消防无人机实战应用与发展研究

尹黎 任壮

摘 要：本文针对消防无人机实战案例，剖析消防无人机研发弊端、应用短板、人才培养等问题，按照“全灾种、大应急”消防应急救援需要，指出消防无人机使用、管理等注意事项，并对消防无人机实战应用与发展提出相关意见。

关键词：消防;无人机;应急救援

中图分类号：TU998.13文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）32-0060-03

Abstract： Aiming at the actual combat cases of firefighting drones， this paper analyzed the problems of firefighting drones research and development， application shortcomings， talent training， etc.， and pointed out the use and management of firefighting drones in accordance with the "all disasters， major emergency" fire emergency rescue needs matter， and put forward relevant opinions on the actual application and development of fire fighting drones.

Keywords： fire fighting;UAV;emergency rescue

消防部队转为国家综合性消防救援队伍后，其面临“全灾种、大应急”的应急救援现实挑战，急需在作战方式方法上寻求突破，而第四次工业革命的到来恰好为应急救援工作的转型升级提供了现实可能。无人机的广泛运用是第四次工业革命的成果之一，特别是近年来无人机大量运用于应急救援行动，取得了一些成绩。本文结合几起案例，总结分析了无人机运用于消防应急救援的成功经验和存在的问题，并对实战建设进行思考，探讨了以无人机为引领，综合运用5G、地理信息系统、大数据、云计算、智能机器人等的全新作战模式。

1 消防无人机的应用和发展现状

无人机全称为无人驾驶飞行器（Unmanned Aerial Vehicle，UAV），是一种由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）的航空器，无人驾驶航空器系统由飞行器平台、控制站、通信链路及批准型号设计规定的其他部件组成。按飞行平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等。现阶段，消防无人机以旋翼无人机为主。

目前，宜宾消防救援队伍共配无人机16架，均为电动无人机。其中，消费级无人机有13台，航程达18 km，续航时间为20～30 min，其优点是机身小、便携性强、图传画面清晰、操控稳定性好;工业级无人机有3台，具备图传、抛投、热成像和三维建模等功能，航程达10 km，续航时间为15～20 min，优点是抗风能力强，有的配备地面站，可实现预定航线内侦察、抛投，还可用于夜间指挥作战和三维建模。目前共有26名飞手，11名飞手取得AOPA驾驶资格。2019年，宜宾市消防救援支队采取同本地无人机专业公司签订战略合作协议的方式，率先在四川省组建了无人机侦察尖刀队。目前，宜宾消防无人机主要用于以下实战。

1.1 灾情侦察

应急救援时，无人机搭载红外夜视仪、热成像仪或配置双光镜头，无论白天还是黑夜，都可对灾害现场进行360°全景侦察，连接单兵或卫星，可将前方侦察情况实时回传，甚至传回后方、上级指挥部，供各级了解灾害现场地形地貌、灾害发展趋势、人员被困情况等，为指挥决策提供信息支撑。根据灾害类型，其可以更换高清图传、热成像、毒气侦检模块，实现高空侦察、火情勘验以及可燃、毒性气体检测等功能。“6·1”达州市场火灾事故中，达州、绵阳和宜宾支队3架无人机先后进行21次梯次起飞侦察，总时长超过360 min，为应急管理部消防救援局提供了大量的实时画面和决策参考资料。

1.2 辅助救援

无人机主要用于高层、山岳、水域等救援人员一时难以靠近、常规装备难以满足救援需要等情况。其通过抛投功能模块，快速准确地将救助装备或物资投放给被困人员;通过喊话、系留照明功能模块，引导被困人员逃生，并在夜间应急救援过程中提供不间断、大范围的照明保障。2018年，四川省组织开展了“进击—C”地震救援演练，支队T型绳索救援科目模拟人员被困峡谷间低处，救援人员利用无人机抛投牵引绳快速搭建绳索实施救援，成功救出被困人员。

1.3 建模測绘

无人机拍摄图像、采集数据后，配合建模软件，人们可以快速制作高空全景图、二维正射影像图或三维实景模型，并在图中进行测绘、标识。目前，支队飞手可在20 min内完成全景图制作，通过无人机“一键全景”模式可在8 min内完成。“6·17”长宁地震救援中，支队依托大疆和本地无人机技术人员，通过制作二维正射影像图和开展三维建模，实时观测地形、地貌变化，精确定位房屋垮塌等核心区经纬度范围，便于上级和现场指挥部直观、准确做出灾情判断和下达作战指令。

1.4 重大安保

无人机具备高空视野广、监控范围大、视角灵活多变的特点，可协助安保组对大型活动进行监管，实现追踪监视、精准制导。其可以连接单兵或卫星，将实时画面传输至现场指挥中心，为安保工作部署和人员引导提供科学依据。2018中国国际名酒文化节期间，安保组利用无人机采集现场画面，为指挥部分析、研判、调动现场安保力量提供可靠支撑。

1.5 应急通信

通过固定翼长航时无人机或者系留无人机挂载通信中继，灾害现场可以实现大范围通信覆盖，解决信道拥堵、通信盲点等难题。2019年，一通信公司在宜宾测试，通过挂载通信中继，视频通信距离可达到3 km，语音通信距离为10～20 km，有效拓展了通信覆盖范围。目前，国内多家无人机公司开展相应测试，投入市场只是时间问题。

另外，无人机还可运用在火灾调查、消防宣传图像拍摄和影像摄制等场景。

2 消防无人机建设和使用中存在的主要问题

2.1 思想观念跟不上新形势

部分基层指战员对无人机重视程度不够，思想认识上存在误区，习惯用老方法去处置救援任务，对无人机带来的救援红利和深刻影响熟视无睹。一些基层干部认为无人机建设不同于灭火救援车辆、装备器材建设，将无人机划分入信息化范畴，忽视无人机带来的便利，不愿用、不想用。

2.2 实战中功能发挥有限

目前，消防无人机机型较为单一，配备的小型旋翼机抗干扰能力弱，受限于作业半径、续航时间和载荷，发挥功效有限。部分单位购置无人机时未充分考虑实战，配备的无人机功能模块仅限于图传，很少涉及红外热成像、毒气侦检、喊话抛投、系留照明等功能模块。

2.3 飞手人才队伍匮乏

培养一名飞手到考取驾驶执照，至少需要1个月时间，若要成为熟练的飞手，则耗时更久。支队经过几年的不断培养，全市有9个区县具备了可操作无人机的普通飞手，但也停留在会飞、懂飞阶段，普遍不具备较强的实战经验和应变能力，缺少会操作、会讲解、会排查故障的复合型人才，特别是支队配备的工业级无人机需要2名协同配合，大、中队飞手难以操作。

2.4 无人机产品自身局限性

2017年，我国生产无人机及配件的企业有5 000多家，专注于无人机生产的企业有300多家，仅四川就有20余家。据中国民用航空局消息，2018年，我国各类无人机型号超过3 700个，导致市场上无人机品牌、型号繁多，相互间难以兼容。实战中，部分无人机续航时间较短、载重较小，受电磁干扰严重，受天气环境影响较大，部分工业级无人机还存在不能折叠、展开速度较慢、运输不便等弊端。

3 消防无人机建设和使用中注意的问题

为了推进无人机广泛应用于实战，当前必须加强领导、科学筹划、整合资源、创造环境，重点解决以下四个方面的问题。

3.1 解决“思想认识误区”问题，奠定无人机发展根基

消防转隶后，救援职能向“全灾种、大应急”转变，应急管理部党组明确将应急通信保障任务交由消防救援队伍承担。无人机作为应急通信保障工作的重要一环，其地位越来越突出。面对新形势下应急救援需要，若依然墨守成规，保持传统的应急救援和通信保障模式，则将不利于推动现代救援技术的革新和应急通信工作的开展。

3.2 解决“机型和使用功能单一”问题，凸显无人机实战功能

根据应急救援需要，要不断拓展消防无人机的使用功能，发挥消防无人机的高空阵地作用。要建立完善无人机经费保障机制，将消防无人机建设列入重点建设项目，纳入年度业务经费预算，根据灾害类型，配备不同机型的无人机或功能模块，满足现实需要。

3.3 解决“飞手人才队伍匮乏”问题，深化飞手人才培养机制

要树立“人才是关键”理念，培养和锻造一支适应应急救援要求，具备应对应急通信保障新形势、新任务、新情况的无人机人才队伍。落实经费，每年定期选送肯干、肯专的优秀人员参加AOPA、大疆UTC等专业培训，考取驾驶资格证。同时，依托无人机公司开展战略合作，培养一批会操作、会排除故障、会熟练组装设备的专业人才，提升无人机管理使用能力。

3.4 解决“无人机自身局限性”问题，提升应急救援保障水平

邀请无人机公司参与消防实战极限测试，通过在不同环境、气候条件下反复测试、试飞，特别是针对当前推出的固定翼长航时挂载通信基站无人机，要深入高原、高海拔、高寒冷、深沟险壑等地做深度测试，对不同型号、不同厂家的无人机进行对比，测评出符合消防实战的机型。同时，要同无人机战略合作单位建立会商和技术处理闭环机制，定期或不定期地召开技术碰头会，反馈商讨消防无人机相关问题，进一步解决问题，最大限度地提升消防无人机实战效能。

4 消防无人机发展构想

在影视作品中，人们可以看到利用无人机进行侦察搜寻、跟踪目标、智能定位、红外成像、引爆目标等，不同的使用场景让观众耳目一新，也为消防无人机发展建设提供了可借鉴的思路。

4.1 出台消防无人机技术标准

面对新时期消防应急救援形势需要，我国应当尽快完善消防无人机通用技术标准，推动消防无人机研发生产、采购配备规范化，促进操作使用和维护保养更加制度化。要通过不断的测试论证，优化无人机防水性能、飞行航程、飞行速度、续航时间和功能吊舱等功能，保障各部件参数达标，优中选优，明确消防无人机配备品牌和型号的范围，确保满足实战需要。

4.2 健全消防无人机管理机制

要将消防无人机建设纳入消防装备发展总体规划，制定消防无人机建设应用规范、标准和配套措施，健全研发、配备、应用、管理等工作机制。针对固定翼长航时无人机参与通信保障，要做好顶层设计，重点考虑无人机布点、空域申请、响应机制、实战保障等关键环节。建议应急管理部消防救援局、总队、支队三级设立专门机构，负责无人机使用与管理，建立无人机基础台账和飞手档案。同时，要严格执行航空管理部门相关规定，开辟绿色通道，建立消防无人机空域申请和报批制度，坚决杜绝“黑飞”行为。

4.3 强化消防无人机队伍建设

组建消防无人机救援专业队伍，每个基层消防救援大队或执勤站至少培养1～2名持证飞手，总队、支队两级至少培养3名持证飞手[1]。按照“战时怎么用，平时就怎么练”的原则，出台《消防无人机训练大纲》，明确日常训练内容时间、实战演练和复训考评要求，保证飞手飞行时间，提升飞手飞行水平。要构建“专常兼备、快速响应”消防无人机应用战略合作体系，通过与战略单位专业飞手会商研讨、共同保障，达到相互学习、相互促进的目的。

4.4 消防无人机实战化远期构想

一是将无人机纳入应急救援行动处置规程。当前，无人机逐渐广泛用于大空间、高层、地下的救援行动，应对特殊火灾、地震、泥石流和房屋垮塌等灾害，因此很有必要将无人机使用纳入相关应急救援行动处置规程，规范无人机使用方法和程序。二是注重研发多类型消防无人机。应急管理部消防救援局、总队和支队三级应当每年预先安排一定经费，同地方无人机专业公司共同研发具有“察打一体”（集侦察、灭火于一体）、预警监测、红外成像等功能的消防无人机，拓展电池续航、吊舱载重量、辅助救援等功能，使无人机在实战中发挥尖刀和关键作用，甚至直接承担某些灾害事故的处置任务。三是改变传统应急救援作战模式。将无人机与人工智能、PGIS消防地理信息系统、云计算、大数据、智能消防机器人有机结合，利用无人机进行災害事故的侦察判断，提供灾害事故实时情况，用消防地理信息系统、大数据、云计算为灾害事故提供分析决策信息资源，提供处置方案，用智能消防机器人对密闭、大空间等高危、高风险灾害事故现场进行处置，大大改进目前应急救援处置模式，减少消防员伤亡风险，有效提升国家综合性消防救援队伍应急处置能力。

参考文献：

[1]孙毅.无人机驾驶员航空知识手册[M].北京：中国民航出版社，2014：49-50.