無人機在消防通信中的應用研究

■ 趙毅 銅川市消防救援支隊

當今社會，經濟發展質量顯著提高，隨之而來的是消防滅火救援形勢更加復雜多變，對無人機等現代化消防通信設備的應用提出了新的更高要求。當前形勢下，有必要立足消防通信實際需求，采用靈活多樣的技術方法，全面優化提升消防通信的整體實施效果。

一、研究背景

消防通信是消防滅火救援中的關鍵內容，對于實時傳遞火情信息、精準調整與優化消防滅火救援策略等具有直接作用。無人機作為一種新型技術裝備，開始在現代消防通信實踐中發揮更加顯著的作用。近年來，相關主管部門高度重視無人機在消防通信中的應用與創新，在強化無人機應用的系統性構造、整合遙感技術等方面制定并實施了一系列重要技術標準與規范，為消防通信實踐中高質高效地應用無人機這一通信載體提供了基本遵循與導向，在火情數據信息傳輸方面取得了令人矚目的成就。同時，各級消防應急救援單位同樣在創新無人機應用流程、整合無人機通信效能等方面進行了大量卓有成效的研究與探索，實現了無人機巡邏偵查、火情態勢回傳等多樣化功能，為消防救援單位做出準確可靠的救援策略提供了重要數據保障，展現出消防救援的現代化與專業化特征。盡管如此，受限于火情特點與火場信息等方面影響，當前無人機的實踐應用水平尚有較大提升空間，無人機應用策略與方法的針對性和實效性有待進一步增強[1]。上述背景下，深入探討無人機在消防通信中的應用模式與優化路徑具有極為深刻的現實意義。

二、無人機在消防通信中的應用優勢

（一）機動靈活性優勢

無人機體型較小，重量較輕，在消防通信中具有顯著的機動靈活性優勢。在消防滅火救援環境下，需要首先對火情現場進行全面實地勘察，獲取火情特點的各類基礎性信息，進而為消防滅火救援策略的制定提供第一手參考資料。通過發揮無人機的靈活性優勢，其可替代消防救援人員完成火情現場勘察任務，在降低消防救援人員人身傷害風險的基礎上，在相對有限的空間內實現對火情信息的精準全面搜集，在時間與空間方面為消防應急救援創造更多可能。

（二）視野全面性優勢

無人機在消防通信過程中具有較為開闊的視野，可從整體宏觀角度觀察火場火情特點。隨著互聯網寬帶技術與大數據技術的快速發展，無人機的視野全面性優勢特征更加突出，為多角度拍攝、多維度分析等提供了更為豐富的功能載體，使得傳統技術條件下難以完成的火情拍攝任務更具實現可能。在現代科學技術的推動下，無人機可搭載廣角攝像頭或紅外夜視裝置等，極大限度地拓寬了拍攝視野，有效消除了人工勘察的視野盲區[2]。

（三）操作簡便性優勢

無人機在操作與控制方面同樣獨具優勢，可根據無人機的基本操作要求，輕松完成飛行操作流程，即便是機型相對較大的無人機也可通過兩人協作完成操作。通常情況下，無人機由飛行載體、傳感器、數據傳輸系統和地面工作站等部分構成，不同的構成部分在功能要求與任務模式等方面存在顯著差異，共同完成相應的飛行操作任務。在人機交互環境下，無人機的操作便捷性得以明顯提高，實現對火情火場的全方位監控。

（四）運行可靠性優勢

在消防應急救援中，受限于多種客觀條件的影響，現實狀態往往會出現諸多變化，導致救援環境復雜多變，而通過無人機的支持作用，可對監測獲取到的火情火災數據信息進行不間斷傳輸，其在運行過程中具有較高可靠性與穩定性，可避免出現數據傳輸中斷等問題。通過發揮無人機運行可靠性優勢，可更加精準地掌握救援場景信息，以便及時調整優化救援方案，以最小的消防救援代價完成更高質量的消防通信任務，提升現場救援能力。

三、無人機在消防通信中的應用路徑研究

（一）實現災情偵查

災情偵查是無人機在消防通信中的主要應用方面，旨在采集救援現場信息，為制定救援方案提供可靠依據。與傳統災情偵查手段相比，無人機的穩定性與安全性等更高，可通過搭載數據采集設備，機動采集圖像與聲音信息，對災情現場數據進行連續性不間斷傳送，并利用通信模塊將數據信息傳輸到消防指揮調度系統中，滿足災情偵查的各項現實功能。在無人機的支持下，災情偵查的精度將大大提高，快速定位應急救援的具體位置，救援機構與救援人員可有針對性地設定設備分布，降低災情偵查過程中的人員傷害系數，為消防應急救援提供翔實可靠的信息支持[3]。

（二）實現災情監控

在消防通信需求不斷提高的背景下，無人機同樣可以實現對災情現場的實時監控與追蹤，幫助救援機構與救援人員及時掌握災情現場的變化趨勢，對災情救援進行遠程控制，為高效做出正確的救援方案創造更加充分的空間。通過無人機搭載的數據監控設備，可將災情的變化趨向始終掌握在可控范圍內，減少不必要的救援損失。無人機獲取信息的過程具有連續性特征，因此災情監控同樣可連續進行。以確定被困人員的具體位置為例，無人機可發揮監控作用，對被困人員的位置轉移狀況進行連續監控，引導其采取正確的安全躲避方法，減少人身傷亡和財產損失。

（三）救援現場人員疏散

科學合理地組織災害現場人員疏散是無人機運用的重點方面。在無人機通信技術支持下，災害現場人員可精準獲得正確的逃生救援方法，避免慌亂、擁擠或踩踏事件，實現安全有序逃生，尤其在人員相對密集的建筑內部更是具有顯著優勢。災害現場人員可通過無人機通信信息獲知災情基本特點，在相關指令的引導下快速準確地找到救援通道，完成最高效率的逃生任務。一方面，無人機可利用微型攝像頭等裝置發揮視覺分析功能，精準辨識疏散對象，提高疏散效率。另一方面，無人機可快速調整遠近距離，在分析災情環境特點的基礎上，發出相應指令，評估環境危險系數，引導疏散對象快速進入安全區域，防止盲目逃生而導致的不必要傷害。

（四）室內利用通信設施實現信息交互

從以往消防應急救援實際來看，部分傷亡事件的發生更多地與信息交互不暢具有密切關聯。在無人機運用中，必須保證消防應急通信效能，高效完成室內偵查和室內通信，對物體進行全方位環繞拍攝和追蹤拍攝，并保持動態化調整與跟蹤，實現無人機目標跟蹤技術的運用效果。同時，救援人員可運用攜帶定位模塊的遙控器進行救援，并傳遞視頻、音頻等信號，強化與救援指揮中心之間的信息關聯。此外，無人機還可搭載跟隨模塊，通過操作路由機和終端機等加載避障以及室內導航等功能，拓展通信區域，展開巡航搜救[4]。

（五）實現輔助監督與救援

在消防通信中，輔助監督與救援的直接作用極為突出，尤其是在當前火情事故多變，受環境條件影響日趨復雜的狀況下，救援難度不斷增大，救援要求不斷提高。無人機在消防通信中的運用可構建基于災情特點與演變趨勢的災情圖像，并通過拍攝與傳輸功能將圖像信息進行加工處理，傳輸到消防安全系統之中，便于控制中心進行輔助監督與救援。無人機的設計可細化分為集成語音和擴音兩個方面，建立通信線路，可與救援人員進行現場對話，完成應急測繪任務，為拓展救援渠道、豐富救援方式等提供了良好前提條件。

（六）多路音視頻通信

在無人機語音中，可搭建基于消防指揮調度網的多路音視頻通信模塊，在對相關視頻、圖像、音頻等進行多方位處理的基礎上，進行實時通信傳輸。多路音視頻通信是消防應急通信保障的核心構成單元，可對消防救援現場全景圖像與聲音等進行觀測分析。在現代通信技術的支持下，無人機可完成的多路音視頻通信任務更趨多樣化，提高了移動通信鏈路與現場控制中心交互狀態的穩定性，將信息資源傳遞給流媒體分發服務器，并利用安全網閘等單元與網絡綜合信息平臺進行關聯，實現同步傳輸圖像，構建形成動態化、連續化的高質量多路音視頻通信網絡體系，實現移動通信網互聯互通，提高消防通信的質量。

（七）遙感監測與應急照明應用

消防救援任務的完成需要同步開展遙感監測，與救援現場之間實現信息傳遞和互動。從以往傳統消防通信技術環境來看，因為受限于監測條件等要素，監測效果往往不甚理想，難以為高效救援方案的制定提供參考。而通過無人機消防通信技術的運用，可使遙感數據實現采集多點化，避免了因無人機飛行慣性、擺動、顛簸或傾斜等造成的遙感監測數據失真失實等問題，減小了不必要的遙感監測數據誤差。此外，無人機消防通信還可搭載照明設備與供電設備等，通過空中懸停操作，對救援現場進行應急照明，拓展救援現場的可視范圍，優化現場可視條件，完成夜間大區域照明。

（八）高空送物和高空喊話

在高溫或高空等消防應急救援環境下，救援人員難以近距離進行救援，傳統拋投器在使用環境和范圍上具有一定短板，而通過無人機搭載擴音器、拾音器等相關功能模塊，將無人機提升到一定飛行高度，進行高空送物和高空喊話，通過移動通信鏈路的中樞銜接作用，與救援對象進行信息交互，有針對性地化解其焦躁情緒，指導其進行科學自救和逃生或等待外來救援。在無人機高空送物功能支持下，可向救援對象投送救生衣、救生索、食品和藥品等救援物資，提高救援對象的生存能力，減少人員傷亡。

四、無人機在消防通信應用中的注意問題探討

（一）提高無人機的穩定性

無人機的穩定性對于消防通信效果的影響是深刻的、直接的，因此應將提高無人機穩定性作為優化消防通信的重要手段。從以往消防通信技術來看，由于空氣流動等因素影響，制約了通信效果的可靠性。在提高無人機穩定性過程中，應根據救援對象的實際情況，降低飛行過程中的震動系數，防止所拍攝的視頻或音頻受到不良影響，確保信息采集的清晰度。無人機具有體積小、質量輕等顯著優勢，只有采集到清晰準確的救援現場圖像才能有效拓展消防應急救援空間，提高消防通信中的保障能力和保障效果[5]。

（二）合理布置無人機

在消防通信中，無人機的合理布置包括布置數量和布置位置兩個維度。在數量維度方面，盡管無人機的布置數量越多，可獲取到的救援現場信息就越多，增加了信息采集端口，但卻也無形之中增加了信息分析與辨識工作量。因此，應圍繞消防應急救援的實際狀況，合理設計無人機數量，實現無人機消防通信效果的最優化。在布置位置維度時，同樣應結合現場條件，提高各個無人機的銜接匹配效果，做到各負其責，使不同功能的無人機能夠協同搭配，發揮最佳銜接作用，滿足消防應急救援實際需求。

（三）培養專業無人機操作人員

消防通信中的無人機應用應由專業人員進行操作，在消防通信要求較高的環境下，更需要穩定可靠的操作控制，提高通信效能。因此，應積極組織無人機操作人員參加專項培訓與學習，由業內人士為其講解新形勢下無人機的基本操作要領，引導其熟練掌握無人機各項控制方法，使其能夠在最短時間內完成無人機的調試，以更加精準高效地開展消防通信工作。將對無人機的操作訓練納入績效考核評價體系，充分激發操作人員熟練操控無人機的主觀能動性，并通過模擬真實化的消防應急救援環境，對其消防通信操控能力等進行強化鍛煉。

五、結語

綜上所述，受傳統消防通信模式等要素限制，當前無人機在消防通信中的實踐應用依舊存在諸多薄弱環節，阻礙著消防通信整體效果的優化提升。因此，有關人員應該從消防通信的客觀實際需求出發，充分遵循無人機的基本應用操作要求，創設靈活多樣的應用環境載體，強化無人機的整體應用流程與規則方法，全面挖掘無人機的現實價值與優勢，提高消防通信整體效能，為全面彰顯無人機的綜合應用效果貢獻力量。