消防无人机应用研究与展望

■ 王瑞强 重庆市合川区消防救援支队

一、国内外无人机应用现状

（一）军警领域应用现状

无人机技术在军警领域已经得到广泛应用，通过无人机辅助侦察、快速搜索、组网协同等应用方式，极大地提升了军警队伍的处置能力。

（二）民用领域应用现状

目前，无人机集训编队技术已经广泛应用于灯光秀表演中，2019年高巨创新公司在建国70周年完成了2100架无人机集训表演。

（三）消防领域应用现状

相比军警领域的广泛应用，国内消防领域的无人机应用还处在比较基础的阶段。国家消防装备质量监督检验中心针对各类无人机产品，开展了测试、论证和调研工作，并规范了消防无人机系统检验的技术要求，主要包括消防功能、飞行性能、环境适应性能、电磁兼容性能等50余项。

二、无人机在灭火救援中的应用

（一）侦察领域的应用研究

1．城市建筑火灾的侦察

当前社会生产力高速发展，以城市商业综合体、高层建筑、地下建筑、大跨度建筑等为代表的现代化建筑迅速增加，这对消防救援队伍开展灭火救援行动也提出了更高的要求。针对此类情况，可以考虑开发使用小型袖珍无人机，通过随附侦察模块，深入火场内部获取第一手信息资源从而辅助决策，为火场指挥员决策提供更加可靠的信息支撑。

2．石油化工火灾的侦察

由于石油化工火灾经常出现爆炸与立体燃烧现象，危险性极大。此时使用搭载侦察模块（含图传系统和热成像系统）的消防无人机实施高空侦察作业，保持较长滞空时间，可以持续获得情报同时降低人员伤亡的风险。

3．重大自然灾害现场的侦察

以山体滑坡、泥石流、海啸、地震等为代表的重大自然灾害普遍具有高突发、大范围、广面积、强破坏等特点，极易造成当地通信中断和交通瘫痪，进而导致事故现场的信息传递陷入堵塞。在这种情况下，外部人员会出现到达灾区难的问题，内部被困群众会出现联络通讯难的问题。此时如何建立内外联络和了解灾害现场形势就成为了救援行动的关键。

（二）灭火领域的应用研究

1．运输灭火器材装备

在处置城郊与农村火灾时，存在大量偏远地区，这些地区的道路交通条件不佳，第一出动力量到达现场花费大量时间乃至出现难以到场的情况。这种情况下可以通过派遣运输无人机携带简易灭火器材先行抵达事故地点，控制火势蔓延，确保人民生命财产安全，实现初期控火的目标。

2．精准释放灭火剂打击火势

某些起火位置不便于人员攀爬和靠近如变压器、高压线等，此时可以利用灭火无人机搭载灭火剂在控制台的指引下迅速抵达任务区域，在空中悬停瞄准火源释放灭火剂精准打击火势。如天龙Ⅰ号高层建筑专用特种消防灭火无人机具有20kg挂载能力，在20m外发射携带的4枚灭火弹，可以穿透厚度20mm的双层钢化玻璃，抛射8kg灭火剂，灭火覆盖能力达80m2。

（三）救援领域的应用研究

1．抛投功能模块

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，紧急情况下可以一定程度替代抛投器的功能，安全迅速地建立救援系统。

2．基站功能模块

把模块化小型基站与无人机系统有机结合，可以深入山区密林中搜索信号搭建联络平台，被困人员能够使用手机等通讯设备与外部人员直接取得联系，可以极大提升作战效能。

3．扩音照明功能模块

无人机可以利用扩音模块喊话引导受困群众撤离，在夜间利用照明模块提供不间断、大范围的照明保障。无人机可以搭载扩音照明模块，对建筑物内人员实现良好的引导疏散效果，同时通过图传系统掌握疏散现场的整体态势。

（四）通信领域的应用研究

无人机可以通过搭载有线、无线、微波单兵、4G图传系统和后方指挥中心、动中通、静中通卫星指挥车有效地开展通信。

1．实现大范围通信覆盖

把通信中继模块与长航时无人机结合使用，实现通信网络的有力保障和全面覆盖，从而有力解决通信盲区和信道堵塞等问题。目前，国内已有多家公司开展相应测试工作，投入市场只是时间问题。

2．有效解决火场内攻通信不畅

无人机在搭载通信中继模块后，能够迅速建立现场通信链路。依靠畅通的现场通信网络，还能够操作多台无人机完成对火场人员位置的有效定位，然后由现场指挥员进行力量调度完成科学部署和及时调整，提升整个火场的灭火救援效能，解决内攻通信不畅的典型问题。

三、建议与展望

本文从侦察、灭火、救援、通信共四个典型方面对无人机在消防工作实际中的应用加以研究，希望能够为消防无人机的发展建设提供一些可借鉴的思路。无人机由于其自身独特的技术与平台优势，在可见的未来，其应用前景必将更加广阔，下面从四个方面对无人机未来发展加以展望。

（一）健全消防无人机管理机制

要在消防装备发展总体规划中加入无人机建设有关内容，研究制定消防无人机建设发展规范性文件，重点是形成一套行业性标准和与之配套的措施，进而建立健全研发、列装、应用、管理、创新等多方面工作机制。把上层设计作为重中之重，着重解决无人机布点、空域申请、响应机制、实战保障等关键环节。建议设立专门机构从部局、总队、支队三个层面出发，专门负责消防队伍无人机的使用与管理工作。同时，还要建立健全无人机使用的空域申请和报备报批制度，让“黑飞”现象消失。

（二）出台消防无人机技术标准

新形势下，消防救援队伍开展灭火救援行动面临严峻挑战，国内应当尽快建立健全消防无人机行业标准体系，推动消防无人机研发、生产、采购、装备、应用的系统性与规范化，形成操作应用和维修保养的制度化体系。专业机构按照行业标准对无人机产品进行科学有效地测试论证，满足消防救援队伍的实战需求，确保从零部件到整个装备体系的可持续发展。

（三）加强无人机人才队伍建设

在总队、支（大）队、消防站三个层面建立无人机专业队伍，特勤消防站至少培养1～2名持证飞手，总队、支（大）队两级培养3名以上持证飞手。以开展实战化训练为目标，制定《消防无人机训练大纲》。推动建立“专常兼备、快速响应”的消防无人机应急联动体系，通过与合作单位的专业飞手定期研讨交流与合作训练的方式，实现无人机应用效能的更大提升。

（四）消防无人机实战化远期构想

1．重点突破无人机多机协同作战系统

建议重点研究开发无人机多机协同作战系统，从而实现无人机应用从单机到多机的跨越。如在大型车辆事故救援现场中，存在重大危险源，搭载协同作战系统的消防无人机就能够迅速分散执行外围广播疏散任务。此外，重型无人机通过协同作业，可以执行车辆起重任务，解决重型起重机械无法展开作业时的应急需要。

2．提升消防无人机智能化水平

将无人机与人工智能、GIS地理信息系统、云计算、大数据有机结合，利用无人机提供灾害事故现场即时情况，使用GIS地理信息系统、大数据、云计算技术为指挥员提供分析决策的信息资源。

3．优化消防无人机核心性能指标

未来通过应用固态电池、石墨烯电池等新型电池技术甚至是小型核聚变装置等更加先进的能源技术，将先进动力源装置和无人机平台有机结合，实现消防无人机续航时长的新突破。