无人机在消防灭火救援中的应用分析

■ 赵凡 四川省成都市消防救援支队

目前，国内消防部门已在消防灭火救援中引进无人机技术，不仅因其具有简单的机械结构与低成本应用优势，同时也因其在火场侦查监测以及运送紧急救援物资等方面发挥着重要作用。随着无人机在消防救援中的应用日趋成熟，消防部门愈加重视这一辅助设备的广泛应用。当前，无人机应用于消防灭火救援中，既能为消防侦查提供可靠信息，还能加强消防巡检、实施应急救援，并对火场进行全方位、多角度、多层次的消防灭火服务。

一、无人机消防灭火系统的主要功能

无人机现已被应用于消防灭火救援工作中，不仅可进行高空监控、摄像跟踪、火情探测，还可实施应急救援等多项辅助功能，这使得无人机消防灭火系统日趋完善。从无人机自身特点来看，具有起飞快、速度快以及垂直升降等多项应用优势，尤其是在火灾事故现场，无人机可近距离地进入火场危险区域，完成人工无法完成的任务。为此，我们对无人机消防灭火系统的主要功能进行如下总结：第一，具有数据、视频、图像的采集功能与控制功能；第二，具有数据、视频传输功能；第三，具有GIS定位功能；第四，具有目标灭火控制功能；第五，具有应急照明功能；第六，具有高速数据通信功能。

为了能够大大提升无人机的消防灭火救援效率，许多创新技术不断被加载于无人机上，使其主体功能日益强大。一方面，精准定位。这一过程主要实现的是无人机可精准到达目标位置，并对火灾险情进行及时的信息反馈，以便于指挥中心以更快的速度下达指挥命令实施救援。在红外探头进行着火点探测后，也需要将这一位置信息进行信号放大处理，并由此形成导航指令，使无人机可以直接来到着火点处，并在智能调节下发射消防炮进行精准灭火。整个过程均可在指挥中心的全程监控下实现，无人机在GIS智能化设备帮助下，既可准确定位，实施自主导航，还可自动规避障碍物，完成系统任务。火灾现场险情在得到一定控制后，再由消防员接受指挥命令实施搜救。另一方面，感知避障。在整个无人机消防救援中，并不需要进行任何的人工操作，仅凭借智能技术进行无人机操控，使其既能感知到出现的障碍物，也能进行及时躲避，这是无人机装载了智能传感系统，使其可在信息传递中向无人机发出指令，对于障碍物的大小、位置等信息进行判断和分析，从而对无人机进行控制，并安全躲避障碍物，这样可以保证无人机的安全性，也使得无人机在飞行过程中可以更灵活，面对复杂的环境可以不断地消除影响，更好地为消防进行服务。[1]

二、无人机在消防灭火救援中的技术特点

（一）智能化

为实现无人机的多种消防功能，智能化控制必不可少。在装有智能化控制系统下，既可使无人机在火灾现场执行任务时尽可能多地搜集险情信息，还可使其具有多功能展现。无人机与智能化相结合，可以说大大提升了无人机的自主操控能力，面对危机四伏的火灾现场险情也能根据预定程序作出准确地判断分析，这样还可以弥补人工在操作过程中可能出现的错误判断，使无人机在智能化操作系统下科学应对、合理变通，由此也大大提升了无人机的安全性。此外，在智能化操控下，还可依据火灾现场具体情况，自动做出调整，以更高质量地完成消防任务。

（二）可靠性

消防救援工作需要运用专业知识与技能，容不得一点马虎与纰漏。无人机在此方面有得天独厚的优势，凭借程序指令完成各项任务，具有极强的可靠性。尤其是在火灾现场的搜救工作中，由于还潜藏着随时可燃可爆极不安全的着火点，火灾现场的浓烟与毒气又多，无法保障消防人员的人身安全，但搜救工作刻不容缓，利用无人机既可克服这种恶劣的环境条件给搜救工作带来的障碍，同时也可侦查得更加细致缜密，不会漏失潜藏的着火点，能够有效控制火灾现场的险情，更可进一步为消防人员提供安全保障。

（三）灵活性

无人机机体小，构造简单，但却可通过安装多种类型设置实现多项功能，凭借这一显著的应用优势，使无人机在消防灭火救援中发挥出灵活多变、无可替代的作用。例如，有一款身形小巧的无人机，其灵活性尤为显著，不仅可在空中灵活地进行转弯，快速穿行通过烟雾屏障，还可进入到较为狭小的空间实施侦查。由此可见，无人机的灵活性可见一斑，在将火场信息进行立体化呈现，以及辅助灭火、实施救援下达到一体化使用要求，为火灾现场救援工作的全面展开提供极大帮助。[2]

三、无人机在消防灭火救援中的应用

（一）无人机在能源化工消防中的应用

近年来，我国能源化工行业出现了几起损失巨大的爆炸事故，这样的火灾现场不仅易燃易爆物多，而且具有高风险、高烈度，以往使用的传统消防技术手段，既不能做到第一时间出警到达火灾现场实施救援，而且还难以安全有效地接近着火点。瞬息万变的事故现场，火势蔓延速度之快，险情危害之大，令人无从实施救援行动。而装有红外传感器、高清摄像头以及温度探测设备等装置的无人机，却可深入险境进行实时追踪与监控，及时准确地将火灾现场信息传达至指挥中心，以便指挥人员据此做出快速准确地应对策略。此外，无人机应用于消防灭火救援中，最大的突破莫过于解决其承载能力与遥感范围这两大技术问题。其中最重要的问题是，无人机承载哪些仪器、设备，方能达到灭火救援要求。目前，通过在无人机上安装全新的动力架构承载系统，使这一问题得到了妥善解决，可将装载灭火剂与水的设备安置在无人机上进行大面积喷射，使火情得到迅速控制。目前，消防部门还将无人机与物联网技术相结合，针对诸如能源化工行业的重点单位进行实时动态监控，高度重视实施消防安全预防措施。由此可见，无人机无论是在消防安全的日常监测中，还是在灾时灾情监测与辅助救援等方面，都同样发挥着重要作用。

（二）无人机在森林防火监测中的应用

目前，我国的森林防火工作面临着诸多难题，由于我国地域辽阔，且随着全球气候变暖，使森林火灾的发生频率猛增，尤其是森林火灾不同于其他火险，不仅具有突发性特点，而且造成的损失不可估量，实施灭火救援的难度系数也较高。一直以来，针对森林防火工作，国家投入了大量的人力与物资，但却未能达到卓有成效的实施效果，其中日常巡检与火灾监控是预防森林火险的重要手段，但仅凭现有警务人力，很难做到万无一失。而森林防火监测通过应用无人机展开日常巡查，即使对不明显的小火苗，或是复杂的气候环境条件，都能及时探测追踪。无人机借助红外热成像云台，可在不受雨雾、烟雾、光线等影响下，进行全天候的巡查监控，及时探测着火点，并在智能识别系统帮助下，对森林火情进行动态图像拍摄与识别，当然，这一过程既可在一个固定地点进行全方位拍摄，也可在实施追踪时进行拍摄，以掌握更全面的现场火情信息，从而将更详细的情况进行记录并反馈到指挥中心，由此有利于指挥中心作出精准的判断分析。通过智能化追踪系统，还可对追踪目标尺度实现扩大和缩小，具有目标锁定的功能作用，这样可以对一些重点影像进行采集和处理，实现智能化控制，并通过遥感技术对火灾区的图像进行处理，从而使消防人员对于火情有更全面地掌握。[3]

（三）无人机在城市智慧消防中的应用

在城市空间日益紧张，居住人口日益增多的情况下，城市消防发挥着越来越重要的作用，尤其是高层建筑更是火情的高发地，存在的安全隐患问题需要给予高度重视。针对高层建筑出现的紧急火灾险情，以及因危险品爆炸而产生的重大火灾事故现场，消防员在不了解情况时很难及时进入，并快速展开救援工作。但通过无人机即可先行进行火灾现场的侦查，及时了解火情严重程度，并将火灾蔓延趋势进行及时的信息反馈，还能快速探测出高温点以及火场附近的易燃易爆物，对被困人员进行搜查救援，将火灾带来的危险与损失降至最低。根据实践经验总结来看，无人机还具有良好的操控性，尽可能地简化其操作步骤，可以使其智能化控制系统进一步完善，确保其在火灾现场的安全性。当然，无人机也在不断增强自身稳定性的前提下，在城市消防灭火救援中发挥着重要作用。以5G+无人机的模式进行的新型基础设施建设，不仅被称之为智慧消防的先行者，而且还可实现自动驾驶、自主巡航以及主动避障，对火灾现场情况进行快速响应、快速侦察，直接以点对点的方式反馈火灾险情信息。尤其在实施联动保护机制下，可在接收到预警信息后，以最快时间做出反应，对环境具有极强的适应性，并不受天气好坏与地理环境等方面的相关影响，在对灾后复杂环境进行巡检时，既可及时排查死角隐患，还可替代人工巡检，使灾后排查工作更细致、更专业，也更加高效。智慧消防可利用5G+无人机围绕安全生产、自然灾害等重点领域，聚焦监测预警、智慧救援、监督管理等核心业务，提供网络服务、飞行服务及数据服务的无人机技术，实现全方位预防管理及一体化应急指挥，满足精准预警决策的建设需求。[4]

四、结语

总体而言，在科技的快速发展中，无人机的应用范围也将得到进一步拓展。消防救援工作也应注重不断引进先进技术，发挥其辅助作用与保障作用，无人机正是基于此被引进应用，而且还在逐步扩大其应用范围，从以往单一化、被动化的应用方式发展为多元化、智能化应用，既能有效化解火灾风险问题，提升消防救援的安全性与效率性，同时也能深入最危险的事故现场，针对火灾现场情况做出及时准确的技术判断，还可紧急运输应急物资，最大限度地减少火灾事故造成的损害。由此可见，无人机在消防救援中具有极其重要的应用价值，随着不断攻克相关技术问题，也将进一步促进消防事业的发展。