无人飞行器在消防应急救援领域的有效应用

■ 陈翔 江苏省常州市消防救援支队

随着社会经济的快速发展，新产业、新业态日新月异，城市建筑规模和数量在不断上升，建、构筑物类型也在不断多元化，这些变化都在一定程度上提高了火灾发生概率和救援难度。同时，一些自然灾害的受灾面积非常大，交通道路和通信网络都会面临瘫痪，灾区的实际情况也无法在第一时间内传输出去。现场通信设备很难覆盖到建筑结构整体，卫星也只能从某一角度呈现火灾态势信息，消防救援人员很难全方位掌握事故现场情况。在无人机技术的帮助下，通过在事故现场应用无人飞行器，能够使救援指挥机构及时获取事故现场全方位的情况，从而为后续的消防救援行动提供参考依据。

一、无人飞行器在消防救援领域的选配原则

无人飞行器因为其自身拥有高空俯视、远程侦查等功能，在消防救援活动中得到了十分广泛的应用，并且具有灵活、机动性较强的特点，取得了良好的成绩。然而消防救援部门在无人飞行器选配时也不能盲目选择，需要结合消防应急救援的实际情况和任务特点，以救援行动的具体需求为导向，利用梯次配备和护卫补充等方式进行合理选配[1]。按照平台构型的不同，目前运用最广泛的三类无人飞行器是：多旋翼无人飞行器、单旋翼无人飞行器、固定翼无人飞行器。其中最常见的是多旋翼无人飞行器，由多个螺旋桨提供向上升力，可以轻松悬停和垂直起飞，拍摄范围广泛，操作简单，稳定性好。单旋翼无人飞行器往往采用汽油发动机，运载能力更强，但是体型较大，操作复杂，价格也比较昂贵。固定翼无人飞行器更加类似于常规飞机，需要跑道或弹射器才能发射，多采用汽油发动机，航程和速度是它的优势。因此，在消防队伍挑选无人飞行器时，一般会将多旋翼无人机作为首选目标。

除此之外，在无人飞行器配置过程中，还需要充分考虑消防救援任务的载荷。例如，面对覆盖面积较大的事故现场以及夜间突发事件，可以选择一些具备良好夜视功能的高分辨率采集设备，对救援现场所采集的图像进行精细化处理，同时对一些紧急情况的救援，可以选择能够携带救生圈和绳索等救援器材的无人飞行器。

二、无人飞行器在消防应急救援行动中的应用优势

（一）降低危险性

在消防应急救援行动中，无人飞行器能够适应各种不同类型的事故环境，并且无人飞行器的运行成本较低，只需要通过相应的控件就可以进行操控，维修与养护难度较小，与其他方式相比，无人飞行器的应用可以使消防应急救援行动的经济性更高[2]。另外，通过无人飞行器的使用，消防救援人员可以以更安全的方式完成对灾害事故现场的侦察，即使遇到恶劣的气候环境，也能够完成紧急飞行任务，避免了各种突发事故的发生。

（二）操作简便

无人飞行器操作相对比较简单，经过练习大多数操作人员都能达到作业要求，当前无人机类型较多，能够满足不同使用场景的应用要求。目前部分多旋翼无人飞行器已经拥有遥控飞行和全自动飞行两种模式，能够根据实际需求通过数据链技术完成视距控制，结合热成像、夜视仪、风速仪等，能够获取较为全面的视野条件和现场数据，从不同角度全方位收集现场信息，以此来制定出科学有效的处置计划。

（三）信息传输便捷

信息传输与通信是消防救援工作中最为重要的环节，但是在事故现场环境的影响下，很多数据信息无法顺利传输。而无人飞行器的应用能够在灾害发生的第一时间将救援现场所收集到的现场音频、视频全部传递到指挥中心，由指挥人员对这些信息进行深入分析，进而明确最终的救援方案[3]。同时，在无人飞行器信息传输的基础上，还能够提高消防救援人员的分析能力。除此之外，很多无人飞行器都安装了扩音设备，可以对救援事故现场的人员进行直接喊话，将救援要点和注意事项告知被困人员，提高救援效率。

（四）视野更加广泛

目前，无人飞行器应用可以融合数据链技术和宽带技术，同时还能搭载红外线热成像摄像头，有效扩大了无人机的捕捉视野，在不同的光线条件下能够完成灾害救援现场的勘察，效果十分显著。此外，在利用无人机勘测的基础上，还可以整体拍摄或局部拍摄清晰的特写画面、影像视频，在火灾救援行动中，可以提供更加全面的受灾信息，以此来为消防救援指挥中心的救援方案制定提供可靠参考依据，提高灭火救援行动的整体效率。

三、无人飞行器在消防应急救援领域的具体应用

（一）在危险品库火灾救援中的应用

当危险品储存库发生火灾事故时，其温度会急剧升高，火灾现场会持续处于高温状态，并且具有非常强的辐射性[4]。伴随着强烈的热对流，现场气体的毒性和爆炸危险性会很大，即使火灾扑灭之后，也会出现二次爆炸的危险，这直接威胁着现场救援人员的生命安全。因此，在开展救援行动时，应先用无人飞行器对火灾现场进行勘察，对实际气象情况进行了解，精准确定火灾事故的位置，搭载高清摄像头和红外热成像测温装置，检测火灾现场的温度，将无人机上所携带的无线扩音器进行充分利用，从而对火灾救援现场进行实时指挥，对现场救援人员的位置和车辆进行合理调整。

（二）在山岳水域救援中的应用

在山岳搜救活动当中，地质环境复杂，地形险峻，搜救难度大，而无人飞行器可以克服这些问题，提高整体救援搜救效率。同时，针对被困人员的搜救，还可以将机载红外成像设备利用到无人飞行器当中，这样就可以有效避免通信移动信号不好导致的各种问题[5]。在2020年12月，江苏常州发生一起警情，有人员被困于湖面芦苇荡中，消防救援人员利用热成像无人机搜寻，十分钟便快速定位被困人员，并引导搜救艇完成救援工作。此外，在水域救援活动中，传统的绳索横渡或抛投器横渡措施，都会导致消防应急救援行动受到一定的限制，而配合无人机飞行器，可以将救生圈等器材投放到被困人员手中，进而提高器材投放的精准率，这项操作也被纳入全国消防行业职业技能竞赛项目。在洪水围困应急救援行动中，无人飞行器还能够与皮艇相结合，救援人员能够接收到无人飞行器传输出来的各种信息，为救援带来了很大帮助。

（三）在自然灾害救援中的应用

在地震和泥石流等自然灾害的影响下，消防救援行动很容易出现交通中断的情况，导致救援人员无法及时到达救援现场。在此期间，还可能会出现山体滑坡等二次灾害，由于无法准确掌握灾害的破坏程度，所以不能确定山区救援行动的行进路线，可以先用无人飞行器对周边环境进行监测，确保救援行动的安全性和准确性。此外，针对自然灾害造成的通讯中断问题，可通过无人飞行器的卫星图像设备进行数据传输；同时，在断电情况下，无人飞行器还能承担夜间照明任务，在2021年郑州水灾中，无人飞行器野外高空广域照明为灾区夜间作业发挥了重要作用。

（四）在高层建筑火灾救援中的应用

在高层建筑火灾中，由于受灾人数较多，火势蔓延迅速等特点，救援行动难度较大。2021年应急管理部消防救援局针对百米以上高层建筑室外空间火灾扑救和外墙保温材料火灾，研制了应用于消防灭火救援的115kg载荷纵列式双旋翼燃油动力无人机。借助纵列式双旋翼燃油动力无人机载重量大、航时长、抗后坐力能力强等特点，搭载专用灭火装置和高效灭火药剂，可实施对高层建筑有窗房间火势的精准扑灭或快速压制。这也弥补了举高消防车作业展开时间长、登高作业场地固定、灵活机动性差等不足，与内攻消防救援人员和建筑室内消防设施紧密配合，将大大提升灭火救援作战效率。

（五）在辅助救援与相关工作中的应用

通常情况下，消防应急救援行动所面临的环境现场都是瞬息万变的，任何决策制定错误或执行不当都会造成严重的经济损失和人员伤亡。因此，针对瞬息万变的火灾事故环境，可以利用无人飞行器的灵活性特点来展开救援，在保证人民群众生命安全的同时，最大限度地减少灾害所造成的损失，利用无人机喊话和照明等多样化功能，引导现场受灾人员紧急逃离疏散。此外，很多灾害现场的物资不够充足，通过无人飞行器，我们可以在最短的时间内将救援物资输送到特定区域，为消防救援行动争取更多宝贵的时间。在面对一些险峻的地形时，无人飞行器甚至能够取代人员参与救援行动，从而高效完成救援行动。

四、结语

综上所述，近些年无人飞行器在技术领域不断升级，在应用领域发挥出了至关重要的作用。将无人飞行器应用到消防应急救援行动中，可以明显提高救援效率，保证救援人员在救援过程中的生命安全，即使在危险的受灾区域，无人机的运行也不会受到影响，可以及时将受灾现场的资料传输到消防救援指挥中心，指挥人员以此来制定出科学完善的救援方案，并将其快速落实到救援行动当中，减少灾害所造成的损失。