无人机在消防灭火救援工作中的应用研究

作者简介：

史亚伟（1983- ），男，汉族，山东枣庄人，本科，助理工程师，研究方向：灭火救援、社会救助。

摘要：

随着无人机技术的快速发展，其在消防灭火和救援工作中的应用越来越广泛。本文系统性探讨了无人机在此领域中所具备的优势，包括卓越的灵活性、低成本侦察、高效的侦察能力等。同时，对无人机在消防灭火救援中所面临的问题，如续航、防爆能力及兼容性等进行了深入剖析。通过详细阐述无人机在消防灭火和救援工作中的具体应用，致力于深化对无人机在消防灭火和救援工作中的应用理解，为未来研究和实践提供有益指导。

关键词：无人机；消防灭火；救援工作；运用

引言

随着城市化进程的不断加速和人口密度的显著增加，火灾事故的频繁发生严重威胁着人民的生命和财产安全。传统的消防灭火和救援方式在面对现代火灾救援需求时显得力不从心。然而，无人机技术的快速发展为解决这一挑战提供了新的前景。本文旨在深入研究无人机技术在消防灭火和救援工作中的创新应用，探讨其在提高效率、降低风险和保障人员安全方面的潜在优势。通过全面分析无人机在这一领域的角色和功能，本文旨在为未来的消防灭火和救援工作提供有力的理论支持和实践指导。

一、无人机在消防灭火救援工作中的优势

（一）灵活性较高

无人机具有操作简单、机动性强、响应速度快等优点，能够在复杂的环境下进行高效的灭火和救援工作。在应对火灾事件时，无人机不仅能够迅速抵达现场，而且可以搭载多种先进的传感器和设备，如高清摄像头、红外传感器、气体检测仪等。这些设备的综合应用使得无人机能够精准对火源进行探测和定位。通过实时收集和传输火情数据，无人机为消防人员提供了准确翔实的信息支持，帮助其更科学规划灭火作战策略。因此，无人机的高灵活性不仅提高了救援响应速度，也为消防人员提供了更全面、实时的火情信息，极大提高了灭火救援工作效率和安全性［1］。

（二）侦察成本低

在传统的火灾侦察中，通常需要大量人力、物力和财力来执行复杂的侦察任务。然而，无人机的引入显著降低了侦察成本，为消防灭火救援工作提供了经济高效的解决方案。无人机具有独特的优势，能够在火场上空进行长时间稳定侦察，实时获取丰富的数据。通过配备高分辨率摄像头、红外传感器等先进设备，无人机能够在不同光照和气象条件下精准监测火源、烟雾等火灾相关信息［2］。与传统手段相比，无人机在火场上空的侦察过程中无需大量人力投入，从而显著减少了侦察的实际成本。低成本的侦察方式不仅提高了经济效益，还缓解了紧张的人力资源压力，使消防部门能够更加灵活、迅速应对突发火灾事件。

（三）侦察效率更高

搭载高清摄像头和先进传感器的无人机具备全方位、多角度的侦察能力，可以在火场上空执行更加全面、精准的监测任务，使消防人员能够获取更加详尽、准确的数据，为灭火救援决策提供更为科学的依据。通过无人机实施高效侦察，可以迅速掌握火场的实际情况，包括火源位置、火势发展、烟雾分布等关键信息。与传统侦察手段相比，无人机能够更加灵活在火场上空进行多角度监测，迅速发现火灾现场的难以察觉之处，提高了侦察的全面性和深度。此外，无人机还具备实时数据传输的能力，通过无线传输方式将采集到的火情数据及时传输至地面站或指挥中心，极大提高了信息的传递速度，使消防员能够及时获取最新的火场信息，迅速调整救援策略，提高灭火救援工作效率和协同性。

二、消防灭火救援中无人机应用存在的问题

（一）续航、防爆能力不足

在灭火救援工作中，无人机承担着长时间在火场上空飞行并执行高强度任务的责任，对其电池寿命和设备安全性提出了更为严格的要求。当前无人机技术尚未充分解决续航能力的挑战，短暂的飞行时间限制了其在灭火任务中的持续执行能力。此外，消防灭火救援现场往往充满高温、高压、烟尘等恶劣环境，给无人机的设备安全性带来了额外挑战。在这些极端条件下，无人机的电子设备和结构容易受到损害，从而影响其正常工作和执行任务的可靠性［3］。防爆能力不足也可能导致无人机在火场环境中出现故障，限制其在实际灭火救援中的应用范围和效果。

（二）无人机兼容性较弱

目前，各品牌、各型号的无人机设备之间存在较弱的兼容性。不同厂家和型号的无人机设备使用各自独立的通信协议和控制系统，导致在实际应用中存在通信、控制等方面的障碍，不仅影响了无人机的整体协同作战效果，同时也增加了无人机系统的使用成本和维护难度。缺乏兼容性意味着在同一救援任务中，不同厂家生产的无人机之间可能难以实现无缝的信息共享和协同工作，降低了整体灭火救援的效率和精准性。此外，兼容性差异还可能导致在无人机系统的更新升级过程中出现不稳定性和不可预测性，增加了系统维护难度。

三、无人机在消防灭火救援工作中的具体运用

（一）采集传输消防灭火救援数据

在消防灭火救援工作中，无人机的首要应用之一是采集并传输消防灭火救援数据，为灾害现场提供实时、全面的信息支持。无人机配备了多种传感器和设备，包括高清摄像头、红外传感器、气体检测仪等，能够对火场进行全方位探测，实时获取火情相关数据。其中，高清摄像头能够以高分辨率捕捉火灾现场图像，为消防员提供翔实的实时图像资料。这些图像不仅可以用于事故现场的实时监控，还可用于后续的火灾调查。通过图像分析，可以更准确判断火源位置、火势发展情况以及周围环境特征，为消防救援提供科学的决策依据［4］。同时，红外传感器可在不同光照条件下探测并捕捉火源及烟雾的热量信息。这项技术对于在夜间或浓烟环境下的火情探测具有重要作用，为消防人员提供了全天候的灭火救援支持。气体检测仪能够检测火场中可能存在的有毒气体浓度，确保消防员安全。这些传感器共同作用，形成了多层次、多维度的火情数据。通过无线传输方式，无人机将采集到的火情数据实时传输给地面站或指挥中心，使消防员能够在第一时间获取最新的火场信息，有助于建立灭火救援实时指挥系统，提高了灭火行动的及时性和准确性。此外，无人机的航拍功能使其能够在更高的视角下全面了解火灾现场，为消防员提供更完整的火情图景［5］。因此，无人机在采集传输消防灭火救援数据方面的具体运用，不仅提供了实时、全面、准确的火情信息，而且通过多传感器协同工作，为灭火救援工作提供了更科学、高效的决策依据，提高了整个灭火救援过程的效率和安全性。

（二）侦察火灾详细情况

在火灾现场，无人机可以快速飞抵火源附近，对火势进行实时监测和侦察。首先，无人机配备的高分辨率摄像头能够实时捕捉火灾现场图像，并通过图像处理技术提供细致入微的视觉信息，有助于消防人员全面了解火源位置、火势规模、火势扩散方向以及周边环境情况。其次，红外传感器的运用使得无人机能够在低光、夜间或浓烟等恶劣环境中依然保持高效的侦察能力。红外技术能够探测并捕捉火源的热量信息，提供火情的热成像图，从而揭示火源的精确位置和燃烧程度。这种独特的侦察方式对于在视觉受限或极端环境下的火情监测至关重要，为消防人员提供了在复杂情况下作业的关键数据。此外，无人机还可以通过飞行器上搭载的气象传感器获取火灾现场的气象数据，如风速、风向、温度等［6］。通过实时监测气象状况，消防人员能够更好评估火灾现场的动态变化，针对性制定灭火战术。最后，无人机的实时数据传输功能使得采集到的详细火情信息能够即时传送给指挥中心和现场指挥官，有助于实现实时调整灭火战术，迅速响应火情变化，最大程度减小灾害损失。因此，通过高级传感器的多层次数据采集，为消防人员提供了深入的火情信息，有助于提高灭火工作的决策精度和操作效率，同时为灭火行动提供更为科学的指导，为应对不同复杂火情提供了有力支持。

（三）辅助消防灭火救援调度

首先，无人机通过在火场上空进行飞行，可以实时监测火源的扩散情况、热点位置以及可能的火势发展趋势，能够为指挥中心提供全方位、及时的灭火现场状况，有助于更准确判断火势，及时调整救援战术。通过实时监测，无人机为指挥中心提供了一种更为直观的手段，使其能够实时了解火场情况，迅速做出灵活的调度决策［7］。其次，无人机配备的高清摄像头和传感器设备能够实时传输火场图像和数据，为调度员提供直观的视觉信息。这有助于调度员更全面了解灭火现场的实际情况，包括建筑物结构、道路情况、人员分布等，为灭火救援调度提供翔实的场地信息。同时，无人机还可以在复杂环境中进行空中探测，获取火场周边的地形地貌信息。通过地形信息的获取，无人机为指挥中心提供了更全局的视角，使其能够更科学进行灭火救援调度。此外，无人机还能够实时追踪火场中的人员位置，通过配备定位设备对消防员的行动进行监测，不仅有助于确保消防员的安全，也为调度员提供了人员分布情况，使其能够更灵活调度人力资源，合理安排救援队伍。因此，无人机在辅助消防灭火救援调度方面的运用，通过实时数据传输、空中探测和视觉信息提供，为指挥中心和调度员提供了全方位、多维度的灭火救援信息，不仅提高了调度决策的准确性和时效性，还在应对不同灾情和复杂场景中发挥了重要作用。

（四）森林防火监测

通过无人机的空中巡查和传感器设备的运用，有效实现了对森林防火情况的全面监测和预警。首先，无人机能够飞越森林区域进行全方位、高效巡查。配备高清摄像头和红外传感器的无人机能够在空中迅速、精准监测大片森林区域，实时捕捉潜在的火源和火险点。这种高效的巡查方式相较于传统的陆地巡查大大提高了效率，减少了盲区，使得无人机成为早期发现火源的关键工具。其次，红外传感器的运用赋予了无人机在夜间或烟雾弥漫环境下同样高效的监测能力［8］。在复杂条件下，红外技术能够探测到地面的温度变化，从而迅速识别潜在的火灾热点，为防范森林火灾提供了全天候的支持，增强了森林防火监测的全面性和准确性。同时，无人机可以搭载空气质量传感器和气象仪器，监测森林区域的环境因素。通过实时监测空气中的温度、湿度和风速等参数，无人机能够帮助消防人员更好理解火势蔓延的潜在方向和速度，提前做好火场扩散预测。此外，无人机还可以通过在森林区域搭载可见光和红外相机，捕捉高清晰度的图像和视频，不仅可以用于实时监测，也为后续的火灾调查和事后分析提供了依据。通过这样的监测手段，无人机不仅有助于早期发现潜在的火灾风险，还提供了数据支持，帮助森林防火部门改进森林管理策略。

（五）人员搜索定位

无人机搭载的红外热像传感器和热成像设备能够在复杂环境中捕捉人体的热量特征。在夜间、浓烟、低能见度等情况下，通过红外热像技术，无人机能够快速、高效识别人体的热量信号，从而精准定位被困人员的位置，为消防人员提供一种在复杂环境中进行迅速搜救的有效手段。无人机还可以搭载可见光和红外相机，用于捕捉高清图像和视频，提供直观的视觉信息。对于在复杂地形或密集建筑中搜寻受困人员非常重要，通过实时传输图像和视频，无人机能够为救援人员提供详细的场地信息，包括可能的藏匿点、逃生通道等，从而使救援工作更为精确和高效。同时，无人机还可以搭载全球卫星导航系统（GNSS）接收器，实现对被困人员的准确定位。GNSS技术能够提供高精度的地理坐标信息，使无人机在广阔区域内准确标记被困人员的位置，为救援队伍提供明确的搜索方向。此外，无人机的飞行平台可以搭载通信中继设备，增强搜索与定位的覆盖范围和可靠性。在通信信号弱或中断的区域，无人机通过提供可靠的通信中继支持，有助于确保救援人员能够及时了解搜救进展和接收被困人员的求救信息。

结语

综上所述，无人机在消防灭火救援工作中的多方面应用展现了其卓越的灵活性、低成本和高效的侦察能力。然而，其也面临续航、防爆能力及兼容性等方面的挑战。尽管存在这些问题，但通过深入研究无人机在采集传输数据、侦察火灾、辅助调度、森林防火监测和人员搜索定位等方面的具体运用，可以看到其在提高效率、降低风险、保障人员安全等方面的显著优势。因此，无人机技术为未来消防灭火救援工作提供了创新的可能性，通过解决现有问题并不断完善技术，为构建更为智能、高效的灭火救援体系提供有益经验和启示。

参考文献

［1］

谭炳文，莫江滔，周娟.浅谈无人机在消防灭火救援工作中的应用趋势［J］.水上安全，2023（09）：115-117.

［2］杜松岩.探究无人机在消防灭火救援工作中的应用［J］.冶金管理，2023（15）：110-112.

［3］李仕帆.无人机在消防灭火救援工作中的运用实践探讨［J］.中国设备工程，2023（08）：8-10.

［4］刘闯.无人机在化工消防灭火救援工作中的应用［J］.化纤与纺织技术，2022，51（12）：100-102.

［5］布和巴特尔.无人机在消防灭火救援工作中的应用［J］.今日消防，2022，7（11）：35-37.

［6］李志强.无人机在消防灭火救援工作中运用分析［J］.中国新通信，2022，24（09）：19-21.

［7］叶伟.无人机在消防灭火救援工作中的应用分析［J］.消防界（电子版），2022，8（08）：47-49.

［8］韩晓光.无人机在消防灭火救援工作中的应用［J］.消防界（电子版），2022，8（05）：66-68.