無人機在消防無線視頻傳輸系統中的應用

摘 要 在近年來消防應用需求及標準不斷上升的同時，無人機由于其優勢特點被廣泛的應用于消防無線視頻傳輸系統中，這不僅能夠提高火災現場的視頻傳輸效率，更能夠提高消防指揮決策水平，為消防工作的順利開展提供技術支持及科學保障。本文首先對無人機應具備的功能進行了闡述，其次對其在消防無線視頻傳輸系統中的應用做出了分析，最后總結了無人機在應用中的不足之處及改進方向。

【關鍵詞】無人機 消防無線視頻傳輸系統 應用

在經濟發展的同時，火災的發生頻率不斷上升，引起火災的因素更是多種多樣，這就對消防滅火提出了更高的要求，不僅消防工作難度及強度在一定程度上有所增加，工作危險性也同樣加劇，因此這就需要進一步提高無線視頻傳輸系統的應用優勢，促進其運行狀態的高效與穩定，從而能夠在保證時效性的同時，將信息資源傳達到城市消防指揮中心，為消防指揮人員的決策提供強而有效的科學依據。

1 無人機在消防領域中的應用應具備的特點

在對火災現場進行高空航拍，實際上是一項難度系數較高的工作內容，并不是具有攝像功能的消費級無人機就可以完成的。雖然這部分無人機也能夠在高空進行畫面拍攝，但是這種設備的應用價值普遍處于較為膚淺的層面上，因此消防部隊要想真實的展現火災現場的現實狀況，就需要不斷提高技術水平，促進無人機應用功能的全面完善。

1.1 安全性

所謂安全性也就是進行火災現場實際畫面拍攝的無人機的機體重量不能過大，并且需要具備一定的強度，只有這樣才能應對不同程度的突發情況的影響，并且在有搭載需要時，能夠順利的完成任務。與此同時，進行動力等的冗余設計是必不可少的，這是因為無人機在實際運轉過程中難免會受到各類因素的影響而發生故障，在進行優化后的無人機即使機體被損壞，也可以平穩著落，這樣安全性就得到了充分保障。

1.2 抗風性

由于火災災情的發生地區不同，風力及氣候條件也就具有一定的差異性，在部分地區由于受到環境因素影響，風力等級較高，如果無人機不具備較強的抗風性，其拍攝的畫面質量將難以保證。尤其是在高層建筑周邊進行飛行時，由于層高較高，風力等級也會相對增強，因此這就需要無人機具備較強的抗風性，只有這樣才能夠平穩運行。

1.3 耐溫性

設備在運行過程中發出熱量是在所難免的，無人機更是如此，但是為了保證無人機的運行效率，這就需要將無人機在運行中所產生的熱量控制在一定范圍內，通常情況下，可以將大功率的發動機應用于無人機，以此降低負荷運轉頻率，這不僅能夠降低設備本身運行所產生的熱量，更能夠提高其運行效率。除此之外，由于火災的發生后，不僅火災現場的溫度會隨之升高，在時間推進的過程中，高溫會蔓延至周圍環境中，而無人機在進行災情記錄時，只有具備較強的耐溫性，才能夠有效抵御溫度過高對設備運行造成的不利影響。

1.4 防水性

一方面，消防滅火最主要的就是利用足量的水資源進行火災撲滅工作。另一方面，自然狀況下還會降水及降雪。因此無人機在進行實際運行時，應當對上述因素進行考量，不僅無人機需要具有防水優勢，更為重要的就是對其零部件進行防水設計，從而保證無人機在運行過程中能夠不受外界水的影響，高效完成工作任務。

1.5 續航性

火災現場的滅火工作一般不會在短時間內迅速完成，而是一項繁復且強度較大的救援工作，因此這就需要無人機能夠持續運行，這就對電池的使用時間提出了更高的標準要求，不僅要保證無人機的每次上升能夠較為完整的拍攝成功一個時間點的災情狀況，更要將接替的巡查期間控制在合理范圍內。

1.6 操控性

由于無人機是在高空上進行視頻拍攝，工作人員需要對其進行長距離控制，使其能夠在運行過程中具有極強的方向性，有效提升飛行速度及高度，從而保證無人機的畫面拍攝質量。對無人機進行操控的另一原因就是有助于其避開障礙物，降低不必要碰撞導致設備損壞現象的發生頻率。

1.7 抗干擾性

應用于消防領域中的無人機主要功能就是完成對災情真實情況的圖像記錄及傳輸，因此這就需要將信號干擾程度納入考慮范圍內，所以對這一層面上無線信號的發射及接收提出了更高的要求，無人機的抗干擾功能也應不斷強化，只有這樣才能提高拍攝畫面的清晰度，連貫性同樣也得到了充分保證。

2 無人機在消防無線視頻傳輸系統中的應用

無人機雖然能夠對火災現場進行畫面拍攝，但是要想實現真正意義上的無線視頻傳輸，吊艙的配合應用是必不可少的。通俗來講也就是，無人機與吊艙二者是緊密相連的，無人機功能優勢的發揮需要依托吊艙完成。針對消防工作中實際滅火救援的現實需求，可以在無人機的吊艙內安裝設置熱成像攝像機等，這就能夠科學合理的達到消防無線視頻傳輸目標，促進應用模式的多樣化發展。

2.1 高空航拍

通過將具有變焦光學功能的攝像機裝置在吊艙后，無人機的整體功能也得到了強化，這就能夠有效的在標準高度上進行實況拍攝，范圍及主體也更加趨于擴大化及廣泛化特點，不僅能夠完成對建筑物的拍攝，更能夠對地形特點進行拍攝，在保證拍攝效率的同時，提高視頻的清晰度及分辨率，使消防部隊能夠較為細致、完整的對目標對象進行深層了解，掌握實際情況，這是較為科學的信息資源，能夠貫穿于消防工作的重點環節中，不僅能夠為消防預案提供參考基礎，更有助于消防經驗及實踐工作總結。

2.2 災情偵查

消防工作所面臨的災情解決工作，不能僅僅局限在石化火災、高層建筑物火災等方面，還有一部分自然災害，如地震、洪水、泥石流等等，這部分災情的發生都是具有一定危險性及破壞性，并會造成一定的生命及財產損失，因此這部分災害的現場都屬于重災區，控制難度較大，對災害的實際情況進行掌握的工作內容難以推進，這時就需要充分應用無人機進行現場情況記錄及考察，通過圖像形式將災害區域內的地形各類因素進行展現，為消防工作的偵查工作提供基礎條件及參考依據，凸顯災害重點控制區域，從而在一定程度上提高災情偵查質量及時效性，便于指揮人員進行救援決策的推進。

2.3 實時監控

災害事故的發生及進程是具有較強變化性特點的，在災害發生過程中不可控因素較多，因此這就需要利用無人機進行各個階段實際情況的監控，并將所記錄的視頻在第一時間傳遞到消防指揮部，使指揮人員能夠了解到災情的轉變情況，為指揮部提供不斷更新的災情變化信息，從而促進指揮決策的針對性及合理性，使指揮功能的優勢特點得到最大程度的發揮，降低災害所引起的損失影響范圍。

2.4 火點定位

設有熱成像功能的攝像機吊艙的無人機，能夠通過熱量特點將災情區域及關鍵點進行確認，同時它可以穿過火災所引起的煙霧覆蓋區及建筑物本身存在的盲點，將火災中心點及火點部位進行位置確認，這就能夠將滅火救援的重點進行主次分明的標記，明確滅火救援方向，從而將火災發生過程中的不確定因素進行掌握，使滅火救援工作更加具有全面性，進一步提高滅火救援工作高效性。

2.5 面積計算

通常情況下，火災的蔓延速度及范圍會在短時間內迅速擴大，在進行范圍較大的火災撲滅工作時，撲滅救援面積的確認具有較大難度，因此這就需要以無人機為載體，通過無人機所在高度及飛行線路角度等進行數據的不斷回傳，這就能夠將火災現場的實際發生面積計算出來，而后將這些信息內容與位置數據進行相互結合，使其能夠展現在消防攻略圖紙上，使火災撲滅工作更加具有科學性。

3 無人機在消防無線視頻傳輸中存在的問題及改進措施

3.1 易拆裝攜行能力不足

新時期消防官兵的身影出現在各種災害現場，從火災救援、地震救災、抗洪搶險等等，許多地方消防車輛無法到達，這就要求我們消防部隊需攜帶裝備徒步前行趕赴現場，第一時間救援、第一時間將現場視頻圖像傳回指揮中心。如要在現場拍攝全面完整的視頻畫面，無人機無疑是把利器，然而由于當前符合消防用無人機體積相對較大，單兵攜行較為困難，尤其不適合地表環境惡劣及遠距離徒步行進。這就要求現有無人機在制作工藝上能有突破創新，不僅要求無人機在材質上質與量兼備，同時要求無人機具備組裝拆卸或是伸縮折疊特性，便于背負攜行且不造成攜行官兵過重的負擔，爭取快速安全地將裝備攜帶至指定救援地點。

3.2 抗高溫耐火能力不足

消防用無人機較多應用在火災現場上空，受熱輻射、熱對流、煙囪效應等不利因素影響，無人機在飛行過程中將經受高溫高熱考驗，有時甚至將直接面對火焰的炙烤沖擊，這就要求無人機具備一定的抗高溫耐火能力。要提升無人機抗高溫耐火能力，無人機部件在采用碳纖維的同時還應加入阻燃材料混合制作，或是在部件表面涂抹阻燃劑等，確保無人機在高溫的火災現場安全飛行，順利完成各項航拍任務。

4 結語

隨著無人機在消防無線視頻傳輸系統中逐步普及應用，將有效提升消防部隊應急通信保障水平，尤其是滅火救援現場的視頻圖像傳輸能力，在消防部隊面臨“急、難、險、重”任務時能夠及時提供強有力的可視化支持，輔助各級消防指揮部準確判斷、合理部署、科學決策。在提高消防部隊滅火救援效能的同時，最大限度地挽救社會公共財產，最大限度地保護人民群眾及救援人員的生命安全。

參考文獻

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作者簡介

張磊（1979-），男，山西省太原市人。畢業于太原理工大學機械工程學院，碩士學位?，F為山西阿瑞斯自動化科技有限公司工程師。

作者單位

山西阿瑞斯自動化科技有限公司 山西省太原市 030006