无人机应用于消防灭火救援工作中的对策探析

陈泽

摘要：从最早的军事侦查领域至今，无人机已经被广泛应用于各个行业领域，真正凸显出其功能优势。在消防灭火救援领域中，无人机应用也最大限度提升了消防灭火救援效果，成为助力消防队伍专业化作业的重要辅助设备。本文简单分析当前智能火灾救援无人机的基本概念功能与工作流程，并探析无人机应用于消防灭火救援工作中的诸多智能化技术对策。

关键词：无人机; 消防灭火救援; 工作流程; 智能化技术对策

智能化无人机在应用于消防灭火救援工作领域方面具有独特的优势，可完成人力不可及的工作内容。实际上，根据消防灭火救援工作的实际情况制定一套行之有效的无人机应用策略是很有必要的，它能够保证无人机应用满足消防灭火救援工作各种实际需要。包括了灾情侦察、监控追踪、辅助救援、辅助监督等等。可为消防救援工作提供最佳技术支持与设备保障，减轻人力物力支出，降低救援危险系数，提高救援工作整体质量。

1   关于无人机

1.1  无人机的基本概念

无人机（Unmanned Aerial Vehicle）还被称为无人驾驶航空器，它属于一种无需飞行员驾驶也能飞行的自由驱动式、可重复使用的飞行设备。在无线电遥控设备的远程计算操控下可实现一定范围内的自主飞行。相比于普通航空器，无人机拥有更灵活开放的机动性，它对起降环境要求不高，且具有较强的生存能力。

目前已有的无人机类型包括固定翼无人机、多旋翼无人机以及无人直升机三大类，而多旋翼无人机中还根据旋翼数不同分为双旋翼、四旋翼、六旋翼、八旋翼无人机等。

本文所谈到的用于助力消防灭火救援领域的是多旋翼无人机类型中的四旋翼无人机，它小巧且稳定性表现出色，轻便灵活且机身振动偏小，设备易于保养且使用维护成本相对偏低，对地形要求不高，可实现垂直起降，属于典型的工业消费级无人机，但作为一种精密仪器，它的续航时间一般较短。在消防火灾救援作业中，无人机比较适用于工厂仓库火灾救援，因为它满足易用性、经济适用性要求，且拥有良好的救援效果。具体来讲，它在保证飞行稳定性的同时能够做到精准悬停，悬停偏差可局限于0.5m偏差范围内。另一方面，它的定高定点能力极强，可在指定规范位置地点展开一系列作业操作。再者，无人机本身具有较强的抗干扰能力，因为其内部设置有电磁兼容与电磁干扰模块，可避免普通的日常无线电信号干扰，非常适合长时间稳定观察记录火灾情况，对自然环境的适应性也相当强。

1.2  无人机的消防灭火救援功能应用与工作流程

1.2.1  功能应用

无人机对于功能要素的整合相当到位，拥有一定的技术创新能力，可将多种功能集成于火灾救援无人机主体上。

首先，在消防灭火救援工作中它保留了飞行模块中的所有功能，有效降低了遥控器部分的使用功能，转而使用无线传输方法，配合工厂、仓库中的火灾探測器启动无人机。另外，无人机本身搭载了COMPASS导航系统，它可帮助无人机实现智能化飞行过程，并搭建智能无线充电平台，利用“快充+平衡充”混合方式实现对无人机的双向充电，当无人机在不工作待机状态模式下可连接充电平台快速充电，保证充电安全。

其次，它的侦查模块可检测包括工厂、仓库、甚至是森林在内的多区域易燃易爆有毒气体，并对应生成曲线图。

1.2.2  工作流程

在火灾消防救援作业操作过程中，利用无人机的智能化功能可创建整个工作流程，具体如图1。

如图1，无人机在火灾消防救援工作中具体流程如下：首先通过无线信号传输设备将无人机与工厂、仓库的烟雾温度报警器装置相互连接。当火灾报警出现后，利用无线传输技术快速启动无人机，同时向119指挥中心报警。此时无人机根据COMPASS导航系统自主起飞，利用机身配置的红外线火源探测器发现着火点，产生并放大电信号，通过A/D转换器进行信号处理，形成导航指令，进一步引导无人机顺利达到着火点。在发现着火点后利用火灾加速处理模块智能控制系统，自动调节智能消防炮的发射角度，此时可实现精准灭火。无人机可通过人工操作智能化判断何时启动救火、何时结束灭火。如救援工作未结束，则会通过无线电通讯模块与119指挥中心取得联系要求援助。

2   无人机消防灭火救援工作中的智能化应用对策

无人机在救援工作中能够实现一系列智能化应用操作，这主要得益于它搭载了多项智能化技术功能模块，大体来讲，它拥有开源化的H.264编解码器可实现高清视频数据图传功能;拥有实时音频模块，可随时采集、传输、播放音频数据;拥有GIS模块，可实现针对性的GIS数据采集、预处理、传输，并实时显示无人机位置，并拥有轨迹跟踪能力;拥有网络通信模块，可构建应用控制命令模块，实现对无人机的智能化远程控制。

2.1  高清视频编解码器与灾情侦察对策

在无人机执行灾情侦察任务过程中可运用到高清视频编解码器，为消防作业人员提供高清图传信息数据，发现着火点。利用到H.264或H.265编解码器进行高清视频数据比对选择，综合压缩视频编码内容。操作流程如下：

系统启动→初始化FFmpeg→打开解码器→创建事件对象→启动线程→等待事件发生→FFmpeg解码（事件发生后）→视频数据转换（YUV转换RGB）→高清视频数据传输完毕（关闭解码器释放资源）

考虑到火灾现场环境恶劣，需要利用无人机进行大范围快速作业，提升侦察效率。同时，监控追踪也通过无人机编解码器完成，利用无人机良好的机动性对着火点以及其它目标进行有效监控追踪，并定位火灾现场其它重要节点，对重要设备进行远程智能化管理。

2.2  GIS数据传输与辅助监督救援

利用无人机进行辅助监督救援，它其中运用到了无人机的GIS数据传输功能。在GIS模块下，无人机可实时显示跟踪轨迹，定位经纬度坐标。在系统中专门定义了GPSInfo结构体，通过系统发送与接收GIS数据内容。就目前的无人机看来，它利用到了COM/ActiveX技术规范并配合新一代全组件式GIS开发平台，平台上配备有12个以上数量的控件，包括地图空间和工作空间两个核心空间，并通过处理三维模型三维空间进行数据拓扑处理与控制，同时拥有图例显示功能、加密信息控制功能、属性数据显示功能等等。这些功能使无人机成功应用于辅助救援和辅助监督工作。具体来讲，就是根据救援的实际需要进行必要的救援辅助工作，比如说利用无人机进行灭火剂的喷洒以及某些简单设备的投送，如此可提高辅助救援效果并满足消防救援作业中的部分实际需要。

3   结语

无人机智能化火灾灭火救援的确是未来该领域应用的一个重要方向，因为它的功能模块丰富且智能化应用程度较高，可实现对后方地面及前线现场扑救智慧系统的有效监督与管理，最大限度提高火灾救援效果，挽救更多生命财产损失。在未来，针对无人机的火灾救援防控技术研究还将进一步深入，以期提高整体救援安全系数与质量。

参考文献：

[1]   赵小川.消防灭火救援中应用无人机的分析与研究[J].科技创新导报，2017，（24）：75-76.

[2]   沈  旭.无人机灭火控制系统及其关键技术研究[D].西安：长安大学，2011年.