基于CMF的火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)研究

史耀軍　周慧　王新宇

摘要：為提高火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)的使用效率和使用壽命，發(fā)掘無(wú)人機(jī)在輔助逃生領(lǐng)域的價(jià)值與應(yīng)用，對(duì)火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)進(jìn)行研究。從火災(zāi)場(chǎng)景下，以無(wú)人機(jī)的顏色（C）、材料（M）、表面加工工藝（F）為切入點(diǎn)對(duì)火災(zāi)輔助救援無(wú)人機(jī)進(jìn)行分析與研究，總結(jié)火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)中CMF的影響因素。結(jié)合色彩分析無(wú)人機(jī)救援過(guò)程中的人機(jī)交互設(shè)計(jì)，研究色彩對(duì)于逃生的引導(dǎo)作用。分析現(xiàn)有的救援無(wú)人機(jī)，得出火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)不同于普通消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)，對(duì)CMF的要求更高，整體性設(shè)計(jì)能更好地保證無(wú)人機(jī)在使用過(guò)程中的安全問(wèn)題。CMF在救援無(wú)人機(jī)中的應(yīng)用能極大提升救援效率和安全性，延長(zhǎng)使用壽命，著火環(huán)境下無(wú)人機(jī)色彩的交互功能具有引導(dǎo)性的作用，能夠幫助火災(zāi)受困者安全逃生。火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)要結(jié)合CMF，重點(diǎn)研發(fā)更加耐火輕質(zhì)的材料。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī) CMF 火災(zāi)救援 人機(jī)交互 輔助逃生

中圖分類(lèi)號(hào)：TB35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1003-0069（2020）10-0106-03

引言

（一）研究背景：城市生活現(xiàn)代化程度高速發(fā)展，市區(qū)內(nèi)高樓林立，隨著建筑工程條件的改善和材料的創(chuàng)新應(yīng)用，高層建筑物內(nèi)部環(huán)境也愈發(fā)復(fù)雜，各種不安全因素交織，一旦高層建筑內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，救援工作將變得極為困難。

在高樓火災(zāi)救援中，因城市道路亂停車(chē)輛造成交通擁堵，阻擋消防車(chē)通過(guò)消防通道，高樓垂直高度大，火災(zāi)情況下電梯無(wú)法正常運(yùn)用，消防員不能及時(shí)攜帶救援設(shè)備到達(dá)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)。一旦救援不及時(shí)，高樓內(nèi)復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，未知的火災(zāi)危險(xiǎn)使火災(zāi)救援行動(dòng)難上加難。而高新材料在建筑中的使用，加劇了火勢(shì)的迅速蔓延?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，樓道環(huán)境昏暗，在受困者情緒不穩(wěn)定的緊急情況下容易造成踩踏事故，各種不確定因素的增加，使受困者逃出火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)困難重重，如表1所示。

（二）火災(zāi)救援產(chǎn)品現(xiàn)狀：現(xiàn)有的消防云梯和登高平臺(tái)車(chē)等救援設(shè)備，如圖1所示，在底層火災(zāi)救援中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，但并不能解決高層滅火救援問(wèn)題。我國(guó)消防車(chē)云梯高度大部分停留在68米以下，僅相當(dāng)于高層建筑的18層"，高層建筑的高度限制救援的正常進(jìn)行，消防員的安全不能得到保證，各類(lèi)火災(zāi)事故危險(xiǎn)系數(shù)較大，消防人員的救援難度以及救援風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)隨之增大2）;高樓攀爬費(fèi)事費(fèi)力，救援物資無(wú)法及時(shí)趕到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)火災(zāi)進(jìn)行有效控制。一般火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)會(huì)出現(xiàn)秩序混亂、煙霧彌漫、氣氛恐慌等情況3，受困者對(duì)外界的情況了解少，加之情緒極度不穩(wěn)定乃至奔潰，逃生機(jī)率大大降低，終將造成不可估量的傷亡。在這種情況下無(wú)人機(jī)的使用大大提高了救援效率，為高樓火災(zāi)的救援提供了更加安全可行的方案。

本文提出的CMF主要應(yīng)用于消防救援無(wú)人機(jī)，通過(guò)對(duì)火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)材質(zhì)、色彩和表面處理的分析，延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)在火災(zāi)救援中的耐火性和持久性，結(jié)合色彩對(duì)人機(jī)交互進(jìn)行分析，研究煙霧中無(wú)人機(jī)燈光的色彩辨識(shí)度和引導(dǎo)性。

一、CMF的應(yīng)用現(xiàn)狀

工業(yè)設(shè)計(jì)中CMF分別表示顏色（Color）材質(zhì)（Material）和表面加工工藝（Finishing），是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最不可或缺的一部分，在滿足產(chǎn)品基本需求的情況下，CMF能極大改變產(chǎn)品的調(diào)性，賦予產(chǎn)品情感屬性。材料作為載體承載著色彩和表面處理工藝，反過(guò)來(lái)，色彩和表面處理也會(huì)由于材料的不同而產(chǎn)生視覺(jué)效果的差異*。設(shè)計(jì)常常通過(guò)材料表現(xiàn)出產(chǎn)品的質(zhì)感和特點(diǎn)，一些特定顏色和表面處理工藝的使用則能展現(xiàn)其功能特點(diǎn)和用途。

以往CMF主要作為產(chǎn)品最直觀的一面，從色彩和材質(zhì)上給用戶視覺(jué)體驗(yàn)和觸覺(jué)感受，通過(guò)表面加工賦予產(chǎn)品更加吸引消費(fèi)者注意的特點(diǎn)，從情感需求層面吸引消費(fèi)者的目光。隨著研究的深入和產(chǎn)品的不斷改進(jìn)，在設(shè)計(jì)中CMF的研究已經(jīng)從能展現(xiàn)的效果轉(zhuǎn)變?yōu)槟苓_(dá)到的功能，希望通過(guò)在設(shè)計(jì)之初對(duì)于CMF的考慮和選擇，使得產(chǎn)品在功能和結(jié)構(gòu)上得以優(yōu)化和突破。

在無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，當(dāng)前設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于研究其不同情境下的功能，隨著技術(shù)的成熟，功能達(dá)到飽和的狀態(tài)，在結(jié)構(gòu)和技術(shù)相對(duì)完善的情況下，開(kāi)發(fā)商和設(shè)計(jì)師對(duì)造型也有了新的要求，無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)要體現(xiàn)美學(xué)性和觀賞性。但是對(duì)于專(zhuān)門(mén)用于消防類(lèi)產(chǎn)品的CMF涉及很少，本文通過(guò)對(duì)火災(zāi)輔助救援無(wú)人機(jī)的CMF分析研究，增加了消防無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)要素。

二、無(wú)人機(jī)在火災(zāi)救援中的應(yīng)用分析

（一）消防救援行為分析：在高層建筑火災(zāi)中，一旦上層著火，一是高層建筑垂直高度限制了逃生的路徑，在電梯不能正常使用以及樓道內(nèi)斷電的情況下，消防員攀爬樓梯費(fèi)時(shí)費(fèi)力且極度不安全;二是救援物資難以及時(shí)送達(dá)受困者身邊，高層建筑周邊地理環(huán)境不能滿足消防車(chē)及時(shí)進(jìn)出要求，受困者逃生安全問(wèn)題得不到保障;三是建筑物內(nèi)部環(huán)境的復(fù)雜性加劇火勢(shì)的蔓延;四是被困在火災(zāi)之中的受困者沒(méi)有安全的逃生指向，在恐懼中失去理智，由于求生的本能容易發(fā)生踩踏事故。以及火災(zāi)影響受困者在緊急情況下不能做出及時(shí)有效的判斷，容易在對(duì)情況不熟悉的條件下跑到火勢(shì)嚴(yán)重的區(qū)域或者闖入下一個(gè)爆發(fā)著火點(diǎn)，加劇火災(zāi)事故的危害。

因此在救援中行動(dòng)中消防無(wú)人機(jī)的作用在于幫助探測(cè)火勢(shì)以及搜索救援，首先對(duì)火情進(jìn)行分析，以便于消防員了解火場(chǎng)情況并制訂合理的救援滅火方案，安全進(jìn)行后續(xù)的救援工作。其次是受困者的搜尋定位，找到火災(zāi)受困人員是滅火救援工作的重中之重。最后是幫助受困中安全逃生，為每一個(gè)生命提供生存的可能性。

（二）消防無(wú)人機(jī)產(chǎn)品分析：傳統(tǒng)的救援需要由救援人員深入受困者被困區(qū)域開(kāi)展偵察檢測(cè)后再救援，容易行動(dòng)不及時(shí)或其他未知的不安全因素造成意外二次爆炸，致使更多的人員傷亡。無(wú)人機(jī)作為工作平臺(tái)，為解決人們生產(chǎn)生活的問(wèn)題提供了更多的可能問(wèn)。火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)能以最短的時(shí)間進(jìn)入火災(zāi)內(nèi)部環(huán)境中，應(yīng)用生命探測(cè)儀、熱成像云臺(tái)相機(jī)和GPS定位系統(tǒng)，快速精準(zhǔn)的確定受困者的具體位置，通過(guò)實(shí)時(shí)圖像傳輸手段來(lái)描繪火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況。有些無(wú)人機(jī)能夠搭載滅火彈釋放細(xì)干粉達(dá)到局部滅火的效果，甚至可以搭載一定重量的救援物資，幫助火災(zāi)受困者獲得逃生的必要工具。具備喊話功能的無(wú)人機(jī)可以引導(dǎo)受困者以最安全的路徑逃生，還可以起到安撫人心的作用。以下是現(xiàn)有消防無(wú)人機(jī)的調(diào)研分析，如圖2所示。

1.三一啟天無(wú)人機(jī)，該無(wú)人機(jī)為六旋翼消防無(wú)人機(jī)，飛行控制系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)，旋翼和支架方便拆卸，主要功能是監(jiān)控火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)以及發(fā)射滅火彈，材料為復(fù)合纖維材料，色彩運(yùn)用為紅色。針對(duì)的用戶為消防員和無(wú)人機(jī)操控者。

2.國(guó)飛無(wú)人機(jī)，是現(xiàn)有消防無(wú)人機(jī)中功能最全的產(chǎn)品，機(jī)翼的雙層式設(shè)計(jì)增加飛行穩(wěn)定性和飛行動(dòng)力，底部配備滅火投彈裝置，機(jī)身為鋁合金和碳纖維材料，具有良好的耐火性。機(jī)架為紅色和金屬銀設(shè)計(jì)，沉穩(wěn)大氣。

3.哈瓦特消防無(wú)人機(jī)，機(jī)壁可以進(jìn)行折疊，成像技術(shù)清晰流暢，主要應(yīng)用于火場(chǎng)檢測(cè)，碳纖維機(jī)身具有優(yōu)良的防火防水性能。主體色彩為紅色搭配次要顏色黑色。

4.黑鳶消防無(wú)人機(jī)，同時(shí)搭載多個(gè)相機(jī)，能夠全方位的探測(cè)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的情況并實(shí)時(shí)傳輸圖像，方便消防員對(duì)整體環(huán)境進(jìn)行分析評(píng)估。機(jī)身主題顏色為紅色，機(jī)翼及部分結(jié)構(gòu)組件為黑色。

對(duì)以上四種無(wú)人機(jī)的調(diào)研進(jìn)行總結(jié)，現(xiàn)有無(wú)人機(jī)在功能上基本實(shí)現(xiàn)了著火點(diǎn)的探測(cè)和實(shí)時(shí)圖像傳輸功能，技術(shù)應(yīng)用熱成像技術(shù)掃描火勢(shì)和受困人員的大概方位，應(yīng)用GPS定位確定受困者的具體位置?；九渖鶠榧t色，在材質(zhì)上主要選擇耐高溫的鋁合金和復(fù)合纖維材料，使用用戶群體以消防員和操控人員為主，沒(méi)有與受困者的交互行為。

（三）火災(zāi)救援中用戶分析：消防員在救援活動(dòng)中的自身安全得不到有效的保障，高樓滅火中還需進(jìn)行極度考驗(yàn)體力的負(fù)重攀爬活動(dòng)，所以現(xiàn)在消防無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)中，基本功能是檢測(cè)火災(zāi)搜索受困者，還有局部滅火以及破窗等功能，這些要素為了滿足消防員對(duì)救援活動(dòng)的需求而存在，在用戶定位上以消防員為主。

但是另一個(gè)火災(zāi)救援活動(dòng)的主要群體一受困人員，在救援活動(dòng)中缺少與救援無(wú)人機(jī)的交互行為，如圖3所示。受困人員在逃生過(guò)程中很大程度上屬于自救行為，無(wú)人機(jī)只是確定了他們的位置以及環(huán)境信息，沒(méi)有對(duì)后續(xù)的輔助逃生過(guò)程進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，這也導(dǎo)致了受困人群在火災(zāi)逃生中情緒過(guò)度緊張，沒(méi)有及時(shí)有效的逃生指導(dǎo)。

根據(jù)不同的用戶群體對(duì)火災(zāi)救援需求進(jìn)行用戶調(diào)研，如圖4所示。消防員在救援中希望無(wú)人機(jī)首要功能是受困者救援，其次是著火點(diǎn)探測(cè)和環(huán)境圖像傳輸，以及局部滅火。受困者首先需要呼吸罩，其他緊急物資輔助逃生，通信設(shè)備與消防員取得聯(lián)系獲得逃生方式或等待救援。

三、CMF在火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)中的應(yīng)用

近年來(lái)CMF在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)成熟，在未來(lái)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，材料、色彩以及表面處理的應(yīng)用在創(chuàng)新設(shè)計(jì)中占據(jù)越來(lái)越大的比重。但是在火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)領(lǐng)域尚未形成具有針對(duì)性的無(wú)人機(jī)CMF系統(tǒng)，首先是消防無(wú)人機(jī)的發(fā)展時(shí)間較短，市場(chǎng)上還處在以消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)為主導(dǎo)的階段，對(duì)于火災(zāi)救援的研究涉及較淺;其次是消防無(wú)人機(jī)目前尚處于探索階段，功能性是首要選擇，在材料和色彩上還是循規(guī)蹈矩的沿用傳統(tǒng)，關(guān)于表面加工的處理更是少之又少;最后是現(xiàn)有的投入使用的無(wú)人機(jī)多為組裝型無(wú)人機(jī)，在功能上針對(duì)性的增加一些功能性組件，比如承載滅火榴彈，增加緊固裝置用來(lái)攜帶救援物資，從而缺乏整體性，因此造型的創(chuàng)新能方便整體結(jié)構(gòu)的合計(jì)。

（一）火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)的色彩影響因素：消防物資總是隨著鮮艷的紅色出現(xiàn)，消防車(chē)、滅火器、消防栓等均是紅色的，選擇紅色作為主導(dǎo)色的主要原因是紅色非常顯眼，能夠在較遠(yuǎn)的距離被辨認(rèn)出來(lái)，也容易穿過(guò)煙霧和灰塵被人們所看見(jiàn)，同時(shí)紅色和火焰顏色相近，在消防中能起到警示作用。黃色作為消防的輔助色，因?yàn)榫哂袠O佳的反光特性，特別是熒光黃，在火災(zāi)中辨識(shí)度高，應(yīng)用廣泛。

但是對(duì)于進(jìn)入火場(chǎng)內(nèi)的消防無(wú)人機(jī)，紅色的警示性和指導(dǎo)性并不強(qiáng)。首先是火災(zāi)場(chǎng)景中，明亮的火焰色掩飾住消防物品的紅色，降低了紅色的色彩辨識(shí)度;其次是當(dāng)樓道中沒(méi)有燈光的時(shí)候，無(wú)人機(jī)機(jī)身的紅色會(huì)隨著環(huán)境的變化顯得暗沉，在引導(dǎo)受困者逃生的時(shí)候不具有強(qiáng)烈的引導(dǎo)性。紅色作為標(biāo)志性警示色在一般情況下，會(huì)讓受困者自發(fā)產(chǎn)生真實(shí)的感受以及情感、功能上的需求”，但是在火災(zāi)情境下，身處其境的受困者看見(jiàn)與火焰相近的色彩，會(huì)產(chǎn)生排斥心理。

（二）火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)的材料影響：CMF設(shè)計(jì)中恰當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砉に嚳梢酝昝赖乇磉_(dá)并升華材料的特性圖，作為特殊用途的消防無(wú)人機(jī)，對(duì)材料的要求更為嚴(yán)格，合適的材料不但可以增加無(wú)人機(jī)的耐火性和防水性，還可以延長(zhǎng)使用壽命，降低經(jīng)濟(jì)成本。

ABS塑料加工的無(wú)人機(jī)大多適用于消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)，雖然廉價(jià)而且加工簡(jiǎn)單，但是這樣的無(wú)人機(jī)一般自身重量大，能夠負(fù)載的物品少，續(xù)航時(shí)間較短、飛行的速度和效果均受自重影響。復(fù)合金屬鋁制無(wú)人機(jī)是另一大主要材料，但是金屬鋁的耐火性較弱，為了保證質(zhì)輕不得不在復(fù)合材料中使用大量的鋁，導(dǎo)致無(wú)人機(jī)的耐火性差，用于一般的航拍或者電力巡檢中完全可以負(fù)擔(dān)，但是在火災(zāi)救援這樣，需要進(jìn)入建筑物內(nèi)部高溫環(huán)境中作業(yè)的特定情況下，特別是當(dāng)內(nèi)部環(huán)境復(fù)雜以及各種突發(fā)狀況的頻頻發(fā)生，要求救援無(wú)人機(jī)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)在高溫環(huán)境中作業(yè)，更有危險(xiǎn)物品的突然爆炸會(huì)影響無(wú)人機(jī)的正常飛行，損壞無(wú)人機(jī)的零部件導(dǎo)致系統(tǒng)誤判造成更加嚴(yán)重的后果。因此傳統(tǒng)的材料不能充分滿足救援無(wú)人機(jī)的性能需求。

火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用新型復(fù)合材料能有效解決上述問(wèn)題，首先是耐火性優(yōu)異，能夠長(zhǎng)時(shí)間在高溫環(huán)境下進(jìn)行持續(xù)性作業(yè);其次是用新材料加工的無(wú)人機(jī)質(zhì)量輕、硬度強(qiáng)，在救援過(guò)程中搭載更多的救援物資。

（三）火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)的加工工藝影響：現(xiàn)有的救援無(wú)人機(jī)主要是組裝成品，大多數(shù)的組件和連接件暴露在外，容易與火焰或者爆炸物直接接觸，從而發(fā)生熔斷或折斷的情況。除去造型不美觀的因素，整體性不強(qiáng)的特點(diǎn)也為消防無(wú)人機(jī)表面處理工藝增加了難度。

作為特殊用途的無(wú)人機(jī)，表面處理工藝中最重要的就是鍍覆，優(yōu)良的鍍覆材料比如纖維阻燃物，遇火后碳化能減少局部燃燒，但缺點(diǎn)是應(yīng)用在無(wú)人機(jī)上鍍層過(guò)厚，增加無(wú)人機(jī)的自身負(fù)荷。在消防無(wú)人機(jī)外殼噴涂鋁膜，在一定時(shí)間內(nèi)可以抵抗高溫度的火焰。

四、火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)中CMF研究實(shí)踐

（一）用戶定位：主要用戶為消防員，幫助消防員安全執(zhí)行救援工作。次要用戶為受困人群。幫助受困者在逃生過(guò)程中有效避免二次爆炸的危害，為他們?cè)跇堑纼?nèi)的逃生過(guò)程照亮路途，以及滿足他們?cè)跐鉄煾邷丨h(huán)境下對(duì)救援物資的需求。

（二）功能定位：在功能上要滿足火情探測(cè)，實(shí)時(shí)環(huán)境掃描，人物熱成像掃描及定位功能，滿足局部滅火的需求。在輔助受困者逃生工作的功能定位中，要實(shí)現(xiàn)安全指導(dǎo)疏散的功能，如指示燈光和道路照射強(qiáng)光的應(yīng)用，幫助受困者在黑暗的樓道內(nèi)安全有序逃生，語(yǔ)音提示系統(tǒng)和話筒功能幫助消防員疏導(dǎo)受困者的情緒。攜帶必要的救援物資如牽引繩和呼吸罩等。

（三）CMF定位：通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)火災(zāi)場(chǎng)景下CMF的應(yīng)用，為火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)，提出以下三個(gè)建議：

1.根據(jù)色彩對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，黃色和藍(lán)色的光在火焰中具有明顯的顯色性和透光性，如圖4所示。相對(duì)來(lái)講，黃色更適應(yīng)在火災(zāi)情境下的救援逃生工作，因此消防無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)中黃色可以作為無(wú)人機(jī)機(jī)身的主色調(diào)。

救援無(wú)人機(jī)在輔助受困者逃生的過(guò)程中，需要燈光照亮暗黑的樓道，所以在燈光設(shè)計(jì)中，用藍(lán)色光代替白色光，穿透火焰以及煙霧的效果比在普通環(huán)境下有更加顯著的效果。在機(jī)身前方和底部探照位置設(shè)計(jì)藍(lán)色燈光帶，受困者能夠在火災(zāi)情況下清晰辨別方向。藍(lán)色同時(shí)具有寧?kù)o的情感特性，會(huì)使人聯(lián)想到平靜的大海和藍(lán)天，在潛意識(shí)里達(dá)到心理暗示的效果，安撫受困者的情緒，幫助他們有條不紊的及時(shí)逃生。

2.無(wú)人機(jī)整體外觀采用碳纖維復(fù)合材料，保證在火場(chǎng)環(huán)境中的耐高溫性和韌性。碳纖維憑借著優(yōu)異的性能在設(shè)計(jì)材料中迅速崛起，相較于塑料，碳纖維復(fù)合材料質(zhì)量更輕、強(qiáng)度更高，并且具有耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)點(diǎn)。在火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)中使用碳纖維作為機(jī)身和機(jī)架的主要材料，可以在減輕自身重量的情況下，保證無(wú)人機(jī)在高溫工作環(huán)境中的正常使用。

3.機(jī)身和螺旋槳通過(guò)納米鍍覆的方式得到納米涂層，納米涂層具有優(yōu)良的韌性、耐火性和耐磨性，能夠有效延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)的使用壽命，保護(hù)無(wú)人機(jī)各個(gè)部件不在高溫下發(fā)生熔斷現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)多重工藝處理后的納米涂層在可見(jiàn)光范圍內(nèi)出現(xiàn)熒光色，加強(qiáng)救援信號(hào)的指示效果。

機(jī)身后側(cè)可以設(shè)計(jì)燈光帶作為裝飾，受困者追隨在其后向安全區(qū)域轉(zhuǎn)移，在引導(dǎo)逃生的過(guò)程中更加具有指向性。在火情嚴(yán)重的區(qū)域，光線不一定能穿過(guò)高濃度的煙霧，此時(shí)聲音更加具有引導(dǎo)性，救援無(wú)人機(jī)中搭載的控制系統(tǒng)根據(jù)對(duì)環(huán)境的監(jiān)測(cè)，發(fā)出持續(xù)不尖銳的警報(bào)聲，并根據(jù)火情的大小調(diào)整音量和頻率，在引導(dǎo)逃生的過(guò)程中讓受困者及時(shí)了解周?chē)h(huán)境的變化，以此做出及時(shí)有效的判斷。

（四）基于CMF的消防無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)踐：根據(jù)對(duì)消防無(wú)人機(jī)的用戶、功能和CMF定位，對(duì)消防輔助救援無(wú)人機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)踐。

1.功能設(shè)計(jì)：救援無(wú)人機(jī)的主要功能是幫助受困者逃生，所以在機(jī)架和機(jī)身上均設(shè)置燈光指示系統(tǒng)用以引導(dǎo)逃生，四個(gè)機(jī)架底部配備投彈盒，能夠在著火點(diǎn)處進(jìn)行小范圍滅火，幫助受困者迅速闖過(guò)火點(diǎn)。機(jī)架上部設(shè)計(jì)可拆卸手腕感應(yīng)盒，無(wú)人機(jī)靠近受困者，受困者取下感應(yīng)盒戴在手腕上，實(shí)時(shí)監(jiān)控心率脈搏，對(duì)某些心跳過(guò)快的受困者，消防員接收回饋信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的指導(dǎo)，根據(jù)特殊需要進(jìn)行緊急救援，如圖5所示。

2.色彩設(shè)計(jì)：為了能夠在昏暗的濃煙環(huán)境中清無(wú)人機(jī)，機(jī)身選擇穿透性最強(qiáng)的黃色作為主體色彩，方便受困者觀察無(wú)人機(jī)并做出反饋動(dòng)作。頂部的燈光帶一般情況下主色調(diào)為藍(lán)色光，與環(huán)境中紅色的火焰形成巨大的反差效果，藍(lán)色能夠安撫人的情緒，在心理暗示的作用下幫助受困者平靜心情，在緊急情況下為紅色光，提示受困者危險(xiǎn)信號(hào)。四個(gè)機(jī)架末端有白色燈光系統(tǒng)，為逃生過(guò)程提供充足的光源，如圖6所示。

3.材料及表面工藝設(shè)計(jì)：考慮到無(wú)人機(jī)的使用火場(chǎng)環(huán)境，無(wú)人機(jī)采用著火點(diǎn)在1000C左右的復(fù)合碳纖維材料進(jìn)行整體性加工，能夠有效保護(hù)沒(méi)有展露在外面的零部件，有效延長(zhǎng)無(wú)人機(jī)使用壽命。頂部的交互燈光和攝像系統(tǒng)外殼選用質(zhì)地堅(jiān)硬的有機(jī)玻璃，如圖7所示，在保護(hù)設(shè)備的前提下達(dá)到最佳的透明度。整體進(jìn)行納米鍍覆處理，提高無(wú)人機(jī)的耐火性。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)消防無(wú)人機(jī)CMF的研究，從CMF的角度提出火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)中，進(jìn)入火場(chǎng)內(nèi)部的無(wú)人機(jī)色彩選擇黃色和藍(lán)色比紅色更具有辨識(shí)度，機(jī)身整體性的設(shè)計(jì)能有效延長(zhǎng)消防無(wú)人機(jī)使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)價(jià)值?？偨Y(jié)出CMF在火災(zāi)救援無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)發(fā)展的方向，設(shè)計(jì)在火災(zāi)情境下輔助逃生的消防無(wú)人機(jī)，為消防救援工作提供更多的選擇和安全保障，在保護(hù)消防員和受困人群的安全上有積極意義。。

參考文獻(xiàn)

[1]劉鵬德，蔡濟(jì)眾無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用研究[J].數(shù)字通信世界，2019（1）：180+239.

[2]柳江斌探討滅火救援行動(dòng)中個(gè)人防護(hù)裝備存在的問(wèn)題及策略[J].建材與裝飾，2020（1）：110+112.

[3]陸振德.滅火救援行動(dòng)中出現(xiàn)的安全問(wèn)題及對(duì)策研究[J].今日消防，2020，5（04）：59-60.

[4]李明，田夢(mèng)瑤電動(dòng)汽車(chē)公共充電樁的CMF創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2019（12）：46-47

[5]黃贊輝.多旋翼無(wú)人機(jī)在高層建筑滅火救授中的應(yīng)用與發(fā)展[J].今日消防，2019，4（03）：14-16.

[6]鄧琳翔，石玥，倪子涵小高層建筑外墻及玻璃清潔無(wú)人機(jī)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J].設(shè)計(jì)，2020;，3302）：137-139.

[7]陳俊波，張莉，楚鵬.CMF設(shè)計(jì)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的影響與應(yīng)用[J].設(shè)計(jì)，201932010）：108-109

[8]魯曉濤，姜亮，王金，支錦亦中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車(chē)組旅客界面設(shè)計(jì)中的CMF應(yīng)用[J].設(shè)計(jì)，2020，311）：58-60