滅火無人機應用研究

李芳榮

摘 要 近年來，無人機技術發展速度驚人，這不僅是科技發展的結果，也給其應用前景提供了廣闊的空間，通過自身十多年基層滅火救援經驗，同時對目前在處理高層火災、大跨度廠房、臨垮塌建筑及其他大型火災時傳統滅火戰斗所面臨的各種問題進行梳理和研究，引發了設計和研發一款高效實用的滅火無人機，并將其更深層次應用于滅火救援領域的深入思考。

關鍵詞 滅火無人機;戰術;滅后救援

1目前無人機應用現狀

1.1 功能單一

目前，各個消防隊也都相繼配備了一定數量和型號的無人機，但這類無人機功能性單一，僅局限于拍攝及存儲功能，在滅火救援現場僅具備偵查的作用。甚至傳輸功能還需要借助4G圖傳系統才能實現。

1.2 控制距離短

九龍坡支隊現有無人機采用wifi信號進行控制，這也是當下民用無人機最為普遍的鏈接傳輸方法，理論控制距離最遠4公里，但實際情況下遠遠達不到這個數據，這嚴重限制了無人機的實踐性應用，必須使用載具將無人機運送到現場再進行現場操控，既節約不了時間，攜帶又不方便[1]。

2滅火無人機功能實現的技術性條件

2.1 無人機操控技術日趨成熟，精準操控進一步強化

隨著無人機近幾年的迅猛發展，無論從軟件功能和硬件質量上講，都得到了進一步的提升，功能完善性和可操控性也更加趨于成熟。

2.2 移動網絡和微波傳輸，可實現遠程控制、監控、數據傳送功能

無人機應用主要有移動網絡、無線網絡、微波、衛星控制等傳控方式，于民用而言，4G、微波是實現遠距離傳輸的主要手段，但缺點是傳輸可能會由于區域信號或硬件設備等問題相對延遲（有一定影響，但是不大）。隨著國家5G戰略的實施，wifi無線、4G和微波等傳輸方式必將會被5G網絡傳輸取代，使民用無人機遠程無延遲控制功能成為現實。

2.3 VR全景技術接入，實現超視距全景控制，沉浸駕駛，虛擬現場，身臨其境

3滅火無人機在戰斗中的明顯優勢

3.1 機動靈活

①由于不受交通路線限制，可實現直線距離飛行，時速可達120-180KM/H，10分鐘轄區全覆蓋飛行，高速到達火場;②目前比較好的無人機可以達到4個小時續航，完全足夠一個較大型火災的需求。③可以及時補充滅火彈藥、傳遞救援物資，還可以通過機身自帶（可選）的各種高科技探測設備為指揮提供可靠資料。④遠程操控，無需將無人機車載至現場，對無人機進行操作的人員也無須親歷現場甚至無須進行全面完善的作戰培訓，同時，無人機可以在各種平臺進行起降，靈活迅速。

3.2 高效滅火

①快速定位火點。利用無人機機載的紅外和可見光攝像機監測實時火災情況，經數控遙測電路實時傳輸到地面控制站，將火點、熱點顯示在地面站的數字地圖上，并進行精確的火點定位，為指揮站提供精確火情信息;②根據火災種類掛載高效滅火彈，第一時間壓制火勢。一顆滅火彈的控制范圍約為6～20平方米;③操作多樣。可高空投放，全面覆蓋，可定點射擊，精準滅火，也可VR虛擬現場，臨危不懼。

3.3 安全可靠

低空編程或導航飛行，有效規避行車交通等傳統滅火救援行動中存在的風險，安全系數高，同時在滅火現場可代替人力進入危險區域，避免滅火救援處置中的人員傷亡。

3.4 節省資源

現在如遇大型火災，一般運用的是“殺雞用牛刀”人海車海戰術，缺水區域還面臨水源不足需要長距離運水，不僅有人力物力成本，還有時間成本;如遇油品等類型火災，泡沫的成本也很高昂。而一顆普通干粉滅火彈成本只需要50元以內。

4滅火無人機應用功能性研究

滅火無人機是實現智能化、機械化替代傳統滅火方式的有效途徑之一，只有將無人機通用技術同傳統火場應用有機結合，在現有無人機的基礎上進行全面的功能性改裝，實現滅火救援功能，才是無人機應用的最終目的。

4.1 拋投功能

基本功能，對于大面積開放性火場，如大跨度、鋼結構廠房等有絕對的壓制性效果。以80kg掛載重量的功能性無人機為例，可攜帶約15～20枚4kg干粉滅火彈，垂直高空投放，產生的滅火壓制效果遠強于水槍水炮。

4.2 射擊功能

通過紅外等瞄準手段，向某一相對狹小空間進行精確射擊。適用于封閉性廠房、臨垮塌建筑廠房、高層建筑等火場。目前，在相對穩定的氣象條件下，射擊精確度保守能夠達到2×2m的范圍，射程可達100m。

4.3 同步監視功能

滅火無人機終端分為操控終端和監控終端，無人機駕駛員操作操控端，指揮部分設一個或多個監控端，隨時掌握無人機操作和火災現場動態。

4.4 其他功能

①自動定位導航功能。輸入位置，一鍵到達指定位置上空。②警報功能。作用同消防車警報。③功放功能。可兼備實現疏散、撤離等信號的發送功能。④夜視功能。便于夜間開展滅火救援行動。⑤雷達碰撞預警。防止操控不當產生碰撞危險。

5火場實用性設想

（1）以轄區某廠房火災為例。支隊調派滅火無人機，攜帶足夠滅火彈至垂直高空適當高度和適當位置，連續拋投滅火彈直至火勢被壓制。內攻人員在水槍和水炮的掩護下深入內部進行余火清理。

（2）以轄區某倉庫火災為例。該倉庫為多層混凝土建筑，內部存儲大量紙品及日用品堆垛，火災負荷大，內部煙大溫高，倉庫正面入口少，直接內攻難度很大。同時由于該倉庫為坡面結構，建筑背后地面位于坡底，與著火樓層高差大，且無入口，難以形成有效的夾攻。第一處置力量到達現場后，立即于倉庫正面入口處設置水槍陣地，依托該建筑窗口多的特點，多布置水槍進行多點控火防止火勢擴大蔓延，支隊及時調派滅火無人機至建筑背后，通過窗口進行精確射擊投彈，實現夾擊滅火的效果。火勢控制后，調整正面力量進行內攻清理余火。

6遠期規劃

隨著科技的不斷進步，機械化智能化將會進一步應用于社會各個領域，也將進一步取代人力實現各項功能。在火災撲救過程中，可以思考進行一系列功能型無人機研發，并整合到一輛無人機指揮車中，各種無人機各司其職，高效配合，開辟消防無人機應用新局面。

參考文獻

[1] 羅崇文.無人機在消防滅火救援中的應用淺析[J].山東工業技術，2019（3）：247.