無人機在消防滅火救援工作中的應用研究

李寧

摘 要：隨著科技的不斷發展以及通信設備的日新月異，很多智能的科技出現在了人們的生活中，但是城市面臨的問題也逐漸增多，尤其是火災的發生，不僅造成了經濟損失，甚至威脅到生命安全。所以城市的發展同時也需要消防通信建設也需要跟上時代的步伐，需要引進高科技幫助消防信息更好的建設，因此無人機技術應用與消防運用而生，并且這項技術在應用過程中逐漸得到成熟，成為消防部隊的新的合作伙伴。本文重點討論無人機技術應用于滅火救援工作中的特殊作用、功能擴展及戰勤保障等內容，為消防部隊應用無人機進行滅火救援提供技術支撐。

關鍵詞：無人機;消防;應用

中圖分類號：D631.6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）21-0180-02

0 引言

社會和科技水平的發展給人們生活提供了不言而喻的方便，同時也給消防救援工作帶來了新的難題，各種災害事故形成多樣化，復雜化的增長趨勢，給消防人員帶來了巨大的挑戰和壓力，然而面對復雜的局面，面對難以控制的火情，消防人員該何去何從，是最帥的逆行還是殘忍的轉身。在新的環境下，就需要更新消防部隊的裝備，拓展消防工作職能，因此就要采用更加科學、先進的技術。無人機在監測與通信等方面的技術在近些年得到了不斷的更新換代，未來的5G更為此發展奠定了堅實的基礎，因此，將其應用在消防火災救援工作中可以發揮不容小覷的作用，為滅火救援工作提供了更好的思路和方向。

1 無人機簡介

無人機是一種低空飛行器，消防工作使用的大都用的是多旋翼無人機，因為這種無人機機動性高，而且支持大幅度旋轉。消防無人機的飛行高低不是很高，一般在合適的飛行空間內是50～1000米。這在有災情的地方攝影是近景拍攝，其測量的精度小于1米，甚至能夠精確到毫米。在飛行中，無人機可以飛行到危險地域，基本上也不會受到天氣的影響，其次成本遠遠沒有人力珍貴也沒有對設備有過高的要求，同時也提升了消防工作的安全性和高效性。無人機可以在高空進行作業，視角比人要廣闊還擁有較高的分辨率，拍攝出來的圖像清晰并且可以旋轉移動拍攝錄制，在作業過程中拍攝的各類圖像、語音和數據等都可以同時傳輸給地面，而地面上消防人員通過培訓就可以掌握使用無人機的操控方式方法。總的來講，無人機的優越性能加入到了消防前線是一個有力的技術支持，為險情的救援也帶來了很大的希望，無人機也因此獲得了一個特別的稱號——空中機器人。

2 無人機技術優勢

2.1 高機動性

我國目前投入使用的滅火救援消防無人機大多都是輕型、小型的無人機，其重量大約在116千克以下，可隨身攜帶，起飛不受天氣地形影響，需要操作人數1～2人。這種小型、輕型的無人機可以在天空轉小半斤的彎，也很敏捷，可以勘測全方位角度，能把環境的因素最小化，其目的是能最快速的趕到火災現場收集信息以及傳輸信息，在最快的時間里掌控了解火情，爭取寶貴的時間。

2.2 視野開闊

這種應用于消防工作的無人機一般配備的是廣角攝像機，這種攝像機能夠對周圍的情況進行捕捉，也可以配備兩個攝像機，360度無死角視野，可彌補固定視頻監控和人員巡查可能遇到監控死角的不足。在低空飛行中，其分辨率很高，可以傳輸給地面很清晰的畫面，還能搭載可見光、紅外成像系統，通過感知細微溫差呈現拍攝目標，不受氣體、煙霧等遮擋限制，可完全應用于黑夜環境，可使用與復雜地勢和嚴重災區。

2.3 可靠高效

在面對危險的險情中，之前的方法都是通過消防人員的人力去前線了解情況并解救被困人員，然而現在無人機卻能夠在危險之中做出沖鋒的首批消防力量，不僅信息可靠而且大大減少消防人員的危險系數以及人力的投入。對區域內各類建筑物及道路、水系、橋梁、工業管道、供水管道、電力線路等公共服務設施提供精細準確的三維數據和圖像能夠有效規避消防人員傷亡。

2.4 智能進化

近些年我國的無人機的發展，不再只是遙控的操作方式，再加上5G時代的到來，無人機迎來了新生，從遙控變成了自主飛行，這就涉及到新增加的三個功能：障礙感知、智能跟隨、指點飛行。障礙感知系統是在無人機上增加了傳感器，使其在空中主動躲避障礙物，擁有了環境感知與避障的能力，可以讓他去更加復雜的地勢。智能跟隨系統可以實現畫面跟蹤，鎖定畫面的作用，指點飛行即可提前規劃好飛行路線，讓其按照消防工作人員的思路進行自主飛行。

3 無人機技術在消防滅火救援中的應用

3.1 災情偵查的應用

將無人機投入在消防救援中，尤其是對于一些危險性較高的災害區域，比如化工廠火災、化學物質爆炸、毒氣等人員不能進入，這種情況下，消防人員是無法在第一時間進入現場進行救援，但是無人機卻不受環境的影響，能夠在第一時間進入并且可以采集很多可靠的信息，消防人員可以借助其傳來的音頻和傳感器的數據進行合理的分析和展開救援，并且也讓消防人員掌握火場的火源和災區的關鍵位置，為下一步救援計劃增加了思路[1]。

3.2 信息收集的應用

無人機根據自身的優勢，可以升天數架，每一架都可以安裝不同的數據檢測器對現場進行一個全面的數據分析然后再通過3G/4G/5G圖像傳輸給地面，用過衛星鏈路，實時傳世給地面指揮中心，為火災搶險救援提供了及時準確的信息，在最短的時間提高了勝算，也減少了一部分的財產損失和人員傷亡，大大的節約了救援時間也保障了救援人員的安全。

3.3 輔助救援的應用

無人機具有極強的靈活性，除了其飛行操作靈活性以外，無人機上可搭載不同類型的設備，除了常規的攝像頭、擴音設備、語言通話等設備，方便指揮員對現場救援人員發布命令，在緊急救援情況下，能夠快速準確拋投救災物或救生圈資給指定人員或指定地點。還可搭載救生衣、救生圈、進行空投、輔助搭建水上索道、高山搜索可搭載紅外設備等，進行輔助滅火救援的災害處理。同時，無人機在對現場地形結構數據搜集之后，現場指揮、空中喊話、人群疏散、交通疏導，指揮中心人員就可以為救援人員選擇一條最合理的滅火救援和逃生通道，并指揮相關人員按照通道進行逃離，為消防人員和受困人員開出一條綠色通道[2]。

3.4 調度指揮

滅火救援這種搶險工作，需要極大的人力物力，影響力大。無人機技術在運用于消防滅火救援中，卻能體現出高機動性，應用復雜情況，起到調度指揮的強有力的輔助工具。在現實的火災撲救現場，實時的災害現場音視頻圖像傳輸對于指揮調度的意義是重大的，而無人機的機制彌補了對于救援人員無法第一時間深入的復雜環境下偵查，無人機能為各類復雜環境下的火災撲救指揮調度提供有效的輔助決策。無人機系統還可使決策者查看指定點的時實視頻傳輸，可以將現場圖像通過衛星鏈路、3G/4G/5G圖像傳輸系統等設備直接傳到地面指揮中心供各級決策者進行決策，極大地提高了消防部門指揮調度的信息化水平[3]。

4 無人機技術的漏洞

雖然無人機對天氣不受太大的影響，但是遇到6級以上大風就很難在空中維持較長時間的勘測，部分地區的溫度環境也是比較惡略，夏天40～50攝氏度，冬天-20攝氏度。現在的無人機技術還需要不斷地升級不斷的更新創新，實力不夠過硬，再加上部分地區的信號不是很通暢導致信息無法傳輸給地面。另外，兼容性不夠，不全面，搭載的設備不能夠兼容，從而導致需要很多無人機來進行現在勘測，在不同軟件支持的設備搭載時不能夠表現出應用效果，還需進行改進。無人機技術的應用還不夠全面，所以掌握技術的消防人員還不是很多也不是很精，所以未來可以開設訓練無人機課程。

此外，無人機最致命的缺點就是續航，一般只能維持在20分鐘就要自主返回了。所以電池續航能力還有待提高，尤其是在惡略環境下，維持的時間就更短，而實際救援往往時間很長，大大限制了消防無人機的整體發展，若要促進消防無人機的良性發展，解決無人機電池續航能力問題迫在眉睫。

5 未來時代的無人機技術在消防的應用

三大運營商已經在全國多個城市試點運行5G，計劃到2020年，將實現5G網絡正式商用。眾所周知5G具有高速率，低延遲，大容量的特點。在5G網絡的支撐下，新一代無人機將打破圖像傳輸和控制的時空限制，具備實時超高清圖傳、遠程低時延控制、永遠在線等重要能力的同時再加上5G網絡數字圖傳這樣可以避免斷網導致的飛機失控，帶來不必要的損失，無人機技術的前景曠闊，是新時代消防的必備工具[4]。

有了5G的技術支持，無人機技術更是如虎添翼，地面工作人員就可以云端操作無人機，4k高清圖像實時傳輸，面對大火，火場救援就會更加從容。在無人消防領域，當火情發生時，就需要這樣的傳輸，為地面指揮決策做出了重要的信息，全面了解火災情況以及火源準確位置進行定點打擊，這種效率目前只有5G能夠做到。相信5G時代的發展無人機技術在消防滅火救援領域無人機將借助5G網絡實現遠程視頻采集、遠程設備控制，成為消防隊員的有力幫手[5]。

6 結語

隨著無人機技術的不斷發展和進步，如何利用無人機系統對消防事業提供幫助，有力支持滅火救援、搶險救災、各類突發事件處置等工作值得進一步研究無人機在消防滅火救援工作中的應用，是未來的大勢所趨。無人機的優越性能既能保障前線工作的需要也能保證工作人員的生命安全，是消防工作的中堅力量，未來還會有更大的挑戰，時代的發展消防也要跟隨時代而發展，在對抗各類事故災害尤其發揮著重要的地位，保證人民的生命和財產安全是首要任務，完成救援任務是根本原因。所以消防部門應當學習先進的可以，熟練運用無人機技術，充分認識到無人機技術在滅火救援中的關鍵角色，更好的完成每一次的救援任務。居民也應該加強消防意識，如何防護、逃生、等待、救援，盡可能的防止火災的發生。

參考文獻

[1] 康凱.無人機在消防滅火救援工作中的應用研究[J].武警學院學報，2013（10）：27-29.

[2] 姬東.無人機在消防滅火救援工作中的應用研究[J].科技展望，2016（24）：155.

[3] 毛勇，忠徐剛，丁晨.消防無人機的應用助力消防滅火救援工作[J].中國管理信息化，2018（23）：176-178.

[4] 張曉光.淺談無人機在消防滅火救援中的應用[J].消防界，2017（05）：14.

[5] 徐超.淺議無人機在消防滅火救援行動中的應用[J].無線互聯科技，2016（08）：141-142.