无人机技术在消防灭火救援中的运用研究

姜超

摘要：随着当前火灾现场环境愈加复杂，要实现及时、有效的灭火救援将面临更加严峻的挑战，因此，需要更有效、先进的技术予以辅助。而在消防灭火救援行动中充分运用无人机技术，凭借无人机技术的多项优势，能够更加科学、有效地辅助灭火救援行动。鉴于此，论述了消防灭火救援行动中无人机技术的运用价值，探讨了无人机技术的具体运用及如何更有效发挥其运用价值，旨在能够良好地辅助消防灭火救援行动的开展。

关键词：无人机；灭火救援；火情侦察；技术要求

现如今，无人机技术在很多领域中都展现了其独一无二的价值，如农业、影视及消防灭火救援。无人机即借助无线电控制的不载人飞行器，其组成并不复杂，主要借助传感器设备收集信息，然后利用传输系统及时传递数据，利用摄像设备传输相应的视频信息数据。

就灭火救援而言，倘若在未全面了解火灾形势的情况下就贸然展开行动，会增加人员伤亡概率。尤其是当前城市内有着许多高层建筑，而高层建筑具有火势蔓延快、人群疏散难等特点，使得消防灭火救援面临着很大考验[1]。无人机拥有方便灵活、体积小等诸多优势，通过应用无人机技术，能够快速侦察高层建筑的结构与火势情况，从而为消防灭火救援行动的有效开展提供帮助。

1 無人机的原理及种类概述

1.1  无人机的原理

无人机即无人驾驶飞机，其原理是借助无线电遥控实现自动移动，利用自备控制程序实现相关操作。无人机体积较小，造价相对较低，且对相关场地和环境无较高要求，使用起来非常方便。无人机能够通过无线电图像系统传输相关现场环境资料，且有的无人机能够自行规划飞行航线，落实相关图像的采集和传输。当前市场上的无人机品牌和用途众多，但不管是哪种无人机都需包含自动驾驶系统、GPS导航系统、无线电实时图像传输系统、飞行系统、空中视频监视系统、地面指挥与控制系统等。在上述多个系统的共同作用下，就可以保证无人机的稳定、高效工作。无人机技术在消防灭火救援中的运用，不仅能使相关人员的生命安全得到保障，也能使灭火救援工作更顺利完成。

1.2  无人机的种类

当前市面上的无人机种类较多，按平台构型可分为多旋翼无人机、无人直升机、固定翼无人机三大平台，其他小种类无人机平台还包括了无人飞船、扑翼无人机和伞翼无人机等；根据用途可分为消费级、民用和军用无人机三类；根据任务高度则可分为中空无人机、低空无人机和超低空无人机。在消防灭火救援行动中应用的无人机还可按照动力分为电动与油动两类。电动无人机的动力源泉为自身携带的锂电池，而油动无人机的动力来源则是柴油或汽油。据现有实验、报道显示，在应用实践中油动无人机具有明显长于电动无人机的续航能力，但电动无人机的安全性比油动无人机更高。

2 无人机技术在消防灭火救援工作中的运用优势

2.1  灵活性高

无人机质量轻、体积小，只需一人就能完成相关操作，并且在人员操作下能够自如穿梭较为复杂的环境，为灭火救援工作提供诸多信息，有利于消防灭火救援工作效率的显著提升。同时，救援人员能精准控制无人机的飞行高度与方向，进行详细飞行轨迹的制定，并且能够随意控制飞行的角度和方向，由此体现出无人机具有极高的灵活性[2]。此外，在无人机飞行之前，操作人员可设定相关参数，提高信息获取工作的效率，为消防灭火救援行动的开展提供帮助。

2.2  视野开阔

无人机能够实时传输在空中拍摄的视频，地面工作人员通过实时分析拍摄内容，能够及时控制和调整无人机。一般而言，无人机摄像设备都为广角镜头，此种镜头所拍摄视角更为广阔，能提供更清晰的视野，同时，广角镜头不用调整焦距就可获取视野内的所有信息。当前许多无人机都会安装多组摄像头，如此便能拍摄不同角度的画面，避免存在视角盲区，忽视可能影响灭火救援工作开展的信息。另外，无人机能够转动摄像头，可以细致地分析相应的观察对象。特别是在低空作业的时候，摄像头的分辨率很高，有助于工作人员展开分析、观察。在夜间工作时，只需安装红外夜视装置就可实现画面的获取。

2.3  侦察更具效率

灭火救援行动的开展时常会受到复杂地理条件的影响，因此，为了达到理想的灭火救援效果，就需要派遣侦察人员进行全面侦察。但是，传统消防侦察工作在人力资源、环境条件（如泥石流灾害、高温天气、暴雨天气，环境存在易燃易爆气体、有毒气体等）及技术水平等因素影响下，常常难以安全高效开展侦察工作，进而较难保证数据的全面、精准获取，如此一来就会影响灭火救援行动的整体效率，并且人工侦察火灾现场也存在种种安全问题[3]。而通过无人机技术的优势发挥，则能改善这一情况。无人机能够替代人工进行现场侦察，借助于技术设备就能完成各种环境下的侦察工作，并且能够更好地保证侦察的准确性与效率，为灭火救援行动的开展提供可靠数据。

3 消防灭火救援工作中无人机技术的运用

3.1  辅助救援物资运送

灭火救援行动中时常会遇到一些特殊情况，在一些特定时间还要为火灾现场受困人员提供相关物资。比如，在火灾现场出现毒气泄漏时，消防人员就要给无法第一时间撤离现场的人员提供防护工具，同时对事故中受伤的人员展开相关急救。传统的灭火救援方法难以使消防救援队伍及时了解火灾现场被困人员的情况，可能会造成错过最佳的救援时间，而体积小、灵活度高的无人机则能帮助消防救援队伍将相关物资有效运送到被困人员手中。

3.2  侦察火灾现场详情

火灾事故发生之后，消防救援队伍需要第一时间全面掌握火灾现场的实际情况，结合具体情况着手制定合理的灭火救援计划，以及时有效控制火情。但是火灾现场较为凶险，且有着较为复杂的环境因素，倘若消防人员在信息掌握不全的情况下展开救援工作，既难以保证救援任务的顺利完成，还可能出现一定的人员伤亡。对此，可运用无人机技术侦察火灾现场情况，更全面深入地了解现场实际情况。尤其是在高层居民楼出现火灾安全事故时，因为居民楼内天然气管道较多，可能引发爆炸，严重威胁消防人员及被困人员的人身安全，同时，居民楼的燃气泄漏可引发中毒，也是火灾救援工作时常面临的难题。而无人机灵活、小巧，受环境因素的影响较小，能帮助消防救援队伍直接观察火灾现场整体面貌，辅助消防人员重点分析火灾情况，制定出合理的消防灭火救援方案，确保消防工作安全[4]。并且，无人机系统能向地面控制站实时传输所拍摄的视频画面，帮助工作人员及时全面了解火灾现场情况，进而抓住最佳的救援时机。同时，可在无人机上安装测温仪与风速仪，如此有助于展开良好的参数测量，为后续工作的高效开展奠定基础。

3.3  辅助救援方案的部署

在辅助救援方案部署工作中，无人机也能发挥明显的作用，技术人员通过远距离操控无人机，能够着手相应救援路线的设计。由于火灾现场情况并非固定不变的，故此，需要消防救援队伍能够实时管控场地环境，结合监控数据分析救援工作中可能面临的危险因素，并据此完成针对性防护方案的制定。同时，为了发挥无人机在辅助救援方案部署工作中的作用，应留意无人机的续航能力，同时使用有效手段，使之续航时间延长，能够在指定任务完成后顺利返回航线。并且，消防救援队伍要存储无人机所拍摄的影像数据，在结束救援行动之后，应结合存储的数据信息对本次灭火救援行动进行总结，对原定救援计划的科学性、价值展开讨论，进而找出原先救援行动存在的不足和优势，改进不足、保持优势，使消防救援队伍的救援水平得以持续优化。另外，还应留意无人机的拍摄范围，倘若无人机距离拍摄点过远就会影响到信号的接收程度，为避免出现此种情况，确保有效利用无人机的功能，就要保证信号接收点的设置合理。

4 在灭火救援工作中有效发挥无人机作用的建议

4.1  優选性能更佳的无人机设备

第一，可靠性。无人机在消防灭火救援行动中的优势显著，所以，在运用这项技术时，工作人员要保证其符合相应设计标准，可靠性高。唯有如此，才可在灭火救援行动开展过程中有效获取相关数据信息，为相应决策提供辅助。并且，要注重无人机类型的选择，确保所选无人机型号及相关性能与消防救援工作实际要求相符。同时，要结合实际的现场情况展开科学安排，以使无人机能够具有更佳的救援速度。为了更好地监控消防现场情况，应在无人机内设置三种传感，监控无人机的偏航角、侧滚角、俯仰角，有效控制无人机的飞行状态，确保全部监测数据有效、完整。此外，应设置GPS定位模块，以使无人机的可靠性得到保障。

第二，稳定性。在开展灭火救援行动的过程中，消防救援人员需借助无人机获取相关信息，从而为整体灭火救援行动提供参考。然而，火灾现场有着很高的温度，对于无人机有着很高的硬件要求，即必须要在高温影响下完成稳定拍摄，为消防救援人员稳定传回清晰画面，若无法保证无人机的稳定性，则难以实现这一点。所以，消防救援人员要提前对无人机进行调试，确保能够准确、清晰传回视频图像信息，提高信息获取的质量，从而辅助监控中心完成灭火救援方案的科学制定[5]。并且，要有效设计和调试无人机的控制系统，旨在能够在实际运用中控制其飞行速度、飞行高度与飞行角度，使无人机能够稳定运行。

第三，操控性。无人机需要人为操作，倘若其具有过于复杂的操作流程，或是消防救援人员不了解其操作流程，就可能导致实际运用中出现种种问题。为防止此情况出现，一方面应选择性能优越、操作简单的无人机，同时在程序优化中合理调节其相关功能，如此才能避免其在实际运用中因人为操作失误影响效用发挥，阻碍灭火救援的高效开展。另一方面，建设专门的无人机灭火救援队伍，总队、支队两级的持证飞手至少要有3名，基层消防救援大队至少要培养1～2名持证飞手。为使训练更具成效，贴近实战，可制定《消防无人机训练大纲》。同时，可与一些专业单位进行合作，互相学习、互相促进，并可与其建立消防无人机应用战略合作关系，共同保障社会稳定。

4.2  设计侦察航带

无人机会受到续航时间的限制，所以，除了优选性能更佳的设备，在运用无人机进行现场侦察时，消防救援队伍还应提前设计侦察航带，确保无人机能够在有限的时间内侦察到更多的数据信息。同时，应进行实际侦察情境的提前模拟，以合理规划无人机的飞行起降点与架次，并且要与待侦察区域结合，完成侦察航带的设计。很多时候无法依靠一架无人机完成整个侦察工作，因此，应规划不同无人机的前后使用次序，以提升侦察的全面性。

4.3  规划待救援区域

运用无人机开展侦察工作主要是为了对火灾现场的整体情况做全面了解，所以，消防救援队伍需合理规划待救援现场，以将救援区控制在合理范围，确保所获取数据的有效性和真实性，这是影响侦察工作效率的一项重要因素。唯有将规划工作提前做好，才能将无人机的应有效用更大程度发挥出来，确保无人机能够在预计时间内准确侦察待救援区域，从而为救援工作的全面部署提供可靠数据支撑。

4.4  像控点的布设

灭火救援行动开展过程中遇到复杂的地理条件是常态，因此，在运用无人机开展侦察工作时可能受到种种因素的影响，难以有效标注这些区域的显著特征，加之缺乏这些区域的相关资料，进而导致消防救援队伍难以明确控制点。对此，应通过提前侦察航带调查控制点的分布情况。在侦察工作正式开展前，就需明确控制点，同时标注好不同的控制点。此外，为进一步确保像控点均匀分布，可借助地理信息定位技术完成像控点的定位。

4.5  救援区域控制系统的构建

消防救援队伍在救援工作完成之前应进行救援区域控制体系的构建，明确系统内待救援区域的地理信息点，如此才可使救援工作效率得到显著提升。同时，可通过坐标法来标注救援区域，对物力资源做合理分配，从而确保能够快速、稳定地进行消防灭火救援工作。

5 结语

综上所述，面对愈加严峻的消防灭火救援形势，消防救援队伍应做到与时俱进，加强对无人机技术的运用，以保证能够更安全、及时地开展消防灭火救援工作，从而保障人民群众的生命财产安全，促进社会的稳定发展。

参考文献：

[1]卫霞，王佳航，朱宇刚，等.新型无人机消防救援系统的设计研究[J].电子设计工程，2021，29（12）：80-83，88.

[2]周亚峰.消防通信中无人机应用的要点分析[J].数字通信世界，2021（2）：203-204.

[3]张亮.无人机在消防应急通信保障中的应用研究[J].数码设计（上），2021，10（3）：287-288.

[4]李降龍.信息技术在消防领域中的应用[J].信息记录材料，2021，22（3）：88-89.

[5]刘水军.无人机在灭火救援与抢险中的作用[J].科技创新导报，2021，18（10）：1-3.

Application of drone technology in fire fighting and rescue

Jiang Chao

（Yantai Municipal Fire and Rescue Brigade， Shandong Yantai 264100）

Abstract： As the current fire scene environment becomes more and more complex， it will face more severe challenges to achieve timely and effective fire fighting and rescue. Therefore， more effective and advanced technologies are needed to assist. The full use of drone technology in fire fighting and rescue operations， relying on the many advantages of drone technology， can more scientifically and effectively assist fire fighting and rescue operations. Based on this， the application value of drone technology in fire fighting and rescue operations is discussed， and the specific application of drone technology and how to exert its application value more effectively are discussed， hoping to assist the development of fire fighting and rescue operations.

Keywords： drone; fire fighting and rescue; fire reconnaissance; technical requirement