无人机在消防灭火救援工作中运用分析

摘要：本文主要对消防灭火救援工作中无人机应用过程中的问题进行简要分析，总结归纳无人机在消防灭火救援中的侦查优势，从采集救援信息数据、侦查现场情况、辅助救援调度、开展森林防火监测活动以及人员搜索定位五方面探究无人机在消防灭火救援中的具体运用，从设计无人机侦查路径、部署灭火救援区域规划、布设像控点以及构建救援工作开展区域控制体系四方面探究无人机应用注意事项。

关键词：无人机;消防;灭火救援;运用

一、引言

无人机主要是利用无线电遥控设备与设定程序进行操纵控制，相对于载人飞机，无人机体型小、造价低，能够采集高分辨率的目标影像，对工作环境适应性强。消防灭火救援工作应用无人机设备可以对救援区域整体情况近距离侦查拍照，结合大数据分析技术增强救援工作计划科学性和可行性，能对风险区域进行监测，及时采取防控措施。因此，需要对无人机在消防灭火救援中的应用的分析研究。

二、消防灭火救援中无人机应用问题

（一）无人机续航、防爆能力不足

现阶段无人机续航能力相对较弱，无人机续航时间=电池总容量/（动力系统功耗+航电功耗），受无人机储电技术限制，无人机想要提升续航时间、提升储电总量就需要增加电池个数，机身重量增加，牺牲无人机一定功能的同时还会导致运行功耗增加，当电池个数增加到一定值后，续航时间提升边际效益下降，无法取得预期效果。并且无人机的防爆能力还存在提升空间，火灾事故现场的烟尘、温度、爆炸震荡波等均会对无人机设备产生影响，部分无人机都不具备智能躲避障碍技术，在存在爆炸风险的场所进行侦查检测时存在坠机风险。

（二）无人机兼容性较弱

随着无人机技术发展进步，消防无人机在灭火救援中应用越来越广泛，部分地区消防队已经将无人机纳入消防灭火救援设备体系中去，并且加强消防人员对无人机的应用培训。虽然无人机设备各方面研究取得一定成果，但因发展研究起步较晚，无人机设备兼容性相对较弱，若无人机设备携带功能模块过多，在工作期间各模块可能因相互干扰导致模块功能失效。

三、消防灭火救援应用无人机侦察优势

消防灭火救援工作中应用无人机的首要目的是了解救援现场灾情具体情况，为救援指挥工作开展提供可靠依据。其次是利用无人机拍摄视频掌握救援现场灾情变化情况以便采取针对性救援对策，避免灾情升级。最后是对救援现场进行持续性全面监控，保证救援人员能够及时根据现场情况变化进行救援或撤离，并且监控视频影像等信息数据还可为丰富消防事故预警数据库，增强目标区域整体抗风险能力[1]。

（一）灵活度高

无人机体积较小、操作难度低，对外部应用环境要求低，可装备高分辨率的摄像机向消防救援人员实时传递高清救援现场影像，发挥救援辅助作用。现阶段国内大部分无人机均属于小型飞行设备，大部分无人机质量在10kg左右，一到两人就可以完成无人机飞行等相关工作。救援人员利用无线遥控设备或提前预设程序就能够对无人机侦察飞行等工作进行控制，并且无人机对发射和降落地点要求不高，仅需要保证接触面平整即可，部分无人机甚至可以人类手掌作为起飞支点进行升空飞行，整体使用灵活度较高[2]。

（二）侦察成本低

无人机相对于消防车和大型飞机等设备，质量体积小，设备制造生产可以实现规模化、标准化，相对生产制造成本低、购置租赁费用低。不同类型无人机设备机载平台支持多种挂接接口，增强使用功能性，并且无人机设备结构相对简单，一旦在侦查过程中出现故障损坏，技术人员可在救援现场进行换件维修，而且零部件检修维护成本较低，能够有效降低无人机侦察使用成本。

（三）侦察效率更高

无人机能够在第一时间到達消防事故现场进行空中影像拍摄录像，保障现场与救援中心应急通信，为应急救援现场提供照明，实现救援现场图像数据实时传输和边缘计算，对消防事故进行评估研判和数据分析并将分析结果及时上报至救援指挥人员处，相对于传统消防救援模式，无人机的侦查精准度、全面性、侦查效率更高。

四、消防灭火救援工作中无人机的具体运用

（一）采集传输消防灭火救援数据

火灾救援现场情况处于随时变化之中，消防人员可以利用多个无人机平台进行灾情现场信息获取汇集，增强指挥中心对救援现场情况评估判断准确性[3]。无人机设备可根据采集数据类型和应用场景搭载不同种类设备，通常情况下，无人机应装备影像图片拍摄设备、热传感器等，借助无线网络、卫星链路等相关技术设备进行消防灭火现场实时信息数据实时采集和传输，在实际消防灭火救援活动中，搭载功能载荷的无人机平台与指挥起降平台共同配合作用，形成一体化救援平台，现场救援人员、指挥人员都能与无人机同步接收事故现场视频资料，极大提高消防灭火救援指挥行动协同性和时效性。无人机设备采集记录的事故现场数据还能用于救援工作完成后的灾情评估复盘工作，通过整合救援期间采集资料数据，形成救援现场地形数据图并将其存储至灾情预警数据库，促进消防事故预警机制和消防灭火救援体系完善。

（二）侦察火灾详细情况

消防救援人员在充分掌握火灾现场具体情况基础上开展救援工作，能够提升救援效率，保障人员安全，减少事故发生现场财产损失。应用无人机技术能够弥补传统救援模式缺陷，无人机行进路线上障碍物较少，能够第一时间到达火灾现场，消防救援人员通过灵活控制无人机飞行角度和飞行路线，实现对火灾现场的全面监控，向消防指挥中心实时传输现场影像，无人机还可根据具体侦查数据需要装备多种类型设备，获取火灾事故相关详细信息数据，为消防决策制定提供可靠依据。例如：某仓储公司因职工违规操作导致火灾发生，火灾迅速蔓延并引燃同区域的两个大型储油罐，燃烧面积超1500m2，火灾事故现场共有12个储油罐，储存油品为汽油和柴油，30个高危化工品储罐，一旦燃烧蔓延后果极为严重。当地调动7个消防支队，200多台消防车到现场进行火灾扑救，灭火救援过程中发生多次小规模爆炸事故。由于事故现场火势凶猛，烟雾浓厚，消防救援人员无法准确进行火情判断，火灾扑救方案制定受到影响。此种情况下，消防指挥中心征调无人机配合消防救援工作，无人机配备相机、航拍相机以及热成像相机等。救援人员在起火点100米处进行无人机升空，将航拍影像实时传输至消防指挥车，借助4G和卫星链路向消防局指挥中心进行火灾现场数据传输。当日下午3点50分，无人机在侦测火灾现场情况时发现大规模流淌火现象，及时向消防救援中心预警，救援人员接到指令后及时撤离避免人员伤亡。下午5点左右，装配热成像相机的无人机将火灾核心区浓烟下火点位置、火灾区域储罐温度以及烟气温度等数据进行实时记录上报，传输火灾现场可见光拍摄照片，消防指挥中心根据无人机侦测现场情况进行针对性兵力部署，最终完成灭火救援任务。

（三）辅助消防灭火救援调度

消防人员可利用无人机设备便利性、侦查效率高等优势辅助现场救援调度工作，增强救援工作时效性[4]。无人机在辅助消防灭火救援调度中的工作主要包括两部分：一是辅助调运救援物资。消防安全事故发生地点具有多样性，某些特殊情况下需要消防救援人员利用无人机向被困人员运输一些救援物资，为被困人员提供基本人身安全保障。例如：化工厂发生严重火灾事故，化学药物燃烧过程中会释放大量有害烟尘毒气，若化工厂内防护用具不足或被困人员无法到指定地点获取防护面罩等用具，此时需要向被困人员投放防毒面具、急救包的必要物资。传统消防救援工作是由消防人员进入火灾现场进行实地勘查，掌握被困人员数量、受伤情况等相关信息，由于火灾现场比较混乱，消防人员仅凭过往救援经验很难获得准确救援现场信息和被困人员情况，容易错失最佳救援机会，而且此种救援模式下灾情具体信息掌握不充分，消防救援人员的人身安全也会受到极大威胁。消防救援工作应用无人机可以发挥高灵活性和小体型优势，除获取准确救援现场灾情信息外，无人机可搭载扩音器，安抚被困人员情绪，确定被困人员位置，与救援人员配合向被困人员输送必要物资，了解被困人员实际情况，促使被困人员执行无人机传达的救援指令，与消防人员相互配合，共同完成灭火救援工作。二是配合消防人员获取救援现场实时信息数据。消防事故发生后的实时数据对消防灭火救援计划制定至关重要，只有全面掌握救援区域人员、灾情、救援现场等相关要素信息，才能保证救援指挥科学性和可执行性，保证救援人员和被困人员安全，减少火灾事故发生造成的人员财产损失。消防人员可对无人机下达指令到达火灾事故现场后拍摄现场全局高清影像，配合消防指挥中心进行对应数据采集，通过物联网、互联网与无人机构建的一体化救援信息平台对事故现场温度、火势、空间状态等信息进行综合判断分析，及时向消防救援人员下达最新救援指令，增强救援行动针对性。例如：某市组建消防灭火演练，预设火灾情景，当地消防救援部门应用六旋翼消防无人机辅助消防人员开展救援活动，根据无人机实时反馈数据信息显示火灾发生位置较为空旷，周围没有易燃物。针对此情况，消防指挥中心选择将在无人机上装备灭火弹，将无人机升至火灾现场正上方进行灭火弹投掷实现火灾事故控制。

（四）森林防火监测

森林防火中无人机应用主要表现在三个方面：一是对森林进行全天候防火监测。工作人员可提前设置无人机巡逻路线，无人机按预定轨迹飞行，搜集森林烟感数据资料向森林防火监控站点和防火部门进行相关信息数据传输。值班工作人员可远程操控无人机对信息数据反馈异常区域进行多次勘察，及时发现森林火情采取针对性防控措施。二是构建远距离通信。由于森林地势特点，火灾现场信息传达较为困难，深入森林救援人员与外部通信沟通不畅，应用无人机设备到火灾现场进行悬停观察，通过装备风速仪等相关设备，采集火灾区域风向风力、燃烧程度等相关信息。森林防火还可利用无人机搭建中继通信设备，覆盖火灾事故全区域，为现场救援人员与救援指挥中心搭建沟通交流桥梁，即便在极端恶劣条件下仍然能为救援工作提供畅通无线通信线路，保证救援人员可以根据移动终端设备掌握火灾动态信息，配合无人机设备执行最新救援指令。三是结合森林特点制定针对性防火监测方案。无人机操作人员可与森林工作人员根据森林防火不同阶段要求、森林所处区域气候特征、地理环境特点等制定对应无人机监测方案，选择适合无人机应用模式，充分发挥无人机使用价值，避免无人机闲置时间过长造成资源浪费，提高森林防火灭火水平。

（五）人员搜索定位

搜救型无人机具备多传感器融合负载，能够在空中进行安全检测，及时发现人员搜救线索，为消防人员搜索定位被困人员提供技术支撑。以大疆无人机为例，无人机超视距侦查范围在300米到1000米左右，具有多种红外热成像模式，能够发现400米外热源，无人机搭载的喊话器设备声音传播有效距离在1000米左右，消防人员可利用搭载喊话器的无人机开展人员搜救工作。在开展水域搜救活动时，技术人员可利用搭载激光传感器的无人机设备对被困人员进行打点定位，并将位置信息分享给现场救援人员，显著提高人员搜救工作效率。在开展山岳救援活动时，由于山区地形复杂，消防救援人员和设备进入较为困难，救援搜索视野受限，应用无人机进行人员搜救可以顯著扩大人员搜救范围，实现空地联动无死角搜索，并且无人机还可辅助消防人员运送转移轻型设备或必要物资，保证救援人员与被困人员人身安全。

五、消防灭火救援中无人机使用注意事项

消防灭火救援工作开展需要根据消防事故特点、救援现场环境特点等针对性选择无人机种类，设定无人机飞行高度角度等相关参数信息，准确全面获取救援现场事故数据，制定科学灭火救援方案，为消防救援人员灭火救援行动提供安全保障[5]。消防救援人员在应用无人机开展救援工作时，应注意以下四点注意事项：第一，设计无人机侦察路径。无人机侦查线路应结合消防火灾事故现场实际情况进行设计，无人机航线设置流程首先是确认飞行航高，并将飞行航高设置为第一飞行路径的航高。根据无人机飞行参数设置包括多条套耕航线的第一飞行路径。对比第一飞行路径设置包括多条构架航线与套耕航线交织分布的第二飞行路径，将第一、第二飞行路径结合，确定无人机飞行航线，并根据摄影基线长度在各飞行路径上的套耕航线和构架航线上设置曝光点。第二，做好灭火救援区域规划。救援人员应结合无人机功能特点制定灭火救援区域规划，明确无人机设备参与灭火救援活动程序和步骤，利用互联网、物联网技术将无人机设备与消防信息系统进行联通，保证无人机设备可以与消防救援人员默契配合，及时应对消防救援现场突发状况。第三，设置像控点。无人机像控点布设情况直接影响航测数据精准度，因此在应用无人机设备开展消防救援灭火活动时，应根据无人机类型、火灾现场情况等因素按照像控点布设原则，确定无人机像控点布设数量。例如：对于复合翼无人机在野外进行像控点布设时，要对航测区域地质地貌条件进行检查，按1比1000比例尺结果，3平方公里侦察区域像控点数量在5个左右。第四，构建救援区域控制体系。消防救援人员要充分发挥无人机作为现代化信息设备优势，通过对救援区域进行全面监控，对火灾现场进行扫描分析，构建消防火灾现场应急指挥系统，构建消防救援区域控制体系，增强消防灭火救援行动系统性和科学性，保证消防灭火救援质量和救援效率。

六、结束语

消防灭火救援工作要充分发挥无人机先进技术优势，快速准确获取救援现场信息数据，借助互联网和物联网及时进行信息传输共享，提高消防人员救援行动科学性和有效性，显著提升救援效率的同时最大程度保障救援人员安全。提升消防救援服务质量还应大力开发优化无人机使用功能，明确不同类型无人机参与消防救援工作程序，满足新时期抢险救援需要，推进消防灭火救援工作向现代化、智能化发展。

作者单位：李志强    黑龙江省伊春市消防救援支队

参  考  文  献

[1]应志登.浅析无人机在消防灭火救援工作中的运用体现[J].新型工业化，2021，11（06）：61-62.

[2]晏治.无人机在消防灭火救援工作中的应用效果分析[J].消防界（电子版），2021，7（23）：51-52.

[3]邱奕鸿，黄晨.无人机在消防灭火救援工作中的应用[J].中国航班，2021（21）：10-12.

[4]罗娜.无人机在消防灭火救援监管工作中的应用[J].今日消防，2021，6（01）：37-38.

[5]张谦.无人机在消防应急救援工作中的应用分析[J].信息记录材料，2020，21（08）：243-244.