无人机在消防灭火救援工作中的应用研究

李宁

摘 要：随着科技的不断发展以及通信设备的日新月异，很多智能的科技出现在了人们的生活中，但是城市面临的问题也逐渐增多，尤其是火灾的发生，不仅造成了经济损失，甚至威胁到生命安全。所以城市的发展同时也需要消防通信建设也需要跟上时代的步伐，需要引进高科技帮助消防信息更好的建设，因此无人机技术应用与消防运用而生，并且这项技术在应用过程中逐渐得到成熟，成为消防部队的新的合作伙伴。本文重点讨论无人机技术应用于灭火救援工作中的特殊作用、功能扩展及战勤保障等内容，为消防部队应用无人机进行灭火救援提供技术支撑。

关键词：无人机;消防;应用

中图分类号：D631.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）21-0180-02

0 引言

社会和科技水平的发展给人们生活提供了不言而喻的方便，同时也给消防救援工作带来了新的难题，各种灾害事故形成多样化，复杂化的增长趋势，给消防人员带来了巨大的挑战和压力，然而面对复杂的局面，面对难以控制的火情，消防人员该何去何从，是最帅的逆行还是残忍的转身。在新的环境下，就需要更新消防部隊的装备，拓展消防工作职能，因此就要采用更加科学、先进的技术。无人机在监测与通信等方面的技术在近些年得到了不断的更新换代，未来的5G更为此发展奠定了坚实的基础，因此，将其应用在消防火灾救援工作中可以发挥不容小觑的作用，为灭火救援工作提供了更好的思路和方向。

1 无人机简介

无人机是一种低空飞行器，消防工作使用的大都用的是多旋翼无人机，因为这种无人机机动性高，而且支持大幅度旋转。消防无人机的飞行高低不是很高，一般在合适的飞行空间内是50～1000米。这在有灾情的地方摄影是近景拍摄，其测量的精度小于1米，甚至能够精确到毫米。在飞行中，无人机可以飞行到危险地域，基本上也不会受到天气的影响，其次成本远远没有人力珍贵也没有对设备有过高的要求，同时也提升了消防工作的安全性和高效性。无人机可以在高空进行作业，视角比人要广阔还拥有较高的分辨率，拍摄出来的图像清晰并且可以旋转移动拍摄录制，在作业过程中拍摄的各类图像、语音和数据等都可以同时传输给地面，而地面上消防人员通过培训就可以掌握使用无人机的操控方式方法。总的来讲，无人机的优越性能加入到了消防前线是一个有力的技术支持，为险情的救援也带来了很大的希望，无人机也因此获得了一个特别的称号——空中机器人。

2 无人机技术优势

2.1 高机动性

我国目前投入使用的灭火救援消防无人机大多都是轻型、小型的无人机，其重量大约在116千克以下，可随身携带，起飞不受天气地形影响，需要操作人数1～2人。这种小型、轻型的无人机可以在天空转小半斤的弯，也很敏捷，可以勘测全方位角度，能把环境的因素最小化，其目的是能最快速的赶到火灾现场收集信息以及传输信息，在最快的时间里掌控了解火情，争取宝贵的时间。

2.2 视野开阔

这种应用于消防工作的无人机一般配备的是广角摄像机，这种摄像机能够对周围的情况进行捕捉，也可以配备两个摄像机，360度无死角视野，可弥补固定视频监控和人员巡查可能遇到监控死角的不足。在低空飞行中，其分辨率很高，可以传输给地面很清晰的画面，还能搭载可见光、红外成像系统，通过感知细微温差呈现拍摄目标，不受气体、烟雾等遮挡限制，可完全应用于黑夜环境，可使用与复杂地势和严重灾区。

2.3 可靠高效

在面对危险的险情中，之前的方法都是通过消防人员的人力去前线了解情况并解救被困人员，然而现在无人机却能够在危险之中做出冲锋的首批消防力量，不仅信息可靠而且大大减少消防人员的危险系数以及人力的投入。对区域内各类建筑物及道路、水系、桥梁、工业管道、供水管道、电力线路等公共服务设施提供精细准确的三维数据和图像能够有效规避消防人员伤亡。

2.4 智能进化

近些年我国的无人机的发展，不再只是遥控的操作方式，再加上5G时代的到来，无人机迎来了新生，从遥控变成了自主飞行，这就涉及到新增加的三个功能：障碍感知、智能跟随、指点飞行。障碍感知系统是在无人机上增加了传感器，使其在空中主动躲避障碍物，拥有了环境感知与避障的能力，可以让他去更加复杂的地势。智能跟随系统可以实现画面跟踪，锁定画面的作用，指点飞行即可提前规划好飞行路线，让其按照消防工作人员的思路进行自主飞行。

3 无人机技术在消防灭火救援中的应用

3.1 灾情侦查的应用

将无人机投入在消防救援中，尤其是对于一些危险性较高的灾害区域，比如化工厂火灾、化学物质爆炸、毒气等人员不能进入，这种情况下，消防人员是无法在第一时间进入现场进行救援，但是无人机却不受环境的影响，能够在第一时间进入并且可以采集很多可靠的信息，消防人员可以借助其传来的音频和传感器的数据进行合理的分析和展开救援，并且也让消防人员掌握火场的火源和灾区的关键位置，为下一步救援计划增加了思路[1]。

3.2 信息收集的应用

无人机根据自身的优势，可以升天数架，每一架都可以安装不同的数据检测器对现场进行一个全面的数据分析然后再通过3G/4G/5G图像传输给地面，用过卫星链路，实时传世给地面指挥中心，为火灾抢险救援提供了及时准确的信息，在最短的时间提高了胜算，也减少了一部分的财产损失和人员伤亡，大大的节约了救援时间也保障了救援人员的安全。

3.3 辅助救援的应用

无人机具有极强的灵活性，除了其飞行操作灵活性以外，无人机上可搭载不同类型的设备，除了常规的摄像头、扩音设备、语言通话等设备，方便指挥员对现场救援人员发布命令，在紧急救援情况下，能够快速准确抛投救灾物或救生圈资给指定人员或指定地点。还可搭载救生衣、救生圈、进行空投、辅助搭建水上索道、高山搜索可搭载红外设备等，进行辅助灭火救援的灾害处理。同时，无人机在对现场地形结构数据搜集之后，现场指挥、空中喊话、人群疏散、交通疏导，指挥中心人员就可以为救援人员选择一条最合理的灭火救援和逃生通道，并指挥相关人员按照通道进行逃离，为消防人员和受困人员开出一条绿色通道[2]。

3.4 调度指挥

灭火救援这种抢险工作，需要极大的人力物力，影响力大。无人机技术在运用于消防灭火救援中，却能体现出高机动性，应用复杂情况，起到调度指挥的强有力的辅助工具。在现实的火灾扑救现场，实时的灾害现场音视频图像传输对于指挥调度的意义是重大的，而无人机的机制弥补了对于救援人员无法第一时间深入的复杂环境下侦查，无人机能为各类复杂环境下的火灾扑救指挥调度提供有效的辅助决策。无人机系统还可使决策者查看指定点的时实视频传输，可以将现场图像通过卫星链路、3G/4G/5G图像传输系统等设备直接传到地面指挥中心供各级决策者进行决策，极大地提高了消防部门指挥调度的信息化水平[3]。

4 无人机技术的漏洞

虽然无人机对天气不受太大的影响，但是遇到6級以上大风就很难在空中维持较长时间的勘测，部分地区的温度环境也是比较恶略，夏天40～50摄氏度，冬天-20摄氏度。现在的无人机技术还需要不断地升级不断的更新创新，实力不够过硬，再加上部分地区的信号不是很通畅导致信息无法传输给地面。另外，兼容性不够，不全面，搭载的设备不能够兼容，从而导致需要很多无人机来进行现在勘测，在不同软件支持的设备搭载时不能够表现出应用效果，还需进行改进。无人机技术的应用还不够全面，所以掌握技术的消防人员还不是很多也不是很精，所以未来可以开设训练无人机课程。

此外，无人机最致命的缺点就是续航，一般只能维持在20分钟就要自主返回了。所以电池续航能力还有待提高，尤其是在恶略环境下，维持的时间就更短，而实际救援往往时间很长，大大限制了消防无人机的整体发展，若要促进消防无人机的良性发展，解决无人机电池续航能力问题迫在眉睫。

5 未来时代的无人机技术在消防的应用

三大运营商已经在全国多个城市试点运行5G，计划到2020年，将实现5G网络正式商用。众所周知5G具有高速率，低延迟，大容量的特点。在5G网络的支撑下，新一代无人机将打破图像传输和控制的时空限制，具备实时超高清图传、远程低时延控制、永远在线等重要能力的同时再加上5G网络数字图传这样可以避免断网导致的飞机失控，带来不必要的损失，无人机技术的前景旷阔，是新时代消防的必备工具[4]。

有了5G的技术支持，无人机技术更是如虎添翼，地面工作人员就可以云端操作无人机，4k高清图像实时传输，面对大火，火场救援就会更加从容。在无人消防领域，当火情发生时，就需要这样的传输，为地面指挥决策做出了重要的信息，全面了解火灾情况以及火源准确位置进行定点打击，这种效率目前只有5G能够做到。相信5G时代的发展无人机技术在消防灭火救援领域无人机将借助5G网络实现远程视频采集、远程设备控制，成为消防队员的有力帮手[5]。

6 结语

随着无人机技术的不断发展和进步，如何利用无人机系统对消防事业提供帮助，有力支持灭火救援、抢险救灾、各类突发事件处置等工作值得进一步研究无人机在消防灭火救援工作中的应用，是未来的大势所趋。无人机的优越性能既能保障前线工作的需要也能保证工作人员的生命安全，是消防工作的中坚力量，未来还会有更大的挑战，时代的发展消防也要跟随时代而发展，在对抗各类事故灾害尤其发挥着重要的地位，保证人民的生命和财产安全是首要任务，完成救援任务是根本原因。所以消防部门应当学习先进的可以，熟练运用无人机技术，充分认识到无人机技术在灭火救援中的关键角色，更好的完成每一次的救援任务。居民也应该加强消防意识，如何防护、逃生、等待、救援，尽可能的防止火灾的发生。

参考文献

[1] 康凯.无人机在消防灭火救援工作中的应用研究[J].武警学院学报，2013（10）：27-29.

[2] 姬东.无人机在消防灭火救援工作中的应用研究[J].科技展望，2016（24）：155.

[3] 毛勇，忠徐刚，丁晨.消防无人机的应用助力消防灭火救援工作[J].中国管理信息化，2018（23）：176-178.

[4] 张晓光.浅谈无人机在消防灭火救援中的应用[J].消防界，2017（05）：14.

[5] 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）：141-142.