消防無人機建設應用模式研究

摘要：為了進一步推動消防救援隊伍“職業化、專業化”發展，擔負起國家隊和主力軍應急救援的使命，有必要就利用無人機等科技裝備輔助滅火救援，甚至直接滅火救援進行研究并推廣經驗做法。因此，本文對無人機在消防救援隊伍中的應用類型和存在的問題進行了介紹，并就長遠發展提出了建議，希望對無人機在消防領域的應用提供有益的啟示。

關鍵詞：消防；無人機；應用

一、引言

無人機的特點是機動靈活，操作方便，視野全面，在科技、應急等領域有著廣泛應用，在消防救援實戰中也發揮了重要作用。當前無人機主要在偵察、圖像傳輸、測繪建模等方面應用較廣，在建筑內部飛行偵察、直接參與滅火等領域應用較少。

二、無人機當前應用情況

首先，消防無人機常見應用是偵察勘測、輔助救援。其中，小型多旋翼無人機入門門檻低，具有視頻及熱成像偵察能力，能滿足單兵偵察應用需求。其次，多功能型多旋翼無人機防護等級高，具備一定的負載能力，能搭載多種載荷，滿足偵察及輔助救援的應用需求。最后，固定翼無人機續航時間長，可以實施大范圍偵察，但對起降場地和空域要求較高，適合森林、草原等大面積區域作業。經筆者總結分析，主要包括以下無人機在消防領域的典型應用。

（一）災情偵察

采用懸停、環繞、抵近等不同的飛行方式，利用可見光（全景、廣角、變焦）、紅外熱成像、夜視全彩相機等載荷開展全域偵察。利用穿越機、自主作業無人機、機器人、機器狗等進入室內偵察。災害現場使用無人機進行偵察，在災害現場使用無人機進行偵察。首先，可以不考慮地形和環境，做到機動靈活，尤其是急難險重的災害現場，無人機在偵察分隊無法展開的情況下，可以快速展開偵察。其次，可以通過無人機偵察提高效率，第一時間查明災害事故發生的關鍵因素，以便指揮員做出正確決策。最后，可以避免人員傷亡，既能夠避免人員進入有毒、易燃易爆等危險環境，又能夠全面、細致地掌握現場情況。

（二）災情偵測監控

利用可見光、熱成像相機、氣體檢測裝置等無人機集成的偵檢模塊載荷，持續監測煙火、溫度、氣體變換情況。例如，整合可燃氣體有毒氣體檢測儀，遠程檢測易燃、易爆和化學事故災害現場氣體濃度，獲取關鍵的危險部位資料。在災害事故處置過程中，利用無人機進行實時監測和追蹤，可以提供準確的災情變化，便于救援人員及時掌握災害動態，做到決策迅速準確，將損失降到最低。

（三）人員搜尋

利用可見光、紅外熱成像、夜視、全彩相機、激光、手機定位等載荷，搜索定位被困人員，打點測距標注，定位手機位置，輔助救援。

（四）測繪建模

利用可見光相機、激光雷達等載荷，航拍制作全景（漫游）圖、正射影像圖、三維模型，進行態勢標繪和數據分析。同時，利用無人機集成航拍測繪模塊，將災害事故現場情況全部納入并傳輸至現場指揮部，緊急測繪災害現場地形地貌等，為開展救援提供有力的支持。

（五）通信中繼

利用機載寬窄帶自組網等載荷，延伸拓展通信覆蓋范圍。整合通信裝置，利用無人機承擔通訊中繼。例如，2021年7月河南特大暴雨災害中，應急管理部緊急協調中航工業“翼龍”固定翼無人機，利用無人機空中通信平臺搭載的移動公網基站，恢復了災區約50平方千米的受災區域公網信號，提供了長時間的公網通信保障，保障了用戶語音通信暢通，支撐了應急救援行動。

（六）輔助救援

利用無人機掛載的拋投、喊話、照明、破拆裝置等載荷，輔助滅火救援行動，精準高效輔助救援指揮。

（七）輔助執法監督

利用無人機航拍實現對高層、超高層建筑以空中視角進行檢查、監控，及時發現火災隱患，支持建筑消防檢查或者現場火災圖像存儲，可以在其他安防或消防監控系統中接入空中監控錄像，支持大容量、長時間的圖像存儲和檢索調閱，還可以通過移動終端實現對部分功能的遠程查看和控制。

三、當前無人機建設應用中存在的問題

（一）無人機種類少數量少無法形成體系

當前消防救援隊伍裝備的無人機功能分類偵察拍照、測繪建模或多功能（偵察、喊話、拋投）的較多，像滅火無人機、重載運輸無人機，室內偵察無人機、固定翼無人機裝備較少，且大部分配備在省級消防救援隊伍中，地市級以下單位配備較少，無法形成體系化配備，無法按照災害類型、保障類型科學調派。

（二）通信員崗位吸引力不強

當前隊伍重視并培養了一批無人機駕駛員。總體而言，流動性大，以筆者所在單位持有無人機AOPA證通信員為例，筆者所在單位2017年至今共開展無人機培訓4次，共有36人獲得AOPA證，2024年上半年剛剛取得證照的10人。其中，退出消防隊伍的有9人，還有3人轉到滅火、裝備崗位，人員流失率33%，通信崗位相比而言吸引力不強。同時，消防站無人機駕駛員因接觸機型有限，任務類型有限，導致能力水平有限，而地市級消防單位通信員人員水平參差不齊，僅僅部分骨干人員水平較高，無法滿足遂行任務的需要。

（三）缺少消防專用統一飛行平臺

低水平建設應用較多，無人機配備了不少，缺少統一的飛行平臺。例如，有統一航線規劃、后端云建模、遠程飛行控制、飛行任務記錄與訓練分析、成果存儲，和現有接處警系統對接功能的無人機飛行平臺欠缺，制約了消防無人機應用潛能和各種技戰法創新應用，從戰術級到戰役級的應用管控還需要一個地市級、省級平臺進行支撐。當前的任務飛行均為戰術層面的任務，任務分配、控制、對接因不同的無人機而不同，無人機系統和現有消防指揮系統的對接不暢，作戰部門未有順手的平臺，導致只有通信部門的通信輔助決策類應用，作戰部門的復合型應用較少，制約了輔助決策效果的進一步提高。

（四）指揮調度與輔助決策水平亟待提高

當前無人機應用以通信部門管理使用為主，無人機偵察、成果運用也由通信部門為主導，作戰部門應用較少，如何將無人機應用從人員編配、裝備標準、技戰術應用固化下來，通過使用統一平臺，使作戰部門也能站在不同角度，在各部門層面融合運用產生火花，更能促進無人機深度融入滅火救援中，發揮科技提升戰斗力的作用。

四、無人機在消防救援隊伍建設應用模式

加強無人機操作員隊伍建設、無人機裝備建設，創新無人機應用機制，多措并舉，促進消防無人機向更高維度發展。

（一）加強無人機操作員隊伍建設

首先，無人機應用需要訓練有素的專業操作員飛手作為保障，可以在省、市級消防隊伍中設立無人機飛行班組，承擔省、市級無人機飛行保障管理職能以及履行跨區域通信保障任務。其次，在基層消防站設立無人機操作員崗位，編制無人機操作員不少于2人，明確職責，以無人機定崗定責的方式，提高崗位吸引力，留住優秀人才。最后，通過社會考證培訓、內部專業復訓、實戰調度檢驗的模式，提高無人機操作員隊伍履職能力。以通信保障隊伍地位的提升為支撐，推動無人機應用向縱深發展。

（二）加強無人機裝備配備

根據保障任務需要，明確無人機配備標準，以確保充分利用先進科技提高戰斗力，制定省、市、縣（區）消防隊伍無人機配備標準，分門別類按照偵察、測繪建模、滅火、系留照明、固定翼、多功能（喊話、偵測、拋投）（不限于以上種類）編配采購無人機，滿足各類保障需要。首先，地市級消防救援隊伍配備無人機保障車。地市級消防救援隊伍無人機保障車集成車載無人機，含電源、無線通信系統，利用云平臺，統籌保證全市范圍內無人機單獨或者遂行本級消防指揮部出動。其次，無人機自動機場應用。針對化工園區、工業園區等場景，突發火情時指揮中心需要第一時間掌握現場態勢，由于部分區域的固定攝像頭無法滿足視頻采集需求，因此無人機機場的區域部署成為探索方向。接警后，指揮人員只需要操作無人機管理平臺即可調度無人機自主起飛，執行偵察航線，抵達現場后將視頻畫面實時回傳。無人機飛行相比地面車組抵達現場更加快速，對于初期指揮調度起到關鍵作用。最后，除了應對突發事件，自動化機場方案同樣可以實現無人值守化巡邏，對于重點防火的區域，可以定期進行空中巡檢，比固定式球機的監控更加靈活，能提供更多的有效信息。也可以合理劃分保障區域，在基層消防站建設無人機機場，做到城區全覆蓋無死角，作為日常巡檢和基層站級消防隊前突力量進行使用。

（三）采用統一的無人機飛行管控平臺

在作業范圍較大、參戰力量較多的救援任務中，如森林火災救援、地質災害救援、山岳搜救等，如果無人機獲得的全局態勢無法快速傳達至每個現場指揮員，則參戰力量的實時位置就無法同時呈現至調度平臺上，信息的不對稱將降低現場救援效率。因此，無人機系統下一階段的應用重點是加大對現場指揮員、前線班組的賦能，實現救援現場更大維度、EjFSKg1icuMioVV2fukkTA==更加豐富的信息共享。這需要開發一個統一的兼容性強的無人機飛行平臺，能夠統一遠程控制無人機，進行設備注冊，任務管理，航線規劃、飛行控制，云端建圖和共享，現場態勢可以同時分享給一線救援隊伍的指揮員，提升現場輔助決策效能。實現一線救援隊伍、指揮中心通過云平臺協同作業高效聯動，同時和現有消防指揮系統進行對接，真正形成一體化指揮系統，擴大使用人群范圍，實現空地一體協同作戰、全域作戰。

（四）創新革新指揮調度應用模式

消防119指揮中心接到報警時，要按照“通信先行、多點調派、聯動響應”原則，在調度基層消防隊站出動時，應同步啟動無人機機場，利用機場無人機進行站級前突偵察，先于消防站出警人員到達進行偵察航拍，消防站無人機操作員到場后完成更復雜的飛行，同時做好機場無人機的回收與充電，保障好指揮員、上級指揮中心決策。對于更復雜的災情，上級指揮部出動的同時，上級通信保障隊、無人機分隊遂行出動，按照4車聯保的模式（前突通信車、通信指揮車、無人機保障車、通信器材運輸車），遂行更復雜的保障任務。指揮中心后方調度保障人員利用云平臺，考慮無人機作戰效能，統籌利用，更快更好地完成滅火救援任務。從站級前突、站級通信員現場保障、地市級前突、地市級指揮部無人機分隊保障四個梯次，以更快的速度，更全面的功能模塊，一體化的無人機管控平臺，打造數字化透明戰場和可視化通信指揮體系，更好地遂行各類保障任務。

（五）創新無人機輔助滅火

超高層建筑室外滅火技術在國內外消防救援領域是個難點。研制消防無人機滅火救援裝備既是保障我國經濟和社會安全發展的需要，也是國產消防應急救援裝備高科技化發展的需要。首先，利用大載荷旋翼無人機執行高層建筑滅火，可以突破高層建筑登高作業面限制，實現對高層建筑外部空間全方位滅火。其次，可以快速展開、迅速控火，實現高層建筑火災撲救“滅早滅小”戰術。最后，彌補了消防車舉高作業展開時間長、登高作業場地固定、靈活機動性差等不足，與內攻消防救援人員和建筑室內消防設施緊密配合，提高了滅火救援作戰效率。同時，滅火裝置常用的滅火模塊有高壓液體系留滅火裝置、儲壓滅火裝置、滅火彈發射裝置。高壓液體系留滅火裝置可以對一定高度以下的高層建筑實施持續不間斷的滅火；儲壓滅火裝置可以對高層建筑尤其是超高層建筑執行全方位機動滅火；滅火彈發射裝置可以在水槍、車載水炮和高噴車無法噴射到的位置拋投滅火彈或噴射干粉，有效h7LCC/MONDV6jWBcEYk61Q==抑制火災蔓延。而大載荷旋翼無人機平臺可以搭載幕墻破拆系統模塊，其發射器能夠發射破玻高鉆球，采用激光瞄準方式破拆擊碎相當厚度的鋼化玻璃，在救援時無法對高點門窗破拆排煙時，可以利用搭載高空破拆功能模塊的無人機執行強力破拆排煙。

（六）建立完善的應急聯動體系

做好和當地電信運營商、無人機廠商、無人機專業飛行隊伍的聯勤聯動，建立聯勤聯動機制和合作協議，加強與無人機廠商和各平臺支撐保障團隊的溝通協作。災害發生時，能夠第一時間趕到現場，發揮各自專業優勢或者保障優勢，和消防救援隊伍一道遂行各類任務。電信運營商在公網應急通信領域配備有專門的無人機機載設備，在公網通信領域當仁不讓，社會無人機專業隊伍具有自身的優勢和絕技，無人機廠商在設備保障、人員技術保障方面發揮著巨大的作用，需要完善應急聯動體系，充分發揮其作用，確保關鍵時刻“拉得出，用得上”。

五、結束語

消防無人機的深入應用，對于滅火救援行動有著積極的作用。消防救援隊伍必須在實踐中不斷總結經驗，加強新通信裝備購置投入和專業人才培養，建立健全扁平化可視化指揮體系，打造數字化透明戰場，充分發揮無人化高科技裝備戰斗力倍增器作用，用科技提升戰斗力，才能履行“救民于水火，助民于危難”的職能使命。

作者單位：李朋飛 開封市消防救援支隊

李朋飛（1979.04- ），男，漢族，河南鞏義，本科，高級專業技術職稱，研究方向：消防信息化建設，消防應急通信保障。

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