無人直升機(jī)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的應(yīng)用

我國航空應(yīng)急救援缺口明顯

2008年汶川地震，航空救援發(fā)揮了十分重要的作用，但同時也暴露出管理體制不完善、基礎(chǔ)設(shè)施不健全、航空救援裝備數(shù)量太少、機(jī)型不配套、缺乏救援專業(yè)隊伍等一系列問題。2009年，中航工業(yè)科技委顧誦芬等20多名院士聯(lián)名在《科技導(dǎo)報》上發(fā)表了“關(guān)于建立國家航空應(yīng)急救援體系的建議”，提出制定“國家航空應(yīng)急救援體系建設(shè)總體規(guī)劃”“逐步開放低空空域工作計劃”等實質(zhì)性建議。經(jīng)過10多年的發(fā)展，我國航空應(yīng)急救援力量得到了快速發(fā)展，形成了以應(yīng)急管理部主導(dǎo)，地方政府、軍方、社會救助力量深度參與的應(yīng)急救援運行模式。

我國航空應(yīng)急救援裝備以大型救援直升機(jī)為主，主要型號有AC313、AC311、米-26、米-171、卡-32等直升機(jī)。固定翼飛機(jī)有少量裝備，主要有運-12、運-12IV型飛機(jī)。隨著我國AG600大型水陸兩棲飛機(jī)和新舟60滅火飛機(jī)研發(fā)成功，有望在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)裝備應(yīng)用。無人機(jī)方面，國內(nèi)現(xiàn)已基本形成了大、中、小應(yīng)急救援無人機(jī)產(chǎn)品體系，應(yīng)急管理部主辦的應(yīng)急裝備之家網(wǎng)注冊登記無人機(jī)產(chǎn)品已達(dá)400余型。目前，參與應(yīng)急救援實戰(zhàn)作業(yè)的主要無人機(jī)裝備有翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型、AR-500森林浮空通信中繼平臺、CW-15復(fù)合翼無人機(jī)和以大疆為代表的各類多旋翼無人機(jī)。

我國高度重視航空應(yīng)急救援體系建設(shè)，為深入貫徹落實習(xí)近平總書記關(guān)于加強航空應(yīng)急救援能力建設(shè)的重要指示批示精神，應(yīng)急管理部會同相關(guān)部門積極推進(jìn)航空應(yīng)急救援體系建設(shè)，注重統(tǒng)籌力量布局、完善保障條件、推進(jìn)裝備研發(fā)、不斷提升航空應(yīng)急救援能力。自2018年應(yīng)急管理部成立以來，我國大中型航空救援直升機(jī)數(shù)量從70余架增加至目前的100余架，開展航空消防業(yè)務(wù)的省份從19個擴(kuò)展至21個。按照《“十四五”通用航空發(fā)展專項規(guī)劃》，到2025年底，全國開展航空應(yīng)急救援的省份數(shù)量將達(dá)到25個。

我國地域遼闊，災(zāi)害頻發(fā)且可預(yù)測性相對較差，現(xiàn)有應(yīng)急救援航空裝備數(shù)量相對較少，航空應(yīng)急救援力量還不能滿足應(yīng)對我國境內(nèi)“全災(zāi)種、大應(yīng)急”等綜合救援任務(wù)的需要。2023年10月24日，十四屆全國人大常委會第六次會議審議通過了國務(wù)院關(guān)于增發(fā)1萬億國債支持災(zāi)后恢復(fù)重建和提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力的議案，給予了航空應(yīng)急救援力量發(fā)展實質(zhì)性政策支持和行動支持。目前，按照黨中央、國務(wù)院的統(tǒng)一部署，應(yīng)急管理部正著手組建航空救援總隊，科學(xué)論證航空救援力量部署，未來將逐步形成轄區(qū)先動、互相支援、全域機(jī)動的航空救援力量運用格局。

無人直升機(jī)應(yīng)急救援優(yōu)勢眾多

無人直升機(jī)作為我國航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展和航空應(yīng)急救援裝備體系建設(shè)的重點之一，近年來在數(shù)次大型應(yīng)急救援任務(wù)中發(fā)揮著重要作用。2023年7月31日，F(xiàn)WH-1500無人直升機(jī)連續(xù)多日支援北京抗洪救災(zāi)，執(zhí)行災(zāi)情偵察、物資運輸、通信保障等任務(wù)；8月4日，HY600無人直升機(jī)在北京抗洪救災(zāi)行動中攜帶空中基站升空，為受災(zāi)嚴(yán)重村鎮(zhèn)恢復(fù)手機(jī)通信業(yè)務(wù)；8月6日，AR-500森林浮空通信中繼平臺多次飛入大興安嶺林區(qū)火場，有效完成火情偵察、定位、語音中繼和通信等任務(wù)。

10月27日至30日，應(yīng)急管理部組織AR-500C等多型無人直升機(jī)在四川木里開展了高原“三斷”場景應(yīng)急救援實戰(zhàn)化測試驗證，為極端條件下的無人直升機(jī)救援積累了寶貴經(jīng)驗。

盡管目前無人直升機(jī)在應(yīng)急救援領(lǐng)域裝備的數(shù)量不多，但相較其他構(gòu)型的無人機(jī)，無人直升機(jī)有足夠的載荷能力和續(xù)航能力，適用的任務(wù)場景更多，效費比高，應(yīng)用前景廣。

我國航空應(yīng)急救援主要可劃分為自然災(zāi)害救援、事故災(zāi)害救援、公共衛(wèi)生事件救援、公共安全事件救援四大類。

其中自然災(zāi)害發(fā)生頻率較高，此類航空應(yīng)急救援占比大、作業(yè)類型繁多，是無人直升機(jī)應(yīng)急救援作業(yè)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。地震、洪澇、火災(zāi)、山體滑坡、海上沉船等自然災(zāi)害發(fā)生時，無人直升機(jī)主要通過空中搜救、物資運輸和信息傳輸?shù)确绞竭M(jìn)行救援，主要包括察、聯(lián)、運、救四大核心任務(wù)。

察——災(zāi)情監(jiān)測

無人直升機(jī)可搭載機(jī)載可見光/紅外、合成孔徑雷達(dá)等高精度偵測設(shè)備，開展航拍、勘察測繪、監(jiān)測及夜間飛行偵察，實現(xiàn)多源信息融合、受災(zāi)面積測算、受災(zāi)人員監(jiān)測等功能，為災(zāi)情評估、指揮決策提供信息支持。

聯(lián)——應(yīng)急通信

當(dāng)前，消防應(yīng)急通信以350MHz 無線通信為主，以三級組網(wǎng)的方式實現(xiàn)各級之間的通信聯(lián)絡(luò)，使用4G 圖傳、衛(wèi)星便攜站以及衛(wèi)星電話作為三級網(wǎng)的重要補充通信方式，基本滿足中小型救援現(xiàn)場的通信需求。但在“三斷”條件下的大型災(zāi)害現(xiàn)場，缺乏基礎(chǔ)的通信設(shè)施或者原有的基礎(chǔ)通信設(shè)施遭到破壞，通信環(huán)境復(fù)雜，無線信號盲區(qū)多，所需的通信保障時間長，輔助決策的信息量大，多方因素都將影響通信質(zhì)量，應(yīng)急通信保障面臨巨大挑戰(zhàn)。2021年7月，在河南鄭州洪災(zāi)救援作業(yè)中，救援隊伍遇到了諸多通信問題，如4G單兵網(wǎng)絡(luò)中斷后難以復(fù)連，衛(wèi)星電話在移動中無法連接衛(wèi)星，公網(wǎng)手臺、手機(jī)、電話失去信號，350米手臺傳輸距離極為有限，衛(wèi)星通信車量少行難，“一主一備”的裝備攜行標(biāo)準(zhǔn)滿足不了點多面廣的救援實戰(zhàn)需求，高溫下帶電設(shè)備因長時間作業(yè)出現(xiàn)故障的頻次增高或停止工作。

無人直升機(jī)浮空通信中繼平臺是“三斷”極端條件下確保通信暢通最為實用的裝備。無人直升機(jī)通過搭載空中基站、衛(wèi)星通信、寬帶自組網(wǎng)等通信設(shè)備，可在“三斷”極端環(huán)境下快速恢復(fù)公網(wǎng)通信，構(gòu)建應(yīng)急指揮通信專網(wǎng)，打通災(zāi)區(qū)“信息孤島”和救災(zāi)指揮“生命線”。

運——物資運輸

諸如地震、洪水等特大型災(zāi)害，往往伴隨著道路交通破壞、阻斷等問題，汽車運輸可發(fā)揮的作用被大幅限制。無人直升機(jī)可以在野外狹小區(qū)域?qū)崿F(xiàn)自主起降，搭載救援物資執(zhí)行精準(zhǔn)空投任務(wù)，既可以快速完成運輸任務(wù)又能避免潛在的人員傷亡風(fēng)險。

救——搜索救援

無人直升機(jī)可以利用空中廣播、強光燈、智能識別光電吊艙等設(shè)備，對遇險被困人員展開空中搜尋、定位，智能規(guī)劃逃生通道/救援通道，為搜救工作提供輔助決策。無人直升機(jī)還可搭載救援器材、藥品和物資，在極端情況下為被困人員提供及時救助和傷員運輸?shù)?。目前國?nèi)外已經(jīng)開始嘗試開發(fā)醫(yī)療救助無人直升機(jī)，如美國研發(fā)的DP-14無人直升機(jī)艙內(nèi)配置有健康監(jiān)控設(shè)備，可運載一名80千克左右的傷員。

應(yīng)急救援無人直升機(jī)的發(fā)展趨勢

以平臺為中心走向以任務(wù)為中心

應(yīng)急救援無人直升機(jī)的研發(fā)將逐步從“以平臺為中心”過渡到“以任務(wù)為中心”。目前我國主要是基于現(xiàn)有無人直升機(jī)平臺的能力來論證其在應(yīng)急救援領(lǐng)域可以承擔(dān)的作業(yè)任務(wù)。這種情況伴隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應(yīng)急救援領(lǐng)域的迫切需要正在逐漸發(fā)生轉(zhuǎn)變。目前應(yīng)急救援領(lǐng)域相關(guān)單位及無人直升機(jī)供應(yīng)商都在積極開展不同條件下的應(yīng)急救援應(yīng)用場景研究，論證無人直升機(jī)在應(yīng)急救援裝備體系中應(yīng)發(fā)揮的作用，確定其使命任務(wù)，進(jìn)而圍繞任務(wù)發(fā)展應(yīng)急救援無人直升機(jī)。

從單機(jī)/單系統(tǒng)走向多系統(tǒng)協(xié)同

應(yīng)急救援無人直升機(jī)的發(fā)展將更加強調(diào)“系統(tǒng)之系統(tǒng)”概念。無人機(jī)直升機(jī)將成為應(yīng)急救援體系中的重要節(jié)點，與空中、地面等其他系統(tǒng)進(jìn)行信息、指揮、任務(wù)協(xié)同。應(yīng)急救援無人直升機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)能力也將從大系統(tǒng)視角來評估。

任務(wù)能力從單一走向多元化

在我國“全災(zāi)種、大應(yīng)急”綜合救援任務(wù)需求下，應(yīng)急救援無人直升機(jī)主要向高速長航時、結(jié)構(gòu)模塊化、系統(tǒng)協(xié)同化、控制智能化、網(wǎng)絡(luò)安全化等方向發(fā)展，與之伴隨的任務(wù)能力也將向多元化、綜合化、協(xié)同化發(fā)展，以滿足大范圍、特殊環(huán)境下的綜合救援需要。

構(gòu)建無人直升機(jī)良性發(fā)展體系

增強原始創(chuàng)新、突破前沿技術(shù)

增強無人直升機(jī)行業(yè)原始創(chuàng)新，支持龍頭企業(yè)聯(lián)合高校、科研院所和上下游企業(yè)建設(shè)創(chuàng)新載體，成為原創(chuàng)技術(shù)策源地。聚焦底層技術(shù)，突破前沿技術(shù)，在人工智能、5G通信、語音識別、圖像識別等領(lǐng)域適應(yīng)突破及應(yīng)用。

圍繞產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化體系布局

健碩產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)歉哔|(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)，依托軍民融合發(fā)展戰(zhàn)略，推動應(yīng)急救援無人直升機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈融合重組，實現(xiàn)跨行業(yè)協(xié)同發(fā)展。鼓勵龍頭企業(yè)成為產(chǎn)業(yè)鏈鏈長，聯(lián)合上中下游、大中小企業(yè)融通創(chuàng)新。設(shè)立創(chuàng)新平臺，增強產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力，降低應(yīng)急救援無人直升機(jī)全生命周期成本。

培育優(yōu)秀企業(yè)家、科技人才、卓越工程師

人才是高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵要素，培養(yǎng)更多具有家國情懷、使命擔(dān)當(dāng)和創(chuàng)新創(chuàng)造精神的優(yōu)秀企業(yè)家，培養(yǎng)更多戰(zhàn)略科技人才、卓越工程師和高技能人才，引領(lǐng)應(yīng)急救援無人直升機(jī)高質(zhì)量發(fā)展。

深化改革，做強做優(yōu)做大無人直升機(jī)產(chǎn)業(yè)

深化供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革，打破現(xiàn)有“科技-產(chǎn)業(yè)”二元結(jié)構(gòu)，以國有資本為抓手，引入資本等市場要素，實現(xiàn)“科技-產(chǎn)業(yè)-金融”的高水平循環(huán)，推動科技創(chuàng)新和行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。

無人直升機(jī)是應(yīng)急救援領(lǐng)域中最具實用價值的高端航空產(chǎn)品之一，其采購及使用成本相對較低，滿足災(zāi)后惡劣環(huán)境下的使用需求，平臺載荷能力強、航時長，近年來國內(nèi)外幾次無人直升機(jī)實戰(zhàn)救援行動證明了其在應(yīng)急救援領(lǐng)域具有極高的應(yīng)用價值。

本文簡述了我國航空應(yīng)急救援力量發(fā)展現(xiàn)狀，對無人直升機(jī)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展進(jìn)行了分析，并給出了相關(guān)的發(fā)展建議，具有一定的參考意義。