)方向具有不確定性,極易造成嚴(yán)重的人員傷亡,因此,為了降低森林火災(zāi)滅火救援實(shí)戰(zhàn)中的消防救援人員傷亡率,需要充分發(fā)揮出無人機(jī)在處置森林火災(zāi)中的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用優(yōu)勢。無人機(jī)可以快速抵達(dá)森林火災(zāi)現(xiàn)場的中心區(qū)域,無須考慮地形因素帶來的不利影響,配合無人機(jī)搭載的滅火劑與水炮,可以達(dá)到快速滅火的作用。
?;坊馂?zāi)事故往往會伴隨嚴(yán)重的有毒有害物質(zhì)泄漏,如果處理不得當(dāng),會給消防救援隊(duì)伍造成嚴(yán)重的人員傷亡事故。而對于危險化學(xué)品事故的滅火救援來說,如何第一時間確定火場內(nèi)部實(shí)際情況,掌握起火物質(zhì)的存放位置與數(shù)量,對于滅火救援行動方案的制定有著決定性作用。利用無人機(jī)可以讓消防救援人員,無須進(jìn)入火場內(nèi)部,即可完成滅火救援行動,而且利用無人機(jī)搭載的紅外成像裝置,不用再擔(dān)心消防救援人員在處置化工火災(zāi)時的傷亡問題。而且現(xiàn)役比較先進(jìn)的無人機(jī),還搭載有高精度傳感器,可以做到實(shí)時監(jiān)測化工火災(zāi)現(xiàn)場空氣有毒有害物質(zhì)濃度,這樣也可以為滅火救援行動帶來詳實(shí)的數(shù)據(jù)信息支撐。
地下室及隧道發(fā)生火災(zāi)事故,會大量消耗密閉空間內(nèi)的氧氣,如果消防救援人員貿(mào)然進(jìn)入現(xiàn)場內(nèi)部進(jìn)行火場偵查或者展開滅火救援與人員疏散轉(zhuǎn)移行動,極易造成不必要的人員傷亡問題。利用無人機(jī)可以快速進(jìn)入地下室和隧道等密閉空間,即便空間比較狹小,無人機(jī)也可以順利進(jìn)入火場內(nèi)部。而且利用無人機(jī)搭載的氣體檢測裝置,可以幫助消防救援人員隨時掌握地下室及隧道內(nèi)的氧氣含量。
大型商業(yè)綜合體的滅火救援行動難度較大,無人機(jī)可以有效應(yīng)對大型商業(yè)綜合體復(fù)雜的內(nèi)部空間結(jié)構(gòu),利用多功能傳感器,可以確定受困人員的具體位置,再配合喊話器,能夠幫助其快速找到應(yīng)急疏散逃生通道,而且還可以為火場內(nèi)部與外部其他滅火救援作戰(zhàn)單元下達(dá)消防通信指揮指令,進(jìn)而提高消防救援隊(duì)伍之間的滅火救援實(shí)戰(zhàn)中的協(xié)同作戰(zhàn)能力。而且在無人機(jī)搭載的多功能傳感器作用下,可以幫助消防救援人員實(shí)時探查火場內(nèi)部的環(huán)境溫度、煙霧濃度、火勢蔓延方向與速度,進(jìn)而為消防救援指揮人員提供決策信息支撐。
通常情況下,火災(zāi)現(xiàn)場的情況比較復(fù)雜,尤其是一些森林火災(zāi)、化工園區(qū)火災(zāi)、高層建筑火災(zāi),火場內(nèi)部的信息無法第一時間回傳到消防指揮中心,這樣便難以確定精準(zhǔn)、有效的滅火救援行動方案。由于火災(zāi)現(xiàn)場內(nèi)部情況不明,如果貿(mào)然派出消防救援人員深入火場內(nèi)部,極易造成不必要的人員傷亡,因此,在滅火救援的火場偵查階段,消防救援隊(duì)伍應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對無人機(jī)的開發(fā)與利用。無人機(jī)滅火救援系統(tǒng)組成豐富,涉及無人機(jī)平臺、偵察系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及滅火系統(tǒng)。在滅火救援的火場偵查階段,可以利用無人機(jī)的高清攝像頭、紅外傳感器以及指揮通信系統(tǒng),精準(zhǔn)確定火源的具體位置、計(jì)算過火面積、確定起火物質(zhì)、確定有無受困人員以及具體的位置和數(shù)量。而且利用無人機(jī)的指揮通信系統(tǒng),能夠?qū)刹榻Y(jié)果以圖像和數(shù)據(jù)的形式上傳至消防指揮中心作戰(zhàn)平臺,在此條件下,消防救援隊(duì)伍便可以準(zhǔn)確判斷火災(zāi)現(xiàn)場的實(shí)際情況,比如,火勢大小、火勢蔓延方向與速度、火場內(nèi)部煙霧濃度、火場內(nèi)部各個區(qū)域溫度等關(guān)鍵信息,從而為開展安全、高效滅火救援行動提供決策信息支撐。
但需要注意的是,由于火災(zāi)現(xiàn)場內(nèi)部和外部情況比較復(fù)雜,火場有可能出現(xiàn)爆炸情況,再加上高溫?zé)崂说那忠u,使得火場內(nèi)部和外部的空氣條件比較差,無人機(jī)極易由于高溫?zé)崃?、爆炸氣浪而受到波及,比如,撞擊到周圍墻壁、墜毀等情況。因此,在滅火救援火場偵查階段,當(dāng)消防救援人員操控?zé)o人機(jī)時,必須嚴(yán)密觀察火災(zāi)現(xiàn)場內(nèi)部和外部的情況,充分考慮氣流因素、風(fēng)力因素、周圍障礙物因素,確保無人機(jī)的飛行平穩(wěn)性與安全性。
我國應(yīng)用于消防領(lǐng)域的電子通信技術(shù)比較成熟,不僅在沿用早年間出現(xiàn)的GPS 通信技術(shù),而且也將北斗導(dǎo)航系統(tǒng)“收入囊中”。從目前消防滅火救援行動中常用無人機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成與零部件組成來看,無人機(jī)的定位系統(tǒng)主要分為GPS 系統(tǒng)以及北斗導(dǎo)航系統(tǒng)兩大類別,這兩種定位系統(tǒng)都可以幫助無人機(jī)完成精確的火源定位。從滅火救援處置行動的實(shí)際情況來看,火源定位精準(zhǔn)度會直接影響到滅火救援整體效果,因此,通常情況下,會優(yōu)先選擇使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的無人機(jī),這類無人機(jī)的通信系統(tǒng)功能更強(qiáng)、定位精確度更高,除此之外,還需要滅火救援人員選擇使用搭載高性能導(dǎo)航系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、通信系統(tǒng)的無人機(jī)滅火救援裝備器材。
無人機(jī)雖然可以進(jìn)入消防救援人員無法到達(dá)的火災(zāi)區(qū)域,而且不需要過多考慮地形因素所帶來的不利條件,但需要注意的是,如果完全不考慮地形因素、飛行路線條件等相關(guān)因素,很容易導(dǎo)致無人機(jī)無法飛抵火災(zāi)現(xiàn)場中心區(qū)域預(yù)計(jì)位置,還有可能造成無人機(jī)受損、墜毀等意外情況,給消防救援隊(duì)伍造成巨大的消防裝備器材損失。因此,消防救援人員在復(fù)雜環(huán)境條件下操控?zé)o人機(jī)時,應(yīng)當(dāng)充分考慮到地形因素、障礙物分布情況等多方因素,從而完成無人機(jī)抵近偵查與火源定位路線的智能規(guī)劃以及避障處理。在無人機(jī)收集火災(zāi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息時,需要利用無人機(jī)搭載的高清攝像頭、紅外熱像儀、指揮通信系統(tǒng),將火場內(nèi)部的圖像信息全部傳輸?shù)皆贫?,再由消防指揮中心人員進(jìn)行統(tǒng)一的整理與分析。一方面,確定火場內(nèi)部全部信息,為消防指揮人員提供滅火救援方案制定決策建議,以此提高滅火救援成功率與有效率;另一方面,利用無人機(jī)的數(shù)據(jù)收集與信息分析功能,可以實(shí)現(xiàn)對火場情況的實(shí)時收集與分析利用,尤其是可以確保消防指揮人員隨時掌握火場內(nèi)危險區(qū)域的火情發(fā)展?fàn)顩r,一旦發(fā)現(xiàn)存在爆炸或者燃燒加劇等情況,便可以立即向火場內(nèi)部和外部消防救援人員下達(dá)增援、撤退指令,以此保證滅火救援的效率與安全性。
一直以來,很多人對無人機(jī)的了解均停留在小型無人機(jī)層面,實(shí)則不然,目前已經(jīng)裝配到消防救援隊(duì)伍中的無人機(jī)種類和型號非常豐富,既有飛行距離在15km 以下的小型無人機(jī),也有飛行距離在800km 以上的大型無人機(jī)。而且很多無人機(jī)對于起飛和降落場地環(huán)境條件沒有嚴(yán)格的限制與要求,不僅支持空中懸停、空中照明、空中喊話,還可以讓無人機(jī)攜帶大量滅火救援裝備器材以及滅火劑。因此,在使用無人機(jī)參與滅火救援處置時,應(yīng)當(dāng)根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場可觀察的實(shí)際情況,結(jié)合已知的火場相關(guān)數(shù)據(jù)信息,從無人機(jī)的飛行距離、飛行高度、設(shè)備質(zhì)量、最大載荷等多個角度,靈活選擇型號最合適的無人機(jī)。
無人機(jī)的滅火系統(tǒng)功能強(qiáng)大,搭載有滅火劑、水炮等設(shè)備器材,可以實(shí)現(xiàn)對明火的高效打擊,而且還不會對周圍的原有環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。在消防應(yīng)急行動的滅火救援階段,消防救援人員要使用無人機(jī)搭載消防設(shè)備器材以及各類滅火劑,比如,消防用水、干粉滅火劑等。當(dāng)無人機(jī)飛抵預(yù)定位置后,便可以使用合適的滅火劑進(jìn)行火災(zāi)撲救,比如,利用消防水炮精準(zhǔn)打擊火源,也可以直接投放干粉滅火劑。從滅火救援行動處置的實(shí)際情況來看,如果幫助火場內(nèi)受困人員快速疏散轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域,很大程度上會影響滅火救援行動整體質(zhì)量與成敗。利用無人機(jī)可以進(jìn)入消防救援人員無法抵近的火場內(nèi)部,再利用高清攝像頭和喊話系統(tǒng),可以幫助受困人員快速轉(zhuǎn)移,讓現(xiàn)場人員隨時隨地接受消防指揮人員下達(dá)的各類指令,為滅火救援行動開辟了一條新的消防指揮通信通道。為火災(zāi)現(xiàn)場人員指明具體、準(zhǔn)確的疏散轉(zhuǎn)移路徑,從而避免火場內(nèi)受困人員出現(xiàn)迷路、“慌不擇路”等情況。
此外,如果在處置森林火災(zāi)、化工事故時,無人機(jī)同樣可以在滅火救援環(huán)節(jié)發(fā)揮出高效作用。森林火災(zāi)和化工事故的危害性、破壞性極強(qiáng),火場極易出現(xiàn)二次傷害,而且有毒有害物質(zhì)種類與數(shù)量眾多,消防救援人員很容易吸入有毒有害物質(zhì)而出現(xiàn)窒息、中毒等情況,甚至有可能造成消防救援人員的意外傷亡。那么,利用無人機(jī)便可以向火場中心區(qū)域受困人員、消防救援人員投放必要的消防救援裝備,比如,防毒面罩、呼吸裝置、急救包等,這樣便顯著提高了滅火救援質(zhì)量與效率。
在“智慧消防”體系建設(shè)中,無人機(jī)在滅火救援實(shí)戰(zhàn)用的應(yīng)用,不僅體現(xiàn)在火災(zāi)前期的火場偵查、火災(zāi)中期的明火撲救及人員疏散等環(huán)節(jié),更在火災(zāi)后的滅火救援評估階段“大有作為”。只有做好滅火救援后的評估分析工作,才能讓滅火救援實(shí)戰(zhàn)工作形成完整的“閉環(huán)”。無人機(jī)能夠收集大量火災(zāi)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信息資料,在滅火救援實(shí)戰(zhàn)后,將這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行完整整理以及有效分析利用,可以幫助消防救援隊(duì)伍總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、分析不足、吸取教訓(xùn),從而為后續(xù)的滅火救援實(shí)戰(zhàn)行動,提供救援參考以及優(yōu)化改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。在對無人機(jī)滅火救援實(shí)戰(zhàn)中的具體表現(xiàn)進(jìn)行評估分析時,應(yīng)當(dāng)著重對無人機(jī)的滅火劑使用量、滅火時間、滅火效果、火勢控制情況、消防救援裝備器材投放情況、無人機(jī)搭載裝備器材的效果發(fā)揮情況等方面進(jìn)行評估和分析。消防救援隊(duì)伍可以根據(jù)無人機(jī)滅火救援實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的評估結(jié)果,針對性調(diào)整無人機(jī)滅火救援實(shí)戰(zhàn)的應(yīng)用流程,從而全面提高無人機(jī)滅火救援技術(shù)水平,為提高滅火救援效率創(chuàng)造良好條件。
無人機(jī)經(jīng)過多年的創(chuàng)新研究與更新?lián)Q代,已經(jīng)成為消防領(lǐng)域不可或缺的重要消防設(shè)備器材,在滅火救援實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用中有著舉足輕重的作用。為了能夠真正發(fā)揮出無人機(jī)在滅火救援實(shí)戰(zhàn)行動中的優(yōu)勢作用,需要消防救援人員能夠真正“研究透、應(yīng)用好”無人機(jī),在滅火救援實(shí)戰(zhàn)的前期火場偵查、中期明火撲救及人員疏散轉(zhuǎn)移、滅火劑和消防裝備器材高空投放,以及滅火救援后期的評估調(diào)整階段,充分發(fā)揮出無人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用優(yōu)勢。這樣才能大幅度提高滅火救援成功率、有效性以及安全性,在保證消防救援人員生命安全的同時,切實(shí)增強(qiáng)消防救援隊(duì)伍的滅火救援實(shí)戰(zhàn)能力。