無人機(jī)在消防滅火救援中的應(yīng)用分析

無人機(jī)在消防滅火救援中的應(yīng)用分析■張暉河北省張家口市懷來縣消防救援大隊(duì)

隨著我國科技的快速發(fā)展，人們的生活越來越趨于自動化、智能化，安全隱患也因此增加，火災(zāi)發(fā)生概率逐年增長。進(jìn)行消防滅火救援任務(wù)時，首先要了解火災(zāi)現(xiàn)場的具體情況，但火災(zāi)現(xiàn)場偵察工作容易受房屋結(jié)構(gòu)、地形、天氣等多種因素影響，不利于及時開展救援。無人機(jī)可以進(jìn)去火災(zāi)事故現(xiàn)場進(jìn)行360度的全景拍攝，并將現(xiàn)場情況的相關(guān)數(shù)據(jù)及圖像信息傳輸至消防救援指揮部，便于指揮部制定救援方案、合理安排救援力量，提升救援效率。分析無人機(jī)在消防滅火救援中的應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、無人機(jī)及其技術(shù)優(yōu)勢

無人機(jī)是由飛行機(jī)體、飛行管理、控制系統(tǒng)、電源系統(tǒng)四個部分組成的高科技飛行器。無人機(jī)的核心是飛行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)和無人機(jī)飛行的穩(wěn)定性、可靠性有直接關(guān)系。無人機(jī)作為非載人的飛行器，具有小體積的特點(diǎn)，但卻具有較高的性價比和實(shí)用性[1]。在輔助消防救援時，無人機(jī)結(jié)合其中的無線圖像系統(tǒng)，將火災(zāi)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)及圖像傳輸至消防救援指揮部，便于指揮部制定消防計劃、安排救援力量。無人機(jī)還可以結(jié)合智能化系統(tǒng)，使得無人機(jī)能夠精準(zhǔn)定位指導(dǎo)飛行、進(jìn)行視覺追蹤、規(guī)避障礙物等。無人機(jī)具有靈活性，操作流程也較為簡單。如今的每臺無人機(jī)上都會配置定位系統(tǒng)、自航系統(tǒng)、地面指揮系統(tǒng)、空中拍攝系統(tǒng)、信息傳輸?shù)榷嘞到y(tǒng)，以便更好地開展救援工作[2]。

（一）智能化優(yōu)勢

信息技術(shù)的快速發(fā)展給社會工作和日常生活帶來巨大的變革，也為無人機(jī)的應(yīng)用提供了有效的參考。智能化已經(jīng)成為科技時代的重要標(biāo)志。將無人機(jī)的應(yīng)用和智能化技術(shù)相結(jié)合，在很大程度上提升了無人機(jī)的飛行性能，賦予無人機(jī)自主工作的能力，還能夠提升無人機(jī)起飛和降落過程中的安全性，為無人機(jī)在消防方面的應(yīng)用提供了有利的條件。

1.精準(zhǔn)定位指導(dǎo)飛行

無人機(jī)能夠精準(zhǔn)到達(dá)預(yù)設(shè)好的目標(biāo)點(diǎn)，有利于順利、高效地實(shí)施消防救援。起火點(diǎn)是消防救援的關(guān)鍵點(diǎn)，在進(jìn)行滅火救援時有效控制起火點(diǎn)，就能夠有效控制整個火災(zāi)情況。通過智能化的控制無人機(jī)，消防員能夠在地面的屏幕上了解火災(zāi)現(xiàn)場的具體情況，從而更快速地找到起火點(diǎn)。消防站可以通過在屏幕上點(diǎn)擊起火點(diǎn)，使無人機(jī)飛行至對應(yīng)的位置，無人機(jī)還能夠自動規(guī)避障礙物，進(jìn)行自主導(dǎo)航，執(zhí)行火災(zāi)救援人員下達(dá)的各種命令[3]。

2.進(jìn)行視覺追蹤

結(jié)合智能化技術(shù)，可以通過無人機(jī)跟蹤一定范圍內(nèi)的動態(tài)影像。無人機(jī)內(nèi)安裝了智能識別系統(tǒng)，無人機(jī)可以拍攝和識別火災(zāi)現(xiàn)場的動態(tài)圖像。在允許的范圍內(nèi)獲取有效的圖片和數(shù)據(jù)?？梢耘臄z固定的地點(diǎn)，也可以進(jìn)行跟蹤拍攝。跟蹤拍攝火災(zāi)現(xiàn)場有利于詳細(xì)記錄現(xiàn)場情況。另外還可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)鎖定、目標(biāo)的縮小和擴(kuò)大功能，便于采集和處理重點(diǎn)區(qū)域。遙感技術(shù)和無人機(jī)的結(jié)合，使得火災(zāi)區(qū)的圖像獲取更加便捷高效，為消防救援提供了足夠的時間[4]。

3.進(jìn)行感知避障

無人機(jī)飛行時不需要人為操作，通過智能化技術(shù)可使無人機(jī)在飛行時感知和規(guī)避障礙物。無人機(jī)主要是通過智能傳感技術(shù)感知障礙物的存在，再將障礙物的信息傳送至智能系統(tǒng)，智能系統(tǒng)對障礙物的位置、大小進(jìn)行識別和判斷，從而靈活躲避障礙物，消除復(fù)雜環(huán)境帶來的不良影響，確保無人機(jī)的安全，以便更好地服務(wù)于消防救援。

（二）可靠性

消防救援中有各種各樣的搜救任務(wù)，有些任務(wù)中的地方消防員難以到達(dá)，可由無人機(jī)執(zhí)行搜救，克服惡劣的環(huán)境，保障消防員的人身安全。例如，火災(zāi)地點(diǎn)中的著火處容易出現(xiàn)大量的煙霧和毒氣，對消防員的人身安全有嚴(yán)重威脅，使用無人機(jī)偵察災(zāi)情現(xiàn)場狀況，順利執(zhí)行消防救援任務(wù)，可保障消防員的人身安全，使消防救援更具有可靠性。

（三）視野范圍開闊

隨著現(xiàn)代攝像技術(shù)的快速發(fā)展，無人機(jī)和攝像系統(tǒng)的結(jié)合，使得無人機(jī)具有更廣闊的拍攝視角和范圍。攝像頭能夠?qū)崿F(xiàn)360度全方位旋轉(zhuǎn)，無人機(jī)可以從不同的角度拍攝火災(zāi)現(xiàn)場的全景圖。攝像頭的高清畫質(zhì)使無人機(jī)能夠更加清晰的拍攝和表達(dá)整個災(zāi)情狀況，進(jìn)而使消防員有效掌握火災(zāi)的詳細(xì)情況。攝像頭還可以是紅外線式，紅外線攝像頭便于無人機(jī)在夜間采集圖像，執(zhí)行消防救援工作，大大增加了無人機(jī)的性能和效用[5]。

（四）靈活性

在科技的快速發(fā)展下，現(xiàn)階段我國無人機(jī)已經(jīng)具有非常多的類型。無人機(jī)的性能、體積方面都趨于成熟和穩(wěn)定。無人機(jī)中有一種小型無人機(jī)，具有較強(qiáng)的靈活性，能夠在飛行時靈活轉(zhuǎn)彎。當(dāng)火災(zāi)現(xiàn)場為狹小的空間時，可利用這種小型無人機(jī)進(jìn)行偵察拍攝。小型無人機(jī)的操作過程比較方便，可以自由飛行在狹小的火災(zāi)現(xiàn)場，在消防救援中有廣闊的應(yīng)用前景。

二、無人機(jī)在消防滅火救援中的應(yīng)用要點(diǎn)

無人機(jī)在消防救援中具有非常突出的優(yōu)勢。要想充分發(fā)揮無人機(jī)在消防救援中的價值，還要遵循相應(yīng)的應(yīng)用要點(diǎn)。

（一）可靠性

在消防救援工作中必須確保無人機(jī)的可靠性，操縱人員需要詳細(xì)了解不同的無人機(jī)型號、性能，并結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的無人機(jī)開展消防救援任務(wù)，另外，還要保證無人機(jī)在工作時始終保持穩(wěn)定、安全的狀態(tài)，發(fā)揮救援的最大化輔助作用，提升救援效率。

（二）操縱性

操縱人員需熟練掌握無人機(jī)飛行的控制規(guī)定和流程。無人機(jī)的操作控制流程相對來說并不復(fù)雜，但如果操縱人員不熟悉不同無人機(jī)的型號、性能及相關(guān)規(guī)程，那么在操縱時就容易出現(xiàn)很多問題。操作人員的專業(yè)性和無人機(jī)發(fā)揮的優(yōu)勢程度有直接關(guān)系。另外，技術(shù)人員需要根據(jù)操縱人員反饋的相關(guān)信息，調(diào)節(jié)和優(yōu)化無人機(jī)的某些特定功能，提升無人機(jī)的實(shí)用性。

（三）穩(wěn)定性

務(wù)必要確保無人機(jī)在飛行中的穩(wěn)定性。無人機(jī)在飛行過程中容易受到大風(fēng)或者高熱等多方面因素的影響，避免機(jī)械設(shè)備受影響，才能確保無人機(jī)順利執(zhí)行消防救援任務(wù)，發(fā)揮救援的實(shí)際價值。

（四）兼容性

無人機(jī)可結(jié)合其他救援設(shè)備，充分發(fā)揮無人機(jī)的最大優(yōu)勢，這需要無人機(jī)具有較強(qiáng)的兼容性，才能有效實(shí)現(xiàn)二者的深度融合，實(shí)現(xiàn)技術(shù)優(yōu)勢的大幅提升，及時對火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)施消防救援[6]。

三、現(xiàn)階段無人機(jī)在消防滅火救援中存在的問題

（一）與其他設(shè)備的配套使用還需加強(qiáng)

現(xiàn)階段在消防救援任務(wù)中，無人機(jī)的使用存在不均衡的情況。有些地區(qū)使用了無人機(jī)，但無人機(jī)的型號和性能都比較普通，難以獨(dú)立進(jìn)行消防救援任務(wù)，還需要結(jié)合其他設(shè)備配套使用。還有很多地區(qū)不具備使用無人機(jī)的條件。而無人機(jī)和其他設(shè)備配套使用時，容易受其他設(shè)備影響，致使無人機(jī)的系統(tǒng)發(fā)生故障，難以順利完成任務(wù)[7]。

（二）無人機(jī)的自身功能需要加強(qiáng)

根據(jù)無人機(jī)參與消防救援任務(wù)的實(shí)際情況來看，還需進(jìn)一步加強(qiáng)無人機(jī)自身的功能。例如，無人機(jī)的使用時間。有些重大的火災(zāi)事故需要長時間的救援，這對無人機(jī)的使用時間提出了更高的要求。無人機(jī)的使用時間通常受自身系統(tǒng)限制，難以長時間的工作，因此，需要技術(shù)人員對無人機(jī)的性能作出相應(yīng)的調(diào)整和優(yōu)化，加強(qiáng)自身的功能。

四、無人機(jī)在消防滅火救援工作中的具體應(yīng)用

（一）火災(zāi)現(xiàn)場勘查，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)

由于火災(zāi)地點(diǎn)的不可預(yù)測性，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在一些復(fù)雜地形的地方時，可以使用無人機(jī)偵察火災(zāi)現(xiàn)場，勘查現(xiàn)場的詳細(xì)情況。無人機(jī)可以通過電腦進(jìn)行操作，也可以使用遙控器進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，操作流程都不復(fù)雜。同時，無人機(jī)的使用不受空間和時間限制。特別是小型無人機(jī)，體積小、便于消防員隨身攜帶，可隨時隨地勘察火災(zāi)現(xiàn)場情況。另外，無人機(jī)和先進(jìn)的信息技術(shù)相結(jié)合，能夠有效收集火災(zāi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，使消防員及時掌握火災(zāi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，例如，火災(zāi)現(xiàn)場當(dāng)時的風(fēng)速、火災(zāi)的具體位置、火災(zāi)的具體區(qū)域等數(shù)據(jù)。只有詳細(xì)了解火災(zāi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，才能在制定救援方案時做到有的放矢。無人機(jī)具有很多設(shè)備不具有的優(yōu)勢，能夠?qū)崟r跟蹤監(jiān)控火災(zāi)現(xiàn)場，便于救援部門隨時補(bǔ)充救援方案內(nèi)容[8]。

（二）協(xié)助救援部門進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度

發(fā)生火災(zāi)事故時，盡量在第一時間內(nèi)開展有效救援，否則后果不堪設(shè)想。無人機(jī)具有較強(qiáng)的實(shí)用性，能夠在第一時間飛行至火災(zāi)現(xiàn)場，率先在火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行數(shù)據(jù)收集工作，并在短時間內(nèi)將火災(zāi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸至火災(zāi)救援指揮部，在救援指揮部的統(tǒng)一調(diào)度下協(xié)助救援工作，以便救援指揮部制定救援方案、合理安排救援力量。使用無人機(jī)執(zhí)行消防救援任務(wù)時，消防指揮部根據(jù)無人機(jī)傳輸?shù)默F(xiàn)場數(shù)據(jù)及圖像，評估火災(zāi)情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源共享。

在現(xiàn)階段，我國無人機(jī)的利用技術(shù)還有待進(jìn)一步提高，無人機(jī)可以和先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合，比如遙感技術(shù)、智能識別技術(shù)等，再結(jié)合先進(jìn)的設(shè)備對無人機(jī)的功能和性能進(jìn)行調(diào)整、優(yōu)化和升級，以便更好地服務(wù)于消防滅火救援工作，最重要的是無人機(jī)提供的火災(zāi)現(xiàn)場數(shù)據(jù)及圖像在很大程度上為消防救援提供了方向和思路，可確保消防員的人身安全，并有效提升消防救援的效率。目前國內(nèi)的無人機(jī)機(jī)型已經(jīng)具有強(qiáng)大的信息傳輸功能，能夠和衛(wèi)星之間實(shí)施信息傳輸，無人機(jī)的功能也進(jìn)一步擴(kuò)大[9]。

（三）監(jiān)測森林火災(zāi)事故，提高救援能力

隨著我國環(huán)境治理工作的持續(xù)推進(jìn)，我國的植樹造林規(guī)模逐漸擴(kuò)大、森林面積逐漸增加，極端天氣的發(fā)生，也進(jìn)一步提升了火災(zāi)的發(fā)生概率。使用無人機(jī)對森林環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，能夠有效提升森林火災(zāi)的預(yù)防效果。無人機(jī)的使用不受時間和空間的限制，一旦發(fā)生火災(zāi)隱患，可以第一時間通知消防救援部門。森林面積大，一旦發(fā)生火災(zāi)，消防員難以從中找到著火點(diǎn)，增加救援難度。使用無人機(jī)從空中勘察，能夠快速、準(zhǔn)確地找到著火點(diǎn)，無人機(jī)將火災(zāi)現(xiàn)場情況以數(shù)據(jù)和圖像的形式傳輸回救援指揮部，能夠大幅度提升救援效率和效果[10]。我國無人機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，如今無人機(jī)不僅僅是偵察、勘測火災(zāi)現(xiàn)場的輔助工具。有些先進(jìn)的無人機(jī)已經(jīng)能夠完成自主的滅火救援。

（四）提高消防員的救援能力

火災(zāi)容易引發(fā)大量的煙霧，甚至毒氣，如果火災(zāi)現(xiàn)場有群眾被困，則要盡快找到被困群眾的所處位置。使用無人機(jī)對火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行360度全景勘測，可在第一時間尋找被困群眾，盡快使群眾脫困。另外，在一些重大型的火災(zāi)事故中，容易引發(fā)意外狀況。消防員使用無人機(jī)定位被困群眾，隨時調(diào)整救援方案和計劃，能提高消防員的救援能力，確保被困群眾的人身安全[11]。

火災(zāi)事故現(xiàn)場發(fā)生意外狀況后，比如火災(zāi)現(xiàn)場的風(fēng)速增大、風(fēng)向發(fā)生變化等，必須對消防員及時下達(dá)撤離命令。這時可以通過無人機(jī)將撤離命令及時傳達(dá)至火災(zāi)現(xiàn)場的消防員。無人機(jī)帶有擴(kuò)音