無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用前景展望

姚遙

摘 要：進(jìn)行應(yīng)急救援任務(wù)需要克服惡劣的天氣、地形、海況等情形，同時(shí)救助人員的生命安全存在隱患，而無(wú)人機(jī)可在應(yīng)急救援行動(dòng)中執(zhí)行人類(lèi)生理特點(diǎn)限制任務(wù)，無(wú)人機(jī)技術(shù)與搜救相結(jié)合可以有效的解決這一問(wèn)題。本文將重點(diǎn)探討無(wú)人機(jī)在未來(lái)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);應(yīng)急救援;前景展望

1 引言

自1917年英國(guó)人研制了世界上第一架無(wú)人機(jī)以來(lái)，無(wú)人機(jī)已經(jīng)有了超過(guò)一百年的發(fā)展歷史，特別是以美國(guó)、以色列、英國(guó)等為主的西方國(guó)家對(duì)無(wú)人家的研究，讓無(wú)人機(jī)距離人們工作、生活越來(lái)越近，無(wú)人機(jī)在現(xiàn)代軍事、科研、農(nóng)業(yè)、地質(zhì)勘察、城市管理、氣象、電力、搶險(xiǎn)救災(zāi)等領(lǐng)域的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。

2 國(guó)內(nèi)外搜救無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

從1917年第一架無(wú)人機(jī)誕生至今，無(wú)人機(jī)已經(jīng)從最初作為靶機(jī)使用，到現(xiàn)在廣泛運(yùn)用于戰(zhàn)場(chǎng)偵察、通信中繼、電子對(duì)抗、空中打擊等諸多軍事行動(dòng)。無(wú)人機(jī)的產(chǎn)品種類(lèi)繁多，外形千奇百怪。以飛行距離長(zhǎng)短分類(lèi)，有短程無(wú)人機(jī)、近程無(wú)人機(jī)、中程無(wú)人機(jī)和長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī)等;以飛機(jī)外形分類(lèi)，有微型無(wú)人機(jī)、小型無(wú)人機(jī)、中型無(wú)人機(jī)和大型無(wú)人機(jī);以軍事用途分類(lèi)，有靶機(jī)、偵察機(jī)、干擾機(jī)和攻擊機(jī)等;以飛行原理分類(lèi)，有固定翼無(wú)人機(jī)和旋翼無(wú)人機(jī)（即無(wú)人直升機(jī)）等。

2.1 國(guó)外搜救無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

以色列軍用運(yùn)送傷員無(wú)人機(jī)。以色列歷來(lái)重視無(wú)人機(jī)工業(yè)，是僅次于美國(guó)的世界上無(wú)人機(jī)技術(shù)最發(fā)達(dá)的國(guó)家，開(kāi)發(fā)了一系列與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)。在以色列與黎巴嫩的戰(zhàn)爭(zhēng)中，以色列空軍的直升機(jī)被迫在對(duì)方秘籍的火力下進(jìn)行醫(yī)療救援任務(wù)，這對(duì)救援直升機(jī)機(jī)組人員的生命安全是極大的挑戰(zhàn)，搜救無(wú)人直升機(jī)無(wú)疑為此提供了有效的支援。目前，以色列空軍研發(fā)了一套集救助與運(yùn)送為一體的機(jī)動(dòng)生命支持系統(tǒng)（MLSTAT），同時(shí)，這套系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)視傷員的身體狀況和實(shí)施遠(yuǎn)程急救治療。這種無(wú)人機(jī)采用涵道風(fēng)扇技術(shù)，最多可以攜帶兩名受傷士兵飛行兩小時(shí)。

英國(guó)邁拓公司（Matternet）公司醫(yī)療救助物資運(yùn)送無(wú)人機(jī)。邁拓公司（Matternet）公司總部位于英國(guó)倫敦，該公司目前正在研發(fā)一種無(wú)人機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以幫助那些低收入國(guó)家在沒(méi)有適當(dāng)醫(yī)療救助的情況下，為其運(yùn)輸論斷治療等醫(yī)學(xué)臨床用品。例如在非洲埃博拉病毒傳染區(qū)，無(wú)人機(jī)可以將疫苗、藥片和水等緊急物品及時(shí)運(yùn)抵需要救助的區(qū)域。

瑞士“飛行動(dòng)力”公司研發(fā)的耐碰撞無(wú)人機(jī)Gimball。Gimball的外層是一個(gè)超輕且堅(jiān)實(shí)的纖維籠，它具有不怕碰撞，同時(shí)保護(hù)人員不被其雙螺旋漿傷到的功能。其飛行時(shí)可以不用躲開(kāi)障礙物，在碰撞中自行開(kāi)路，而且可以在狹小的空間內(nèi)，飛行，如地震后的建筑物內(nèi)或者地下管道中，在此類(lèi)的救援行動(dòng)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2.2 國(guó)內(nèi)搜救無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

中國(guó)上世紀(jì)80年代開(kāi)始使用無(wú)人機(jī)，最初主要作為防空系統(tǒng)的靶機(jī)和干擾誘餌等。上世紀(jì)80年代末，中國(guó)從以色列購(gòu)買(mǎi)一批“先鋒”無(wú)人機(jī)，用于炮兵定位和校射偵察，具有試驗(yàn)性質(zhì)。上世紀(jì)90年代末，某型中低空戰(zhàn)術(shù)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)定型成功， 正式大量裝備部隊(duì)，并在多次合成軍事演習(xí)中獲得好評(píng)。進(jìn)入21 世紀(jì)，世界戰(zhàn)機(jī)技術(shù)由機(jī)械自動(dòng)化邁向電子資訊化， 中國(guó)空軍的無(wú)人機(jī)地位也隨之迅速躍升， 研制方向朝實(shí)戰(zhàn)轉(zhuǎn)型，加大了對(duì)隱身技術(shù)、躲避地空導(dǎo)彈襲擊的能力的研制。例如中國(guó)自主研制的“翔龍”和“翼龍-1”型直升機(jī)。

3 無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中利弊分析

3.1 無(wú)人機(jī)應(yīng)急救援中的優(yōu)越性

火山爆發(fā)、臺(tái)風(fēng)襲擊、地震等自然災(zāi)害等事件突發(fā)性強(qiáng)、破壞力大，在受災(zāi)后往往交通、通信設(shè)備受損嚴(yán)重，導(dǎo)致救援力量難以進(jìn)入受災(zāi)地區(qū)。無(wú)人機(jī)體小量輕、準(zhǔn)備時(shí)間短、起降要求低、自主飛行能力強(qiáng)，具有極高的適應(yīng)環(huán)境能力，承擔(dān)此類(lèi)應(yīng)急救援任務(wù)更為機(jī)動(dòng)靈活。無(wú)人機(jī)監(jiān)視范圍寬，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，無(wú)人機(jī)巡視面積大，可深入事故災(zāi)害中心區(qū)域，最大限度接近目標(biāo)，情報(bào)信息可信度高，同時(shí)也可以為事故調(diào)查取證提供直觀有效的證據(jù)。

3.2 無(wú)人機(jī)海上救援面臨的挑戰(zhàn)

相較于有人駕駛的直升機(jī)，無(wú)人機(jī)體積小、重量輕的劣勢(shì)在于，在火山、地震、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害時(shí)事故率高，同時(shí)，對(duì)于海上救援，海上高溫?zé)岷透啕}度的環(huán)境對(duì)無(wú)人機(jī)存在一定的腐蝕性，而且海上風(fēng)浪比較大，無(wú)人機(jī)的起飛與降落將面臨重大挑戰(zhàn)，在惡劣天氣下，無(wú)人機(jī)的工作能力幾乎為零。

無(wú)人機(jī)的穩(wěn)定性還存在不足，天氣變化，對(duì)無(wú)線電和GPS導(dǎo)航信號(hào)存在較大的干擾，即使是無(wú)人機(jī)技術(shù)最為先進(jìn)的美國(guó)，其無(wú)人機(jī)的事故率也超過(guò)了有人駕駛的飛機(jī)。

4 無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中的應(yīng)用前景

4.1 監(jiān)測(cè)應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)

無(wú)人機(jī)視野廣闊，擁有收集救援現(xiàn)場(chǎng)大數(shù)據(jù)的天然優(yōu)勢(shì)，可以為氣象監(jiān)測(cè)、交通流量監(jiān)控、甚至災(zāi)難預(yù)測(cè)等貢獻(xiàn)大量多樣化的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的衛(wèi)星遙感和載人航拍技術(shù)，不僅成本高昂、缺乏靈活性，還有一個(gè)關(guān)鍵的痛點(diǎn)：清晰度有限，而無(wú)人機(jī)收集的圖片，比衛(wèi)星圖片要清晰很多倍。因?yàn)闊o(wú)人機(jī)能夠在云層之下的低空飛行，飛行高度甚至可以低到近地 50m，分辨率可以達(dá)到 0.1m，可以預(yù)見(jiàn)，這種強(qiáng)大精確的數(shù)據(jù)收集功能，未來(lái)甚至有可能顛覆谷歌之類(lèi)的在線地圖服務(wù)。

4.2 無(wú)人機(jī)人工智能化

無(wú)人機(jī)熱成像技術(shù)結(jié)合人工智能技術(shù)將使視頻監(jiān)控從人力值守、辨別分析發(fā)展到機(jī)器自動(dòng)分析的發(fā)展過(guò)程，讓監(jiān)控設(shè)備具備自主感知、圖像識(shí)別、深度學(xué)習(xí)能力，不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)事件結(jié)果的高效分析和融合應(yīng)用，還可以形成對(duì)事件內(nèi)在發(fā)展規(guī)律的結(jié)果輸出，輔助科學(xué)決策，協(xié)助搜救人員快速定位被困人員，能極大的提高救援效率。同時(shí)，人工智能技術(shù)在無(wú)人機(jī)系統(tǒng)領(lǐng)域的融合應(yīng)用，無(wú)人機(jī)將集成先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)和算法技術(shù)，豐富的傳感器和任務(wù)設(shè)備，可以自動(dòng)、智能化地完成各項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)。

4.3 無(wú)人機(jī)高度集成化

和靜態(tài)的環(huán)境，面對(duì)不確定性強(qiáng)、動(dòng)態(tài)的復(fù)雜環(huán)境，無(wú)人機(jī)的救援樣式也要逐步向多平臺(tái)的“集群”（Swarm）作戰(zhàn)方向發(fā)展。未來(lái)突發(fā)事件的處置現(xiàn)場(chǎng)會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，單架無(wú)人機(jī)執(zhí)行任務(wù)的能力有限，多架無(wú)人機(jī)協(xié)同作業(yè)、相互互補(bǔ)、行動(dòng)協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)任務(wù)能力擴(kuò)展和整體作業(yè)效率提升。無(wú)人機(jī)將具備集群協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的能力，會(huì)極大的降低救援的危險(xiǎn)性和短時(shí)間救援力量不足的問(wèn)題。

5 結(jié)語(yǔ)

固然，無(wú)人機(jī)與有人駕駛飛機(jī)相比，還存在一些不足的地方，且無(wú)人機(jī)在民用領(lǐng)域的發(fā)展技術(shù)還相對(duì)落后，、運(yùn)用還不夠廣泛。但隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，不久就將實(shí)現(xiàn)技術(shù)的量變引起質(zhì)變的突破，無(wú)人機(jī)的規(guī)模化運(yùn)用也將隨之到來(lái)，無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中的運(yùn)用更加廣泛，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值也將得到巨大體現(xiàn)，總之，無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)還有很大的市場(chǎng)空間，其在應(yīng)急救援中運(yùn)用前景非常巨大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周偉等. 無(wú)人機(jī)在還是監(jiān)管就注重的作用 [J]. 水運(yùn)管理，2013，35（4）：22-24.

[2] 張峰等. 國(guó)內(nèi)外救援無(wú)人機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀. 中國(guó)醫(yī)療設(shè)備，2013，31卷，06期：175-177.

[3] 周明應(yīng). 無(wú)人機(jī)在長(zhǎng)江海事監(jiān)管領(lǐng)域的應(yīng)用研究 [J]. 水運(yùn)管理，2013，9（9）：27-28.

[4] 周偉等. 無(wú)人機(jī)在海事監(jiān)管救助中的應(yīng)用與選型 [J]. 水運(yùn)管理，2012，34（4）：11-13.

[5] 美空軍和海軍將繼續(xù)合作開(kāi)發(fā)隱身無(wú)人機(jī)[ Z].每日防務(wù)快訊， 2009 ，8 ，31.

[6] 劉重陽(yáng). 國(guó)外無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展 [J]. 船艦電子工程. 2010，187（1）：19-23.

[7] 張翼麟等. 2012年世界軍用無(wú)人機(jī)發(fā)展動(dòng)向及評(píng)述[J]. 飛航導(dǎo)彈，2013，7：69-72.

[8] 張峰等. 無(wú)人機(jī)在救援方面的應(yīng)用及發(fā)展. 中華災(zāi)害救援醫(yī)學(xué)，2015，3卷，11期：641-645.

[9] 杜璇. 無(wú)人機(jī)在突發(fā)事件應(yīng)急救援中的應(yīng)用探討. 減災(zāi)縱橫，2018，3：51-54.