無人機技術在滅火救援中的應用

周景鴻

摘要：主要探討無人機在滅火救援中的應用方法和技術。在火場偵察方面，無人機可以通過搭載多種傳感器和設備實現對火源的快速定位及火勢的實時監測，為指揮部門制定更加精準和科學的滅火策略提供了重要支持。同時，無人機還可以通過高空滅火、噴射滅火劑和遙控水炮操作等方式，實現對高空和難以到達區域的火源進行有效滅火。此外，無人機還可以在火場救援過程中為現場救援人員提供通信保障、信息支持等服務，提高救援效率和安全性。

關鍵詞：無人機技術；火災救援；滅火；信息傳輸；火場偵察

中圖分類號：D631.6? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2024）03-0045-03

火災是一種具有破壞性的災害，由于其瞬間性和突發性特點，給人們的生命財產安全帶來了嚴重的威脅。傳統的滅火救援手段存在著局限性，如救援速度慢、人員安全風險高、對火災的情況難以全面掌握等問題。隨著科技的不斷發展，無人機技術的應用已經開始改變傳統的滅火救援方式。

1 火災救援現狀與問題

1.1? 火災救援現狀

目前，滅火救援工作主要依靠消防救援隊伍進行組織和實施。消防救援隊伍通常配備有多種滅火器材和設備，如水泵、泡沫滅火劑、干粉滅火器等。專業的消防員接受嚴格的培訓，具備豐富的滅火救援經驗。在火災發生時，消防救援隊伍通常會迅速出動，攜帶相應的滅火設備到達火場，對火源進行撲滅。在火災現場，消防員需要進行火場偵察，了解火勢、火源位置等信息，以便采取更有效的滅火策略。同時，消防員還需要開展人員救援工作，協助被困人員撤離火場[1]。

1.2? 火災救援存在的問題

盡管現有的火災救援體系在很大程度上保障了人們的生命財產安全，但仍存在一些問題和挑戰。火災發生時，救援時間常常是生死攸關的因素。由于道路交通狀況、災害發生地點的偏遠程度等，消防救援隊伍的救援速度受到一定程度的限制，這可能導致火勢迅速蔓延，給人員救援和財產損失控制帶來較大困難。火場環境通常有高溫、濃煙、有毒氣體等，給消防員的救援工作帶來極大困擾。在復雜的火場環境中，消防員的視線受限，行動不便，可能無法迅速找到火源位置，從而影響救援效果。火場信息如火源位置、火勢、被困人員等，對于消防救援隊伍的救援決策具有重要意義。然而，在實際救援過程中，這些信息的獲取往往受到諸多因素的制約，例如火場環境的復雜性、現場信息傳輸手段的有限等。在火災救援過程中，消防員面臨很大的生命安全風險。高溫、有毒氣體、火場建筑結構的不穩定等因素都可能對消防員造成傷害。為應對火災救援任務，消防救援隊伍需要投入大量的人力、物力和財力。例如，購置和維護滅火器材、消防車輛，以及培訓和管理隊伍等。這些投入使得火災救援工作的成本較高。火災救援涉及多個部門，如消防、醫療、公安等。在火災發生時，這些部門需要進行緊密協同，以提高救援效率。然而，由于各部門的信息系統和工作流程可能存在差異，導致跨部門協同存在一定困難[2]。無人機技術在滅火救援中的運用，可以給解決上述困難帶來一定的幫助。

2 無人機技術在火場偵察中的應用

2.1? 火場信息獲取

無人機可攜帶高清攝像頭、紅外熱像儀等設備，通過實時傳輸圖像和數據，為消防員提供第一手的火場信息，包括火源位置、火勢發展、建筑結構變化、潛在安全隱患等，有助于現場指揮部制定合理的滅火策略和救援方案。相較于傳統的現場偵察手段，無人機具有更高的信息獲取速度和更廣泛的覆蓋范圍，可以有效提高火場偵察的效率。無人機還可以搭載氣體探測器等設備，對火場環境中的有毒氣體、煙霧等進行監測。通過實時傳回的數據，消防員可以及時了解火場環境中的有毒氣體濃度、煙霧濃度等信息，為滅火救援過程中的人員安全提供保障。同時，這些信息也可以為火源的判斷和火場安全隱患的識別提供有力支持，提高火場偵察的準確性。在火場偵察過程中，消防員之間的通信至關重要。傳統的通信手段，如對講機、電話等，在火場環境中可能受到嚴重干擾，導致通信不暢。無人機技術可以通過搭載通信中繼器等設備，為火場救援人員提供通信保障。無人機在高空可以覆蓋更廣泛的地域，提高通信信號的穩定性和傳輸速率，確保火場指揮與現場救援人員之間的信息傳遞暢通[3]。

2.2? 火場熱力分析

無人機搭載的紅外熱像儀可以對火場進行熱力分析，實時獲取火源的溫度、火勢變化、火場建筑物的熱損情況等信息。這些信息有助于判斷火災的起火原因、火勢發展趨勢和火場內部的安全狀況，為現場指揮部決策提供有力支撐。火場建筑結構的穩定性對于滅火救援工作至關重要。無人機可以攜帶激光雷達、攝像頭等設備，對火場建筑物進行三維建模和結構評估。這些信息有助于了解火場建筑物受損程度、潛在崩塌風險等，為現場救援人員提供參考，確保他們的安全。此外，對于難以接近的火場區域，無人機可以遠程評估建筑結構，提供更為詳盡的信息。在火場救援過程中，迅速找到被困人員是至關重要的任務。無人機可以通過紅外熱像儀和高清攝像頭等設備，在火場進行人員搜尋。紅外熱像儀可以在濃煙、有毒氣體等惡劣環境下檢測到人體的熱量，從而協助救援人員發現被困人員的位置。相比傳統的人工搜尋方式，無人機在火場人員搜尋方面具有速度快、范圍廣、準確性高等優勢。

2.3? 火場動態監控

無人機可以實時監控火場動態，為現場指揮部提供最新的火場信息。例如，通過監測火勢變化、火源擴散方向等信息，現場指揮部可以隨時調整滅火策略，提高滅火效果。同時，火場動態監控也有助于及時發現新的安全隱患和被困人員，為救援工作提供有力支持。火場救援工作完成后，無人機技術還可以在火場后續處理工作中發揮作用。例如，無人機可以搭載高清攝像頭，對火場進行航拍，獲取火災損失情況和火源分布圖。這些信息可以為火災原因調查、火場清理和恢復工作提供依據。同時，無人機還可以協助進行火場環境的再次評估，確保火場安全無隱患。

3 無人機技術在信息傳輸中的應用

3.1? 實時圖像傳輸

無人機具備實時圖像傳輸功能，可將搭載設備采集到的高清視頻和圖片實時傳輸至指揮部門。現場指揮部通過實時查看火場情況，可以對火勢發展趨勢、火源位置、被困人員情況等進行準確判斷。與傳統的信息傳輸手段相比，無人機實時圖像傳輸具有速度快、覆蓋范圍廣、干擾少等優點，可顯著提高火場偵察效率。無人機不僅可以實時傳輸圖像，還可以將收集到的氣體濃度、溫度、濕度等數據實時傳輸至指揮部門。通過對這些數據進行分析，現場指揮部可以了解火場環境變化，制定更為科學的滅火策略。此外，通過無人機收集的數據，還可以實現火場環境的實時監控，以便及時發現火場環境變化，為現場救援人員提供安全保障。

3.2? 信息整合與共享

無人機采集的火場信息可以與其他信息系統進行整合，實現信息的共享與傳播。例如，無人機收集到的火場信息可以與消防救援隊伍的現有信息系統對接，為現場指揮部提供更為全面的火場信息。此外，通過與其他部門如醫療、公安等信息系統進行整合，可以實現跨部門的信息共享與協同，提高火場救援的整體效率。結合無人機技術和人工智能技術，可以實現對火場信息的智能分析與預警。通過對無人機收集到的火場數據進行智能分析，可以實時預測火勢發展趨勢、火源擴散方向等關鍵信息。同時，智能分析技術還可以為現場指揮部提供預警信息，如火場安全隱患、潛在崩塌風險等，有助于降低火場救援過程中的風險，保障現場人員安全。在火場救援過程中，無線網絡的覆蓋至關重要。無人機可以在火場上空搭建臨時無線網絡，提供穩定的網絡連接。這一功能可以為現場救援人員提供實時網絡信息支持，協助他們進行數據查詢、信息共享等操作。同時，無線網絡覆蓋還有助于提高火場救援過程中的信息傳輸效率，確保信息在各個環節的及時傳遞。

3.3? 多機協同作戰

通過多臺無人機的協同作戰，可以進一步提高信息傳輸效率。多臺無人機可以在火場不同區域進行信息采集，實現對火場的全方位覆蓋。通過無人機間的信息交換與傳輸，可以將火場信息更快速地傳遞至指揮部門，提高火場偵察效果。此外，多機協同作戰還可以實現對火場的多角度觀察，為現場指揮部提供更為全面的火場信息。無人機技術在信息傳輸過程中還需要考慮信息安全問題。通過采用加密通信、防護措施等技術手段，可以保障無人機傳輸的信息不受未經授權的訪問和篡改。信息安全保障對于維護火場救援工作的正常進行具有重要意義，可以防止火場信息泄露，確保火場救援過程的順利進行。

4 無人機技術在滅火救援中的應用

4.1? 火源定位與火勢判斷

無人機可以快速到達火場，搭載高清攝像頭、紅外熱像儀等設備對火源進行定位，為滅火救援提供準確的火源信息。通過對火源的位置、火勢強度、擴散方向等信息的判斷，指揮部門可以制定針對性的滅火策略。相較于傳統的火源偵察方法，無人機具有速度快、準確度高、范圍廣等優勢，能夠顯著提高火源定位和火勢判斷的效率。無人機可以攜帶滅火藥劑，實現精確投放。通過對火源位置和火勢信息的實時獲取，無人機可以將滅火藥劑精確投放到火源處，提高滅火效果。同時，無人機投放滅火藥劑具有高度靈活性，可以根據火場情況調整投放方案，提高滅火效率。相較于傳統的滅火方式，無人機投放滅火藥劑具有安全性高、投放準確、靈活性強等優點。

4.2? 高空滅火

在建筑、森林等復雜火場環境中，無人機可以實現高空滅火。無人機可以搭載滅火裝置，對高空火源進行滅火。相較于傳統的高空滅火方式，無人機具有飛行高度高、操作靈活、安全性強等優點。無人機在高空滅火過程中可以避免救援人員直接接觸火場，降低救援過程中的風險。無人機可以在火場救援過程中協助人員救援。此外，無人機還可以在火場中為救援人員提供通信保障、信息支持等服務，確保火場救援過程的順利進行。無人機可以搭載氣體傳感器、溫濕度傳感器等設備，在火場進行環境監測。通過對火場氣體濃度、溫度、濕度等信息的實時獲取，無人機可以為現場救援人員提供火場環境變化信息，幫助他們了解火場狀況，以便采取相應措施確保自身安全。同時，火場環境監測信息還可以為現場指揮部提供科學依據，以便制定更為合理的救援策略。

4.3? 遙控水炮操作

無人機可以搭載遙控水炮裝置，實現對火源的遠程滅火。通過無人機對水炮的操控，可以將水炮精確對準火源，實現火源的快速撲滅。與傳統的水炮操作相比，無人機遙控水炮具有安全性高、操作靈活、準確度高等優點。在火場救援過程中，煙霧的擴散會對現場救援人員的行動造成很大影響。無人機可以搭載煙霧引導裝置，實現對煙霧的引導與擴散。通過無人機的操作，可以將煙霧引導至火場外部，降低火場內部煙霧濃度，提高現場救援人員的作業效率和安全性。無人機可以根據火場信息實時規劃滅火救援路徑。通過對火源位置、火勢強度、火場環境等信息的實時獲取，無人機可以為現場救援人員提供最佳救援路徑，提高救援效率。此外，無人機還可以實時更新救援路徑，確保救援過程的安全性和效率。無人機在火場救援過程中還可以提供后勤保障。通過搭載運輸設備，無人機可以實現物資的快速運輸，為現場救援人員提供補給。同時，無人機還可以為現場救援人員提供通信保障、信息支持等服務，確保火場救援過程的順利進行。火場救援結束后，無人機可以協助進行火場事后評估。通過搭載高清攝像頭、紅外熱像儀等設備，無人機可以對火場進行全面勘查，獲取火場損毀情況、火源原因等信息。火場事后評估對于火災原因分析、責任追究以及防火工作的改進具有重要意義。

5 結束語

隨著無人機技術的不斷發展，其在火災救援中的應用將越來越廣泛，為滅火救援提供了有力的技術支持。然而，無人機技術在火災救援中仍存在一定局限性，需要進一步研究與探索，以克服這些局限性。未來，無人機技術在火災救援領域的發展將依賴于技術創新、政策支持和跨界融合等多方面因素，有望在火災救援中發揮更大的作用，為保障人們的生命財產安全提供更加有效的手段。

參考文獻

[1]呂超，顏國華，周剛，等.基于物聯網技術的智慧消防管控系統的研究與應用[J].電子產品世界，2020（10）：46-48.

[2]張淼.深化消防執法改革背景下火災事故調查工作的重要性探析[J].今日消防，2020（8）：119-120.

[3]劉鵬德，蔡濟眾.無人機在消防滅火救援工作中的應用研究[J].數字通信世界，2019（11）：180+239.