无人机在消防灭火救援中的应用研究

乔瑛娜

摘要：随着技术的不断发展和演变，无人机技术已成为当代先进技术之一，在很多领域中发挥了重要的作用，特别是在消防灭火救援过程中，可以提高灭火救援的效率，展现无人机技术应用的优势。本研究介绍了无人机的现状、功能、特点及优势，探讨了无人机应用于灭火救援工作中的功能实现、功能扩展及战勤保障等，为消防规范化、程序化、现代化应用无人机开展灭火救援提供技术保障。

关键词：无人机;消防救援;灭火技术;应用研究

1引言

消防无人机具有无人驾驶、无视地形、高空俯视视角广阔、控制灵活、搭载多种探测设备等诸多特点和优势，在消防领域有着不可替代的应用价值，在高温火场上空或受空气、温度、现场环境等因素影响，消防人员无法靠近风险较高区域时，消防无人机可以实现火情监控、投送救援物资以及基础灭火等重要工作，可以有效提高灭火救援的实战效能，大大降低人员救援风险。在灭火救援过程中，无人机迅速准确的技术应用，让火灾救援取得更好的救援效果，避免受到干扰因素的影响，在实际消防灭火救援中，受到火灾救援现场指挥的一致好评。

2简析无人机的基本情况和应用优势

2.1灾情侦查

在无人机设备上搭载远程监察设备，如红外传感设备、高清摄像头、有毒有害气体浓度传感设备、温度检测设备等，可以有效对火灾现场的环境进行监测。我国航天科工集团推出的第三代红外侦测无人机设备，可以搭载红外热成像仪，针对高层建筑起火，有效提供外部侦查效果。同时，超大的复杂能力可以实现灭火弹投掷功能。江苏鸿鹄无人机应用科技有限公司研发的SKY-WALKER系列无人机通过搭载三光三轴光电吊舱、倾斜摄影相机、多组分气体检测、高功率探照灯、声光广播等模块，实现了与物联网的结合，可对消防安全重点单位进行实时动态监控和灾时灾情监测与辅助救援等。

2.2森林防火监测

森林火灾发生具有较高的突发性，火灾后果较为严重，其灭火救援活动也存在较高的难度，传统火灾监测措施和技术难以实现对森林火灾的监测工作。而消防无人机技术的问世，有效弥补了我国在森林火灾监测中的技术缺失。吉林工程技术学校研发的全新无人机预警装置，可以在千米以上的高空中精准发现森林起火点，并利用自身装载的灭火弹进行初步灭火，同时将火灾影像传回指挥部。

2.3辅助灭火和应急救援

伴随无人机技术的不断发展，尤其是无人机承载能力以及遥感范围技术的不断突破，让无人机技术可承载更多的设备与仪器，实现更多辅助灭火的消防功能。2013年，澳大利亚率先研发的无人机水泡灭火设备，通过全新动力架构下的承载系统，实现大重量的垂直升降、喷射水及灭火剂，实现了灭火功能。我国自主研发的四旋翼无人机设备，通过加装导航系统以及声波发生系统，可以向火源发生30-60赫兹的高频灭火声波，通过声波击打，隔离氧气以及可燃物，实现阻燃作用。长安大学设计的—种基于无人机的灭火控制系统，可实时显示影像信息，并对无人机摄像镜头、灭火系统以及照明系统进行有效控制。国家消防装备质量监督检验中心在对各类无人机产品跟踪调研、科学论证和模拟测试的基础上，形成了消防无人机系统检验的技术要求及试验说明，主要包括消防功能、飞行性能、环境适应性能、电磁兼容性能等50余项，并于2016年8月正式受理消防无人机生产企业的检验申请。

3应用无人机进行消防灭火救援存在的技术问题和不足

3.1无人机设备适用性较弱，环境要求高

无人机设备属于高精密设备之一，对适用环境有较为苛刻的需求，而火灾现场环境十分复杂恶劣，其风场、烟雾、温度以及爆炸产生的震荡波等因素均对无人机设备造成影响，有可能发生故障甚至坠机事故。

3.2模块化集成和兼容性不强

现阶段我国没有消防专用的无人机设备，均为普通无人机设备加装各类设备仪器进行消防作业，而携带过多不同功能模块设备的无人机，在工作中不同模块之间存在相互干扰的情况，导致模块功能受限或失控的现象时有发生。

3.3消防无人机在续航、载重、防爆等方面的技术仍不成熟

近年來，虽然无人机续航能力有了显著提高，但给予消防无人机设备的预期作战时间，无人机续航能力仍然不够充足，无法实现连续作业能力。现阶段无人机设备承载能力虽然可以满足各类仪器设备的重量需求，但仍无法直接携带水、药、粉等灭火材料进行直接灭火。同时，无人机的防爆能力不够强，无法进入有爆炸风险的场所进行作业，且大多数无人机不具备智能化避障技术。

4无人机进行消防灭火救援工作的具体应用

4.1专业化

根据不同类型火灾对无人机的实际需求，研发出对应功能的专用消防无人机设备，是消防无人机发展的重要趋势。立足差异化、专业化的无人机发展理念，设计出有技术侧重点的专业无人机设备，如森林火灾的探测中，由于森林面积普遍较大，对无人机的续航能力以及控制范围有较高的需求，因此森林检测用无人机应侧重于其续航能力和遥感范围。对于石油化工火灾消防使用无人机时，应重视其对可燃气体以及有毒有害气体的检测能力，对于地震、山丘、水域的消防无人机，应重视起承载能力，以求满足更高的物资投放需求。

4.2智能化

现阶段的消防无人机设备通过安装承载对应的监测以及消防设备，并植入预定的控制程序，实现多种消防功能。但该方法也导致无人机设备在任务执行时缺少必要的变通能力，出发后只能按照预定程序继续操作执行，火灾消防现场环境瞬息万变，因此应建立智能化的控制系统，根据现场情况让机载设备自动调整自身参数以及任务目标，实现更高质量的消防监测作用。

4.3一体化

消防无人机一方面要实现火灾事故现场信息的实时立体化展示，另一方面要能够参与特殊地点的辅助灭火，同时还应具备为被困人员提供一系列辅助应急救援的能力。只有“三位一体”的消防无人机才能满足救援现场全方位作业的客观需求。

4.4量产化

消防无人机技术在我国属于高新技术之一，机载设备仪器生产安装成本较高，无法进行大面积生产和普及，同时在使用过程中其高昂的维护成本，也让多数持有单位轻易不会使用无人机消防设备。我国应加强对无人机设备以及机载仪器的生产技术、成本控制研究，对于无法良好控制的高成本环境应进行对应的技术替代研究，最终实现无人机设备的量产，从而全面普及应用消防无人机。

4.5普及化

无人机设备是当前国内应用较为广泛的一种航空摄录电子设备，它是在我国科学技术研究能力不断提升背景下产生的一种新型飞行设备，根据自身应用优势，它可以应用在复杂地形的监测，但当前无人机操作程序对现有人员的技术能力要求比较高，在实际应用无人机开展各项工作时，应该针对不同领域的工作，特别是消防救援，对相关人员开展一系列操作知识和技能专业培训。

5结语

无人机能够及时掌控火灾灾害现场情况，在消防任务执行中自主性和智能性比较高，能够配合火灾现场指挥人员对灾情进行实时有效准确预判。目前，几乎所有无人机在操作上都较为简单，技术尚处在初级阶段，今后，应不断创新和完善，让无人机在消防救援应用中适应实际需求，通过消防单位和研发机构的共同努力，发挥更大综合效益。