淺析多旋翼無人機在消防行業的應用

田勇+尉潔+潘賢

摘 要：經濟建設的快速發展，使消防部隊所擔負的滅火救援任務越來越艱巨。特別是近年來，在處置高層建筑火災、易爆易燃危險品火災事故中，因消防員無法靠近或進入到災害事故現場，救援工作面臨著嚴峻的考驗。針對這一難題，無人機的應用無疑將帶來大突破。

關鍵詞：無人機；消防

1 無人機工作原理

無人機是一種以無線電遙控和自備程序控制裝置操縱的非載人飛行器，它具備體積小、造價低、使用方便、對環境要求低等優點，并整合了無線圖像傳輸系統，具備相當的自主控制、飛行規劃及圖像傳輸能力。目前商用及軍用無人機系統可分為以下幾個子系統：地面指揮控制系統、無人機飛行平臺、空中視頻監控平臺、微波無線實時圖像傳輸系統、GPS導航及自動駕駛系統、高效大容量鋰聚合物供電單元、3G圖傳中繼鏈路等。

2 無人機的技術優勢

由于采用了技術先進的飛控平臺及前后臺視頻監控傳輸系統，配合完善的飛行及地勤保障系統，無人機可對地面實施完備的長時間空中監控，從而實現較低的綜合成本對傳統手段無法涉足的區域進行實時監控和輔助救援，其智能化和先進性突出體現在巡查路徑規劃、智能分析、定點持續監控、火情報警等，并且在制定應急預案、建立快速響應機制、現場火情存檔與取證等方面充分發揮技術防范手段的重要作用。其技術優勢有：

1.機動靈活。小型無人機一般只有100千克以下的重量，依托飛行控件就可以對其進行操控，只需要1-2人就可以完成此類操作任務。在道路不暢，交通中斷的情況下，徒步就可以攜帶至災害事故現場，且起飛條件很簡單，對地形無要求，加上無人機攜帶方便，所以具有很強的靈活性。此外，無人機的飛行速度易于控制，轉彎半徑小，機動性好，可以靈活機動控制飛行方向，機載攝像頭也可以跟蹤拍攝對象；無人機還能快速到達指定地點，反應能力快捷，對環境和氣候條件也有很強經浙江消防總隊對“上合組織”演練期間的實際測試，無人機在6級風力下完成飛行任務，受陰雨天氣等條件限制比大型載人飛機要小的多；其起飛條件只需要幾平米空地，周圍無突出障礙物即可，在低空作業時，受氣候條件限制非常小，獲取影像的速度非常快，可在5公里范圍內穩定可靠發揮偵查作用。

2.視野全面。無人機通過寬帶、數據鏈技術可以實現超視距控制，從而具有很全面的視野，依據現場需求，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。既可以實現在高空對目標進行全局性拍攝，也可以調整距離和角度，按需抓拍對現場決策有重要幫助的關鍵因素。通過遠程控制無人機和攝像頭，可以根據實際需求實時采集圖像，尤其是在低空飛行時，無人機跟蹤拍攝能力極強，使用機載攝像頭獲取的圖像分辨率很高（可以達到0.1米），如果配備熱視或紅外等夜視功能，其收錄的視頻將更加全面。這樣的方式為實現災害事故現場實時空中監控提供了有力保證，能有效提升消防部隊搶險救援的偵查能力。

3.操作簡單。從技術層面上看，無人機的遠程視頻傳輸與控制系統通過網絡和接口接入地面站，通過運營商光纖接入公網，因此，只需通過遙控攝像機及其輔助設備（鏡頭、云臺等），就能直接觀看無人機的攝像頭實時視頻。通常，用戶只需通過遙控器來實現無人機的所有動作，通過遠程視頻傳輸與控制系統對現場情況一目了然，以實現遠程、方便的全方位監控；當客戶端（包括PC和手機）在接入公網后，用戶可以通過PC、平板電腦或者是手機等多種形式的載體實現對無人機的控制。從應用層面上看，無人機的實際操作也并不復雜，只要掌握好飛行、音視頻控制和其他兼容模塊的操作，便能發揮效能。

4.安全可靠。

無論面對暴雨、高溫、臺風、泥石流等惡劣的天氣環境；或者易燃易爆、塌陷、有毒等嚴重事故災害現場；抑或山岳、峽谷、溝壑等極端地理環境，無人機技術能有效規避傳統滅火救援行動中存在的短板，可確保消防官兵的自身安全。并能通過對現場情況的跟拍、追蹤，為事故處置的指揮決策提供安全可靠的依據，能夠最大限度地控制災情發展，減少災情的損失，減少人員傷亡。

3 消防無人機的具體解決方案

在城市消防方面，消防無人機的應用將是未來解決城市高層建筑、易爆易燃火災現場撲救難題的一把利劍。隨著現代城市的建筑業的發展，高層建筑的高度不斷刷新，消防救援難度越來越大。而無人機可以按照一定的高度、位置進行飛行，這樣作為空中的一個制高點，對整個火災區域進行觀察，完成對滅火救援現場的數據采集，為科學調派救援和制訂救援方案提供信息支撐。

與此同時，無人機搭載生命探測儀，配備GPS定位，能感知和獲取人的具體位置，在最短時間內找出生命源，并將救生繩、呼吸罩、急救藥品等輕型物資投送到制定地域，幫助被困人員進行自救或快速逃離現場。火災現場還可以以無人機為載體，傳達有效指令。將無人機集成語音、擴音模塊后，我們就能利用無人機實現空中呼喊或者傳達指令，而各項信息的有效傳達不僅能使消防部隊調配人員進行重點區域滅火工作，還能及時通知消防人員撤離危險地區，并根據火場圖像資料為消防人員提供最佳撤離路徑。

4 結語

在森林消防方面，作為現有林業監測手段的有力補充，無人機除了能在發生森林火災時快速定位火點，確定火情外，更能對林業火災進行監測、預防。森林火災的發生，因地理位置分散偏僻，發生之初通常很難發現，若能及時監測到林火的發生，將火災扼殺在萌芽狀態，搶占滅火先機，就能將產生的破壞和損失大大降低。

參考文獻

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