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无人机在消防无线视频传输系统中的应用

2017-06-05张磊

电子技术与软件工程 2017年7期
关键词:无人机应用

摘 要 在近年来消防应用需求及标准不断上升的同时,无人机由于其优势特点被广泛的应用于消防无线视频传输系统中,这不仅能够提高火灾现场的视频传输效率,更能够提高消防指挥决策水平,为消防工作的顺利开展提供技术支持及科学保障。本文首先对无人机应具备的功能进行了阐述,其次对其在消防无线视频传输系统中的应用做出了分析,最后总结了无人机在应用中的不足之处及改进方向。

【关键词】无人机 消防无线视频传输系统 应用

在經济发展的同时,火灾的发生频率不断上升,引起火灾的因素更是多种多样,这就对消防灭火提出了更高的要求,不仅消防工作难度及强度在一定程度上有所增加,工作危险性也同样加剧,因此这就需要进一步提高无线视频传输系统的应用优势,促进其运行状态的高效与稳定,从而能够在保证时效性的同时,将信息资源传达到城市消防指挥中心,为消防指挥人员的决策提供强而有效的科学依据。

1 无人机在消防领域中的应用应具备的特点

在对火灾现场进行高空航拍,实际上是一项难度系数较高的工作内容,并不是具有摄像功能的消费级无人机就可以完成的。虽然这部分无人机也能够在高空进行画面拍摄,但是这种设备的应用价值普遍处于较为肤浅的层面上,因此消防部队要想真实的展现火灾现场的现实状况,就需要不断提高技术水平,促进无人机应用功能的全面完善。

1.1 安全性

所谓安全性也就是进行火灾现场实际画面拍摄的无人机的机体重量不能过大,并且需要具备一定的强度,只有这样才能应对不同程度的突发情况的影响,并且在有搭载需要时,能够顺利的完成任务。与此同时,进行动力等的冗余设计是必不可少的,这是因为无人机在实际运转过程中难免会受到各类因素的影响而发生故障,在进行优化后的无人机即使机体被损坏,也可以平稳着落,这样安全性就得到了充分保障。

1.2 抗风性

由于火灾灾情的发生地区不同,风力及气候条件也就具有一定的差异性,在部分地区由于受到环境因素影响,风力等级较高,如果无人机不具备较强的抗风性,其拍摄的画面质量将难以保证。尤其是在高层建筑周边进行飞行时,由于层高较高,风力等级也会相对增强,因此这就需要无人机具备较强的抗风性,只有这样才能够平稳运行。

1.3 耐温性

设备在运行过程中发出热量是在所难免的,无人机更是如此,但是为了保证无人机的运行效率,这就需要将无人机在运行中所产生的热量控制在一定范围内,通常情况下,可以将大功率的发动机应用于无人机,以此降低负荷运转频率,这不仅能够降低设备本身运行所产生的热量,更能够提高其运行效率。除此之外,由于火灾的发生后,不仅火灾现场的温度会随之升高,在时间推进的过程中,高温会蔓延至周围环境中,而无人机在进行灾情记录时,只有具备较强的耐温性,才能够有效抵御温度过高对设备运行造成的不利影响。

1.4 防水性

一方面,消防灭火最主要的就是利用足量的水资源进行火灾扑灭工作。另一方面,自然状况下还会降水及降雪。因此无人机在进行实际运行时,应当对上述因素进行考量,不仅无人机需要具有防水优势,更为重要的就是对其零部件进行防水设计,从而保证无人机在运行过程中能够不受外界水的影响,高效完成工作任务。

1.5 续航性

火灾现场的灭火工作一般不会在短时间内迅速完成,而是一项繁复且强度较大的救援工作,因此这就需要无人机能够持续运行,这就对电池的使用时间提出了更高的标准要求,不仅要保证无人机的每次上升能够较为完整的拍摄成功一个时间点的灾情状况,更要将接替的巡查期间控制在合理范围内。

1.6 操控性

由于无人机是在高空上进行视频拍摄,工作人员需要对其进行长距离控制,使其能够在运行过程中具有极强的方向性,有效提升飞行速度及高度,从而保证无人机的画面拍摄质量。对无人机进行操控的另一原因就是有助于其避开障碍物,降低不必要碰撞导致设备损坏现象的发生频率。

1.7 抗干扰性

应用于消防领域中的无人机主要功能就是完成对灾情真实情况的图像记录及传输,因此这就需要将信号干扰程度纳入考虑范围内,所以对这一层面上无线信号的发射及接收提出了更高的要求,无人机的抗干扰功能也应不断强化,只有这样才能提高拍摄画面的清晰度,连贯性同样也得到了充分保证。

2 无人机在消防无线视频传输系统中的应用

无人机虽然能够对火灾现场进行画面拍摄,但是要想实现真正意义上的无线视频传输,吊舱的配合应用是必不可少的。通俗来讲也就是,无人机与吊舱二者是紧密相连的,无人机功能优势的发挥需要依托吊舱完成。针对消防工作中实际灭火救援的现实需求,可以在无人机的吊舱内安装设置热成像摄像机等,这就能够科学合理的达到消防无线视频传输目标,促进应用模式的多样化发展。

2.1 高空航拍

通过将具有变焦光学功能的摄像机装置在吊舱后,无人机的整体功能也得到了强化,这就能够有效的在标准高度上进行实况拍摄,范围及主体也更加趋于扩大化及广泛化特点,不仅能够完成对建筑物的拍摄,更能够对地形特点进行拍摄,在保证拍摄效率的同时,提高视频的清晰度及分辨率,使消防部队能够较为细致、完整的对目标对象进行深层了解,掌握实际情况,这是较为科学的信息资源,能够贯穿于消防工作的重点环节中,不仅能够为消防预案提供参考基础,更有助于消防经验及实践工作总结。

2.2 灾情侦查

消防工作所面临的灾情解决工作,不能仅仅局限在石化火灾、高层建筑物火灾等方面,还有一部分自然灾害,如地震、洪水、泥石流等等,这部分灾情的发生都是具有一定危险性及破坏性,并会造成一定的生命及财产损失,因此这部分灾害的现场都属于重灾区,控制难度较大,对灾害的实际情况进行掌握的工作内容难以推进,这时就需要充分应用无人机进行现场情况记录及考察,通过图像形式将灾害区域内的地形各类因素进行展现,为消防工作的侦查工作提供基础条件及参考依据,凸显灾害重点控制区域,从而在一定程度上提高灾情侦查质量及时效性,便于指挥人员进行救援决策的推进。

2.3 实时监控

灾害事故的发生及进程是具有较强变化性特点的,在灾害发生过程中不可控因素较多,因此这就需要利用无人机进行各个阶段实际情况的监控,并将所记录的视频在第一时间传递到消防指挥部,使指挥人员能够了解到灾情的转变情况,为指挥部提供不断更新的灾情变化信息,从而促进指挥决策的针对性及合理性,使指挥功能的优势特点得到最大程度的发挥,降低灾害所引起的损失影响范围。

2.4 火点定位

设有热成像功能的摄像机吊舱的无人机,能够通过热量特点将灾情区域及关键点进行确认,同时它可以穿过火灾所引起的烟雾覆盖区及建筑物本身存在的盲点,将火灾中心点及火点部位进行位置确认,这就能够将灭火救援的重点进行主次分明的标记,明确灭火救援方向,从而将火灾发生过程中的不确定因素进行掌握,使灭火救援工作更加具有全面性,进一步提高灭火救援工作高效性。

2.5 面积计算

通常情况下,火灾的蔓延速度及范围会在短时间内迅速扩大,在进行范围较大的火灾扑灭工作时,扑灭救援面积的确认具有较大难度,因此这就需要以无人机为载体,通过无人机所在高度及飞行线路角度等进行数据的不断回传,这就能够将火灾现场的实际发生面积计算出来,而后将这些信息内容与位置数据进行相互结合,使其能够展现在消防攻略图纸上,使火灾扑灭工作更加具有科学性。

3 无人机在消防无线视频传输中存在的问题及改进措施

3.1 易拆装携行能力不足

新时期消防官兵的身影出现在各种灾害现场,从火灾救援、地震救灾、抗洪抢险等等,许多地方消防车辆无法到达,这就要求我们消防部队需携带装备徒步前行赶赴现场,第一时间救援、第一时间将现场视频图像传回指挥中心。如要在现场拍摄全面完整的视频画面,无人机无疑是把利器,然而由于当前符合消防用无人机体积相对较大,单兵携行较为困难,尤其不适合地表环境恶劣及远距离徒步行进。这就要求现有无人机在制作工艺上能有突破创新,不仅要求无人机在材质上质与量兼备,同时要求无人机具备组装拆卸或是伸缩折叠特性,便于背负携行且不造成携行官兵过重的负担,争取快速安全地将装备携带至指定救援地点。

3.2 抗高温耐火能力不足

消防用无人机较多应用在火灾现场上空,受热辐射、热对流、烟囱效应等不利因素影响,无人机在飞行过程中将经受高温高热考验,有时甚至将直接面对火焰的炙烤冲击,这就要求无人机具备一定的抗高温耐火能力。要提升无人机抗高温耐火能力,无人机部件在采用碳纤维的同时还应加入阻燃材料混合制作,或是在部件表面涂抹阻燃剂等,确保无人机在高温的火灾现场安全飞行,顺利完成各项航拍任务。

4 结语

随着无人机在消防无线视频传输系统中逐步普及应用,将有效提升消防部队应急通信保障水平,尤其是灭火救援现场的视频图像传输能力,在消防部队面临“急、难、险、重”任务时能够及时提供强有力的可视化支持,辅助各级消防指挥部准确判断、合理部署、科学决策。在提高消防部队灭火救援效能的同时,最大限度地挽救社会公共财产,最大限度地保护人民群众及救援人员的生命安全。

参考文献

[1]黄家威,罗卫兵,邵华.微小型无人机无线数字视频传输系统的设计与实现[J].现代电子技术,2011(34).

[2]姬东.无人机在消防灭火救援中的应用研究[J].科技展望,2016(24).

[3]徐超.浅议无人机在消防灭火救援行动中的应用[J].无线互联科技,2016(08).

作者簡介

张磊(1979-),男,山西省太原市人。毕业于太原理工大学机械工程学院,硕士学位。现为山西阿瑞斯自动化科技有限公司工程师。

作者单位

山西阿瑞斯自动化科技有限公司 山西省太原市 030006

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