淺談無(wú)人機(jī)在消防滅火和應(yīng)急救援中的應(yīng)用

(太原市消防救援支隊(duì)特勤大隊(duì),山西太原 030024)

0 引言

近年來(lái)，隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的普及和發(fā)展，民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)趨熱，應(yīng)急救援無(wú)人機(jī)的發(fā)展進(jìn)入快車(chē)道，多旋翼無(wú)人機(jī)在消防救援隊(duì)伍中逐漸應(yīng)用，其全面覆蓋的勘探視角、靈活機(jī)動(dòng)的行動(dòng)能力、豐富多樣的功能掛載，為應(yīng)急救援行動(dòng)提供了強(qiáng)有力的輔助支撐，但也暴露出定制化程度低造成的專業(yè)能力不足和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制不規(guī)范等短板。如何進(jìn)一步提升消防無(wú)人機(jī)應(yīng)用效能，以適應(yīng)新形勢(shì)下“綜合性、大應(yīng)急、全災(zāi)種”的應(yīng)急救援任務(wù)需要，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 消防無(wú)人機(jī)的基本特點(diǎn)及在消防應(yīng)急救援中的應(yīng)用

1.1 消防無(wú)人機(jī)概況及分類

無(wú)人機(jī)的基本概況：無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”，英文縮寫(xiě)為“UAV”，指利用無(wú)線電遙控設(shè)備及自備的程序控制裝置操縱的不載人的飛機(jī)。無(wú)人機(jī)主要是一種通過(guò)無(wú)線電遙控實(shí)現(xiàn)自動(dòng)移動(dòng)、通過(guò)自備程序控制實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作的飛行器。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)按功能大概可以分為四個(gè)部分：飛行載體、傳感器、數(shù)字傳輸系統(tǒng)和地面工作站。

1.1.1 無(wú)人機(jī)的分類

（1）無(wú)人機(jī)根據(jù)動(dòng)力的來(lái)源的不同，可以將其分成兩種類型——油動(dòng)以及電動(dòng)。電動(dòng)無(wú)人機(jī)，其優(yōu)勢(shì)主要有：1）日常維護(hù)較為方便；2）制造成本較低；3）對(duì)于飛行員專業(yè)素質(zhì)要求不高；4）畫(huà)面質(zhì)量高，穩(wěn)定性強(qiáng)。油動(dòng)無(wú)人機(jī)，其優(yōu)勢(shì)主要有：1）運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)；2）機(jī)身重量大，抗風(fēng)性能強(qiáng)；3）操作方面，對(duì)于操作員的專業(yè)素質(zhì)要求高；4）成本高；5）發(fā)動(dòng)機(jī)助推，穩(wěn)定性差，影響無(wú)人機(jī)拍照的畫(huà)面質(zhì)量。（2）依據(jù)無(wú)人機(jī)的外形結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，可以將其分成三種類型——無(wú)人、多旋翼、固定翼三種。根據(jù)消防救援隊(duì)伍的滅火救援和搶險(xiǎn)救災(zāi)實(shí)際狀況，經(jīng)過(guò)多方考量基本都是采用多旋翼無(wú)人機(jī)。

1.1.2 無(wú)人機(jī)優(yōu)點(diǎn)

（1）安全性。無(wú)論無(wú)人機(jī)是哪一種類型，在操作方面都是遠(yuǎn)程操控，在操作地點(diǎn)而言相對(duì)來(lái)說(shuō)較為安全。無(wú)人機(jī)可以在各種地勢(shì)或者周?chē)h(huán)境較為危險(xiǎn)或者復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)飛行運(yùn)作，對(duì)于人身的安全性較高，能夠有效的保證操作人員的生命安全。市面上某些類型的無(wú)人機(jī)具備自動(dòng)旋停的功能，操作起來(lái)也很簡(jiǎn)單。（2）輕便性。無(wú)人機(jī)由于機(jī)身輕薄，方便隨身攜帶，且隨著科技的發(fā)展，無(wú)人機(jī)不斷更新?lián)Q代，耐用性好，在開(kāi)始起飛或者落地時(shí)，也不用占用很大的面積，即使是在山上凹凸不平的地方也可以落地起飛。（3）實(shí)效性。對(duì)于無(wú)人機(jī)的系統(tǒng)來(lái)講，可根據(jù)需要隨時(shí)升級(jí)改裝，而且在裝置拍攝或者錄音、喇叭等設(shè)備方面也很靈活，可以實(shí)時(shí)的抓拍。對(duì)于電動(dòng)無(wú)人機(jī)，還可以隨時(shí)更換電池，操作性強(qiáng)，方便廣泛的推廣。

1.2 無(wú)人機(jī)在消防應(yīng)急救援中的實(shí)際應(yīng)用

目前在消防應(yīng)急救援中，無(wú)人機(jī)主要可以用于以下場(chǎng)景：

（1）現(xiàn)場(chǎng)高空偵查。因?yàn)樵诨馂?zāi)中，其環(huán)境和火勢(shì)較為復(fù)雜和猛烈，對(duì)于消防人員來(lái)說(shuō)，其面臨的危險(xiǎn)是多重的，人身安全受到極大的威脅。無(wú)人機(jī)很好的解決了此問(wèn)題，在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，無(wú)人機(jī)可以實(shí)時(shí)傳送火災(zāi)畫(huà)面的情況，裝上溫度計(jì)還可以對(duì)于周?chē)臏囟葘?shí)時(shí)偵測(cè)如果安裝毒氣偵檢模塊，就能及時(shí)發(fā)現(xiàn)毒性氣體或者可燃?xì)怏w。（2）災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)的三維建模。無(wú)人機(jī)安裝相機(jī)，對(duì)災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行航拍，利用地面軟件，快速獲取現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)可交互的實(shí)景三維建筑模型，為評(píng)估災(zāi)害損失情況，掌握災(zāi)情發(fā)展趨勢(shì)，災(zāi)后重建提供有力支持。也可以依托建模軟件，通過(guò)制作消防站轄區(qū)內(nèi)重點(diǎn)單位的三維建筑模型，開(kāi)展單位六熟悉工作，為制作數(shù)字化預(yù)案，可視化力量部署提供了可能。（3）災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的定位搜尋。利用多架無(wú)人機(jī)多點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)，將災(zāi)害區(qū)域內(nèi)的被困人員或者參與災(zāi)害處置救援的消防員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，當(dāng)遇到突發(fā)狀況時(shí)，指揮部人員可通過(guò)無(wú)人機(jī)聯(lián)網(wǎng)定位具體精確位置，第一時(shí)間找尋被困者。（4）預(yù)警照明。在高空、高層救援中，可以利用無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音模塊、擴(kuò)音模塊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)空中呼喊或者傳達(dá)指令，也能在出現(xiàn)突發(fā)情況時(shí)第一時(shí)間有效傳達(dá)避險(xiǎn)和撤離信號(hào)；夜間救援中，可以利用無(wú)人機(jī)集成通信照明設(shè)備，利用無(wú)人機(jī)擔(dān)當(dāng)照明樞紐。（5）輔助救援。可以在無(wú)人機(jī)上搭載呼吸罩、急救藥品、救生繩、滅火劑等設(shè)備，為初期控火或者被救者開(kāi)展自救創(chuàng)造條件。在山岳和水域救援中，現(xiàn)有拋投器的使用環(huán)境和范圍有很大局限性，精準(zhǔn)度差，也可以利用無(wú)人機(jī)輔助拋繩提高精準(zhǔn)度。此外，消防無(wú)人機(jī)還能在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急通信、火場(chǎng)收殘巡邏、火災(zāi)事故調(diào)查等方面發(fā)揮重要作用。

2 消防無(wú)人機(jī)應(yīng)用中存在的不足

目前，應(yīng)對(duì)滅火和應(yīng)急救援的實(shí)戰(zhàn)需求，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用方面還存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 無(wú)人機(jī)配備不足，飛手?jǐn)?shù)量短缺

當(dāng)前，就基層消防站而言，僅有少部分隊(duì)站配備了消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)，大部分隊(duì)站仍未配備；同時(shí)，無(wú)人機(jī)飛手?jǐn)?shù)量嚴(yán)重短缺，考取無(wú)人機(jī)駕駛證的少之又少。

2.2 無(wú)人機(jī)訓(xùn)練操法尚未出臺(tái)，操作人員能力素質(zhì)仍需提升

目前，無(wú)人機(jī)的培訓(xùn)和應(yīng)用主要以飛行越障和高空拍攝為主，在三維建模、轄區(qū)調(diào)研、輔助救援等方面應(yīng)用不足，沒(méi)有針對(duì)各類災(zāi)害救援工作研究梳理無(wú)人機(jī)模塊化應(yīng)用場(chǎng)景，未統(tǒng)一出臺(tái)制定針對(duì)性無(wú)人機(jī)訓(xùn)練操法，無(wú)人機(jī)飛手日常訓(xùn)練不足，無(wú)人機(jī)往往被閑置或者用于拍攝宣傳視頻等，沒(méi)無(wú)人機(jī)練什么、怎么練這個(gè)問(wèn)題亟待解決。

2.3 無(wú)人機(jī)初戰(zhàn)使用不夠，滅火救援實(shí)際應(yīng)用局限

當(dāng)前，基層隊(duì)站大部分還未配備無(wú)人機(jī)，即使配備了也基本未曾在初戰(zhàn)滅火救援中使用過(guò)，往往是等支隊(duì)指揮車(chē)到場(chǎng)后，由支隊(duì)相關(guān)通訊人員使用。而實(shí)際上，無(wú)人機(jī)第一時(shí)間升空偵查，能夠第一時(shí)間尋找水源尤其是天然水源，同時(shí)能夠準(zhǔn)確判斷火勢(shì)蔓延方向，而等到支隊(duì)指揮車(chē)到場(chǎng)后，火災(zāi)往往已經(jīng)擴(kuò)大，貽誤了最佳戰(zhàn)機(jī)。另一方面，無(wú)人機(jī)在滅火救援中的應(yīng)用大部分情況下僅用于高空偵察，在高空喊話、高空照明，火場(chǎng)通信、投擲物品等方面應(yīng)用仍有欠缺。

2.4 針對(duì)消防的定制化程度不高

消防應(yīng)急救援中，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景復(fù)雜、對(duì)象多變、環(huán)境惡劣，但當(dāng)前消防用無(wú)人機(jī)大部分都是消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)，機(jī)體防水、防風(fēng)、防高溫、防腐蝕等抵抗惡劣環(huán)境性能上比較欠缺；對(duì)于滅火和應(yīng)急救援的時(shí)間，無(wú)人機(jī)的續(xù)航能力不足，無(wú)法實(shí)現(xiàn)持續(xù)作業(yè)；無(wú)人機(jī)的防爆能力不強(qiáng)，無(wú)法進(jìn)入有爆炸風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)所作業(yè)；電動(dòng)無(wú)人機(jī)的載重低，在災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)的承載作業(yè)收到了限制。

3 消防無(wú)人機(jī)的應(yīng)用建議及思考

3.1 建立健全消防無(wú)人機(jī)發(fā)展法律規(guī)范

當(dāng)前，消防無(wú)人方面的法律規(guī)范較少，一方面是由于無(wú)人機(jī)為新事物，鑒于法律的滯后性所致。另一方面是由于當(dāng)前無(wú)人機(jī)的應(yīng)用范圍并不廣泛或者普遍。基于此，無(wú)人機(jī)的操作就沒(méi)有完備的規(guī)范指引，因此，必須出臺(tái)相應(yīng)的規(guī)范，確保消防無(wú)人機(jī)在執(zhí)勤或者飛行時(shí)候的安全順利。要將消防無(wú)人機(jī)建設(shè)應(yīng)用納入新時(shí)期消防工作統(tǒng)籌規(guī)劃，研究制定消防無(wú)人機(jī)發(fā)展規(guī)劃。要科學(xué)制定消防無(wú)人機(jī)建設(shè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和配套措施，健全研發(fā)、應(yīng)用、配備、管理等相應(yīng)工作機(jī)制，加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效發(fā)展。將平時(shí)消防應(yīng)急通信保障工作的實(shí)際狀況進(jìn)行充分的聯(lián)系與結(jié)合，盡快出臺(tái)相關(guān)額操作標(biāo)準(zhǔn)和操作程序，以應(yīng)對(duì)當(dāng)前在現(xiàn)實(shí)中所遇到的不良情況。

3.2 切實(shí)加強(qiáng)消防無(wú)人機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)

強(qiáng)化飛手培養(yǎng)。積極對(duì)接相關(guān)部門(mén)和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，考取無(wú)人機(jī)駕駛資格證，確保每個(gè)基層消防救援站不少于1名持證飛手；總隊(duì)、支隊(duì)?wèi)?yīng)統(tǒng)一編排推出貼近實(shí)戰(zhàn)的應(yīng)急救援飛手課程，提供理論指導(dǎo)和支撐；日常訓(xùn)練中，要保證飛手飛行時(shí)間，重點(diǎn)開(kāi)展無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)、裝備性能學(xué)習(xí)，開(kāi)展飛行前檢查訓(xùn)練、基礎(chǔ)飛行訓(xùn)練、實(shí)時(shí)圖傳訓(xùn)練、地面站功能訓(xùn)練及全景照片制作、高空喊話、定點(diǎn)拋投、三維建模等操作訓(xùn)練。強(qiáng)化業(yè)務(wù)考核。本著“以考促訓(xùn)、以考促戰(zhàn)”的原則，將無(wú)人機(jī)業(yè)務(wù)納入練兵考核方案，并記以相應(yīng)分值；在單位預(yù)案制作時(shí)要求附上無(wú)人機(jī)拍攝的二維實(shí)景影像，優(yōu)化轄區(qū)調(diào)研系統(tǒng)，要求調(diào)研系統(tǒng)中增加無(wú)人機(jī)拍攝的全景圖；直報(bào)直調(diào)日常考核中可將無(wú)人機(jī)飛行操作納入考核范圍。同時(shí)要注意跟蹤指導(dǎo)飛手復(fù)訓(xùn)、續(xù)評(píng)工作，倒逼無(wú)人機(jī)飛手能力提升。強(qiáng)化實(shí)戰(zhàn)演練。針對(duì)轄區(qū)普通建筑、城市綜合體建筑、高層建筑、石油化工等不同場(chǎng)所和白天、夜間、有風(fēng)、雨雪等不同環(huán)境，在每月不少于一次的滅火救援實(shí)戰(zhàn)演練中，將無(wú)人機(jī)演練納入其中。

3.3 強(qiáng)化推進(jìn)消防無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用

（1）做好實(shí)警出動(dòng)。在無(wú)人機(jī)配備到位和飛手取得駕駛資格證的情況下，要做到無(wú)人機(jī)戰(zhàn)時(shí)隨警出動(dòng)，初戰(zhàn)到場(chǎng)力量到場(chǎng)后要第一時(shí)間將無(wú)人機(jī)升空，輔助尋找水源和進(jìn)行初步火情偵查，指揮部通訊專班到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，要確保將無(wú)人機(jī)高空偵查、實(shí)時(shí)圖傳及輔助救援工作貫穿滅火救援行動(dòng)全過(guò)程。（2）做好掛載應(yīng)用。要根據(jù)應(yīng)急滅火救援中不同應(yīng)用場(chǎng)景，科學(xué)配備無(wú)人機(jī)掛載，并進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。要運(yùn)用熱成像功能配合開(kāi)展火情偵查和人員搜救；運(yùn)用氣體偵檢模塊開(kāi)展可燃?xì)怏w和有毒氣體濃度檢測(cè)；運(yùn)用拋投功能營(yíng)救被困人員等等。（3）做好戰(zhàn)評(píng)總結(jié)。按照“每戰(zhàn)必評(píng)”原則，總結(jié)講評(píng)無(wú)人機(jī)實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，深刻剖析問(wèn)題短板，探索固化實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用戰(zhàn)法，提高無(wú)人機(jī)飛手實(shí)戰(zhàn)水平。注重資料留存和成果轉(zhuǎn)化，匯總整理照片、視頻、模型等航拍作品，建立無(wú)人機(jī)應(yīng)用的戰(zhàn)例庫(kù)，常態(tài)化的開(kāi)展分析研判，輔助提升工作質(zhì)效。

3.4 有序推動(dòng)消防無(wú)人機(jī)探索研發(fā)

主動(dòng)對(duì)接專業(yè)部門(mén)，和運(yùn)營(yíng)商、專業(yè)航拍團(tuán)隊(duì)建立聯(lián)勤聯(lián)動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，不斷提升自主創(chuàng)新能力。經(jīng)常性的進(jìn)行日常的飛行演練，從日常的訓(xùn)練中找出問(wèn)題，解決問(wèn)題，不斷摸索向服務(wù)合作模式的過(guò)渡，對(duì)于當(dāng)前無(wú)人機(jī)飛行員專業(yè)素質(zhì)弱，人數(shù)少等矛盾進(jìn)行一個(gè)針對(duì)性的解決。加強(qiáng)基層隊(duì)站與研發(fā)制造商的的協(xié)作溝通，形成“需求—研發(fā)—論證—裝備—實(shí)踐”的良性循環(huán)。重點(diǎn)研發(fā)機(jī)身輕便、續(xù)航能力強(qiáng)、可以靈活拆卸、耐高溫、耐腐蝕的無(wú)人機(jī)；研發(fā)載重量大、拋投精度高，抗風(fēng)能力強(qiáng)、復(fù)雜火場(chǎng)氣象環(huán)境下能遠(yuǎn)程遙控的無(wú)人機(jī)；研發(fā)集偵察、預(yù)警、攝像圖傳、輕型裝備投放、滅火劑噴射等模塊于一體的多功能模塊化無(wú)人機(jī)。