浅谈无人机在消防应急救援工作中的运用

谢红刚

摘要：面对日趋严峻和复杂的灭火救援任务，消防应急救援对无人机在内的无人设备需求不断增强。本文对无人机分类、消防无人机特点与优势以及无人机在消防领域的应用等有基础认识，希望对无人机在消防应急救援中开展各项工作有所帮助。

关键词：任务;消防应急救援;无人机

无人驾驶航空器（UA-UnmannedAircraft），是一架由遥控站管理（包括远程操控或自主飞行）的航空器，也称遥控驾驶航空器（RPA-RemotelyPilotedAir-craft），简称“无人机”。

在内燃机出现后，机器增强了人的体能，我们从地面飞到空中。在计算机出现后，信息技术又增强了人的智能，使得飞机从有人向无人转化。无人机的出现，就是技术的不断发展，又让我们从空中回到地面，而机器却留在了空中，去完成过去由有人机完成的任务。因此，“无人机”并非真的“无人”，而是人在回路中，由人监视、管理甚至直接远程操控飞机。无人机的驾驶员在地面担负安全飞行的任务，随着动力、电源、电子以及控制技术的发展，使得陀螺、无刷电机的微型化，民用无人机目前也进一步运用到消防领域中。

一、无人机的组成与工作原理

无人机一般由飞机平台系统、地面控制系统以及有效载荷系统三大部分组成。有效载荷系统和飞机平台系统组成了整个飞行器，根据负载能力和实现任务的不同，一个平台可以搭载多套有效载荷系统，实现复杂功能。目前无人机系统可分为：地面指挥控制系统、无人机飞行平台、微波无线实时图像传输系统、GPS导航及自动驾驶系统、大容量锂聚合物供电单元、空中视频监控平台、4G图传中继链路等。

二、无人机分类

三、无人机特点与优势

（一）成本少，危险系数低

小型无人机运行成本低，依托飞行控件就可以对其进行操控，维护和保养也比较简便。并且无人机可以飞行到危险地域，也可以在不良气候条件下执行紧急飞行任务，避免各类事故的发生。

（二）操控简单、易于展开作业

多旋翼无人机已经实现遥控飞行和按预编航线全自动飞行等功能，可以通过数据链技术、宽带来实现超视距控制，具有很全面的视野，根据现场需求可从不同角度、不同距离在不同光线条件下进行作业。

（三）信息传输快，拓展功能多

当突发性灾害发生时，多旋翼无人机能够快速抵达灾害现场，通过无线传输方式，将现场音视频及时传送到指挥中心，供指挥员进行分析和决策，使得指挥部获取灾害现场情报的能力大大增强。同时可以在无人机上外加扩音设备，直接对现场进行喊话，向现场群众及时传递相关信息，也可以搭载照明设备以及生命探测仪帮助搜寻现场生命迹象，使得消防队伍救援更加多元化。

四、无人机灾情侦察的种类

1.城市建筑火灾的侦察。随着经济的快速发展，当前高层建筑、地下建筑、城市综合体和厂房等急剧增加，发生火灾的危险性和火灾的扑救难度也日益加大。如果一旦发生火灾，图传设备画面往往只能收集某一侧面的情况，现场指挥员通过这些仅有的信息难以对火灾整体态势实现全方位的掌握，给指挥员的科学决策部署和准确研判带来很大的影响。从这个情况上看，利用无人机搭载图传设备可以进行火灾事故现场的全方位火情侦察。

2.石油化工火灾侦察。石油化工企业发生火灾，火情都比较复杂，常伴随着爆炸，出现立体、大面积、多火点、复燃等多种形式燃烧，从而造成人员伤亡和重大的财产损失。处置石油化工火灾事故一般情况下较为危险，但对于此类灾害事故，可靠准确的火情侦察尤为重要。火场内部管线纵横，塔釜林立，火场内部都要应对建筑坍塌、爆炸等情况，危险性极大。目前可以利用无人机搭载图像传输系统和红外热成像仪对事故现场进行高空侦察，可以再获取情报信息的同时将风险降到最低。

3.重大自然灾害现场侦察。地震和山体滑坡等重大自然灾害具有受灾面积广、范围大，突发性以及破坏性强等特点，同时灾害会造成现场公网通信瘫痪，交通道路受损，事故现场情况无法第一时间传出，救援人员也难以快速到达受灾地点，同时灾区人员也难以取得与外界的联系。因此，如何及时、有效获取灾情态势成为救援行动的关键。

目前较为常见的是利用无人机地震灾情检测系统来获取灾区的情报。

五、无人机在应急救援中的应用

（一）辅助指挥，做好重大火灾和应急救援现场的辅助决策。

近年来，随着消防职能多样化的拓展，消防队伍面临着各种应急救援的压力，火场形势和救援现场存在很多的不确定性。无人机已经在应急救援方面发挥了越来越大的作用，无人机一般配备高清摄像头，当需要长距离传输图像数据时，可采用4G无线图像传输模块实现图像信息由地面站向指挥车回传实时显示图像，再迅速将救援现场的视频信息传送到指挥部，有利于指挥部分析现场灾害事故发展态势，可供指挥员进行战术决策和作战部署。同时无人机在空中还可以多角度大范围的进行现场观察，为第一时间营救被困人员提供最佳路线和最有利时机。

（二）立体监控，做好重大安保现场的形势管控。当前，大型活动、集会等场合越来越多，安保压力越来越大，安保工作往往由于人力资源不足而受到局限。然而利用无人机进行空中视频巡查，在将目标画面实时传送至安保指挥部，则能有力地支撑地面指挥与调度，提高指挥的合理性。

（三）紧急救生，做好洪澇灾害等重大灾害的应急救援。针对洪涝、湖面求救等警情，无人机可以第一时间到达现场，并进入现场救援人员无法进入的危险区域，将现场影像资料及时传回地面指挥中心，从而便于地面人员迅速掌握现场灾情态势、定位需要救助人员位置，使得救援行动更加安全而高效。同时针对需营救人员，也可以尝试利用无人机进行相关救生设备的投递。

六、无人机在危险化学品事故灾害处置的应用

（一）生命探测仪及轻型物资投送。无人机上安装生命探测仪后，第一时间寻找被困待救援人员，地面指挥中心可操控无人机对有撤离能力的被困者进行道路指引，对于无法移动的被困者，可迅速利用无人机将呼吸罩、救生绳、急救药品等轻型物资投送到指定区域，帮助被困人员进行自救、快速逃离现场，或是指引救援人员迅速前往施救。在危险化学品事故灾害处置中真正意义上实现救人第一，科学施救。

（二）航拍高清摄像头。无论白天黑夜，无人机可将现场360度全景图通过无线传输实时发送至地面指挥中心，让指挥员不仅了解危险化学品火灾现场轮廓、地形、面积、蔓延方向，还为救援人员提供最佳进攻及撤退路径选择提供有力帮助，更为现场指挥员决策提供了有力的依据。

（三）可燃气体检测仪、有毒气体探测仪、复合式毒气检测仪。装备这些检测仪器的无人机需在远距离起飞先行到达灾害现场，侦查危险化学品的种类，灾害现场环境是否易燃易爆或有毒，为现场指挥员决策提供作战方案和依据。

（四）救援人员定位搜寻。现场通过多架无人机形成多点联网覆盖，将区域内所有正在參与实施救援的消防人员进行实时定位，当遇到突发状况时，地面指挥人员可通过无人机联网定位第一时间确定位置并找寻。

（五）远距离信号覆盖。若遇地形复杂、现场区域跨度大、无线信号差等情况，运用装备有信号台的无人机进行远距离信号覆盖，确保无线电台等实时通信。

（六）语音模块。无人机集成语音模块后，可对受灾现场进行空中传达指令，在高效现场指挥的同时也确保了遭遇突发情况时撤离通知能够在第一时间有效传达。

（七）灾后侦查。危险化学品事故灾害处置后，为防止复燃等情况的发生，运用无人机进行空中巡逻，当发现情况时可第一时间将可能的复燃扼杀于萌芽状态。

七、无人机应用于应急救援中的注意事项

（一）特殊环境下飞行注意事项。应尽量在远离人群的起降场地操作飞行，起飞前疏散无关人员，飞行时划定安全警戒区域，设立安全员，并与高温、浓烟、强腐蚀、强对流区域保持安全距离，防止无人机意外坠落造成人员伤亡和其他安全事故。

（二）集成性和兼容性载重注意事项。无人机在消防应急救援中要实现很多扩展功能，必须拥有良好的集成性和兼容性。因此，在满载重量方面，考虑日常训练及使用配备的机动要求，无人侦查机需能便携或车载到达现场附近，单兵进入现场机动灵活部置，紧急情况下拓展携带器材，因此要求整套系统携带重量不宜过重。此外，在实现视频传输外，如果要实现其他辅助功能的集成和传输（如测温、测距、语音、生命探测、有毒气体探测等），这必然要求无人机拥有良好的集成和兼容性。

（三）无人机驾驶员的培训管理注意事项。配备无人机的单位，必须对操作人员进行业务培训，考取民用无人机驾驶员合格证，开展日常训练和飞手培养，形成一套日常管理使用、维护保养，训练考核机制，全面突显消防无人机服务实战效能，确保无人机装备随时处于完整好用状态。

八、结语

无人机作为一种新型的飞行技术，它的操作灵活性比较好、携带方便、适用范围比较广、能够在比较恶劣的环境下工作等特点，能够很好的适应灾后各类环境，在今后的灭火救援工作中将发挥重要的作用。

参考文献：

孙杰，谢文寒，白瑞杰.无人机倾斜摄影技术研究与应用[J].测绘科学.2019，（04）.

陈昊，沈景凤，赵程.无人机在抢险救灾中的优化应用[J].电子科技.2018，（12）.