消防無人機實戰應用與發展研究

尹黎 任壯

摘 要：本文針對消防無人機實戰案例，剖析消防無人機研發弊端、應用短板、人才培養等問題，按照“全災種、大應急”消防應急救援需要，指出消防無人機使用、管理等注意事項，并對消防無人機實戰應用與發展提出相關意見。

關鍵詞：消防;無人機;應急救援

中圖分類號：TU998.13文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）32-0060-03

Abstract： Aiming at the actual combat cases of firefighting drones， this paper analyzed the problems of firefighting drones research and development， application shortcomings， talent training， etc.， and pointed out the use and management of firefighting drones in accordance with the "all disasters， major emergency" fire emergency rescue needs matter， and put forward relevant opinions on the actual application and development of fire fighting drones.

Keywords： fire fighting;UAV;emergency rescue

消防部隊轉為國家綜合性消防救援隊伍后，其面臨“全災種、大應急”的應急救援現實挑戰，急需在作戰方式方法上尋求突破，而第四次工業革命的到來恰好為應急救援工作的轉型升級提供了現實可能。無人機的廣泛運用是第四次工業革命的成果之一，特別是近年來無人機大量運用于應急救援行動，取得了一些成績。本文結合幾起案例，總結分析了無人機運用于消防應急救援的成功經驗和存在的問題，并對實戰建設進行思考，探討了以無人機為引領，綜合運用5G、地理信息系統、大數據、云計算、智能機器人等的全新作戰模式。

1 消防無人機的應用和發展現狀

無人機全稱為無人駕駛飛行器（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一種由遙控站管理（包括遠程操縱或自主飛行）的航空器，無人駕駛航空器系統由飛行器平臺、控制站、通信鏈路及批準型號設計規定的其他部件組成。按飛行平臺構型分類，無人機可分為固定翼無人機、旋翼無人機、無人飛艇、傘翼無人機、撲翼無人機等?，F階段，消防無人機以旋翼無人機為主。

目前，宜賓消防救援隊伍共配無人機16架，均為電動無人機。其中，消費級無人機有13臺，航程達18 km，續航時間為20～30 min，其優點是機身小、便攜性強、圖傳畫面清晰、操控穩定性好;工業級無人機有3臺，具備圖傳、拋投、熱成像和三維建模等功能，航程達10 km，續航時間為15～20 min，優點是抗風能力強，有的配備地面站，可實現預定航線內偵察、拋投，還可用于夜間指揮作戰和三維建模。目前共有26名飛手，11名飛手取得AOPA駕駛資格。2019年，宜賓市消防救援支隊采取同本地無人機專業公司簽訂戰略合作協議的方式，率先在四川省組建了無人機偵察尖刀隊。目前，宜賓消防無人機主要用于以下實戰。

1.1 災情偵察

應急救援時，無人機搭載紅外夜視儀、熱成像儀或配置雙光鏡頭，無論白天還是黑夜，都可對災害現場進行360°全景偵察，連接單兵或衛星，可將前方偵察情況實時回傳，甚至傳回后方、上級指揮部，供各級了解災害現場地形地貌、災害發展趨勢、人員被困情況等，為指揮決策提供信息支撐。根據災害類型，其可以更換高清圖傳、熱成像、毒氣偵檢模塊，實現高空偵察、火情勘驗以及可燃、毒性氣體檢測等功能?！?·1”達州市場火災事故中，達州、綿陽和宜賓支隊3架無人機先后進行21次梯次起飛偵察，總時長超過360 min，為應急管理部消防救援局提供了大量的實時畫面和決策參考資料。

1.2 輔助救援

無人機主要用于高層、山岳、水域等救援人員一時難以靠近、常規裝備難以滿足救援需要等情況。其通過拋投功能模塊，快速準確地將救助裝備或物資投放給被困人員;通過喊話、系留照明功能模塊，引導被困人員逃生，并在夜間應急救援過程中提供不間斷、大范圍的照明保障。2018年，四川省組織開展了“進擊—C”地震救援演練，支隊T型繩索救援科目模擬人員被困峽谷間低處，救援人員利用無人機拋投牽引繩快速搭建繩索實施救援，成功救出被困人員。

1.3 建模測繪

無人機拍攝圖像、采集數據后，配合建模軟件，人們可以快速制作高空全景圖、二維正射影像圖或三維實景模型，并在圖中進行測繪、標識。目前，支隊飛手可在20 min內完成全景圖制作，通過無人機“一鍵全景”模式可在8 min內完成?！?·17”長寧地震救援中，支隊依托大疆和本地無人機技術人員，通過制作二維正射影像圖和開展三維建模，實時觀測地形、地貌變化，精確定位房屋垮塌等核心區經緯度范圍，便于上級和現場指揮部直觀、準確做出災情判斷和下達作戰指令。

1.4 重大安保

無人機具備高空視野廣、監控范圍大、視角靈活多變的特點，可協助安保組對大型活動進行監管，實現追蹤監視、精準制導。其可以連接單兵或衛星，將實時畫面傳輸至現場指揮中心，為安保工作部署和人員引導提供科學依據。2018中國國際名酒文化節期間，安保組利用無人機采集現場畫面，為指揮部分析、研判、調動現場安保力量提供可靠支撐。

1.5 應急通信

通過固定翼長航時無人機或者系留無人機掛載通信中繼，災害現場可以實現大范圍通信覆蓋，解決信道擁堵、通信盲點等難題。2019年，一通信公司在宜賓測試，通過掛載通信中繼，視頻通信距離可達到3 km，語音通信距離為10～20 km，有效拓展了通信覆蓋范圍。目前，國內多家無人機公司開展相應測試，投入市場只是時間問題。

另外，無人機還可運用在火災調查、消防宣傳圖像拍攝和影像攝制等場景。

2 消防無人機建設和使用中存在的主要問題

2.1 思想觀念跟不上新形勢

部分基層指戰員對無人機重視程度不夠，思想認識上存在誤區，習慣用老方法去處置救援任務，對無人機帶來的救援紅利和深刻影響熟視無睹。一些基層干部認為無人機建設不同于滅火救援車輛、裝備器材建設，將無人機劃分入信息化范疇，忽視無人機帶來的便利，不愿用、不想用。

2.2 實戰中功能發揮有限

目前，消防無人機機型較為單一，配備的小型旋翼機抗干擾能力弱，受限于作業半徑、續航時間和載荷，發揮功效有限。部分單位購置無人機時未充分考慮實戰，配備的無人機功能模塊僅限于圖傳，很少涉及紅外熱成像、毒氣偵檢、喊話拋投、系留照明等功能模塊。

2.3 飛手人才隊伍匱乏

培養一名飛手到考取駕駛執照，至少需要1個月時間，若要成為熟練的飛手，則耗時更久。支隊經過幾年的不斷培養，全市有9個區縣具備了可操作無人機的普通飛手，但也停留在會飛、懂飛階段，普遍不具備較強的實戰經驗和應變能力，缺少會操作、會講解、會排查故障的復合型人才，特別是支隊配備的工業級無人機需要2名協同配合，大、中隊飛手難以操作。

2.4 無人機產品自身局限性

2017年，我國生產無人機及配件的企業有5 000多家，專注于無人機生產的企業有300多家，僅四川就有20余家。據中國民用航空局消息，2018年，我國各類無人機型號超過3 700個，導致市場上無人機品牌、型號繁多，相互間難以兼容。實戰中，部分無人機續航時間較短、載重較小，受電磁干擾嚴重，受天氣環境影響較大，部分工業級無人機還存在不能折疊、展開速度較慢、運輸不便等弊端。

3 消防無人機建設和使用中注意的問題

為了推進無人機廣泛應用于實戰，當前必須加強領導、科學籌劃、整合資源、創造環境，重點解決以下四個方面的問題。

3.1 解決“思想認識誤區”問題，奠定無人機發展根基

消防轉隸后，救援職能向“全災種、大應急”轉變，應急管理部黨組明確將應急通信保障任務交由消防救援隊伍承擔。無人機作為應急通信保障工作的重要一環，其地位越來越突出。面對新形勢下應急救援需要，若依然墨守成規，保持傳統的應急救援和通信保障模式，則將不利于推動現代救援技術的革新和應急通信工作的開展。

3.2 解決“機型和使用功能單一”問題，凸顯無人機實戰功能

根據應急救援需要，要不斷拓展消防無人機的使用功能，發揮消防無人機的高空陣地作用。要建立完善無人機經費保障機制，將消防無人機建設列入重點建設項目，納入年度業務經費預算，根據災害類型，配備不同機型的無人機或功能模塊，滿足現實需要。

3.3 解決“飛手人才隊伍匱乏”問題，深化飛手人才培養機制

要樹立“人才是關鍵”理念，培養和鍛造一支適應應急救援要求，具備應對應急通信保障新形勢、新任務、新情況的無人機人才隊伍。落實經費，每年定期選送肯干、肯專的優秀人員參加AOPA、大疆UTC等專業培訓，考取駕駛資格證。同時，依托無人機公司開展戰略合作，培養一批會操作、會排除故障、會熟練組裝設備的專業人才，提升無人機管理使用能力。

3.4 解決“無人機自身局限性”問題，提升應急救援保障水平

邀請無人機公司參與消防實戰極限測試，通過在不同環境、氣候條件下反復測試、試飛，特別是針對當前推出的固定翼長航時掛載通信基站無人機，要深入高原、高海拔、高寒冷、深溝險壑等地做深度測試，對不同型號、不同廠家的無人機進行對比，測評出符合消防實戰的機型。同時，要同無人機戰略合作單位建立會商和技術處理閉環機制，定期或不定期地召開技術碰頭會，反饋商討消防無人機相關問題，進一步解決問題，最大限度地提升消防無人機實戰效能。

4 消防無人機發展構想

在影視作品中，人們可以看到利用無人機進行偵察搜尋、跟蹤目標、智能定位、紅外成像、引爆目標等，不同的使用場景讓觀眾耳目一新，也為消防無人機發展建設提供了可借鑒的思路。

4.1 出臺消防無人機技術標準

面對新時期消防應急救援形勢需要，我國應當盡快完善消防無人機通用技術標準，推動消防無人機研發生產、采購配備規范化，促進操作使用和維護保養更加制度化。要通過不斷的測試論證，優化無人機防水性能、飛行航程、飛行速度、續航時間和功能吊艙等功能，保障各部件參數達標，優中選優，明確消防無人機配備品牌和型號的范圍，確保滿足實戰需要。

4.2 健全消防無人機管理機制

要將消防無人機建設納入消防裝備發展總體規劃，制定消防無人機建設應用規范、標準和配套措施，健全研發、配備、應用、管理等工作機制。針對固定翼長航時無人機參與通信保障，要做好頂層設計，重點考慮無人機布點、空域申請、響應機制、實戰保障等關鍵環節。建議應急管理部消防救援局、總隊、支隊三級設立專門機構，負責無人機使用與管理，建立無人機基礎臺賬和飛手檔案。同時，要嚴格執行航空管理部門相關規定，開辟綠色通道，建立消防無人機空域申請和報批制度，堅決杜絕“黑飛”行為。

4.3 強化消防無人機隊伍建設

組建消防無人機救援專業隊伍，每個基層消防救援大隊或執勤站至少培養1～2名持證飛手，總隊、支隊兩級至少培養3名持證飛手[1]。按照“戰時怎么用，平時就怎么練”的原則，出臺《消防無人機訓練大綱》，明確日常訓練內容時間、實戰演練和復訓考評要求，保證飛手飛行時間，提升飛手飛行水平。要構建“專常兼備、快速響應”消防無人機應用戰略合作體系，通過與戰略單位專業飛手會商研討、共同保障，達到相互學習、相互促進的目的。

4.4 消防無人機實戰化遠期構想

一是將無人機納入應急救援行動處置規程。當前，無人機逐漸廣泛用于大空間、高層、地下的救援行動，應對特殊火災、地震、泥石流和房屋垮塌等災害，因此很有必要將無人機使用納入相關應急救援行動處置規程，規范無人機使用方法和程序。二是注重研發多類型消防無人機。應急管理部消防救援局、總隊和支隊三級應當每年預先安排一定經費，同地方無人機專業公司共同研發具有“察打一體”（集偵察、滅火于一體）、預警監測、紅外成像等功能的消防無人機，拓展電池續航、吊艙載重量、輔助救援等功能，使無人機在實戰中發揮尖刀和關鍵作用，甚至直接承擔某些災害事故的處置任務。三是改變傳統應急救援作戰模式。將無人機與人工智能、PGIS消防地理信息系統、云計算、大數據、智能消防機器人有機結合，利用無人機進行災害事故的偵察判斷，提供災害事故實時情況，用消防地理信息系統、大數據、云計算為災害事故提供分析決策信息資源，提供處置方案，用智能消防機器人對密閉、大空間等高危、高風險災害事故現場進行處置，大大改進目前應急救援處置模式，減少消防員傷亡風險，有效提升國家綜合性消防救援隊伍應急處置能力。

參考文獻：

[1]孫毅.無人機駕駛員航空知識手冊[M].北京：中國民航出版社，2014：49-50.