無人機在消防滅火救援工作中的運用

王思迪

（廣州市公安消防局 廣東廣州 510000）

無人機在消防滅火救援工作中的運用

王思迪

（廣州市公安消防局 廣東廣州 510000）

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和消防部隊職能的拓展，公安消防部隊滅火救援工作面臨著巨大風險與挑戰(zhàn)。特別是地形復(fù)雜的地震救援、情況多變的大型火災(zāi)現(xiàn)場、高層建筑規(guī)模的不斷擴大、消防車輛器材配備的局限和各種潛在危險性，對于我們?nèi)绾卧跍缁鹁仍袆又袦蚀_、及時地獲取火場信息，快速高效實施決策部署，成為消防滅火救援工作中的一大難題。即便是一個普通的火災(zāi)，對受災(zāi)者、火災(zāi)周圍群眾和消防員來說，都存在著大量的潛在危險，火災(zāi)引起的有毒氣體和濃煙對周圍的道路交通也會造成巨大危害。我國無人機應(yīng)用技術(shù)及系統(tǒng)解決方案的成熟運用，使得無人偵察機平臺結(jié)合視頻、紅外等監(jiān)控及傳送設(shè)備，通過空中對復(fù)雜地形和大型結(jié)構(gòu)建筑進行火災(zāi)隱患巡查、現(xiàn)場救援指揮、火情偵測及防控。無人機的出現(xiàn)，可以有效地解決一些局限性問題，為消防滅火救援工作提供新手段。

1 無人機的簡介

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，最初主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域中。由于自身的體積小、使用方便和對環(huán)境要求低等優(yōu)勢，被逐漸運用于民用領(lǐng)域。近年來，自然災(zāi)害的頻發(fā)，無人機得到了進一步的發(fā)展，并運用于消防領(lǐng)域。它是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置的非載人飛機，包括無人直升機、固定翼機、多旋翼飛行器等。從某種角度來看，無人機可以在無人駕駛的條件下完成復(fù)雜空中飛行任務(wù)和各種負載任務(wù)，也稱為“空中機器人”。

由于采用了技術(shù)先進的飛控平臺及前后臺視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，配合完善的飛行及地勤保障系統(tǒng)，無人機可對地面實施完備的長時間空中監(jiān)控，從而實現(xiàn)較低的綜合成本對傳統(tǒng)手段無法涉足的區(qū)域進行實時監(jiān)控和輔助救援，其智能化和先進性突出體現(xiàn)在巡查路徑規(guī)劃、智能分析地域情況、定點環(huán)境持續(xù)監(jiān)控、火情報警等，并且在制定應(yīng)急預(yù)案、建立快速響應(yīng)機制、現(xiàn)場火情存檔與取證等方面充分發(fā)揮技術(shù)防范手段的重要作用。

2 無人機的特點

無人機的特點是成本低，易操縱，具有高度靈活性，高度適應(yīng)性和安全穩(wěn)定性。能夠攜帶一些重要的設(shè)備從空中完成特殊任務(wù)，比如空中偵察、空中監(jiān)視、緊急救援等。在處理自然災(zāi)害、事故災(zāi)難以及社會安全事件等方面能發(fā)揮出重要作用。

（1）便于攜帶、靈活機動。一般的無人機只有100kg以下的重量，只需要1～2人就可以完成制定的操作任務(wù)。在道路不暢，交通中斷的情況下，徒步就可以攜帶至災(zāi)害事故現(xiàn)場，對地形要求低，所以具有很強的靈活性。此外，無人機的飛行速度易于控制，轉(zhuǎn)彎半徑小，機動性好，受氣候和環(huán)境條件限制非常小，獲取影像的速度非常快，可在5km范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠發(fā)揮偵查作用。在我們滅火救援的過程中，便于攜帶到現(xiàn)場，減少官兵的負重量，兩個人就可以通過無人機完成大量的信息采集。

（2）偵查有效、視野開闊。無人機可以通過寬帶、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)實現(xiàn)超視距控制，從而具有很全面的視野，依據(jù)現(xiàn)場需求，可以從不同角度、不同的距離在不同的光線條件下進行作業(yè)。既可以實現(xiàn)在高空對目標進行全局性拍攝，也可以調(diào)整距離和角度，按需抓拍對現(xiàn)場決策有重要幫助的照片。如果在我們消防領(lǐng)域，給無人機配備熱視或紅外等夜視功能，可以使它收錄的視頻更加全面。這樣的方式為實現(xiàn)災(zāi)害事故現(xiàn)場實時空中監(jiān)控提供了有力保證，能有效提升消防部隊滅火救援的偵查能力。可以實時監(jiān)控事故地點的環(huán)境、氣象等特殊情況，便于我們消防隊員快速地了解當?shù)厍闆r，少走彎路，合理有效地提前對災(zāi)害情況進行分析和決策。

（3）實時監(jiān)控、操作簡單。無人機的遠程視頻傳輸與控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)和接口接入地面站，通過運營商光纖接入公網(wǎng)，只需通過遙控攝像機及其輔助設(shè)備，就能直接觀看無人機的攝像頭實時視頻。當接入公網(wǎng)后，可以通過電腦、手機等多種形式的載體實現(xiàn)對無人機的控制。它的實際操作也并不復(fù)雜，只要掌握好飛行、音視頻控制和其他操作，便能有效地發(fā)揮效能。只要學好最基本的操作程序，就能通過無人機實時對現(xiàn)場進行監(jiān)控，既節(jié)省了人力物力，又能防止不必要的人員傷亡，特別是處于自然災(zāi)害多發(fā)的地段。

（4）性能穩(wěn)定、安全可靠。無論面對暴雨、高溫、臺風、泥石流等惡劣的天氣環(huán)境；或者易燃易爆、塌陷、有毒等嚴重事故災(zāi)害現(xiàn)場；抑或山岳、峽谷、溝壑等極端地理環(huán)境，無人機技術(shù)能有效避免滅火救援行動中存在的局限性。既確保消防官兵的自身安全。又能通過對現(xiàn)場情況的跟拍、追蹤，為事故處置的指揮決策提供安全可靠的依據(jù)，能夠最大限度地控制災(zāi)情發(fā)展，減少人員傷亡和經(jīng)濟損失。一旦災(zāi)害事故發(fā)生，即使調(diào)派大量的人員和物質(zhì)進入災(zāi)害地區(qū)，都可能隨時增加危險性，無人性的穩(wěn)定性工作，能夠減少我們很多麻煩。機器沒了，我們可以去研究和創(chuàng)造，但是生命只有一次，利用好手中的有限資源，可以幫助我們解決更多的難題。

當突發(fā)性自然災(zāi)害發(fā)生時，無人機可以快速飛抵災(zāi)區(qū)現(xiàn)場，能夠?qū)ΜF(xiàn)場進行高質(zhì)量的視頻以及音頻的實時采集，及時傳送到指揮中心，供指揮者進行判斷和決策，使救災(zāi)現(xiàn)場工作組的調(diào)查能力大大增強，提高信息獲取的安全性和可靠性。搭載擴音設(shè)備對現(xiàn)場進行喊話，向現(xiàn)場群眾及時傳遞有關(guān)信息，搭載生命探測儀幫助搜尋生命跡象，使救援隊伍更迅速、安全地采取救援行動，可將小量急需的救援物資直接空投到救援人員和車輛暫時無法到達的地方。

3 無人機在消防部隊應(yīng)用的技術(shù)需求

針對消防部隊面對的災(zāi)害事故現(xiàn)場實際情況，無人機在消防部隊的運用還應(yīng)達到一定的技術(shù)要求。

（1）可靠性。消防部隊面對的各種災(zāi)害現(xiàn)場，特別是火災(zāi)現(xiàn)場，應(yīng)用環(huán)境更為復(fù)雜，需考慮風速、煙霧、溫度以及防水等各種環(huán)境因素，因此，無人偵察機首先要能滿足現(xiàn)場的惡劣環(huán)境使用條件：①抗風能力方面。在高層建筑附近飛行時，瞬時風力可能接近6～8級，因此，其抗風能力要達到6級以上；②防煙霧能力。由于火災(zāi)現(xiàn)場存在大量水霧和煙霧，要求無人偵察機有較強的抗水和抗煙霧能力；③耐高溫和防爆能力。由于無人機使用汽油發(fā)動機，排氣管帶有火花，同時噪音大、操作維護專業(yè)化程度高、運行成本較高，且一旦飛機失控墜落，也會帶來潛在的起火、爆炸等隱患，因此要求飛機平臺應(yīng)當具有一定的耐高溫能力；④夜視和防水能力。由于災(zāi)害發(fā)生的時間、環(huán)境不可預(yù)知，因此應(yīng)當配備具有紅外夜視功能的攝像頭，并建議配備輔助光源。

（2）操控性。以18km/h無人機巡航平均速度計算，其可巡視范圍在2km工作半徑內(nèi)，續(xù)航能力要求達到單組電池平均30min以上，航線巡查要求能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷監(jiān)控，兩次巡查準備間隙少于15min；另外，災(zāi)害事故現(xiàn)場多數(shù)飛行高度在200m以下，考慮到高層建筑最高高度，達到0到300m飛行高度應(yīng)可滿足日常現(xiàn)場偵查需要。

（3）穩(wěn)定性。無人機的圖像傳輸應(yīng)當力求清晰、連續(xù)，因而對圖像的無線收發(fā)均有較高的要求；通過無線傳輸易出現(xiàn)干擾，因而要求無人機必須有一定的抗干擾能力，從而達到在使用過程中圖像能夠不間斷。

（4）集成兼容性。無人機在消防部隊的應(yīng)用中要實現(xiàn)很多擴展功能，必須擁有良好的集成和兼容性。因此，在滿載重量方面，考慮日常訓(xùn)練及使用配備的機動要求，無人偵查機需能便攜或車載到達現(xiàn)場附近，單兵進入現(xiàn)場機動部署，緊急情況下拓展攜帶器材，因此要求整套系統(tǒng)攜帶重量不超過50kg；此外，在實現(xiàn)視頻傳輸外，要實現(xiàn)其他輔助功能的集成和傳輸。

（5）嚴謹性。若配備無人機，必然需要對操作人員進行專業(yè)培訓(xùn)，因此必須形成一套訓(xùn)練考核機制，形成無人機日常管理和使用機制，操作員必需定崗定位，確定使用場地和人員。必須形成一套完善的售后維護保養(yǎng)機制，確保無人機保持良好的使用常態(tài)。

4 無人機在消防滅火救援工作中的應(yīng)用

由于無人機在消防領(lǐng)域的應(yīng)用起步較晚，很多功能尚處于摸索階段，相關(guān)的條件設(shè)置還不夠完善，在滅火救援應(yīng)用方面還不能形成戰(zhàn)斗力。就目前而言，北京和上海總隊已經(jīng)開始無人機在消防滅火救援中的應(yīng)用探索，這需要花費好大的精力和時間，去探究無人機是否符合我們消防在實際工作的需求，是否能完成初步的火場偵查、勘測，是否真正可以運用到我們消防領(lǐng)域中。

我覺得無人機在消防領(lǐng)域的應(yīng)用推廣后，必將豐富消防部隊實施火場偵查的手段和滅火救援方式，其應(yīng)用前景十分廣闊。它在消防滅火救援中的作用主要體現(xiàn)在：

（1）提升及時準確偵查火情的能力。在特殊的災(zāi)害環(huán)境和地理條件下，消防隊員無法到達偵查地點時，可以借助無人機快速飛抵災(zāi)害現(xiàn)場，獲取災(zāi)情信息，為指揮決策提供重要依據(jù)；

（2）提高掌握整體災(zāi)情的能力。利用無人機拍攝結(jié)果進行對比分析，可以初步評估災(zāi)害損失程度，及時把握災(zāi)害現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；

（3）提供災(zāi)情的信息。在災(zāi)害現(xiàn)場，消防無人機可以全方位的進行監(jiān)控，為消防部隊滅火救援工作的統(tǒng)籌計劃、快速撤離和戰(zhàn)勤保障提供關(guān)鍵信息；

（4）提供后勤保障。在事故現(xiàn)場，救援人員很難進入災(zāi)區(qū)實施搜救，可以空投補給物質(zhì)，維持基本的生活所需，也可以對深入內(nèi)部的救援人員提供一定得保障需求。

將無人機運用于消防營救指揮的話，不僅可以避免交通堵塞而迅速趕到現(xiàn)場，現(xiàn)場實時監(jiān)視火情和蔓延方向，還可以勘察人員逃生路線，確定疏散范圍，指揮滅火和搜救。

據(jù)統(tǒng)計，我國受災(zāi)害影響的人口約2億人，其中因災(zāi)死亡數(shù)千人，需轉(zhuǎn)移安置300多萬人，農(nóng)作物受災(zāi)面積4000多萬公頃，成災(zāi)2000多萬公頃，倒塌房屋300萬間左右。從災(zāi)害地區(qū)劃分看，全國有74%的省會城市以及62%的地級以上城市位于地震烈度VII度以上危險地區(qū)，70%以上的大城市、半數(shù)以上的人口、75%以上的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，分布在氣象、海洋、洪水、地震等災(zāi)害嚴重的地區(qū)。每年因自然災(zāi)害、事故災(zāi)害和社會安全事件等突發(fā)公共事件造成的人員傷亡逾百萬，經(jīng)濟損失高達數(shù)千億。

無人機因其自身的特點和優(yōu)勢，在消防領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用前景，是提高消防實戰(zhàn)能力的需要。雖然目前我們還處于起步階段，一些技術(shù)還需創(chuàng)新發(fā)展，但是需要我們共同努力，使無人機融入到我們消防工作中，就能使它發(fā)揮最大的效益。如果我們還是按照傳統(tǒng)救援方式來應(yīng)對災(zāi)害事故的發(fā)生，那么必然帶來諸多風險，解決不了實際存在的經(jīng)濟損失和人員傷亡。四川、玉樹地震災(zāi)害發(fā)生后，我們可以看到日本、俄羅斯等發(fā)達國家的救援力量已經(jīng)開始使用無人機進行救援，無人機已陸續(xù)在世界各地擔負起生命財產(chǎn)救援的任務(wù)。如果在事故現(xiàn)場，無人機的出現(xiàn)能夠更及時，或許我們身邊許許多多消防員身上的悲劇就不會發(fā)生。

D631.6

A

1004-7344（2016）13-0328-02

2016-4-12

王思迪（1983-），女，本科，主要從事消防滅火救援工作。