無人機在消防滅火救援中的運用研究

摘要：當前，火災現場的環境日益復雜，對實施迅速且精準的滅火救援任務提出了更高要求，必須尋求更為高效且創新的技術支持。其中，無人機技術在消防救援行動中的應用顯示出巨大的潛力和優勢，以科技驅動的方式優化救援策略，提升效率。本文旨在分析無人機技術在消防滅火救援行動中的應用價值，并深入研究其具體操作實踐，以期為消防救援行動的順利進行提供有力輔助。

關鍵詞：無人機；消防滅火救援；實際運用

引言

消防員的主要職責在于防范和應對火災及各類災害，確保人民的生命財產安全。在各種緊急情況和救援行動中，他們常常置身于危險環境，因此對智能設備的需求日益增長，以協助執行滅火和救援任務。近年來，科技不斷融入各行各業，無人機技術因其顯著的進步和廣泛的影響，成為關注焦點。在消防滅火救援中，無人機的應用日益成熟，展現出靈活性、高效性、智能化和安全性等優點。它們不受地形、災情現場或障礙物限制，能有效收集用于消防員行動、滅火、救援和急救等多方面的信息。相較于傳統依賴人力的搜索方式，無人機的投入成本僅為人力和設備成本的10%，有效降低了資源消耗。

一、無人機的原理及種類

（一）無人機的原理

無人飛行器是一種通過無線遠程控制來進行自主運動的飛行器，通過自身的控制程序來完成相應的作業。由于其尺寸小，成本低廉，不需要太多的場地和環境，因此在實際應用中非常便利。無人機可利用無線影像技術傳送有關野外環境資料，部分無人機可自主計劃航路，完成采集與傳送所需影像資料。目前，市面上有很多種無人機，它們的使用范圍很廣，但是無論是什么類型的無人機，都要有非常完備的結構和功能模塊。利用無人機進行火災撲救，不僅可以保證有關人員的人身安全，還可以使火災救援工作更加有成效。

（二）無人機種類

火災救援無人機是應用于災難事件中的關鍵工具，可執行搜救、監測和救援任務。偵察和監測無人機配備高清攝像頭、紅外相機和熱成像設備，能夠在火場上空飛行并實時監測火勢蔓延情況、探測熱點和煙霧，對消防人員采取有效的滅火措施至關重要。交通管制無人機可以協助管理空中和地面交通，確保飛行器和救援車輛之間的安全距離，同時指導人員疏散和指揮火場內外的人員和車輛流動。在火災發生時，通信設施可能會受損或中斷。通信中繼無人機，可以提供臨時的通信網絡，確保消防人員和救援隊伍之間的實時通信暢通無阻[1]。

二、消防滅火救援中的無人機應用優勢

（一）靈活性

與其他消防救援設備相比，無人機的特點在于其緊湊的體型和易于操作性。它們搭載的高清攝像頭能實時捕獲事故現場的畫面，并迅速將信息傳輸到指揮中心，為指揮決策者提供寶貴的第一手資料。目前，我國的無人機多為小型型號，重量輕至約10公斤，操控只需1到2名人員就能完成，無論是預先編程還是遠程遙控，都能使無人機按預定路徑執行偵察任務。無人機對起降場地的要求相對寬松，只要地面平坦即可，有的甚至可以利用手掌作為起飛平臺，展現出極高的靈活性[2]。

（二）高效性

無人機的優越性能在于其與先進技術的無縫集成，常常配備高清晰度的攝影機，用于捕捉所需信息的圖像，并利用傳輸技術及時在顯示屏上呈現這些高清圖像。在設計上，無人機的攝像頭允許360°全方位無盲點旋轉，甚至結合紅外夜視技術，確保即使在黑暗環境中也能有效執行信息采集任務。在消防救火和救援行動中，無人機能準確確定被困人員的數量、狀況和位置。通過攝像頭的遠近焦距切換，可以快速擬定詳盡的救援策略，提升救援行動的效率和針對性，從而加快救援速度。

（三）智能化

隨著信息技術、物聯網和大數據等領域的飛速發展，無人機不再局限于人工操作，而是通過接收指令實現了高度自動化和智能化的信息采集與處理，提升了無人機的應用潛力。當前，各地消防機構在火警救援行動中廣泛應用了智能化技術的無人機。借助這些技術，無人機能夠自主規劃飛行路徑和方向，智能化決策能力使其能在接到預設程序后，根據實時環境作出精準反應，增強機動性。當遇到障礙物時，能迅速規避并及時將信息反饋至操作人員的智能系統。這樣的智能化設計不僅豐富了火災現場信息的獲取，還極大簡化了無人機的操作流程，提高了救援效率[3]。

三、無人機在消防滅火救援中的實際應用

（一）信息收集

在消防救援行動中，獲取信息是至關重要的一步。利用無人機進行信息采集，要根據現場環境定制特定功能模塊，如影像捕捉模塊、熱成像模塊，用于實時拍攝音頻和視頻資料。同時，借助風速探測器，無人機能進一步收集現場環境數據，通過有線、無線或4G技術及時傳輸至接收端，確保實時信息共享。無人機的應用不僅增強了救援指揮部與前線個人裝備的實時連通性，使得指揮員和救援人員能迅速依據實時場景制定策略。這種技術的使用提升了決策的速度和靈活性，隨著現場條件的變化，動態調整救援計劃。以天津港某爆炸事故為例，無人機通過空中偵察，詳細記錄災區狀況，分析爆炸波及范圍，深入剖析數據，最終準確評估了火災損失情況，展示了無人機在災難響應中的關鍵作用。

（二）人員搜索定位

在針對火災應急響應的無人機設計中，集成了一系列精密傳感器，在高空執行精確的監控任務，迅速捕捉潛在的求救信號，為營救隊伍提供關鍵的定位數據。隨著技術的發展，無人機在超視距偵察階段的活動范圍可達300米至1000米，其內置的紅外熱像儀能探測到400米之外的熱量源，顯示出卓越的偵察能力。此外，配備有內置揚聲器的無人機的通信范圍大約在1000米，使消防人員得以借助這種高科技裝備進行精準的搜尋行動[4]。在水上救援行動中，專業人員運用配備激光測距傳感器的無人機，進行實時的定位標記，被困者的位置信息會及時共享給所有參與救援的人員，確保救援隊伍能迅速、準確鎖定目標地點，從而顯著提升救援效率，縮短救援時間，極大提高了救援工作的實效性。

（三）火災現場偵察

一旦發生火災，消防救援機構必須迅速、全面了解事故現場的具體狀況，規劃有效的滅火救援策略，以便迅速控制火勢。然而，火災現場的復雜性和潛在的危險性不容忽視。如果消防人員在信息匱乏的情況下行動，不僅可能導致救援任務無法完成，甚至可能危及人員安全。因此，引入無人機技術對火災現場進行偵察至關重要，能提供深度且詳盡的現場信息洞察。特別是在高層住宅火災中，天然氣管道眾多，可能引發爆炸，對所有在場者構成極大威脅，包括消防員和被困居民。此外，燃氣泄漏也可能導致中毒，這是消防救援工作中常見的挑戰。由于無人機具有靈活性和小型化的特點，它們在各種環境條件下都能穩定工作，能夠協助消防團隊清晰觀察整個火場，幫助專業人員深入分析火情，制定出科學的滅火救援計劃，確保消防行動的安全性。同時，無人機的實時視頻傳輸功能，使地面控制中心能及時、全面掌握火場動態，把握最佳救援時機。

（四）指揮調度

無人機以其簡便的操作性、卓越的靈活性和高效的機動性，在消防救援行動中展現出獨特的價值。利用無人機進行遠程指揮和調度，能有效協助現場救援團隊洞察火場的烈度、地貌及空間狀況。操作員控制無人機深入火場，捕獲關鍵的災情信息，制定救援策略。尤其在應對突發狀況時，無人機能及時將現場畫面和數據以視頻形式傳回指揮中心，為制定后續救援策略提供堅實的數據支撐。對于復雜多變的救援場景，地面指揮中心可通過無人機的實時錄像分析數據，適時調整指揮計劃，確保實施最優化的消防救援和滅火措施[5]。

（五）輔助救援

鑒于消防救援任務的特殊性質，現場環境的多變性要求對火災中的被困者提供必需的生存支持。例如，在涉及化學物質的火災中，空氣中的有毒氣體和濃煙構成嚴重威脅，這時必須為被困者分發防毒面具，并為受傷者準備基本的急救包，確保后續救援行動的有效執行。在傳統上，消防員需親臨現場評估，確定被困人數和傷情，這無疑增加了他們的風險，也可能延誤寶貴的救援時間。然而，無人機以其小巧靈活的特點，開辟了新的救援路徑。它們可以被用于高效運送生活必需品，從而保障救援行動的順利進行。在復雜火場中，無人機還能配備擴音設備。通過無人機上的擴音器，消防員能在確認被困者位置后，利用這個設備穩定被困者情緒，指導他們在困境中自我保護，尋找相對安全的避難區域，等待救援。這種方法有助于增強被困者對救援行動的理解和配合，從而提升整體救援效果。

（六）通信中繼和救援指引

通信中繼無人機可以在災難現場建立臨時通信網絡，彌補因災害導致的通信中斷或信號不穩定情況。它們攜帶高性能通信設備，能夠提供穩定的通信信號，使指揮中心與救援人員之間能夠實時傳遞信息、指令和情報。這種臨時通信網絡不僅能夠協助指揮中心更好了解火情和救援進展，還能夠使救援人員之間保持聯系，協同行動，提高救援效率。無人機還可以作為救援指引的平臺，在復雜地形或火場環境中為救援隊提供航線引導和安全通道。搭載高精度定位系統和地圖導航軟件的無人機能夠實時監測地面情況，識別安全通道和障礙物，并向救援人員提供詳細的路線規劃和導航指引。這對于救援隊在火場中迅速行動、規避危險區域、找到受困者位置至關重要，有助于最大程度減少人員傷亡和財產損失[6]。

四、無人機在消防滅火救援中的應用前景

無人機在消防滅火救援中的應用前景廣闊，其技術和功能的不斷發展將為消防工作帶來更多創新和便利。未來，隨著無人機技術的不斷成熟和應用場景的拓展，其在消防領域的應用前景將更加廣闊。隨著無人機技術的進步，其傳感器和監測設備的性能將不斷提升，使得無人機能夠在火場中實現更加精確和高效的監測與勘察。高清攝像頭、紅外相機和熱成像設備的應用，使得無人機能夠更準確探測火源和火勢的變化，為消防指揮決策提供更多實時數據支持。隨著無人機智能化和自主化程度的提高，其在滅火救援中的作用將進一步增強[7]。

無人機在消防救援中的應用還包括更多智能化的功能和服務。例如，無人機配備人臉識別技術和聲音偵測設備，能夠在火場中迅速發現受困者并提供救援，大大提高了搜救效率和成功率。同時，無人機還可以搭載藥品、食品和急救設備等物資，為災區提供急救和生活救助，實現全方位的災害救援。此外，隨著通信技術的不斷發展，無人機還可以扮演通信中繼和聯絡樞紐的角色，建立災后通信網絡，保障指揮中心與救援人員之間的暢通聯系，實現信息的快速傳遞和指揮調度[8]。

結語

在火災救援行動中，無人機發揮著十分關鍵的作用，尤其在災害現場評估和人員搜尋定位等任務中展現不可替代的功效。隨著科技的不斷進步，應用于消防救援的無人機種類日益多樣化，極大提升了救援效率和效果。

參考文獻

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[6]沈松.無人機在消防滅火救援中的應用研究[J].科技創新與應用，2022，12（15）：193-196.

[7]趙凡.無人機在消防滅火救援中的應用分析[J].消防界（電子版），2022，8（09）：78-80.

[8]李志強.無人機在消防滅火救援工作中運用分析[J].中國新通信，2022，24（09）：19-21.

作者簡介：高駿濤（1990- ），男，漢族，江蘇南京人，本科，初級專業技術職務，研究方向：消防。