灭火无人机应用研究

李芳荣

摘 要 近年来，无人机技术发展速度惊人，这不仅是科技发展的结果，也给其应用前景提供了广阔的空间，通过自身十多年基层灭火救援经验，同时对目前在处理高层火灾、大跨度厂房、临垮塌建筑及其他大型火灾时传统灭火战斗所面临的各种问题进行梳理和研究，引发了设计和研发一款高效实用的灭火无人机，并将其更深层次应用于灭火救援领域的深入思考。

关键词 灭火无人机;战术;灭后救援

1目前无人机应用现状

1.1 功能单一

目前，各个消防队也都相继配备了一定数量和型号的无人机，但这类无人机功能性单一，仅局限于拍摄及存储功能，在灭火救援现场仅具备侦查的作用。甚至传输功能还需要借助4G图传系统才能实现。

1.2 控制距离短

九龙坡支队现有无人机采用wifi信号进行控制，这也是当下民用无人机最为普遍的链接传输方法，理论控制距离最远4公里，但实际情况下远远达不到这个数据，这严重限制了无人机的实践性应用，必须使用载具将无人机运送到现场再进行现场操控，既节约不了时间，携带又不方便[1]。

2灭火无人机功能实现的技术性条件

2.1 无人机操控技术日趋成熟，精准操控进一步强化

随着无人机近几年的迅猛发展，无论从软件功能和硬件质量上讲，都得到了进一步的提升，功能完善性和可操控性也更加趋于成熟。

2.2 移动网络和微波传输，可实现远程控制、监控、数据传送功能

无人机应用主要有移动网络、无线网络、微波、卫星控制等传控方式，于民用而言，4G、微波是实现远距离传输的主要手段，但缺点是传输可能会由于区域信号或硬件设备等问题相对延迟（有一定影响，但是不大）。随着国家5G战略的实施，wifi无线、4G和微波等传输方式必将会被5G网络传输取代，使民用无人机远程无延迟控制功能成为现实。

2.3 VR全景技术接入，实现超视距全景控制，沉浸驾驶，虚拟现场，身临其境

3灭火无人机在战斗中的明显优势

3.1 机动灵活

①由于不受交通路线限制，可实现直线距离飞行，时速可达120-180KM/H，10分钟辖区全覆盖飞行，高速到达火场;②目前比较好的无人机可以达到4个小时续航，完全足够一个较大型火灾的需求。③可以及时补充灭火弹药、传递救援物资，还可以通过机身自带（可选）的各种高科技探测设备为指挥提供可靠资料。④远程操控，无需将无人机车载至现场，对无人机进行操作的人员也无须亲历现场甚至无须进行全面完善的作战培训，同时，无人机可以在各种平台进行起降，灵活迅速。

3.2 高效灭火

①快速定位火点。利用无人机机载的红外和可见光摄像机监测实时火灾情况，经数控遥测电路实时传输到地面控制站，将火点、热点显示在地面站的数字地图上，并进行精确的火点定位，为指挥站提供精确火情信息;②根据火灾种类挂载高效灭火弹，第一时间压制火势。一颗灭火弹的控制范围约为6～20平方米;③操作多样。可高空投放，全面覆盖，可定点射击，精准灭火，也可VR虚拟现场，临危不惧。

3.3 安全可靠

低空编程或导航飞行，有效规避行车交通等传统灭火救援行动中存在的风险，安全系数高，同时在灭火现场可代替人力进入危险区域，避免灭火救援处置中的人员伤亡。

3.4 节省资源

现在如遇大型火灾，一般运用的是“杀鸡用牛刀”人海车海战术，缺水区域还面临水源不足需要长距离运水，不仅有人力物力成本，还有时间成本;如遇油品等类型火灾，泡沫的成本也很高昂。而一颗普通干粉灭火弹成本只需要50元以内。

4灭火无人机应用功能性研究

灭火无人机是实现智能化、机械化替代传统灭火方式的有效途径之一，只有将无人机通用技术同传统火场应用有机结合，在现有无人机的基础上进行全面的功能性改装，实现灭火救援功能，才是无人机应用的最终目的。

4.1 抛投功能

基本功能，对于大面积开放性火场，如大跨度、钢结构厂房等有绝对的压制性效果。以80kg挂载重量的功能性无人机为例，可携带约15～20枚4kg干粉灭火弹，垂直高空投放，产生的灭火压制效果远强于水枪水炮。

4.2 射击功能

通过红外等瞄准手段，向某一相对狭小空间进行精确射击。适用于封闭性厂房、临垮塌建筑厂房、高层建筑等火场。目前，在相对稳定的气象条件下，射击精确度保守能够达到2×2m的范围，射程可达100m。

4.3 同步监视功能

灭火无人机终端分为操控终端和监控终端，无人机驾驶员操作操控端，指挥部分设一个或多个监控端，随时掌握无人机操作和火灾现场动态。

4.4 其他功能

①自动定位导航功能。输入位置，一键到达指定位置上空。②警报功能。作用同消防车警报。③功放功能。可兼备实现疏散、撤离等信号的发送功能。④夜视功能。便于夜间开展灭火救援行动。⑤雷达碰撞预警。防止操控不当产生碰撞危险。

5火场实用性设想

（1）以辖区某厂房火灾为例。支队调派灭火无人机，携带足够灭火弹至垂直高空适当高度和适当位置，连续抛投灭火弹直至火势被压制。内攻人员在水枪和水炮的掩护下深入内部进行余火清理。

（2）以辖区某仓库火灾为例。该仓库为多层混凝土建筑，内部存储大量纸品及日用品堆垛，火灾负荷大，内部烟大温高，仓库正面入口少，直接内攻难度很大。同时由于该仓库为坡面结构，建筑背后地面位于坡底，与着火楼层高差大，且无入口，难以形成有效的夹攻。第一处置力量到达现场后，立即于仓库正面入口处设置水枪阵地，依托该建筑窗口多的特点，多布置水枪进行多点控火防止火势扩大蔓延，支队及时调派灭火无人机至建筑背后，通过窗口进行精确射击投弹，实现夹击灭火的效果。火势控制后，调整正面力量進行内攻清理余火。

6远期规划

随着科技的不断进步，机械化智能化将会进一步应用于社会各个领域，也将进一步取代人力实现各项功能。在火灾扑救过程中，可以思考进行一系列功能型无人机研发，并整合到一辆无人机指挥车中，各种无人机各司其职，高效配合，开辟消防无人机应用新局面。

参考文献

[1] 罗崇文.无人机在消防灭火救援中的应用浅析[J].山东工业技术，2019（3）：247.