无人机在灭火救援中的实战应用探析

王文君

（北京市丰台区消防救援支队，北京 100068）

无人机是灭火救援中比较新颖的消防装备器材，涉及多旋翼无人机、无人直升机、固定翼无人机等多种类型，可以实现快速到达火场中心区域，凭借搭载的各种灭火设备以及传感设备，能够做到高效的展开灭火和救援处置工作。近几年，我国无人机灭火救援技术得到了有效发展，技术水平有效性与成熟度呈现明显的上升态势，这也使得无人机在灭火救援实战中的应用范围和实际效果有了大幅提升，有效解决了灭火救援中遇到的各类问题，更为如何开展高效、安全、“无伤”灭火救援行动带来了新的思路与方案。因此，如何在复杂的灭火救援行动中，完全发挥出无人机的实战应用优势，并且将这种优势转化为“胜势”，便成了当前业内人士重点研究和探讨的内容。

1 无人机在灭火救援中的实战应用场景

1.1 城市高层建筑灭火救援

城市高层建筑发生火灾事故往往会造成巨大的经济损失，而且还具有灭火救援难度高、传统消防装备器材无法快速抵达的情况。而无人机的最大上升高度可以达到万米以上，能够轻松应对城市高层建筑的爬升高度。因此，消防救援人员可以利用无人机上升到建筑楼体内部和外部的高空中，达到快速抵达火灾现场的目的，再利用高清摄像头，第一时间获取高层建筑内火灾情况，为消防指挥中心的灭火救援决策制定提供翔实的数据信息支撑。

1.2 森林火灾灭火救援

森林火灾发展速度极快，而且“火头”行进方向具有不确定性，极易造成严重的人员伤亡，因此，为了降低森林火灾灭火救援实战中的消防救援人员伤亡率，需要充分发挥出无人机在处置森林火灾中的实战应用优势。无人机可以快速抵达森林火灾现场的中心区域，无须考虑地形因素带来的不利影响，配合无人机搭载的灭火剂与水炮，可以达到快速灭火的作用。

1.3 危险化学品事故灭火救援

危化品火灾事故往往会伴随严重的有毒有害物质泄漏，如果处理不得当，会给消防救援队伍造成严重的人员伤亡事故。而对于危险化学品事故的灭火救援来说，如何第一时间确定火场内部实际情况，掌握起火物质的存放位置与数量，对于灭火救援行动方案的制定有着决定性作用。利用无人机可以让消防救援人员，无须进入火场内部，即可完成灭火救援行动，而且利用无人机搭载的红外成像装置，不用再担心消防救援人员在处置化工火灾时的伤亡问题。而且现役比较先进的无人机，还搭载有高精度传感器，可以做到实时监测化工火灾现场空气有毒有害物质浓度，这样也可以为灭火救援行动带来详实的数据信息支撑。

1.4 地下室及隧道等密闭空间灭火救援

地下室及隧道发生火灾事故，会大量消耗密闭空间内的氧气，如果消防救援人员贸然进入现场内部进行火场侦查或者展开灭火救援与人员疏散转移行动，极易造成不必要的人员伤亡问题。利用无人机可以快速进入地下室和隧道等密闭空间，即便空间比较狭小，无人机也可以顺利进入火场内部。而且利用无人机搭载的气体检测装置，可以帮助消防救援人员随时掌握地下室及隧道内的氧气含量。

1.5 大型商业综合体灭火救援

大型商业综合体的灭火救援行动难度较大，无人机可以有效应对大型商业综合体复杂的内部空间结构，利用多功能传感器，可以确定受困人员的具体位置，再配合喊话器，能够帮助其快速找到应急疏散逃生通道，而且还可以为火场内部与外部其他灭火救援作战单元下达消防通信指挥指令，进而提高消防救援队伍之间的灭火救援实战中的协同作战能力。而且在无人机搭载的多功能传感器作用下，可以帮助消防救援人员实时探查火场内部的环境温度、烟雾浓度、火势蔓延方向与速度，进而为消防救援指挥人员提供决策信息支撑。

2 无人机在灭火救援中的实战应用策略分析

2.1 灭火救援火场侦查阶段

通常情况下，火灾现场的情况比较复杂，尤其是一些森林火灾、化工园区火灾、高层建筑火灾，火场内部的信息无法第一时间回传到消防指挥中心，这样便难以确定精准、有效的灭火救援行动方案。由于火灾现场内部情况不明，如果贸然派出消防救援人员深入火场内部，极易造成不必要的人员伤亡，因此，在灭火救援的火场侦查阶段，消防救援队伍应当加强对无人机的开发与利用。无人机灭火救援系统组成丰富，涉及无人机平台、侦察系统、通信系统以及灭火系统。在灭火救援的火场侦查阶段，可以利用无人机的高清摄像头、红外传感器以及指挥通信系统，精准确定火源的具体位置、计算过火面积、确定起火物质、确定有无受困人员以及具体的位置和数量。而且利用无人机的指挥通信系统，能够将侦查结果以图像和数据的形式上传至消防指挥中心作战平台，在此条件下，消防救援队伍便可以准确判断火灾现场的实际情况，比如，火势大小、火势蔓延方向与速度、火场内部烟雾浓度、火场内部各个区域温度等关键信息，从而为开展安全、高效灭火救援行动提供决策信息支撑。

但需要注意的是，由于火灾现场内部和外部情况比较复杂，火场有可能出现爆炸情况，再加上高温热浪的侵袭，使得火场内部和外部的空气条件比较差，无人机极易由于高温热量、爆炸气浪而受到波及，比如，撞击到周围墙壁、坠毁等情况。因此，在灭火救援火场侦查阶段，当消防救援人员操控无人机时，必须严密观察火灾现场内部和外部的情况，充分考虑气流因素、风力因素、周围障碍物因素，确保无人机的飞行平稳性与安全性。

2.2 信息收集火灾定位阶段

我国应用于消防领域的电子通信技术比较成熟，不仅在沿用早年间出现的GPS 通信技术，而且也将北斗导航系统“收入囊中”。从目前消防灭火救援行动中常用无人机的系统构成与零部件组成来看，无人机的定位系统主要分为GPS 系统以及北斗导航系统两大类别，这两种定位系统都可以帮助无人机完成精确的火源定位。从灭火救援处置行动的实际情况来看，火源定位精准度会直接影响到灭火救援整体效果，因此，通常情况下，会优先选择使用北斗卫星导航系统的无人机，这类无人机的通信系统功能更强、定位精确度更高，除此之外，还需要灭火救援人员选择使用搭载高性能导航系统、传感系统、通信系统的无人机灭火救援装备器材。

无人机虽然可以进入消防救援人员无法到达的火灾区域，而且不需要过多考虑地形因素所带来的不利条件，但需要注意的是，如果完全不考虑地形因素、飞行路线条件等相关因素，很容易导致无人机无法飞抵火灾现场中心区域预计位置，还有可能造成无人机受损、坠毁等意外情况，给消防救援队伍造成巨大的消防装备器材损失。因此，消防救援人员在复杂环境条件下操控无人机时，应当充分考虑到地形因素、障碍物分布情况等多方因素，从而完成无人机抵近侦查与火源定位路线的智能规划以及避障处理。在无人机收集火灾现场数据信息时，需要利用无人机搭载的高清摄像头、红外热像仪、指挥通信系统，将火场内部的图像信息全部传输到云端，再由消防指挥中心人员进行统一的整理与分析。一方面，确定火场内部全部信息，为消防指挥人员提供灭火救援方案制定决策建议，以此提高灭火救援成功率与有效率；另一方面，利用无人机的数据收集与信息分析功能，可以实现对火场情况的实时收集与分析利用，尤其是可以确保消防指挥人员随时掌握火场内危险区域的火情发展状况，一旦发现存在爆炸或者燃烧加剧等情况，便可以立即向火场内部和外部消防救援人员下达增援、撤退指令，以此保证灭火救援的效率与安全性。

2.3 灭火救援处置行动阶段

一直以来，很多人对无人机的了解均停留在小型无人机层面，实则不然，目前已经装配到消防救援队伍中的无人机种类和型号非常丰富，既有飞行距离在15km 以下的小型无人机，也有飞行距离在800km 以上的大型无人机。而且很多无人机对于起飞和降落场地环境条件没有严格的限制与要求，不仅支持空中悬停、空中照明、空中喊话，还可以让无人机携带大量灭火救援装备器材以及灭火剂。因此，在使用无人机参与灭火救援处置时，应当根据火灾现场可观察的实际情况，结合已知的火场相关数据信息，从无人机的飞行距离、飞行高度、设备质量、最大载荷等多个角度，灵活选择型号最合适的无人机。

无人机的灭火系统功能强大，搭载有灭火剂、水炮等设备器材，可以实现对明火的高效打击，而且还不会对周围的原有环境造成严重破坏。在消防应急行动的灭火救援阶段，消防救援人员要使用无人机搭载消防设备器材以及各类灭火剂，比如，消防用水、干粉灭火剂等。当无人机飞抵预定位置后，便可以使用合适的灭火剂进行火灾扑救，比如，利用消防水炮精准打击火源，也可以直接投放干粉灭火剂。从灭火救援行动处置的实际情况来看，如果帮助火场内受困人员快速疏散转移至安全区域，很大程度上会影响灭火救援行动整体质量与成败。利用无人机可以进入消防救援人员无法抵近的火场内部，再利用高清摄像头和喊话系统，可以帮助受困人员快速转移，让现场人员随时随地接受消防指挥人员下达的各类指令，为灭火救援行动开辟了一条新的消防指挥通信通道。为火灾现场人员指明具体、准确的疏散转移路径，从而避免火场内受困人员出现迷路、“慌不择路”等情况。

此外，如果在处置森林火灾、化工事故时，无人机同样可以在灭火救援环节发挥出高效作用。森林火灾和化工事故的危害性、破坏性极强，火场极易出现二次伤害，而且有毒有害物质种类与数量众多，消防救援人员很容易吸入有毒有害物质而出现窒息、中毒等情况，甚至有可能造成消防救援人员的意外伤亡。那么，利用无人机便可以向火场中心区域受困人员、消防救援人员投放必要的消防救援装备，比如，防毒面罩、呼吸装置、急救包等，这样便显著提高了灭火救援质量与效率。

2.4 灭火救援评估调整阶段

在“智慧消防”体系建设中，无人机在灭火救援实战用的应用，不仅体现在火灾前期的火场侦查、火灾中期的明火扑救及人员疏散等环节，更在火灾后的灭火救援评估阶段“大有作为”。只有做好灭火救援后的评估分析工作，才能让灭火救援实战工作形成完整的“闭环”。无人机能够收集大量火灾现场的数据信息资料，在灭火救援实战后，将这些数据信息进行完整整理以及有效分析利用，可以帮助消防救援队伍总结经验、分析不足、吸取教训，从而为后续的灭火救援实战行动，提供救援参考以及优化改进经验。在对无人机灭火救援实战中的具体表现进行评估分析时，应当着重对无人机的灭火剂使用量、灭火时间、灭火效果、火势控制情况、消防救援装备器材投放情况、无人机搭载装备器材的效果发挥情况等方面进行评估和分析。消防救援队伍可以根据无人机灭火救援实战应用的评估结果，针对性调整无人机灭火救援实战的应用流程，从而全面提高无人机灭火救援技术水平，为提高灭火救援效率创造良好条件。

3 结语

无人机经过多年的创新研究与更新换代，已经成为消防领域不可或缺的重要消防设备器材，在灭火救援实战应用中有着举足轻重的作用。为了能够真正发挥出无人机在灭火救援实战行动中的优势作用，需要消防救援人员能够真正“研究透、应用好”无人机，在灭火救援实战的前期火场侦查、中期明火扑救及人员疏散转移、灭火剂和消防装备器材高空投放，以及灭火救援后期的评估调整阶段，充分发挥出无人机的实战应用优势。这样才能大幅度提高灭火救援成功率、有效性以及安全性，在保证消防救援人员生命安全的同时，切实增强消防救援队伍的灭火救援实战能力。