淺談無人機在消防滅火和應急救援中的應用

(太原市消防救援支隊特勤大隊,山西太原 030024)

0 引言

近年來，隨著無人機技術的普及和發展，民用無人機市場趨熱，應急救援無人機的發展進入快車道，多旋翼無人機在消防救援隊伍中逐漸應用，其全面覆蓋的勘探視角、靈活機動的行動能力、豐富多樣的功能掛載，為應急救援行動提供了強有力的輔助支撐，但也暴露出定制化程度低造成的專業能力不足和標準機制不規范等短板。如何進一步提升消防無人機應用效能，以適應新形勢下“綜合性、大應急、全災種”的應急救援任務需要，具有重要的現實意義。

1 消防無人機的基本特點及在消防應急救援中的應用

1.1 消防無人機概況及分類

無人機的基本概況：無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文縮寫為“UAV”，指利用無線電遙控設備及自備的程序控制裝置操縱的不載人的飛機。無人機主要是一種通過無線電遙控實現自動移動、通過自備程序控制實現相關操作的飛行器。無人機系統按功能大概可以分為四個部分：飛行載體、傳感器、數字傳輸系統和地面工作站。

1.1.1 無人機的分類

（1）無人機根據動力的來源的不同，可以將其分成兩種類型——油動以及電動。電動無人機，其優勢主要有：1）日常維護較為方便；2）制造成本較低；3）對于飛行員專業素質要求不高；4）畫面質量高，穩定性強。油動無人機，其優勢主要有：1）運行時間較長；2）機身重量大，抗風性能強；3）操作方面，對于操作員的專業素質要求高；4）成本高；5）發動機助推，穩定性差，影響無人機拍照的畫面質量。（2）依據無人機的外形結構進行分類，可以將其分成三種類型——無人、多旋翼、固定翼三種。根據消防救援隊伍的滅火救援和搶險救災實際狀況，經過多方考量基本都是采用多旋翼無人機。

1.1.2 無人機優點

（1）安全性。無論無人機是哪一種類型，在操作方面都是遠程操控，在操作地點而言相對來說較為安全。無人機可以在各種地勢或者周圍環境較為危險或者復雜的現場飛行運作，對于人身的安全性較高，能夠有效的保證操作人員的生命安全。市面上某些類型的無人機具備自動旋停的功能，操作起來也很簡單。（2）輕便性。無人機由于機身輕薄，方便隨身攜帶，且隨著科技的發展，無人機不斷更新換代，耐用性好，在開始起飛或者落地時，也不用占用很大的面積，即使是在山上凹凸不平的地方也可以落地起飛。（3）實效性。對于無人機的系統來講，可根據需要隨時升級改裝，而且在裝置拍攝或者錄音、喇叭等設備方面也很靈活，可以實時的抓拍。對于電動無人機，還可以隨時更換電池，操作性強，方便廣泛的推廣。

1.2 無人機在消防應急救援中的實際應用

目前在消防應急救援中，無人機主要可以用于以下場景：

（1）現場高空偵查。因為在火災中，其環境和火勢較為復雜和猛烈，對于消防人員來說，其面臨的危險是多重的，人身安全受到極大的威脅。無人機很好的解決了此問題，在火災現場，無人機可以實時傳送火災畫面的情況，裝上溫度計還可以對于周圍的溫度實時偵測如果安裝毒氣偵檢模塊，就能及時發現毒性氣體或者可燃氣體。（2）災害現場的三維建模。無人機安裝相機，對災害事故現場進行航拍，利用地面軟件，快速獲取現場真實可交互的實景三維建筑模型，為評估災害損失情況，掌握災情發展趨勢，災后重建提供有力支持。也可以依托建模軟件，通過制作消防站轄區內重點單位的三維建筑模型，開展單位六熟悉工作，為制作數字化預案，可視化力量部署提供了可能。（3）災害事故現場的定位搜尋。利用多架無人機多點聯網，將災害區域內的被困人員或者參與災害處置救援的消防員進行實時定位，當遇到突發狀況時，指揮部人員可通過無人機聯網定位具體精確位置，第一時間找尋被困者。（4）預警照明。在高空、高層救援中，可以利用無人機的語音模塊、擴音模塊對現場空中呼喊或者傳達指令，也能在出現突發情況時第一時間有效傳達避險和撤離信號；夜間救援中，可以利用無人機集成通信照明設備，利用無人機擔當照明樞紐。（5）輔助救援。可以在無人機上搭載呼吸罩、急救藥品、救生繩、滅火劑等設備，為初期控火或者被救者開展自救創造條件。在山岳和水域救援中，現有拋投器的使用環境和范圍有很大局限性，精準度差，也可以利用無人機輔助拋繩提高精準度。此外，消防無人機還能在現場應急通信、火場收殘巡邏、火災事故調查等方面發揮重要作用。

2 消防無人機應用中存在的不足

目前，應對滅火和應急救援的實戰需求，無人機的應用方面還存在一些不足，主要表現在以下幾個方面：

2.1 無人機配備不足，飛手數量短缺

當前，就基層消防站而言，僅有少部分隊站配備了消費級無人機，大部分隊站仍未配備；同時，無人機飛手數量嚴重短缺，考取無人機駕駛證的少之又少。

2.2 無人機訓練操法尚未出臺，操作人員能力素質仍需提升

目前，無人機的培訓和應用主要以飛行越障和高空拍攝為主，在三維建模、轄區調研、輔助救援等方面應用不足，沒有針對各類災害救援工作研究梳理無人機模塊化應用場景，未統一出臺制定針對性無人機訓練操法，無人機飛手日常訓練不足，無人機往往被閑置或者用于拍攝宣傳視頻等，沒無人機練什么、怎么練這個問題亟待解決。

2.3 無人機初戰使用不夠，滅火救援實際應用局限

當前，基層隊站大部分還未配備無人機，即使配備了也基本未曾在初戰滅火救援中使用過，往往是等支隊指揮車到場后，由支隊相關通訊人員使用。而實際上，無人機第一時間升空偵查，能夠第一時間尋找水源尤其是天然水源，同時能夠準確判斷火勢蔓延方向，而等到支隊指揮車到場后，火災往往已經擴大，貽誤了最佳戰機。另一方面，無人機在滅火救援中的應用大部分情況下僅用于高空偵察，在高空喊話、高空照明，火場通信、投擲物品等方面應用仍有欠缺。

2.4 針對消防的定制化程度不高

消防應急救援中，無人機的應用場景復雜、對象多變、環境惡劣，但當前消防用無人機大部分都是消費級無人機，機體防水、防風、防高溫、防腐蝕等抵抗惡劣環境性能上比較欠缺；對于滅火和應急救援的時間，無人機的續航能力不足，無法實現持續作業；無人機的防爆能力不強，無法進入有爆炸風險場所作業；電動無人機的載重低，在災害事故現場的承載作業收到了限制。

3 消防無人機的應用建議及思考

3.1 建立健全消防無人機發展法律規范

當前，消防無人方面的法律規范較少，一方面是由于無人機為新事物，鑒于法律的滯后性所致。另一方面是由于當前無人機的應用范圍并不廣泛或者普遍。基于此，無人機的操作就沒有完備的規范指引，因此，必須出臺相應的規范，確保消防無人機在執勤或者飛行時候的安全順利。要將消防無人機建設應用納入新時期消防工作統籌規劃，研究制定消防無人機發展規劃。要科學制定消防無人機建設應用標準、規范和配套措施，健全研發、應用、配備、管理等相應工作機制，加強統籌規劃，實現長效發展。將平時消防應急通信保障工作的實際狀況進行充分的聯系與結合，盡快出臺相關額操作標準和操作程序，以應對當前在現實中所遇到的不良情況。

3.2 切實加強消防無人機專業人才培養

強化飛手培養。積極對接相關部門和培訓機構，考取無人機駕駛資格證，確保每個基層消防救援站不少于1名持證飛手；總隊、支隊應統一編排推出貼近實戰的應急救援飛手課程，提供理論指導和支撐；日常訓練中，要保證飛手飛行時間，重點開展無人機基礎理論學習、裝備性能學習，開展飛行前檢查訓練、基礎飛行訓練、實時圖傳訓練、地面站功能訓練及全景照片制作、高空喊話、定點拋投、三維建模等操作訓練。強化業務考核。本著“以考促訓、以考促戰”的原則，將無人機業務納入練兵考核方案，并記以相應分值；在單位預案制作時要求附上無人機拍攝的二維實景影像，優化轄區調研系統，要求調研系統中增加無人機拍攝的全景圖；直報直調日常考核中可將無人機飛行操作納入考核范圍。同時要注意跟蹤指導飛手復訓、續評工作，倒逼無人機飛手能力提升。強化實戰演練。針對轄區普通建筑、城市綜合體建筑、高層建筑、石油化工等不同場所和白天、夜間、有風、雨雪等不同環境，在每月不少于一次的滅火救援實戰演練中，將無人機演練納入其中。

3.3 強化推進消防無人機實戰化應用

（1）做好實警出動。在無人機配備到位和飛手取得駕駛資格證的情況下，要做到無人機戰時隨警出動，初戰到場力量到場后要第一時間將無人機升空，輔助尋找水源和進行初步火情偵查，指揮部通訊專班到達現場后，要確保將無人機高空偵查、實時圖傳及輔助救援工作貫穿滅火救援行動全過程。（2）做好掛載應用。要根據應急滅火救援中不同應用場景，科學配備無人機掛載，并進行實際應用。要運用熱成像功能配合開展火情偵查和人員搜救；運用氣體偵檢模塊開展可燃氣體和有毒氣體濃度檢測；運用拋投功能營救被困人員等等。（3）做好戰評總結。按照“每戰必評”原則，總結講評無人機實戰應用經驗教訓，深刻剖析問題短板，探索固化實戰應用戰法，提高無人機飛手實戰水平。注重資料留存和成果轉化，匯總整理照片、視頻、模型等航拍作品，建立無人機應用的戰例庫，常態化的開展分析研判，輔助提升工作質效。

3.4 有序推動消防無人機探索研發

主動對接專業部門，和運營商、專業航拍團隊建立聯勤聯動機制，加強培訓學習，不斷提升自主創新能力。經常性的進行日常的飛行演練，從日常的訓練中找出問題，解決問題，不斷摸索向服務合作模式的過渡，對于當前無人機飛行員專業素質弱，人數少等矛盾進行一個針對性的解決。加強基層隊站與研發制造商的的協作溝通，形成“需求—研發—論證—裝備—實踐”的良性循環。重點研發機身輕便、續航能力強、可以靈活拆卸、耐高溫、耐腐蝕的無人機；研發載重量大、拋投精度高，抗風能力強、復雜火場氣象環境下能遠程遙控的無人機；研發集偵察、預警、攝像圖傳、輕型裝備投放、滅火劑噴射等模塊于一體的多功能模塊化無人機。