無人機在消防滅火救援中的應用研究

喬瑛娜

摘要：隨著技術的不斷發展和演變，無人機技術已成為當代先進技術之一，在很多領域中發揮了重要的作用，特別是在消防滅火救援過程中，可以提高滅火救援的效率，展現無人機技術應用的優勢。本研究介紹了無人機的現狀、功能、特點及優勢，探討了無人機應用于滅火救援工作中的功能實現、功能擴展及戰勤保障等，為消防規范化、程序化、現代化應用無人機開展滅火救援提供技術保障。

關鍵詞：無人機;消防救援;滅火技術;應用研究

1引言

消防無人機具有無人駕駛、無視地形、高空俯視視角廣闊、控制靈活、搭載多種探測設備等諸多特點和優勢，在消防領域有著不可替代的應用價值，在高溫火場上空或受空氣、溫度、現場環境等因素影響，消防人員無法靠近風險較高區域時，消防無人機可以實現火情監控、投送救援物資以及基礎滅火等重要工作，可以有效提高滅火救援的實戰效能，大大降低人員救援風險。在滅火救援過程中，無人機迅速準確的技術應用，讓火災救援取得更好的救援效果，避免受到干擾因素的影響，在實際消防滅火救援中，受到火災救援現場指揮的一致好評。

2簡析無人機的基本情況和應用優勢

2.1災情偵查

在無人機設備上搭載遠程監察設備，如紅外傳感設備、高清攝像頭、有毒有害氣體濃度傳感設備、溫度檢測設備等，可以有效對火災現場的環境進行監測。我國航天科工集團推出的第三代紅外偵測無人機設備，可以搭載紅外熱成像儀，針對高層建筑起火，有效提供外部偵查效果。同時，超大的復雜能力可以實現滅火彈投擲功能。江蘇鴻鵠無人機應用科技有限公司研發的SKY-WALKER系列無人機通過搭載三光三軸光電吊艙、傾斜攝影相機、多組分氣體檢測、高功率探照燈、聲光廣播等模塊，實現了與物聯網的結合，可對消防安全重點單位進行實時動態監控和災時災情監測與輔助救援等。

2.2森林防火監測

森林火災發生具有較高的突發性，火災后果較為嚴重，其滅火救援活動也存在較高的難度，傳統火災監測措施和技術難以實現對森林火災的監測工作。而消防無人機技術的問世，有效彌補了我國在森林火災監測中的技術缺失。吉林工程技術學校研發的全新無人機預警裝置，可以在千米以上的高空中精準發現森林起火點，并利用自身裝載的滅火彈進行初步滅火，同時將火災影像傳回指揮部。

2.3輔助滅火和應急救援

伴隨無人機技術的不斷發展，尤其是無人機承載能力以及遙感范圍技術的不斷突破，讓無人機技術可承載更多的設備與儀器，實現更多輔助滅火的消防功能。2013年，澳大利亞率先研發的無人機水泡滅火設備，通過全新動力架構下的承載系統，實現大重量的垂直升降、噴射水及滅火劑，實現了滅火功能。我國自主研發的四旋翼無人機設備，通過加裝導航系統以及聲波發生系統，可以向火源發生30-60赫茲的高頻滅火聲波，通過聲波擊打，隔離氧氣以及可燃物，實現阻燃作用。長安大學設計的—種基于無人機的滅火控制系統，可實時顯示影像信息，并對無人機攝像鏡頭、滅火系統以及照明系統進行有效控制。國家消防裝備質量監督檢驗中心在對各類無人機產品跟蹤調研、科學論證和模擬測試的基礎上，形成了消防無人機系統檢驗的技術要求及試驗說明，主要包括消防功能、飛行性能、環境適應性能、電磁兼容性能等50余項，并于2016年8月正式受理消防無人機生產企業的檢驗申請。

3應用無人機進行消防滅火救援存在的技術問題和不足

3.1無人機設備適用性較弱，環境要求高

無人機設備屬于高精密設備之一，對適用環境有較為苛刻的需求，而火災現場環境十分復雜惡劣，其風場、煙霧、溫度以及爆炸產生的震蕩波等因素均對無人機設備造成影響，有可能發生故障甚至墜機事故。

3.2模塊化集成和兼容性不強

現階段我國沒有消防專用的無人機設備，均為普通無人機設備加裝各類設備儀器進行消防作業，而攜帶過多不同功能模塊設備的無人機，在工作中不同模塊之間存在相互干擾的情況，導致模塊功能受限或失控的現象時有發生。

3.3消防無人機在續航、載重、防爆等方面的技術仍不成熟

近年來，雖然無人機續航能力有了顯著提高，但給予消防無人機設備的預期作戰時間，無人機續航能力仍然不夠充足，無法實現連續作業能力。現階段無人機設備承載能力雖然可以滿足各類儀器設備的重量需求，但仍無法直接攜帶水、藥、粉等滅火材料進行直接滅火。同時，無人機的防爆能力不夠強，無法進入有爆炸風險的場所進行作業，且大多數無人機不具備智能化避障技術。

4無人機進行消防滅火救援工作的具體應用

4.1專業化

根據不同類型火災對無人機的實際需求，研發出對應功能的專用消防無人機設備，是消防無人機發展的重要趨勢。立足差異化、專業化的無人機發展理念，設計出有技術側重點的專業無人機設備，如森林火災的探測中，由于森林面積普遍較大，對無人機的續航能力以及控制范圍有較高的需求，因此森林檢測用無人機應側重于其續航能力和遙感范圍。對于石油化工火災消防使用無人機時，應重視其對可燃氣體以及有毒有害氣體的檢測能力，對于地震、山丘、水域的消防無人機，應重視起承載能力，以求滿足更高的物資投放需求。

4.2智能化

現階段的消防無人機設備通過安裝承載對應的監測以及消防設備，并植入預定的控制程序，實現多種消防功能。但該方法也導致無人機設備在任務執行時缺少必要的變通能力，出發后只能按照預定程序繼續操作執行，火災消防現場環境瞬息萬變，因此應建立智能化的控制系統，根據現場情況讓機載設備自動調整自身參數以及任務目標，實現更高質量的消防監測作用。

4.3一體化

消防無人機一方面要實現火災事故現場信息的實時立體化展示，另一方面要能夠參與特殊地點的輔助滅火，同時還應具備為被困人員提供一系列輔助應急救援的能力。只有“三位一體”的消防無人機才能滿足救援現場全方位作業的客觀需求。

4.4量產化

消防無人機技術在我國屬于高新技術之一，機載設備儀器生產安裝成本較高，無法進行大面積生產和普及，同時在使用過程中其高昂的維護成本，也讓多數持有單位輕易不會使用無人機消防設備。我國應加強對無人機設備以及機載儀器的生產技術、成本控制研究，對于無法良好控制的高成本環境應進行對應的技術替代研究，最終實現無人機設備的量產，從而全面普及應用消防無人機。

4.5普及化

無人機設備是當前國內應用較為廣泛的一種航空攝錄電子設備，它是在我國科學技術研究能力不斷提升背景下產生的一種新型飛行設備，根據自身應用優勢，它可以應用在復雜地形的監測，但當前無人機操作程序對現有人員的技術能力要求比較高，在實際應用無人機開展各項工作時，應該針對不同領域的工作，特別是消防救援，對相關人員開展一系列操作知識和技能專業培訓。

5結語

無人機能夠及時掌控火災災害現場情況，在消防任務執行中自主性和智能性比較高，能夠配合火災現場指揮人員對災情進行實時有效準確預判。目前，幾乎所有無人機在操作上都較為簡單，技術尚處在初級階段，今后，應不斷創新和完善，讓無人機在消防救援應用中適應實際需求，通過消防單位和研發機構的共同努力，發揮更大綜合效益。