無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用探析

■ 劉鋼 北京市消防救援總隊(duì)順義區(qū)消防救援支隊(duì)

無(wú)人機(jī)已經(jīng)成為一種非常重要的救援方式，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)人機(jī)的功能也在逐漸增多，在救援工作中可以實(shí)時(shí)監(jiān)控災(zāi)情，偵察各類危險(xiǎn)環(huán)境，為消防人員滅火救援工作提供幫助。并且現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，發(fā)生火災(zāi)的影響因素較多，消防人員并不能及時(shí)了解火場(chǎng)的具體情況和安全進(jìn)入火場(chǎng)開(kāi)展救援工作，而利用無(wú)人機(jī)可以遠(yuǎn)程控制深入火場(chǎng)偵察火情，為消防人員開(kāi)展消防工作提供更好的支持。

一、無(wú)人機(jī)概述

無(wú)人機(jī)在使用過(guò)程中，不需要人工駕駛，最大限度避免了人員傷亡。而在消防滅火救援工作中，無(wú)人機(jī)先期深入火場(chǎng)偵察，可以第一時(shí)間為消防人員提供火場(chǎng)具體情況，為開(kāi)展救援工作提供相當(dāng)?shù)囊曇爸С忠约拔ｋU(xiǎn)預(yù)警，近距離使用無(wú)人機(jī)，也可以避免消防人員深入火場(chǎng)發(fā)生傷亡的情況，在消防滅火救援工作領(lǐng)域中的前景十分明朗。由于現(xiàn)代人工智能技術(shù)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)可以完成的任務(wù)也變得多種多樣起來(lái)，通過(guò)操控程序，可以按照預(yù)定的路線定點(diǎn)完成飛行巡航，受外界影響小[1]。火場(chǎng)的濃煙以及高空，無(wú)人機(jī)都可以進(jìn)行作業(yè)，不受多數(shù)危險(xiǎn)因素影響，可以預(yù)見(jiàn)的，在將來(lái)無(wú)人機(jī)開(kāi)展消防滅火救援將會(huì)越來(lái)越普及和完善。

二、無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用原理

使用無(wú)人機(jī)幫助消防滅火救援工作的開(kāi)展，主要是利用無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)靈活以及操作簡(jiǎn)便，為消防人員開(kāi)展消防滅火救援工作提供相當(dāng)?shù)闹С帧，F(xiàn)代運(yùn)用無(wú)人機(jī)主要指無(wú)人機(jī)可以像直升機(jī)一樣在固定地點(diǎn)完成起飛和降落。并且由于無(wú)人機(jī)體積小、重量輕、空中滯留時(shí)間長(zhǎng)，可以隨時(shí)停滯在火場(chǎng)以及救援對(duì)象上空觀察情況，采集現(xiàn)場(chǎng)情況反饋給現(xiàn)場(chǎng)即將進(jìn)入火場(chǎng)的救援人員，為其提供被救援者的具體方位和危險(xiǎn)狀況的預(yù)警。

由于無(wú)人機(jī)是電子機(jī)械以及信息控制的結(jié)合體，通過(guò)提前編寫(xiě)的程序可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制以及自動(dòng)飛行，在無(wú)人機(jī)上主要搭載著一套數(shù)據(jù)采集以及傳輸系統(tǒng)，將前方的火場(chǎng)情況個(gè)傳輸?shù)胶蠓降碾娔X中。消防人員通過(guò)觀察火場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)情況，分析火情數(shù)據(jù)，可以制定更好的救援方案。在拍攝火場(chǎng)情況時(shí)，無(wú)人機(jī)上的攝像系統(tǒng)一般與衛(wèi)星直連，可以通過(guò)衛(wèi)星遙感拍攝，不受火場(chǎng)高溫以及復(fù)雜情況的影響，保證提供的火場(chǎng)情報(bào)可靠，為消防救援工作提供幫助[2]。

三、無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（一）無(wú)人機(jī)操作的智能化

隨著人工智能的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)發(fā)展也在邁向更加智能化，可以說(shuō)智能化是無(wú)人機(jī)發(fā)展的前進(jìn)方向，相當(dāng)多的智能技術(shù)被應(yīng)用于無(wú)人機(jī)上。智能化的操作系統(tǒng)使得操作人員不必時(shí)刻關(guān)注無(wú)人機(jī)的飛行狀況，自動(dòng)駕駛和躲避障礙都可以獨(dú)立完成，人工操作中可能會(huì)發(fā)生的失誤，通過(guò)提前編寫(xiě)的系統(tǒng)都可以避免，極大簡(jiǎn)化了無(wú)人機(jī)的操作難度，為消防救援工作提供了更可靠的支持。

（二）利用智能化技術(shù)進(jìn)行指點(diǎn)飛行

指點(diǎn)飛行就是為無(wú)人機(jī)提前預(yù)設(shè)一個(gè)目標(biāo)地點(diǎn)，無(wú)人機(jī)可以直接抵達(dá)該地點(diǎn)完成消防救援任務(wù)。在開(kāi)展消防滅火工作中，滅掉起火點(diǎn)的火情是非常重要的，使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行指點(diǎn)飛行，可以快速找到救援目標(biāo)以及起火點(diǎn)，通過(guò)無(wú)人機(jī)傳輸回來(lái)的影像中，消防人員可以迅速判斷出起火點(diǎn)在哪里，然后通過(guò)給無(wú)人機(jī)下達(dá)指令，直接飛向起火點(diǎn)的上方，幫助消防人員掌握更多火場(chǎng)情況，而且在無(wú)人機(jī)飛向起火點(diǎn)的過(guò)程中，通過(guò)智能系統(tǒng)自行判定，可以有效躲避障礙以及自動(dòng)導(dǎo)航，收集完數(shù)據(jù)后還能夠自主返航。

（三）利用智能化技術(shù)進(jìn)行視覺(jué)追蹤

利用現(xiàn)代發(fā)展的追蹤技術(shù)，無(wú)人機(jī)在空中捕捉到具體動(dòng)態(tài)圖像后可以進(jìn)行連續(xù)追蹤，現(xiàn)代消防救援使用的無(wú)人機(jī)搭載的圖像識(shí)別系統(tǒng)可以對(duì)火場(chǎng)圖像進(jìn)行拍攝和一定的還原傳輸給后方，讓后方的消防人員了解現(xiàn)場(chǎng)情況，通過(guò)停滯在火場(chǎng)上空進(jìn)行連續(xù)拍攝，對(duì)動(dòng)態(tài)景象進(jìn)行追蹤，可以了解火勢(shì)朝哪個(gè)方向蔓延，及時(shí)讓后方消防人員了解。利用智能化技術(shù)對(duì)火勢(shì)進(jìn)行視覺(jué)追蹤，可以對(duì)單一圖像進(jìn)行放大鎖定；對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的影響進(jìn)行追蹤，幫助救援工作更好地展開(kāi)。

（四）利用智能化技術(shù)進(jìn)行感知避障

由于無(wú)人機(jī)使用后方的遙控系統(tǒng)進(jìn)行操作控制，操作人員無(wú)法實(shí)時(shí)了解無(wú)人機(jī)所處位置的具體情況，這個(gè)時(shí)候利用智能化技術(shù)可以讓無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)自主躲避障礙。傳感系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)障礙物會(huì)自行讓無(wú)人機(jī)進(jìn)行躲避，提高無(wú)人機(jī)飛行的安全可靠性，在復(fù)雜的火場(chǎng)情況中靈活飛行，為后方提供多種情報(bào)支持。

四、無(wú)人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用途徑

（一）無(wú)人機(jī)在輔助救援中的應(yīng)用

在消防滅火救援工作中，由于無(wú)人機(jī)體積小飛行靈活，還可以搭載一定的救援設(shè)備，代替消防人員對(duì)一些危險(xiǎn)地方進(jìn)行滅火撲救。消防救援由于種類多，無(wú)人機(jī)的型號(hào)也有許多，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)的具體情況可以選擇適當(dāng)?shù)臒o(wú)人機(jī)，比如當(dāng)執(zhí)行撲救滅火任務(wù)時(shí)，選擇的就是能夠承受大重量的無(wú)人機(jī)，搭載滅火設(shè)備、通信設(shè)備以及救生繩索，代替消防人員直接開(kāi)展滅火救援工作。還可以使用多功能型號(hào)，聯(lián)合進(jìn)行火災(zāi)救援，通過(guò)多架大載重?zé)o人機(jī)搭建逃生通道，使被困人員能夠及時(shí)脫困；在執(zhí)行救援任務(wù)的時(shí)候，通過(guò)判斷火情大小以及種類，搭載不同的滅火裝置，比如水槍或者二氧化碳滅火器等，還可以對(duì)無(wú)法及時(shí)救援的被困人員投遞緊急救生物資，保證人員的安全；在較大的火場(chǎng)，比如山林火災(zāi)中，被困者往往無(wú)法判明逃生方向，通過(guò)無(wú)人機(jī)喊話作為向?qū)?，帶領(lǐng)被困者向安全方向逃離，可以有效提高救援水平[3]。

（二）無(wú)人機(jī)在災(zāi)情監(jiān)控中的應(yīng)用

通過(guò)使用無(wú)人機(jī)，消防人員可以在無(wú)法進(jìn)入的場(chǎng)所遠(yuǎn)程滅火救援，由于火勢(shì)發(fā)展瞬息萬(wàn)變，無(wú)人機(jī)實(shí)時(shí)偵察可以將火勢(shì)的發(fā)展情況同步到后方的消防人員手中，時(shí)刻監(jiān)控火勢(shì)，通過(guò)實(shí)時(shí)傳輸回來(lái)的火情畫(huà)面，消防人員通過(guò)分析制定出一定的救援計(jì)劃，采取應(yīng)對(duì)措施，降低火災(zāi)造成影響。

（三）無(wú)人機(jī)在災(zāi)情偵察中的應(yīng)用

在發(fā)生火災(zāi)后，由于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)影響因素較多，火災(zāi)救援無(wú)法及時(shí)有效開(kāi)展，而使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行偵察，可以讓進(jìn)入火場(chǎng)的消防人員及時(shí)躲避危險(xiǎn)地區(qū)，降低消防人員的傷亡。無(wú)人機(jī)滯留在火場(chǎng)上空偵察，后方的消防人員通過(guò)分析火情，對(duì)各種情況進(jìn)行分析總結(jié)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)火場(chǎng)內(nèi)部的易燃易爆物品，及時(shí)對(duì)香坊救援人員進(jìn)行提醒躲避；通過(guò)搭載的風(fēng)向測(cè)定儀器，對(duì)風(fēng)向和風(fēng)力進(jìn)行測(cè)算，在后方建立起火勢(shì)發(fā)展的預(yù)測(cè)模型，為救援工作提前開(kāi)展贏得寶貴的時(shí)間；通過(guò)搭載的喊話系統(tǒng)，對(duì)周邊居民進(jìn)行預(yù)警通知，避免火災(zāi)誤傷，對(duì)撲滅火災(zāi)起到一定的輔助作用。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)使用無(wú)人機(jī)對(duì)火勢(shì)進(jìn)行控制，可以有效減少外界因素對(duì)火場(chǎng)火情的判斷，為消防人員及時(shí)救援贏得寶貴的時(shí)間。在使用無(wú)人機(jī)的過(guò)程中，要注意做到最大限度地讓無(wú)人機(jī)發(fā)揮本身功能，避免消防人員的傷亡，使得消防救援工作能夠更好展開(kāi)。