■ 陳波 山東省消防救援總隊(duì)泰安支隊(duì)?wèi)?yīng)急通信與車輛勤務(wù)站

現(xiàn)代建筑業(yè)發(fā)展迅速，高層建筑越來越多。而目前消防救援水平的發(fā)展還跟不上高層建筑的發(fā)展速度，高層建筑的救援任務(wù)越來越復(fù)雜和艱巨。在此背景下，如何充分利用當(dāng)前先進(jìn)技術(shù)提高消防救援能力已成為當(dāng)前消防工作急需解決的問題。消防無人機(jī)以獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在高層建筑救援中發(fā)揮著重要作用，它具備高清攝像儀、紅外熱像儀、氣體分析儀等先進(jìn)設(shè)備，可以實(shí)時(shí)傳輸火場內(nèi)部的關(guān)鍵信息和被困人員的位置信息，有利于發(fā)生火災(zāi)時(shí)對(duì)被困人員進(jìn)行救援。因此，利用無人機(jī)提升高層建筑消防救援水平，已成為提升現(xiàn)代消防保障的重要落腳點(diǎn)和突破口。

一、高層建筑火災(zāi)救援對(duì)消防無人機(jī)的需求

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，但是在當(dāng)前高層建筑快速發(fā)展的背景下，其配套的消防設(shè)備卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法匹配發(fā)展速度，在實(shí)際的應(yīng)用需求中，消防云梯車、消防高噴車等設(shè)備的作用與效果并無法滿足火災(zāi)現(xiàn)場的需求。例如，消防云梯車作為高空救援的主要設(shè)備，雖然其高度最多可達(dá)100 米，但是由于現(xiàn)場環(huán)境及風(fēng)力因素的影響，在實(shí)際的救援行動(dòng)的應(yīng)用中的效果會(huì)大打折扣，僅可以達(dá)到二分之一的應(yīng)用距離。同時(shí)受限于高層建筑的自身高度，其穩(wěn)定性無法得到有效的保障，加之現(xiàn)場環(huán)境的急速惡劣變化，為救援行動(dòng)的開展帶來了一系列的挑戰(zhàn)。根據(jù)調(diào)查研究，在一些已發(fā)生的案例中，上述種種條件制約了救援行動(dòng)，造成人員傷亡慘重，對(duì)人們生命安全造成了巨大的威脅。

高層建筑均超過50 米，消防設(shè)備無法得到有效應(yīng)用，需要針對(duì)火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行內(nèi)部攻克。這時(shí)關(guān)于現(xiàn)場環(huán)境信息的有效采集至關(guān)重要。消防無人機(jī)一般采用新型碳纖維材料，主要配備信息采集模塊、輔助救援裝置模塊和滅火救援裝置模塊，滿足耐候性、實(shí)時(shí)性、夜視性、靈敏度、安全性、多用途等要求。通過在消防無人機(jī)中搭載高科技產(chǎn)品，如紅外熱像儀、氣體分析儀等先進(jìn)設(shè)備，有效收集高層建筑火災(zāi)現(xiàn)場的信息，對(duì)于人員的營救行動(dòng)極為重要。同時(shí)，在發(fā)生的火災(zāi)案例中，多數(shù)人員的傷亡是由于吸收到有害氣體導(dǎo)致的，而消防無人機(jī)可以為人員投放防毒面具設(shè)備，極大地提高了人員的存活率。

二、消防無人機(jī)在高層建筑火災(zāi)救援中的優(yōu)勢(shì)

（一）技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1. 操作智能化

隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，無人機(jī)的發(fā)展也在朝著更加智能化的方向發(fā)展?？梢哉f，智能化是無人機(jī)發(fā)展的方向，很多智能化技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到無人機(jī)上。智能操作系統(tǒng)使操作人員無需時(shí)刻關(guān)注無人機(jī)的飛行狀態(tài)，自動(dòng)駕駛技術(shù)可以有效躲避障礙物，實(shí)現(xiàn)無人駕駛。通過預(yù)先編寫好的程序，可以避免人工操作可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，大大簡化了無人機(jī)的操作難度，為高層建筑消防救援工作提供了更可靠的支持。

2. 指點(diǎn)飛行

消防無人機(jī)的指點(diǎn)飛行是基于智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過為消防無人機(jī)進(jìn)行目標(biāo)定位，就可以讓無人機(jī)直接到達(dá)該位置，完成消防救援任務(wù)。在高層建筑火災(zāi)救援工作開展過程中，火點(diǎn)的火情非常重要。使用消防無人機(jī)可以快速找到救援目標(biāo)和火點(diǎn)。通過無人機(jī)傳來的信息消防人員可以快速確定起火位置，然后指揮無人機(jī)直接飛到火場上方，幫助消防員了解火災(zāi)情況。在無人機(jī)飛向火點(diǎn)的過程中，智能系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷障礙物并自動(dòng)導(dǎo)航，采集數(shù)據(jù)后自動(dòng)返航。

3.視覺追蹤

消防無人機(jī)利用智能化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)場景的追蹤。消防無人機(jī)通常會(huì)搭配圖像識(shí)別系統(tǒng)，可以有效利用系統(tǒng)進(jìn)行畫面捕捉，對(duì)拍攝的動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行追蹤，以便消防人員了解現(xiàn)場信息。同時(shí)，消防無人機(jī)還支持空中連續(xù)拍攝，跟隨火災(zāi)的發(fā)展方向有效拍攝可參考的信息，讓消防人員了解火勢(shì)蔓延方向，幫助救援工作更高效的開展。此外，通過消防無人機(jī)收集的圖形信息，消防救援中心利用這些信息進(jìn)行特定位置的鎖定，觀察一些重要區(qū)域，分析現(xiàn)場的危險(xiǎn)等級(jí)。

4.感知避障

消防無人機(jī)利用智能化技術(shù)，不需要人工進(jìn)行操作，就可以有效感知與避讓障礙物。在高層建筑火災(zāi)救援中，消防無人機(jī)要穿越重重障礙，這時(shí)其搭載的傳感器系統(tǒng)就會(huì)有效捕捉障礙物信息，通過智能分析有效計(jì)算出火災(zāi)大小與位置，從而做到無人指揮就可飛行自如。在復(fù)雜的高層建筑火災(zāi)救援中，這項(xiàng)優(yōu)勢(shì)更為突出，極大地避免了消防救援失誤。

（二）應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.靈活性高

消防無人機(jī)通常體積較小，其整體重量在100kg 左右，響應(yīng)效率高，靈活性較強(qiáng)，獨(dú)自一人就可以完成無人機(jī)的操作工作。尤其在一些復(fù)雜的環(huán)境中，消防無人機(jī)可以憑借智能化技術(shù)確保其飛行狀態(tài)，可以結(jié)合周邊環(huán)境自由調(diào)整飛行角度，確保了在任何嚴(yán)峻的環(huán)境中都能正常地進(jìn)行工作。

2.視野開闊

消防無人機(jī)搭載的廣角攝像頭有效保障了其視野的開闊性，甚至可以搭配多個(gè)攝像頭進(jìn)行全景拍攝，有效保障了消防無人機(jī)畫面捕捉的準(zhǔn)確性。尤其是消防無人機(jī)在空中進(jìn)行攝像時(shí)，攝像頭分辨率較強(qiáng)，其視野會(huì)大大提升，能夠承擔(dān)起各種艱巨任務(wù)。此外，還可以搭載紅外夜視儀在夜間進(jìn)行拍攝，全方位保障與支持救援行動(dòng)。

3.可靠性強(qiáng)

消防救援工作在一些惡劣的條件下會(huì)無法有效開展，例如在面對(duì)石油、化工等易爆危險(xiǎn)品時(shí)，在建筑物極易坍塌的情況下，救援工作往往難以開展，且容易造成人員傷亡，救援成功概率也較低。通過消防無人機(jī)就可以避免這些因素，為救援行動(dòng)提供可靠的信息，提升救援行動(dòng)的成功率。

三、消防無人機(jī)在高層建筑火災(zāi)救援中的應(yīng)用

（一）災(zāi)情偵查

高層建筑如果出現(xiàn)了火災(zāi)，往往現(xiàn)場情況會(huì)因地形與環(huán)境的限制比較復(fù)雜，這也給消防救援工作的開展帶來了障礙。通過消防無人機(jī)的飛行優(yōu)勢(shì)與內(nèi)含的攝像攝影功能，可以在空中形成有效的偵查，快速讓消防人員了解高層建筑的火災(zāi)情況，分析火災(zāi)中的危險(xiǎn)區(qū)域，有效幫助救援人員避開危險(xiǎn)區(qū)域，減少消防救援人員的傷亡。特別是在火災(zāi)救援人員無法進(jìn)入火場現(xiàn)場的情況下，通過消防無人機(jī)偵察功能對(duì)高層建筑進(jìn)行全面排查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)被困人員以及易燃、易爆的危險(xiǎn)品，為消防救援人員提供有效信息。此外，高層建筑火災(zāi)救援的另一個(gè)重點(diǎn)是火勢(shì)的控制。利用消防無人機(jī)拍攝現(xiàn)場情況，進(jìn)而幫助消防人員了解火災(zāi)現(xiàn)場的地理?xiàng)l件、氣候條件等要素，讓消防人員更準(zhǔn)確地預(yù)測火勢(shì)方向，最大限度控制火勢(shì)蔓延。

（二）人員疏散

在高層建筑發(fā)生火災(zāi)無法有效確定被困人員位置時(shí)，消防無人機(jī)就可以有效進(jìn)行人員定位工作，幫助進(jìn)行人員疏散。消防無人機(jī)上搭載的紅外熱像儀可以確定火場中被困人員的位置，同時(shí)根據(jù)無人機(jī)傳輸?shù)幕馂?zāi)情況，消防指揮人員可以為被困人員制定最優(yōu)逃生路線，大大提升人員的獲救率。通過無人機(jī)還可以發(fā)現(xiàn)被困人員的實(shí)際情況，若是出現(xiàn)受傷或行動(dòng)不便的傷員，消防人員就可以有目的地進(jìn)行救人。此外，無人機(jī)還可以配備照明指示燈和廣播引導(dǎo)系統(tǒng)，直接引導(dǎo)高層建筑中的人員疏散到正確的樓層。在無人機(jī)上攜帶喊話器也是非常有必要的。一旦發(fā)生火災(zāi)，被困人員將在身心上受到創(chuàng)傷，喊話器可以用來安撫被困人員的情緒，有助于他們冷靜地逃離事故現(xiàn)場。

（三）運(yùn)送物資

在高層建筑火災(zāi)的情況下，運(yùn)送物資是一項(xiàng)較為艱難的工作，投擲設(shè)備具有一定的局限性，高層建筑一般超過投擲設(shè)備的投擲距離，無法滿足現(xiàn)場需求。如果物資不能準(zhǔn)確放置或及時(shí)送達(dá)，這時(shí)無法及時(shí)逃生的高樓層人員以及沖向高層的消防救援人員將面臨資源不足的問題，嚴(yán)重的情況下還會(huì)面臨生命危險(xiǎn)。在這種情況下，消防無人機(jī)就可以代替投擲設(shè)備完成物資運(yùn)送任務(wù)。例如，為被困人員運(yùn)送防毒面具、藥品、逃生降落傘等應(yīng)急物資，為火場中的消防人員運(yùn)送空氣呼吸器等物品，這樣就可大大延長了消防人員的救援時(shí)間和被困人員的逃生時(shí)間，有效保障了人員的生命安全。

（四）監(jiān)控指揮

消防無人機(jī)在高層建筑火災(zāi)救援中不僅局限于上述幾項(xiàng)作用，它在指揮、指導(dǎo)救援等方面也發(fā)揮著不可代替的作用。消防無人機(jī)不僅具有較快飛行速度，且飛行高度還可以達(dá)到數(shù)百米，配備攝像功能，巡航半徑可達(dá)數(shù)公里，有效捕捉高層建筑火災(zāi)位置以及周圍的溫度、環(huán)境、燃燒物質(zhì)、水源等，這些功能優(yōu)勢(shì)為火災(zāi)救援行動(dòng)有效指揮提供了極大的幫助。在火災(zāi)救援的過程中，多臺(tái)消防無人機(jī)同時(shí)出動(dòng)，可以有效地獲取高層建筑火災(zāi)的全面情況，通過將這些信息統(tǒng)一傳輸?shù)较谰仍行?，有效幫助消防指揮人員進(jìn)行工作，極大地提升了救援工作的效率與被困人員的獲救率。此外，在實(shí)際高層建筑火災(zāi)救援指揮過程中，災(zāi)害現(xiàn)場往往瞬息萬變，這時(shí)消防指揮人員可以通過消防無人機(jī)進(jìn)行指揮工作，快速定位火災(zāi)位置與火源，及時(shí)快速地消滅火災(zāi)，防止火勢(shì)進(jìn)一步蔓延。

（五）輔助救援

在高層建筑火災(zāi)救援過程中，消防無人機(jī)也可以起到輔助救援的作用。高層建筑出現(xiàn)火災(zāi)時(shí)其周圍環(huán)境是復(fù)雜多變的，消防人員進(jìn)行救援行動(dòng)隨時(shí)會(huì)面臨各種各樣、不可控制的危險(xiǎn)，這時(shí)候消防無人機(jī)輔助救援的功能就顯得尤為重要了，消防無人機(jī)所具備的優(yōu)勢(shì)可以確保救援工作順利進(jìn)行。例如，消防無人機(jī)可以搭配語音模塊，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的指揮工作，從而保障救援工作有針對(duì)性開展，提升救援效率；消防無人機(jī)還可以實(shí)現(xiàn)救災(zāi)物資的補(bǔ)給工作，為消防工作提供保障，在高層建筑中發(fā)現(xiàn)人員被困的情況時(shí)，無法進(jìn)行向下人員疏散工作，這時(shí)消防無人機(jī)就可以搭載安全繩進(jìn)行救援，提升逃生的成功率；消防無人機(jī)還可以配備滅火劑，對(duì)火災(zāi)指定區(qū)域進(jìn)行噴灑，精確撲滅人員難以到達(dá)區(qū)域的火勢(shì)。

（六）信息收集

在高層建筑火災(zāi)救援工作開展時(shí)，首先就是需要確定火災(zāi)現(xiàn)場的具體情況，通過消防無人機(jī)內(nèi)含的設(shè)備，可以有效進(jìn)行信息收集的工作。消防無人機(jī)在救援行動(dòng)中，可以與無線、有線線路進(jìn)行連接，通過配合使用將信息進(jìn)行最大化共享，幫助救援人員獲取實(shí)時(shí)信息。同時(shí)，消防無人機(jī)還可以與救援指揮中心、其他設(shè)備等進(jìn)行配合使用，通過數(shù)據(jù)傳輸?shù)谝粫r(shí)間分享視頻信息，大大提高救援的及時(shí)性，有利于提高救援工作的成功率。此外，消防無人機(jī)拍攝的圖片、視頻的信息還可以有效整合，形成地形信息圖，為災(zāi)情評(píng)估工作提供重要幫助。

四、結(jié)語

總之，在現(xiàn)代高層建筑物越來越多的背景下，消防無人機(jī)以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于高層建筑火災(zāi)救援中，有利于救援行動(dòng)的順利開展，極大地提升了救援行動(dòng)的成功率，確保人員的生命安全，對(duì)消防事業(yè)發(fā)展起到非常重要的推動(dòng)作用。