利用無人機推流技術實現災害處置現場實時圖傳的可行性分析

王 斌

（安徽省合肥市消防救援支隊，安徽 合肥 230000）

1 我支隊無人機配備現狀

支隊目前已配備無人機42架，其中大疆悟系列8架、精靈系列14架、御系列18架，其他品牌2架，全部消防救援站均已配備齊無人機。同時，支隊先后數次組織人員赴地方培訓機構參加AOPA培訓及認證工作，截至目前全市共有41名消防指戰員取得了AOPA飛手認證，從而大大提升了基層指戰員的無人機飛行能力及偵察水平。當發生重大火災險情時，也可以更加快速地將現場高空鳥瞰情況實時回傳，從而為全勤指揮部指揮決策提供可靠的信息支撐。

2 當前支隊無人機圖像回傳所采用的兩種方法

2.1 利用華平單兵設備回傳至指揮中心圖像綜合管理平臺

通訊員在災害事故現場，通過無人機遙控器上的HDMI接口，將華平4G單兵主機與無人機遙控器相連接，利用公網基站傳輸至支隊MCU服務器，再傳輸至部局圖像綜合管理平臺，從而使各級指揮中心實現在大屏上觀看現場的無人機圖像，見圖1。綜上所述，此方法可以實現圖傳，但存在一定的局限性：

圖1 無人機接入華平單兵設備圖傳拓撲圖

（1）操作復雜，需要至少兩人以上配合方可進行操作。

（2）場地受限，必須在有華平指揮視頻終端的地點，即各級指揮中心等場所才能看到無人機實時回傳圖像。

（3）限制條件較多，不支持多終端（如手機、筆記本電腦、平板）及多地點觀看。

（4）部分消防救援站無華平設備，故此方法僅支隊級通信保障人員可做到無人機圖像回傳，不具備普遍性，更喪失了第一現場的畫面，不具備時效性。

優點是可上傳圖像至總隊及部局一級的指揮中心。

2.2 利用科達單兵設備回傳至支隊自建圖傳系統

此種方法比上述華平單兵設備更為復雜，因為科達4G單兵本身不具備高清視頻輸出接口，需另外采購一個視頻解碼手環與單兵相連接，然后通過視頻解碼手環與無人機遙控器相連，才能將無人機圖像傳輸至支隊圖傳平臺，最終才可以在裝有APP客戶端的監控平臺（手機、筆記本電腦）上查看無人機實時圖像，見圖2，其存在以下缺點：

圖2 無人機接入科達單兵設備圖傳拓撲圖

（1）穩定性太差，因此種方法中間轉換設備過多，出故障的幾率大大提高，同時視頻穩定性也嚴重下降，經過實地測試，此方法在圖傳過程中出現掉線及無碼流次數很多。

（2）硬件要求太高，視頻解碼手環價格昂貴，大范圍配備性價比極低，且由于支隊給各救援站配發的科達單兵時間較早，單兵固件版本參差不齊，常出現無法配對的情況，使得絕大部分救援站單兵無法與無人機進行互聯圖傳。

（3）能量損耗較大，由于連接設備太多，導致單兵耗電過快，待機時間大大縮短，無法滿足長時間圖像傳輸作業的要求。

（4）操作更為繁雜，同樣至少需要兩人以上配合方可進行圖傳操作。

優點是支隊圖傳平臺運行十分成熟，各救援站單兵配備齊全，并支持通過移動端實時查看現場圖像。

3 利用第三方視頻直播平臺實現推流的可行性分析

經過上述實驗，發現目前我支隊所采用的兩種無人機圖傳方法局限性很大，且缺點較多，無法廣泛應用于各基層救援站及各類災害事故處置現場。那么，如何才能更好地利用好無人機這個先進的武器呢？我們把目光投向了近年來非常火爆的視頻直播平臺上。

3.1 無人機利用第三方視頻直播平臺的途徑

通過對無人機內部結構及操作系統的仔細研究發現，目前消防隊伍普遍使用的無人機均為大疆系列產品，支持RTMP推流。所謂RTMP，是Real Time Messaging Protocol的首字母縮寫，即實時消息傳輸協議，是一種設計用來進行實時數據通信的網絡協議，主要用來在Flash/AIR平臺和支持RTMP協議的流媒體/交互服務器之間進行音視頻和數據通信，見圖3[1]。如果無人機支持此協議，那就相當于擁有了網絡推流直播的許可證。

圖3 采用RTMP推流拓撲圖

3.2 無人機采用RTMP推流直播的優勢

3.2.1 減少設備的數量

2.3.1.2 術后6周后Harris髖關節功能評分 納入了4個研究，共179例(SuperPATH組89例，傳統入路組90例)，經χ2檢驗，研究間有異質性 ( I2>50%)，采用隨機效應模型進行統一Meta 分析。結果顯示：SuperPATH組術后6周后Harris髖關節功能評分優于傳統入路組，且差異有統計學意義(WMD=7.62，95%CI=2.09～13.16，P=0.007)。見圖2。

只需一臺無人機及一部手機（或其他可通過路由器上網設備），便可立刻趕赴現場搜集信息并實時回傳圖像，從而滿足消防指揮決策對速度的要求。

3.2.2 突破平臺的束縛

不需要依托指揮視頻終端（消防圖像綜合管理平臺）和指定的監控平臺軟件，只要有網絡，在任何可上網設備（如手機、筆記本電腦、平板）都能實時觀看災害現場動態信息。

3.2.3 掙脫空間的局限

災情發生時，無論是指揮中心人員，還是趕赴現場的指揮員，抑或在家待命的值班員，均可在任務地點，通過手機、電腦等實時查看圖像。

3.2.4 解決存儲的限制

3.3 實地測試

經過查找對比市面上一些主流的流媒體視頻直播平臺，如新浪微博直播、QQ直播、嗶哩嗶哩直播、云直播等，我們選取了其中一款相對專業的直播平臺進行測試，經過一番測試，在解決了RTMP地址和串碼流（直播碼）設置等一系列問題的情況下，基本都能實現大疆無人機在第三方視頻直播平臺進行推流圖傳[2]。

4 RTMP推流直播平臺搭建方法及下一步工作建議

4.1 租賃平臺

通過研究發現，各直播平臺的類型和受眾人員的不同，導致其側重點也不同。即使同類型的平臺之間也有極大的差距，所以選擇適合消防應急救援特點的平臺才是最重要的。通過對新浪微博直播、QQ空間直播、云直播等平臺的測試，我們發現了幾個問題：

（1）畫面延遲問題，這是直播服務器最常見的問題，服務器配置過低或者帶寬不足等因素都會造成直播中出現卡頓、延遲，部分直播平臺延遲甚至會達到近20秒。

（2）存儲問題，直播APP（網站）圖像等數據占比非常大，有些直播支持回放，但也有一些不支持，因此直播APP（網站）服務器存儲數據也是一大問題。

（3）安全問題，部分直播平臺運行不太穩定，重大直播有斷流風險，一些小的平臺甚至沒有安全措施，直播源碼可能有安全問題。

但租用平臺的優點非常明顯，即價格便宜，每月最低僅需數百元，即使年付，大部分每年也不會超過萬元。

4.2 自建開發視頻直播平臺

即單位自主開發視頻流媒體直播平臺，優點是可以滿足自身對直播圖傳的所有需求；缺點就是價格昂貴，動輒便需要數十萬元[3]。同時耗時較長，項目從可研到立項再到可投入使用往往將長達1年乃至數年時間。同時，后期的維保及平臺維護也將耗費大量的人力、物力和財力。

綜合上述分析，宜采用租用與自建相結合的辦法，前期租賃平臺迅速投入實戰使用，后期自建確保安全與穩定。

5 結束語

經過調研分析，利用無人機推流技術實現災害事故處置現場實時圖傳可行性極高，且實現難度不大。目前，支隊已通過租賃的方式開展平臺測試試用，以期迅速形成戰斗力，為滅火救援處置工作保“駕”護“航”。