无人机在高层消防灭火救援中的运用研究

梁晓良

摘 要：我国现有的灭火装备及灭火战术在应对高层建筑重大火灾时应用局限性较大，因此，积极探讨高层建筑消防的有效思路和举措具有现实必要性。无人机的问世无疑为高层建筑消防救援提供了新支持，在大载荷工业无人机的作用下，高层建筑火灾扑救取得了理想预期，实现了多火灾场景下的精准灭火和高效救援。文章主要就无人机在高层消防灭火救援中的运用进行综合性探讨，在分析高层火灾扑救痛点的基础上，分析无人机消防救援的应用优势，并进行无人机高层建筑消防救援应用情况，特别是应用技术的重点探讨，更好地指导高层建筑消防救援。

关键词：无人机;高层消防;灭火;救援

中图分类号：D631.6文献标识码：A文章编号：1674-1064（2021）08-0-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.08.024

随着我国城市化建设进程不断加快，城市人口密度大，城市建筑朝着高层化方向发展，而与高层建筑产业迅速发展形成对比的是高层建筑火灾救援不到位的问题。高层建筑火灾救援受制于建筑高度及疏散通道等因素，高层建筑火灾救援难以有效展开，造成巨大的经济损失。而无人机作为一种通过无线电遥控进行自由移动且自备程序进行相关操作的飞行器，在高层建筑消防灭火救援中发挥了实效，提高了救援效率，降低了安全风险。因此，做好无人机技术的应用推广，是提高高层建筑灭火救援能力的有效举措，也是现代消防科技创新热点。

1 高层火灾扑救痛点

近几年，高层建筑因消防救援不及时引发巨大财产损失与人员伤亡的情况时有发生，敲响了高层建筑消防救援的警钟。传统的高层建筑消防救援载体主要是传统云梯、消防车，灭火效果较差，很难快速控制火情[1]，高层建筑中的人员疏散也有很大难度。高层火灾一旦发生，火情蔓延迅速，危害性大，再加上人员疏散困难，不仅会造成财产损失，而且会造成人员伤亡。随着我国高层建筑数量不断增加，高层建筑发生火灾的概率呈现上升趋势，关于高层建筑消防救援研究必不可少。

虽然科技不断发展，但高层建筑火灾救援的难题还没有得到彻底解决，高层建筑火灾表现出“一快两难”的特点，即火势蔓延速度快、人员疏散难、火灾扑救困难。传统的高层建筑消防救援多采用传统云梯+消防车的模式，使用中的痛点十分明显。例如，百米数量级高层消防车造价成本高，普通消防单位配置数量有限[2]。又如，操作性差，高空作业具有不稳定性，容易出现晃动的情况导致人员站立不稳，高压水枪难以有效控制。设备使用维护成本高，桥梁、桥洞、路面通过性差，难以满足消防回转需求。再如，准备时间过长，救援不及时，甚至出现救援设备无法进入火灾现场或无法有效展开救援的情况。因此，积极探索无人机在高层建筑消防救援中的应用具有现实必要性。

2 无人机的应用优势

作为低空飞行器，无人机的实际飞行距离是50m～100m，无人机处于航拍过程中对应的是精度测量，测量精度可以精确到1m以下[3]，一些性能优良的无人机可以将测量精度精确到毫米。

以往的高层建筑消防救援工作中往往需要耗费大量的人力成本、物力成本，但无人机的应用成本较低，且抗干扰性能好，即使在飞行期间也不受天气干扰，对拍摄器材的要求比较低，这在一定程度上降低了器材成本，具有较高的性价比。

在实际应用过程中，无人机能自由旋转，具有较强的应用灵活性，安全系数较高，整体操作也较为简单，受天气因素影响较小，不受地势高低限制[4]，能选择不同位置進行多角度拍摄，且画质清晰、分辨率高。无人机能在复杂的建筑群中作业，进行实时拍摄与监控。

3 无人机在高层消防灭火救援中的应用

3.1 灾情侦察

传统的消防救援工作受地形、环境方面的限制明显，特别是在情况紧急的情形下，灾情侦察尤为必要。如果灾情侦察不到位，可能会因为次生爆炸或次生火灾威胁消防人员的安全，在浓烟密布情况下消防人员很难凭肉眼准确判断火情，借助无人机可以进行灾情的及时准确侦察，了解火灾情况[5]。情况严重的区域即便消防人员无法进入火灾现场了解真实情况，也可以借助无人机捕捉灾情信息，无人机对应的灾情侦察效率和效果更有保障。

3.2 灾情监控指挥

除灾情侦察之外，无人机还能起到监控指挥的作用，为救援提供必要的信息参考。无人机飞行高度能够达到数百米以上，且对应的巡航半径范围高达数公里，加上多数无人机都配备有高清广角、可见光相机，地面操作人员可以操作无人机进行定点定位的高空航拍，了解高层建筑火灾整体情况，进一步辨别火源情况，了解火灾中心位置、火灾中心的温度、燃烧物及周边环境、风向等，做好灾情的统筹分析[6]，选择最佳的灭火救援方案。

在无人机航拍技术的支持下，消防人员能快速定位，找到最适合的灭火救援路径，提高火灾救援效率。各类灾害事故现场情况复杂且具有瞬息万变性，在消防救援中应关注实时数据的变化，借助无人机及时的信息反馈，及时调整消防救援方式，迅速扑灭火灾。

3.3 辅助救援

高层建筑一旦发生火灾，火情严重，火灾现场复杂多变，对于消防人员具有较大的安全威胁，很可能面临火灾现场的爆炸、坍塌、毒害、腐蚀、坠落等相关风险，而无人机装备可以“逆火而行”，发挥辅助救援的积极作用。

无人机灵活性强，消防人员可以利用无人机搭载相关设备使得消防工作有序展开，可以将基层语音模块配置在无人机上，实现空中指挥以及信息的快速传达，让救援工作更有序、更具针对性，无人机也支持物资补给，使得消防工作的展开有后勤方面的保障。如果高层建筑人员被困，在短时间内难以向下疏散逃生，无人机可搭建空中安全绳，引导被困人员通过对面建筑进行横向逃生。

从我国现有的无人机应用情况看，可以搭载特殊的灭火导弹、泡沫灭火机等，通过悬浮于火层上方，借助破拆锁定目标并快速发射子弹击碎玻璃，于指定区域喷洒灭火剂，达到高层建筑精准灭火的目的。

3.4 信息自动巡查

无人机一般配有自动巡查系统，可以实施任务管理，让飞行数据同步化，使得社会组织能更好地开展无人机作业管理，实现火灾现场与后方团队的信息输送、壁垒衔接。无人机自动巡查系统可以收集云端飞行数据，进行云端飞行数据的调控管理，使得无人机飞行全过程中后勤支援更到位。5G时代的到来也使得无人装备的救援应用效果更突出，发挥5G技术低延时性优势，影像资料、控制指令等及时回传，无人机通过搭载4K高清摄像头及热成像系统，实现火灾事故情况的实时监控跟踪，进行现场灾情的直播报道，让消防救援人员掌握动态灾害情况，提高火灾救援的针对性，减少灾害损失。

3.5 空气监测

无人机支持空气质量监测，主要是对高空垂直断面大气污染情况进行立体化监测，在无人机智能传感器、摄像系统、大气监测系统、数据链路、地面子系统的综合作用下获取与分析大气数据。具体到高层建筑火灾救援中，无人机可以搭载可燃气体检测及有毒气体探测，针对具有易燃易爆风险的化学火灾事故现场进行气体浓度的远程监测及动态分析，从而了解实际情况。例如，搭载测温测风速仪器，准确了解火灾现场周围环境的具体情况，指导高层建筑消防灭火救援工作的展开。

4 结语

鉴于无人机在高层建筑消防灭火救援中的应用优势，必须积极推广无人机技术，发挥无人机技术优势，通过无人机携带的物资和安装的系统设备进行灾情侦察，以信息的获取进行空气的监测、辅助救援等，确保高层建筑消防灭火救援的针对性、高效性和安全性。推广无人机需要加强无人装备与实战结合的设计研发，助推装备升级，提高无人机的适用范围和性能可靠性，更要做好无人机技术的推广，让成熟的消防专用无人机得到广泛应用，聚焦风险，强化实战演练，督促消防人员具备无人机起飞降落及基本维护实操能力，更好地利用无人机开展高层建筑消防灭火救援工作。

参考文献

[1] 郑金松，谷海红.无人机在高层消防灭火救援中的应用分析[J].石河子科技，2021（2）：33-35.

[2] 格言.高层消防新绝招：5G无人机灭火[J].格言（校园版），2021（1）：5.

[3] 黄赞辉.多旋翼无人机在高层建筑灭火救援中的应用与发展[J].今日消防，2019，4（3）：14-16.

[4] 河南消防试验无人机灭火 高层办公室25秒扑灭[J].消防界（电子版），2018，4（15）：5.

[5] 曹兵.多旋翼无人机在高层建筑消防灭火中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2018（5）：42-43.

[6] 國家消防装备质检中心开展首次无人机高层灭火演练[J].消防界（电子版），2018，4（9）：2.