無線遙控無人機在消防滅火救援領域的應用研究

王 楠

（寬城滿族自治縣消防救援大隊，河北承德 067600）

近年來，我國廣大民眾的日常生活開始呈現出多樣化的趨勢，但與此同時，生活中也開始涌現越來越多的火災事故、潛在安全隱患。在此種情況下，在面對多樣化消防滅火應急需求的過程中，最關鍵的工作環節就是怎樣實現事故現場實際狀態的快速、準確定位，繼而將火災現場評估工作迅速做好，使救援行動能夠及時開展。在消防滅火救援中，必須要盡快地研判火災發生位置，進而就最優的救援方案進行制定，該環節利用無人機裝置可以與消防救援人員相配合，促進救援執行效率的最大限度提升。利用無人機裝置的過程中，能夠進行廣泛勘察，且無人機的飛行動作相對靈活，能極大程度輔助滅火救援工作的開展。為保障消防滅火救援效果能夠盡可能地提升，有關任務執行中就必須要利用無人機裝置。

1.無人機簡介

1.1 概述

無人駕駛、且能夠無線遙控的一種飛機就是無人機，屬于空中飛行器之一，具備自主程序控制，也能進行無線遙控飛行。無人機能夠和遙控人員相協作，實現半自主控制的順利完成目的，與此同時，其也能夠在無人駕駛和控制的狀態下達到自主飛行的目的。無人機最初主要是在軍事中應用，之后由于其具備輕便及靈活、快速、并無較高起降要求等獨特優勢，開始在民事方面得到廣泛應用[1]?，F如今，無人機已經廣泛應用到影視航拍及農業植保、新聞播報、災難救援等多個領域，其構成部分為飛機機體及飛控系統、無線數據鏈路等。立足技術層面進行分析，其主要有無人固定翼機、無人飛艇、無人直升機等多種類別之分。

當前，我國消防隊面臨的一個難題就是怎樣對事故的現場信息進行及時、準確獲取，保障作戰命令能夠得到高效部署。而近些年，作為新興產業之一的無人機，開始受到了國家的支持與關注，尤其是在消防信息偵查、自然災害搜救等方面，無人機的作用巨大。

1.2 特征

第一，良好安全性、可以便捷操作、較低的運行維保成本。以多旋翼無人機為例，此種無人機在運行的過程中，低成本優勢十分突出，且機械連接部件少，有著簡單的結構，能便于拆卸和替換，也易于開展維保工作。與此同時，因其體型相對較小，并無較高的起降要求，所以無需依靠專用跑道即可達到垂直起降、空中懸停等目的，也能夠在危險區域或不良氣候條件下進行穩定的飛行，可保障實時目標探測信息的準確獲取。

第二，較低飛行高度、較強機動性和任務執行力。從目前常用的無人機來看，是以多旋翼無人機為主，主要有兩種控制方式，全自主、半自主，能夠從人工角度來設置、操縱此種無人機的飛行高度、速度。與此同時，此種無人機的零件組裝至待命飛行所需時間較少，一般僅以幾分鐘為主，所以使得設備的準備時間大大縮短，可保證警務工作要求的充分滿足，也可以快速到達復雜環境中進行任務的執行，尤其是在偵查細小環節方面的優勢十分突出。

第三，平臺應用廣、有著豐富的功能。無人機的多旋翼自身就可充當“互聯網+”平臺，在于定位及照相、測繪、通信等多個系統互相搭配的情況下，可保障“多旋翼+”的飛行平臺構建目標有效實現。

2.無人機在消防滅火救援領域中的應用

2.1 救援現場中高空偵察

若滅火救援現場的突出特征為災害環境特殊、復雜或者是存在較大的災害覆蓋面，此時由于消防人員很難實現對任務預定位置的靠近或及時抵達目的地，所以就可與無人機相配合，快速抵達災害現場，之后與微型高清數碼攝像機將配合，偵察災害現場，并利用短波及5G、WiFi 等網絡，向地面或指揮中心傳輸現場實時圖像。而對于各級指揮部來說，也可依靠無人機來統攬全局，對火災現場各方面情況、實時數據等進行動態掌握，如著火點位及面積、輪廓等，以可靠信息輔助地面一線指戰員工作的開展，保障部署作戰命令能夠快速、有效地下達，最大限度地降低災害損失、人員傷亡。

2.2 高層火災中搜索營救

高層建筑火災撲救工作具體開展的過程中，相關指戰員一般會借助登高平臺車來開展救人工作。但值得注意的是，實戰中該設備受火勢過大影響，難以靠近火場的現象極易出現，也無法快速地進行升降，會導致救援速度受到影響，尤其是該設備無法一次容納大量被困人員。以上情況都會加大救援工作難度，無法及時開展救援工作的同時，也會引發大量人員傷亡問題。而應用無人機能使上述難題得到有效解決，將生命探測儀、GPS 系統等搭載在無人機上，可對被困人員的具體位置進行感知、獲取，也可在無人機底部掛鉤懸掛救生引導繩，此時，借助地面站消防員的手動操作，可向被困人員運送救生引導繩，進而借助該設備能使被困人員達到對軟梯等救生器材的獲取目的，以實現自救的效果。

2.3 事故現場中空中喊話

大型災害或公共突發事故的處理環節，利用無人機將語音及擴音等模塊集成起來，能使消防員與無人機相配合，確?？罩泻霸挕⒅噶顐鬟_等目標有效實現[2]。在有效傳達各項信息的情況下，可以有效地調遣消防隊各類人員以重點區域為立足點，進行任務的迅速執行，同時也可以借助語音提示來指導被困人員的逃生、疏散及自救、他救等，更能為被困人員逃生提供遠程協助作用，且在災害現場可能會有爆炸、坍塌等現象發生的情況下，也能起到對消防員快速、及時撤離危險區域的有效通知作用。

2.4 特殊環境中運送功能

特殊環境主要包含山岳、水域等區域，由于此類災害事故地點所處地段相對特殊、復雜，所以消防人很難及時和被困人員進行有效的溝通、交流，而受特殊環境影響，也會極大程度地限制救援設備精準性、射程等。為改善以上情況，就可以與無人機相配合來開展有關工作。比如，由于無人機體型不會很大，同時也并無較高的起降要求等，所以消防員可借助無人機向指定區域來投送一些輕型物資，如無線手臺、簡易呼吸罩等，為被困人員的自救及其在現場的快速逃離等提供輔助作用。

3.實際消防滅火救援中應用無人機的建議

3.1 建立無人機消防救援滅火相關法規及技術標準

實際應用無人機時，應依靠健全的法規和技術標準，只有與科學、合理地使用技術標準相配合，使安全裝備技術模式得到科學、合理的執行，才能充分發揮無人機的作用，也能規范消防員對無人機的操作。對此，必須要結合消防滅火救援工作要求、實際需要等相結合，將有關法規、技術標準等積極建立起來，更好地指導消防員對無人機的操作與應用[3]。與此同時，也要在消防應急救援通信上提高關注度，為有關工作的開展、落實提供保障。而相關的部門，也應就專門的消防救援安全操作小程序進行積極設計，為無人機技術操作更具規范化、合理性提供最大限度的保障，使消防滅火救援中，無人機具體應用中可能出現的各種不利情況得到及時的應對、處理。

3.2 強化無人機規劃設計及安全操作方面人才培養

由于消防員應用無人機時，必須要以消防救援安全操作有關規范、需求為依據來開展工作，同時也要就專項的應急消防救援方案進行編制，所以消防滅火救援中應用無人機時，對人才各方面能力有很高的要求。在此種情況下，就要在無人機規劃設計、安全操作方面的人才培養上加強力度。在培訓中，應以重要基礎理論、工作原理、有關設備技術操作、緊急狀況下無人機飛行訓練等多方面知識、技能為培訓要點。培訓后，應在考核上加強力度，是有關人員能夠積極參與培訓并認真學習。另外，也要在無人機飛行技術規范、實訓操作上提高重視度，要在實訓演練培養上進行積極的強化。這一過程應與不同環境、不同風格建筑物等相結合，保障演練更具全面性，使有關消防員的職業素養、技能水平最大限度地提高。

3.3 加強無人機在消防滅火救援中相關技術的研究

在消防滅火救援中，有關消防技術人員或指戰員等，應與國內無人機專業部門相對接，確保消防安全演練工作順利開展，使無人機操作技術培訓、教育、學習機制能夠持續建立起來，促進無人機操作人員專業創新、使用能力的最大限度提升。而在日常的飛行訓練環節，應將經常出現的技術問題挖掘出來，并就有關問題的解決方案進行全面研究和深入探索[4]。與此同時，也應在無人機專業隊伍的建設上加大力度，并在輕量化、多功能等多種類的無人機研發上加大力度，保障無人機能夠與消防滅火救援工作中的各項技術要求完全符合，促進無人機使用效果的大幅度提高。

4.消防無人機技術需求和功能拓展

4.1 模塊化設計

現階段，無人機的“多旋翼+”飛行平臺運行中，可以與各類儀器、設備相配合，進而廣泛應用到多個領域。如警務、農業、傳媒等。而通過模塊化設計工作的開展，能使無人機的獨立性、互換性、通用性等特征更加突出，此種情況下的接口部位結構及尺寸等參數，更能保障大數量不同設備需求的充分滿足，確保更多有價值設備、儀器等能夠與無人機更好地配合來開展滅火救援工作，實現預期的救援效果[5]。

4.2 續航動力技術

在消防滅火救援中，無人機放飛的前提就是面臨繁重的滅火救援任務，同時若滅火救援工作開展時間較久的情況下，也可以放飛無人機來提供輔助作用。與此同時，若多種設備搭載在消防無人機上，此時會繼續加大無人機的載重。面對這樣的情況，就要將更多的新型技術手段應用在消防無人機上，如新型電池及混合動力等，促進無人機續航能力的有效提升。

4.3 環境監測功能

為實現無人機環境監測功能，可將紅外熱成像儀、測風（溫）儀等多種儀器安裝在無人機機頭等部位。以紅外熱成像儀為例，該設備對溫度十分敏感，能對隱藏的著火點進行有效監測，也可以達到對復燃隱患、幸存者的針對性監測目的[6]。而對于測風（溫）儀等儀器來說，可就事故現場的泄漏物質及其濃度、擴散范圍等進行有效的監測，保障數據的深度分析目標有效實現。

4.4 強光照明功能

現階段，消防滅火全領域中應用的無人機，具備的一個突出功能就是空中懸停，而將強光照明設備搭載在無人機的前端，并和照相系統來進行同步的設置，一方面有助于光線受限下偵察拍攝效果的強化；另一方面也能于夜間環境中實現高空照明的效果，使救援目標能夠被快速地鎖定。

4.5 自我保護功能

無人機參與消防滅火救援工作中，就飛行任務具體執行時，需要具備的性能為抗風防雨、耐溫防腐、防爆等，若事故現場有易燃易爆及危險化學品泄漏等情況，此時因事故現場存在較大的火焰和較高的溫度、一定程度的易燃易爆氣體濃度等，所以在應用無人機進行偵察的過程中，客觀存在的就是各種各樣的安全隱患。對此，就需要利用防爆及防腐蝕等材料來制作無人機的機身，使無人機飛行中的磨損值最大限度地降低。

5.結語

得益于科技水平日益提升而快速發展的無人機技術，能夠極大程度便利各類災害事故的開展，也能為人類戰勝各類災害事故提供輔助作用。因無人機的特性是以輕便、靈活、快速等為主，所以針對其在消防滅火救援領域中應用的研究意義重大。在消防滅火救援工作中，與消防無人機相配合，對災害現場信息進行及時、動態的掌握，能為現場指戰員對災情的準確判斷提供輔助作用，也可以促進消防部隊實戰能力的有效提升。與此同時，本人建議可在有關消防站的建設標準中納入消防無人機建設，而對于消防總、支隊來說，應將無人機分隊構建起來，保障訓練和實戰結合、實戰和保障結合等目標的有效實現，使滅火救援中消防無人機的最佳效益能夠充分發揮。