基于無人機(jī)航拍技術(shù)的消防救援措施

趙松山

摘 要：隨著消防部隊(duì)承擔(dān)的任務(wù)的增加，先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的推廣和應(yīng)用，在消防部隊(duì)內(nèi)部是大勢所趨，旋翼無人機(jī)以其便攜、易用等特點(diǎn)，展現(xiàn)出了其在滅火救援中的應(yīng)用價值，文章通過對無人機(jī)技術(shù)優(yōu)勢及應(yīng)用前景展望，希望能夠?qū)⑿頍o人機(jī)的使用融入到日常訓(xùn)練和實(shí)戰(zhàn)中，為滅火救援、搶救人民生命財產(chǎn)做出貢獻(xiàn)，從而降低在救援中發(fā)生意外事故的風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：無人機(jī)；航拍；消防；運(yùn)用

中圖分類號：D631.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）12-0154-02

Abstract： With the increase of the tasks undertaken by the fire brigade， the popularization and application of advanced science and technology are the general trend in the interior of the fire brigade. In this paper， the advantages of UAV technology and the prospect of its application are prospected. It is hoped that the use of rotary-wing UAV can be integrated into daily training and actual combat， thus contributing to fire fighting and rescue， saving people's lives and property in order to reduce the risk of accidents in the rescue.

Keywords： UAV； aerial photography； fire protection； application

1 無人機(jī)技術(shù)的評價

無人機(jī)設(shè)備作為一種具備無線程序控制裝置的非載人型飛行器。具有造價低、操作簡單、體積小、靈活等特點(diǎn)。因裝置圖像拍攝和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，因此，該系統(tǒng)具有自主飛行規(guī)劃、自動化控制等能力（如圖1所示）。當(dāng)前，無人機(jī)設(shè)備中主要由指揮控制器、飛行平臺、可視化監(jiān)控平臺、圖像傳輸系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航以及供電單元等組成。其技術(shù)特點(diǎn)如下：

（1）無人機(jī)航拍過程為動態(tài)化操作，受外部環(huán)境及內(nèi)部系統(tǒng)的影響變化，而保持良好的動態(tài)平衡是控制計劃的前提條件，因此，需要對無人機(jī)內(nèi)部預(yù)警機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，從而完成飛行任務(wù)的可控性，保障飛行方向的正確操作。

（2）無人機(jī)航拍技術(shù)體系是一個系統(tǒng)的過程。系統(tǒng)的概念不僅存在整個的預(yù)警體系全過程和各環(huán)節(jié)，還表現(xiàn)在整體系統(tǒng)。分為總進(jìn)度計劃管理和分項(xiàng)進(jìn)度計劃管理，兩者互相聯(lián)系和影響，因此，無人機(jī)航拍技術(shù)體系不僅是實(shí)施過程的一個分項(xiàng)計劃，而是一個完整的系統(tǒng)性管理工作。

（3）無人機(jī)航拍技術(shù)具有階段性和不平衡性等特點(diǎn)，因該技術(shù)屬于創(chuàng)造性工作，因此，在執(zhí)行航拍任務(wù)時不局限于同一階段，即使在同一階段的不同層次上，也存在不同的特性。因此，該技術(shù)具備相應(yīng)階段下的要求，在不同階段或同階段的不同層次上，也會表現(xiàn)出不平衡性。

2 無人機(jī)航拍技術(shù)在消防救援中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 機(jī)動性和靈活性

通常，消防無人機(jī)設(shè)備重量在100kg以下，采用自動化飛行控制系統(tǒng)，只需由1-2人配合，即可靈活操控飛行器完成消防救援任務(wù)。在消防救援現(xiàn)場，由于環(huán)境復(fù)雜和潛在風(fēng)險較多，在人員無法直接通行的道路中，徒步前行對人員安全和事故現(xiàn)場會造成一定影響。因此，無人機(jī)設(shè)備因?qū)ζ痫w條件和地形要求較低，而且便于攜帶，具有良好的機(jī)動性和靈活性。可以根據(jù)現(xiàn)場救援需要，靈活控制飛行器運(yùn)行方向和拍攝對象，通過飛行快速前往指定救援地點(diǎn)，具備高敏捷的反應(yīng)能力。此外，無人機(jī)設(shè)備的應(yīng)用，對使用環(huán)境和氣候條件要求相對較低。在浙江消防總隊(duì)訓(xùn)練在實(shí)際的測試中，無人機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)時，在6級以下風(fēng)力和潮濕天氣條件等限制下，均可執(zhí)行飛行任務(wù)。起飛條件僅需要幾平方米的空間。在執(zhí)行低空救援任務(wù)時，因該設(shè)備對氣候條件限制少，拍攝成像速度較快，在救援現(xiàn)場3km范圍以內(nèi)，都可穩(wěn)定執(zhí)行飛行任務(wù)。

2.2 成像視野全面

無人機(jī)通過數(shù)據(jù)鏈路技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超視距控制，在現(xiàn)場需求的基礎(chǔ)上，可以從不同的角度和不同的距離，在不同的光照條件下進(jìn)行操作。可以實(shí)現(xiàn)高海拔目標(biāo)的整體攝像，也可以調(diào)整距離和角度，點(diǎn)擊對現(xiàn)場決策重要的關(guān)鍵因素。通過遠(yuǎn)程控制無人機(jī)和鏡頭，可以根據(jù)實(shí)際需求實(shí)時獲取地面火情圖像，特別是在低空，無人機(jī)跟蹤拍攝的能力強(qiáng)，使用機(jī)載攝像機(jī)來獲取高分辨率的圖像，如果配備熱視力或紅外夜視功能，可完成更全面的信息收集。為災(zāi)害事故現(xiàn)場實(shí)時監(jiān)測提供了有力的保障，有效提高了滅火救援的檢測能力。

2.3 操作簡便

從技術(shù)層面分析，無人機(jī)遠(yuǎn)程視頻傳輸和控制系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)和接口連接到地面站，由運(yùn)營商光纖連接到公共平臺，因此，只有通過遠(yuǎn)程攝像機(jī)及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺等），直接可以查看無人機(jī)實(shí)時視頻。通常，消防官兵只需通過遠(yuǎn)程控制，即可完成無人機(jī)的所有動作指令，通過遠(yuǎn)程視頻傳輸和現(xiàn)場條件控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)行全方位監(jiān)控。此外，當(dāng)客戶端（包括PC機(jī)和移動終端）連接到公共網(wǎng)絡(luò)時，用戶可以通過控制器、移動終端設(shè)備等多種形式控制無人機(jī)。從應(yīng)用層面來看，無人機(jī)的實(shí)際操作并不復(fù)雜。只要掌握了飛行、音頻、視頻控制等兼容模塊的操作，就能有效的實(shí)現(xiàn)。

2.4 安全可靠

面對暴雨、高溫、臺風(fēng)、泥石流等惡劣天氣情況；或易燃易爆、倒塌、有毒等嚴(yán)重事故現(xiàn)場；或山、峽谷、溝壑等極端地理環(huán)境，無人機(jī)技術(shù)可以有效地避開傳統(tǒng)的短板火災(zāi)救援操作，能夠保證消防官兵自身的安全。此外，還可以跟蹤事故現(xiàn)場動態(tài)，進(jìn)行處理指揮決策，為消防官兵及施救人員提供安全可靠的基礎(chǔ)保障，能夠最大限度地控制事態(tài)發(fā)展，減少災(zāi)害損失，減少傷亡。

3 無人機(jī)航拍技術(shù)在消防救援中的應(yīng)用

3.1 接警流程

無人機(jī)航拍技術(shù)在消防救援中的接警過程，指的是在整個的過程中，火災(zāi)發(fā)生后到各個部門到達(dá)現(xiàn)場的這一系列的過程，這個主要指的是警務(wù)和人防部門的先期到達(dá)，包括：事故報警、事故接警、信息報送、下達(dá)調(diào)度命令等過程。這是全部過程的重要邏輯起點(diǎn)，在整個的救援的過程和后續(xù)的過程中的意義重大，該流程還將直接影響救援處置及事故影響。無人機(jī)航拍技術(shù)根據(jù)報警和相關(guān)的信息的收集，進(jìn)行情報的整合，并有相關(guān)的人員進(jìn)行相應(yīng)的負(fù)責(zé)，獲得信息并盡量控制事態(tài)的發(fā)展，以減少人員傷亡和財產(chǎn)的損失等。

3.2 專家決策

專家決策流程主要包括：警情分析、預(yù)案分析、現(xiàn)場信息分析等內(nèi)容。專家的分析和決策是進(jìn)行相應(yīng)的救援和進(jìn)行相關(guān)的后續(xù)處理的關(guān)鍵，是進(jìn)行相關(guān)的專業(yè)的研究和方案確定的重點(diǎn)的途徑。無人機(jī)航拍技術(shù)在專家決策運(yùn)用過程，是一項(xiàng)專業(yè)性、技術(shù)性、綜合性和系統(tǒng)性較強(qiáng)的業(yè)務(wù)，在進(jìn)行相關(guān)的處置的前置中，要掌握好科學(xué)的決策和信息的收集，致力于科學(xué)的救援體系的構(gòu)建和完善。警情分析是指的對于火災(zāi)的時間、地點(diǎn)和原因，以及事故的性質(zhì)進(jìn)行綜合的分析和評判，對于周邊環(huán)境和周邊條件進(jìn)行相關(guān)的認(rèn)知，提出合理性和建設(shè)性的意見建議，為其提供指導(dǎo)和依據(jù)。預(yù)案分析是根據(jù)事故性質(zhì)和規(guī)模的不同，對預(yù)案進(jìn)行查找及分析，快速決定解決方案，根據(jù)事故最新的救援反饋信息，對事故現(xiàn)場事態(tài)進(jìn)行分析，為最終正確形成救援預(yù)案提供支持及幫助。

3.3 響應(yīng)行動

無人機(jī)航拍技術(shù)根據(jù)報警和警務(wù)處理的要求，按照專家制定的綜合方案，進(jìn)行相應(yīng)的疏散行動響應(yīng)。在進(jìn)行響應(yīng)的過程中，還要制定預(yù)案的備案機(jī)制，防止在執(zhí)行過程中，出現(xiàn)突發(fā)事件的產(chǎn)生，還要進(jìn)行相應(yīng)路線圖的規(guī)劃，并進(jìn)行案例化的實(shí)施細(xì)則，按照相應(yīng)的發(fā)展的手段和模式，進(jìn)行有效的解決和信息的排查，進(jìn)一步的規(guī)劃行動，使得行動與先前預(yù)案決策保持一致。

此外，由于在救援過程中存著不確定風(fēng)險及危害，因此，無人機(jī)航拍技術(shù)的應(yīng)用，還要考慮次生危害的程度和負(fù)荷，進(jìn)行相應(yīng)的計算和量化，選擇最佳的逃生路線和方案。同時，在進(jìn)行救援的過程中，人與人以及人員環(huán)境之間存在著相互的摩擦力和作用力，還需要著重研究救援期望和疏散與建筑消防設(shè)計之間的關(guān)系，來進(jìn)行相關(guān)的研究和分析，根據(jù)擁擠環(huán)境下的移動及速度的公式，合理進(jìn)行相應(yīng)的移動的人員的疏散和移動人員的分散。

4 結(jié)束語

綜上所述，無人機(jī)航拍技術(shù)作為一種新型的消防救援設(shè)備，在當(dāng)前消防實(shí)踐中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但是，在實(shí)際運(yùn)用上還存在著一些客觀制約，主要為：天氣情況、無人機(jī)自身的工藝和性能以及操作流程和空中管制等。因此，需要不斷研究和制定適宜技術(shù)，在研究和設(shè)計環(huán)節(jié)能夠更加適應(yīng)當(dāng)前的救援的需要，提升救援的精準(zhǔn)性科學(xué)性，發(fā)揮自身的優(yōu)勢。

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