謝紅剛

摘要：面對日趨嚴(yán)峻和復(fù)雜的滅火救援任務(wù)，消防應(yīng)急救援對無人機在內(nèi)的無人設(shè)備需求不斷增強。本文對無人機分類、消防無人機特點與優(yōu)勢以及無人機在消防領(lǐng)域的應(yīng)用等有基礎(chǔ)認(rèn)識，希望對無人機在消防應(yīng)急救援中開展各項工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：任務(wù);消防應(yīng)急救援;無人機

無人駕駛航空器（UA-UnmannedAircraft），是一架由遙控站管理（包括遠(yuǎn)程操控或自主飛行）的航空器，也稱遙控駕駛航空器（RPA-RemotelyPilotedAir-craft），簡稱“無人機”。

在內(nèi)燃機出現(xiàn)后，機器增強了人的體能，我們從地面飛到空中。在計算機出現(xiàn)后，信息技術(shù)又增強了人的智能，使得飛機從有人向無人轉(zhuǎn)化。無人機的出現(xiàn)，就是技術(shù)的不斷發(fā)展，又讓我們從空中回到地面，而機器卻留在了空中，去完成過去由有人機完成的任務(wù)。因此，“無人機”并非真的“無人”，而是人在回路中，由人監(jiān)視、管理甚至直接遠(yuǎn)程操控飛機。無人機的駕駛員在地面擔(dān)負(fù)安全飛行的任務(wù)，隨著動力、電源、電子以及控制技術(shù)的發(fā)展，使得陀螺、無刷電機的微型化，民用無人機目前也進(jìn)一步運用到消防領(lǐng)域中。

一、無人機的組成與工作原理

無人機一般由飛機平臺系統(tǒng)、地面控制系統(tǒng)以及有效載荷系統(tǒng)三大部分組成。有效載荷系統(tǒng)和飛機平臺系統(tǒng)組成了整個飛行器，根據(jù)負(fù)載能力和實現(xiàn)任務(wù)的不同，一個平臺可以搭載多套有效載荷系統(tǒng)，實現(xiàn)復(fù)雜功能。目前無人機系統(tǒng)可分為：地面指揮控制系統(tǒng)、無人機飛行平臺、微波無線實時圖像傳輸系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航及自動駕駛系統(tǒng)、大容量鋰聚合物供電單元、空中視頻監(jiān)控平臺、4G圖傳中繼鏈路等。

二、無人機分類

三、無人機特點與優(yōu)勢

（一）成本少，危險系數(shù)低

小型無人機運行成本低，依托飛行控件就可以對其進(jìn)行操控，維護(hù)和保養(yǎng)也比較簡便。并且無人機可以飛行到危險地域，也可以在不良?xì)夂驐l件下執(zhí)行緊急飛行任務(wù)，避免各類事故的發(fā)生。

（二）操控簡單、易于展開作業(yè)

多旋翼無人機已經(jīng)實現(xiàn)遙控飛行和按預(yù)編航線全自動飛行等功能，可以通過數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、寬帶來實現(xiàn)超視距控制，具有很全面的視野，根據(jù)現(xiàn)場需求可從不同角度、不同距離在不同光線條件下進(jìn)行作業(yè)。

（三）信息傳輸快，拓展功能多

當(dāng)突發(fā)性災(zāi)害發(fā)生時，多旋翼無人機能夠快速抵達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場，通過無線傳輸方式，將現(xiàn)場音視頻及時傳送到指揮中心，供指揮員進(jìn)行分析和決策，使得指揮部獲取災(zāi)害現(xiàn)場情報的能力大大增強。同時可以在無人機上外加擴(kuò)音設(shè)備，直接對現(xiàn)場進(jìn)行喊話，向現(xiàn)場群眾及時傳遞相關(guān)信息，也可以搭載照明設(shè)備以及生命探測儀幫助搜尋現(xiàn)場生命跡象，使得消防隊伍救援更加多元化。

四、無人機災(zāi)情偵察的種類

1.城市建筑火災(zāi)的偵察。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，當(dāng)前高層建筑、地下建筑、城市綜合體和廠房等急劇增加，發(fā)生火災(zāi)的危險性和火災(zāi)的撲救難度也日益加大。如果一旦發(fā)生火災(zāi)，圖傳設(shè)備畫面往往只能收集某一側(cè)面的情況，現(xiàn)場指揮員通過這些僅有的信息難以對火災(zāi)整體態(tài)勢實現(xiàn)全方位的掌握，給指揮員的科學(xué)決策部署和準(zhǔn)確研判帶來很大的影響。從這個情況上看，利用無人機搭載圖傳設(shè)備可以進(jìn)行火災(zāi)事故現(xiàn)場的全方位火情偵察。

2.石油化工火災(zāi)偵察。石油化工企業(yè)發(fā)生火災(zāi)，火情都比較復(fù)雜，常伴隨著爆炸，出現(xiàn)立體、大面積、多火點、復(fù)燃等多種形式燃燒，從而造成人員傷亡和重大的財產(chǎn)損失。處置石油化工火災(zāi)事故一般情況下較為危險，但對于此類災(zāi)害事故，可靠準(zhǔn)確的火情偵察尤為重要?；饒鰞?nèi)部管線縱橫，塔釜林立，火場內(nèi)部都要應(yīng)對建筑坍塌、爆炸等情況，危險性極大。目前可以利用無人機搭載圖像傳輸系統(tǒng)和紅外熱成像儀對事故現(xiàn)場進(jìn)行高空偵察，可以再獲取情報信息的同時將風(fēng)險降到最低。

3.重大自然災(zāi)害現(xiàn)場偵察。地震和山體滑坡等重大自然災(zāi)害具有受災(zāi)面積廣、范圍大，突發(fā)性以及破壞性強等特點，同時災(zāi)害會造成現(xiàn)場公網(wǎng)通信癱瘓，交通道路受損，事故現(xiàn)場情況無法第一時間傳出，救援人員也難以快速到達(dá)受災(zāi)地點，同時災(zāi)區(qū)人員也難以取得與外界的聯(lián)系。因此，如何及時、有效獲取災(zāi)情態(tài)勢成為救援行動的關(guān)鍵。

目前較為常見的是利用無人機地震災(zāi)情檢測系統(tǒng)來獲取災(zāi)區(qū)的情報。

五、無人機在應(yīng)急救援中的應(yīng)用

（一）輔助指揮，做好重大火災(zāi)和應(yīng)急救援現(xiàn)場的輔助決策。

近年來，隨著消防職能多樣化的拓展，消防隊伍面臨著各種應(yīng)急救援的壓力，火場形勢和救援現(xiàn)場存在很多的不確定性。無人機已經(jīng)在應(yīng)急救援方面發(fā)揮了越來越大的作用，無人機一般配備高清攝像頭，當(dāng)需要長距離傳輸圖像數(shù)據(jù)時，可采用4G無線圖像傳輸模塊實現(xiàn)圖像信息由地面站向指揮車回傳實時顯示圖像，再迅速將救援現(xiàn)場的視頻信息傳送到指揮部，有利于指揮部分析現(xiàn)場災(zāi)害事故發(fā)展態(tài)勢，可供指揮員進(jìn)行戰(zhàn)術(shù)決策和作戰(zhàn)部署。同時無人機在空中還可以多角度大范圍的進(jìn)行現(xiàn)場觀察，為第一時間營救被困人員提供最佳路線和最有利時機。

（二）立體監(jiān)控，做好重大安?，F(xiàn)場的形勢管控。當(dāng)前，大型活動、集會等場合越來越多，安保壓力越來越大，安保工作往往由于人力資源不足而受到局限。然而利用無人機進(jìn)行空中視頻巡查，在將目標(biāo)畫面實時傳送至安保指揮部，則能有力地支撐地面指揮與調(diào)度，提高指揮的合理性。

（三）緊急救生，做好洪澇災(zāi)害等重大災(zāi)害的應(yīng)急救援。針對洪澇、湖面求救等警情，無人機可以第一時間到達(dá)現(xiàn)場，并進(jìn)入現(xiàn)場救援人員無法進(jìn)入的危險區(qū)域，將現(xiàn)場影像資料及時傳回地面指揮中心，從而便于地面人員迅速掌握現(xiàn)場災(zāi)情態(tài)勢、定位需要救助人員位置，使得救援行動更加安全而高效。同時針對需營救人員，也可以嘗試?yán)脽o人機進(jìn)行相關(guān)救生設(shè)備的投遞。

六、無人機在危險化學(xué)品事故災(zāi)害處置的應(yīng)用

（一）生命探測儀及輕型物資投送。無人機上安裝生命探測儀后，第一時間尋找被困待救援人員，地面指揮中心可操控?zé)o人機對有撤離能力的被困者進(jìn)行道路指引，對于無法移動的被困者，可迅速利用無人機將呼吸罩、救生繩、急救藥品等輕型物資投送到指定區(qū)域，幫助被困人員進(jìn)行自救、快速逃離現(xiàn)場，或是指引救援人員迅速前往施救。在危險化學(xué)品事故災(zāi)害處置中真正意義上實現(xiàn)救人第一，科學(xué)施救。

（二）航拍高清攝像頭。無論白天黑夜，無人機可將現(xiàn)場360度全景圖通過無線傳輸實時發(fā)送至地面指揮中心，讓指揮員不僅了解危險化學(xué)品火災(zāi)現(xiàn)場輪廓、地形、面積、蔓延方向，還為救援人員提供最佳進(jìn)攻及撤退路徑選擇提供有力幫助，更為現(xiàn)場指揮員決策提供了有力的依據(jù)。

（三）可燃?xì)怏w檢測儀、有毒氣體探測儀、復(fù)合式毒氣檢測儀。裝備這些檢測儀器的無人機需在遠(yuǎn)距離起飛先行到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場，偵查危險化學(xué)品的種類，災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境是否易燃易爆或有毒，為現(xiàn)場指揮員決策提供作戰(zhàn)方案和依據(jù)。

（四）救援人員定位搜尋。現(xiàn)場通過多架無人機形成多點聯(lián)網(wǎng)覆蓋，將區(qū)域內(nèi)所有正在參與實施救援的消防人員進(jìn)行實時定位，當(dāng)遇到突發(fā)狀況時，地面指揮人員可通過無人機聯(lián)網(wǎng)定位第一時間確定位置并找尋。

（五）遠(yuǎn)距離信號覆蓋。若遇地形復(fù)雜、現(xiàn)場區(qū)域跨度大、無線信號差等情況，運用裝備有信號臺的無人機進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號覆蓋，確保無線電臺等實時通信。

（六）語音模塊。無人機集成語音模塊后，可對受災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行空中傳達(dá)指令，在高效現(xiàn)場指揮的同時也確保了遭遇突發(fā)情況時撤離通知能夠在第一時間有效傳達(dá)。

（七）災(zāi)后偵查。危險化學(xué)品事故災(zāi)害處置后，為防止復(fù)燃等情況的發(fā)生，運用無人機進(jìn)行空中巡邏，當(dāng)發(fā)現(xiàn)情況時可第一時間將可能的復(fù)燃扼殺于萌芽狀態(tài)。

七、無人機應(yīng)用于應(yīng)急救援中的注意事項

（一）特殊環(huán)境下飛行注意事項。應(yīng)盡量在遠(yuǎn)離人群的起降場地操作飛行，起飛前疏散無關(guān)人員，飛行時劃定安全警戒區(qū)域，設(shè)立安全員，并與高溫、濃煙、強腐蝕、強對流區(qū)域保持安全距離，防止無人機意外墜落造成人員傷亡和其他安全事故。

（二）集成性和兼容性載重注意事項。無人機在消防應(yīng)急救援中要實現(xiàn)很多擴(kuò)展功能，必須擁有良好的集成性和兼容性。因此，在滿載重量方面，考慮日常訓(xùn)練及使用配備的機動要求，無人偵查機需能便攜或車載到達(dá)現(xiàn)場附近，單兵進(jìn)入現(xiàn)場機動靈活部置，緊急情況下拓展攜帶器材，因此要求整套系統(tǒng)攜帶重量不宜過重。此外，在實現(xiàn)視頻傳輸外，如果要實現(xiàn)其他輔助功能的集成和傳輸（如測溫、測距、語音、生命探測、有毒氣體探測等），這必然要求無人機擁有良好的集成和兼容性。

（三）無人機駕駛員的培訓(xùn)管理注意事項。配備無人機的單位，必須對操作人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)，考取民用無人機駕駛員合格證，開展日常訓(xùn)練和飛手培養(yǎng)，形成一套日常管理使用、維護(hù)保養(yǎng)，訓(xùn)練考核機制，全面突顯消防無人機服務(wù)實戰(zhàn)效能，確保無人機裝備隨時處于完整好用狀態(tài)。

八、結(jié)語

無人機作為一種新型的飛行技術(shù)，它的操作靈活性比較好、攜帶方便、適用范圍比較廣、能夠在比較惡劣的環(huán)境下工作等特點，能夠很好的適應(yīng)災(zāi)后各類環(huán)境，在今后的滅火救援工作中將發(fā)揮重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

孫杰，謝文寒，白瑞杰.無人機傾斜攝影技術(shù)研究與應(yīng)用[J].測繪科學(xué).2019，（04）.

陳昊，沈景鳳，趙程.無人機在搶險救災(zāi)中的優(yōu)化應(yīng)用[J].電子科技.2018，（12）.