无人机在消防灭火救援通信中的作用

■ 赵强 河北省邢台市平乡县消防救援大队

无人机，是无人驾驶飞行器的统称。与载人飞机相比，无人机具有体积小巧、造价低廉、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优势，尤其是在极端复杂环境下，利用无人机侦察能减少作战侦察人员伤亡，提高消防救援的时效性。

我国无人机性能指标不断提升，日益令人瞩目，已经形成了品种齐全、功能多样的完备系列，近年的珠海航展和北京航展成为中国无人机的最佳秀场，“翼龙”“天翼”“夜鹰”“鹞鹰”“大疆”等多种型号、多种用途的无人机接连不断研制展出，并应用于各个领域，发挥重要作用。国产无人机在军用领域大放异彩的同时，其用途逐渐从军用领域向民用领域拓展。无人机在消防救援通信中具有重要意义。

消防领域使用的无人机可以在恶劣的自然条件下，利用简单条件低空飞行，能第一时间响应、第一时间作业，能够在很短时间内回传现场情况，便于救灾指挥部掌握灾情，为消防救援队伍进行灾情分析、实施救援提供及时有效的决策参考。例如，在山地、隧道等复杂救援环境中，车辆无法通行，依靠人员徒步抵达现场耗时太长，而使用无人机很短时间内就能完成巡查。消防救援队伍在灭火救援中，越来越重视无人机的使用，围绕灭火救援作战不断升级改造的无人机，将有利于大幅减少消防员和群众的伤亡，不断提升消防救援队伍灭火救援作战能力和通信能力。

一、消防无人机的技术优势

当前科研技术人员已经把飞控平台和前后台视频监控传输系统等技术应用到了无人机当中，可以实现对无人机的长时间应用，帮助工作人员完成空中监控并实施辅助救援。在灭火救援行动中，无人机的应用可以实现火情报警和定点持续监控以及智能分析等，具体来说，无人机在灭火救援行动中的应用具有以下几方面技术优势：

第一，较为机动灵活。小型无人机重量较轻，通常在100kg以下，且操作人员较少，一到两人便可完成对小型无人机的操作任务。由于小型无人机重量较轻，在消防救援活动中能够顺利被携带至事故现场，迅速投入到救援活动中。另外，无人机的飞行速度控制方便，能够实现灵活机动，迅速到达指定地点，并且反应快，如果周围无突出障碍物，无人机的起飞条件仅需要几平方米的空地，对于环境条件较差的救援行动意义重大。

第二，视野较为广阔。现阶段，在无人机研发过程中，已经尝试将宽带和数据链技术应用其中，移动网络应用于无人机技术拓宽了无人机的勘察视野，保障了无人机能全方位勘查现场，即使在黑暗的环境中也能完成勘测任务，这一操作较好地弥补了人工勘测的不足。若在无人机中配备热成像和红外等夜视功能，低空飞行时无人机还可以完成跟踪拍摄任务，这能提高消防部队抢险救援的工作效率。

第三，操作较为简单。一般情况下，操作者可利用遥控，通过远程视频传输功能及控制系统，操作无人机进行实时监控、追踪、勘察情况。在实际操作时，用户可根据自身需要，将无人机客户端接入公共网络，以此拓宽无人机的操作途径，实现对无人机多种载体的有效控制，如利用平板电脑、手机等操作无人机，将无人机操作便利化，使其更加便捷地服务于各个领域。

第四，较为安全可靠。无人机使用的限制条件少，环境要求低，即使在暴雨和高温环境下也能实现有效应用。具体到消防救援活动中，无人机能够有效规避传统救援中存在的短板，提高救援活动的安全性。无人机通过对现场实际情况的跟踪拍摄，为消防事故救援决策的制定提供相应的依据，尽可能避免扩大灾情，减少人员伤亡。

第五，适应、生存能力强。无人机不用受人的因素限制，因此在极端恶劣的火场环境下，能够更好完成任务并实现“零伤亡”的目标。无人机在工作中没有飞行员的参与，在设计无人机时也就不用考虑预留驾驶员位置，所以无人机的结构具有较大灵活性，只要充分考虑其飞行动力，在满足空气动力学的基础上尽可能满足其丰富多样的结构，还可以着重采用各类隐身措施，以此提高无人机防雷达、防红外、防目视等方面的能力。由于无人机没有驾驶员的过载承重力，在实际操作中可以依环境、地势、场所、灾情等因素，灵活调整飞行动作来进行战场规避和突防，这些特点使无人机的战场生存能力得以提高。此外，无人机的起飞、着陆方式灵活多样，受限制条件较少，普遍用于侦察、勘测的小巧型无人机均可采取各种方式进行发射和回收（包括空中发射、空中回收），对起飞平台的要求较低。

二、无人机在消防通信中的意义

目前已有的无人机能够进行精准、直观的现场监测，进行全面的火场分析，获取完整数据，辅助指挥者制定解决方案，使事故得到及时、有效的救援。在消防通信工作中注重科技力量的应用，可以有效提升消防救援队伍的作战效能。随着无人机技术的发展，消防通信工作者意识到了无人机对工作效能提升的作用，他们渐次加大了无人机的应用范围。无人机集合了“遥测遥控技术、通信技术、遥感传感器技术、GPS差分定位技术等诸多优势，”[1]其机身配有高分辨率的摄像头，能够根据操控者要求拍摄定位地区情况，并通过网络传输功能，与地勤保障系统进行联合，进而精准、持久地对目标进行监测。无人机可以从多方位、多视角观察火灾现场，实时传输侦察信息，为救援人员开展火场侦查、制定灭火救援方案、控制火情蔓延等工作提供有效的信息支援。在火灾救援中，无人机可以将事故现场与救援指挥者、指挥中心连接起来，使指挥者在最短的时间内提取有价值的信息和数据，对灾情做出预判，进而制定救援方案，指挥救援活动顺利开展，也为战勤提供良好保障，使其能够及时掌握火情，并快速撤离灾情现场，避免伤亡情况的发生。在消防队伍使用无人机进行火场侦查与监测、抛投救援物资等通信和救援工作中，无人机均发挥重要作用。

三、无人机在灭火救援通信中的应用

首先，无人机能够多角度观察和实时反馈事故图像信息。消防救援人员在抵达灾情现场后，需要及时、全面了解现场情况，如事故地点、有无人员被困、最佳救援路线等信息。无人机可以开展灾情探测，实时获取事故现场多角度的视频资料，对重点领域从不同高度、角度加以监测，获取大量图像数据，然后借助无线通信网络将信息反馈到指挥员，便于消防队伍了解灾情现场位置及具体情况，为制定救灾策略提供信息。在无人机反馈的图像视频中，指挥员能观察到更广泛的视野范围，在开展救援活动时，指挥员可以通过无人机部署救援力量，避免侦查人员盲目涉险，有利于减少作战人员伤亡和提升救援效率。

图1 无人机远程拍摄火灾现场

其次，无人机通信设备有较好的中继和集成作用。在高海拔等通信条件恶劣的环境下，“利用无人机担当通信中继，例如在地震、山岳等有通信阻断的环境下，利用无人机集成转信模块，充当临时转信台，从而使得极端环境下建立起无线通信的链路”[2]，有助于无线信号的接收和传输。通过无人机加强消防通信，可以在通信模块及时传达语音指令，当面对电话或者指令转移的情况，同样能够在第一时间传递出准确的信息。在同一台无人机设备中，“可以传输图像内容、语音内容、声光信号等内容，这种方式可以高效传递信息，而且具有较高的保真性能和抗干扰性能”[2]，有利于促进作战沟通和交流。

图2 无人机实时监测火灾救援现场

最后，要正确认识无人机的红外探测功能。无人机在红外探测模式下，可以探测和生成事故区域内的温度，形成温度分布图表面的温度场，并将这一信息及时传递给消防队员，使救援人员充分了解到火灾现场的灭火情况，便于及时合理部署，调整灭火方案。但是在实战中，这种具备红外探测功能的无人机在传输画面到后方指挥部时存在弊端，无法做到同步把握事故现场的灾情严重程度，现场指挥员观察到的烟势和火势是有区分的，但无人机在红外模式下，画面成像以温度为依据，高温浓烟也呈现类似火的效果，这就容易夸大火灾情势，误导依托视频指挥调度的后方指挥部人员。所以，后方指挥部这个“大脑”，在收到无人机传输的红外模式画面后，也要同现场指挥员保持不间断通信，听取现场对灾情的描述，把无人机的高空“电子眼”同现场救援人员的平面“肉眼”看到的情况有效结合起来，才能做出正确的灾情判断，制定完善、周密的战斗方案。

四、无人机在灭火救援和通信保障中的应用实例

2011年云南盈江地震后，低空无人机完成灾区航拍任务，使救灾指挥部第一时间获得了震后20km2、0.1m高分辨率的50分钟的灾区航拍影像，并第一时间传回北京，为国家实施灾害救援、进行灾害评估和重建提供了可靠的决策依据，其救援通信作用开始引起消防队伍广泛重视。

2021年郑州暴雨，在处置地铁积水事件时，消防救援人员操控无人机钻入隧道飞行数百米，为抢救人员探明道路并保障安全。在河南洪灾救援中，全国多地的队伍带着无人机火速援驰，把无人机参加消防救援的多样化应用推向了一个高峰。

2022年5月中旬，中部某省一机器配件公司厂房发生火灾，起火建筑面积约6000m2，过火面积500m2，现场火势猛烈伴有大量浓烟。厂房负责人对厂房内结构、存放气罐钢瓶数量、气体类型和基本情况均不熟悉。在警情处置中，消防救援站随警出动的无人机立即起飞升空，进行多角度、全方位火场侦察，获取了事故现场高空清晰图像，并把现场实时情况反馈到指挥中心。指挥部依据在高空中看到的火灾态势和火灾重点部位，引导现场参战人员分配力量，开展火灾扑救，引导消防车辆合理行驶及停放，有效提升灭火效率，保障了消防救援人员的作战安全，最大限度地保护了人民群众的生命财产安全。

五、结语

消防无人机的有效应用有助于事故现场和恶劣环境下建立起无线通信的链路，有效支持消防通信稳步开展，给消防救援行动提供有力支撑。实际应用无人机的过程中，不仅能够探测灾情现场情况、指挥现场救援行动，还能实时监测灾情变化，切实保障通信效果。此外，在无人机红外成像模式下，要注重与现场指挥员保持不间断通信，利用好高空“电子眼”和平面“肉眼”，以便做出正确判断，制定完善战斗方案。

在消防通信的利用方面，消防救援队伍需要进一步加强对无人机的采购，还要注重对无人机的操作培训，保证无人机飞手数量充足、技术过硬，不断增强无人机在消防通信中的使用，使通信技术更加便捷，使消防队伍能够更好地保护好人民群众的生命财产安全。

随着经济社会的快速发展，消防救援队伍将面临更加严峻的考验。灭火救援作战现场情况瞬息万变，在处置过程中，消防无人机虽能辅助消防救援队伍开展日常巡查、灾情侦查、实时追踪等工作，但尚缺乏能够开展精准灭火、近火场执行任务等需求的多功能消防无人机。囿于技术、工程、资金等条件的限制，这些无人机的开发工作还比较滞后，所以还应加强对无人机的深度研发，以满足社会发展的需求。