消防无人机建设应用模式研究

摘要：为了进一步推动消防救援队伍“职业化、专业化”发展，担负起国家队和主力军应急救援的使命，有必要就利用无人机等科技装备辅助灭火救援，甚至直接灭火救援进行研究并推广经验做法。因此，本文对无人机在消防救援队伍中的应用类型和存在的问题进行了介绍，并就长远发展提出了建议，希望对无人机在消防领域的应用提供有益的启示。

关键词：消防；无人机；应用

一、引言

无人机的特点是机动灵活，操作方便，视野全面，在科技、应急等领域有着广泛应用，在消防救援实战中也发挥了重要作用。当前无人机主要在侦察、图像传输、测绘建模等方面应用较广，在建筑内部飞行侦察、直接参与灭火等领域应用较少。

二、无人机当前应用情况

首先，消防无人机常见应用是侦察勘测、辅助救援。其中，小型多旋翼无人机入门门槛低，具有视频及热成像侦察能力，能满足单兵侦察应用需求。其次，多功能型多旋翼无人机防护等级高，具备一定的负载能力，能搭载多种载荷，满足侦察及辅助救援的应用需求。最后，固定翼无人机续航时间长，可以实施大范围侦察，但对起降场地和空域要求较高，适合森林、草原等大面积区域作业。经笔者总结分析，主要包括以下无人机在消防领域的典型应用。

（一）灾情侦察

采用悬停、环绕、抵近等不同的飞行方式，利用可见光（全景、广角、变焦）、红外热成像、夜视全彩相机等载荷开展全域侦察。利用穿越机、自主作业无人机、机器人、机器狗等进入室内侦察。灾害现场使用无人机进行侦察，在灾害现场使用无人机进行侦察。首先，可以不考虑地形和环境，做到机动灵活，尤其是急难险重的灾害现场，无人机在侦察分队无法展开的情况下，可以快速展开侦察。其次，可以通过无人机侦察提高效率，第一时间查明灾害事故发生的关键因素，以便指挥员做出正确决策。最后，可以避免人员伤亡，既能够避免人员进入有毒、易燃易爆等危险环境，又能够全面、细致地掌握现场情况。

（二）灾情侦测监控

利用可见光、热成像相机、气体检测装置等无人机集成的侦检模块载荷，持续监测烟火、温度、气体变换情况。例如，整合可燃气体有毒气体检测仪，远程检测易燃、易爆和化学事故灾害现场气体浓度，获取关键的危险部位资料。在灾害事故处置过程中，利用无人机进行实时监测和追踪，可以提供准确的灾情变化，便于救援人员及时掌握灾害动态，做到决策迅速准确，将损失降到最低。

（三）人员搜寻

利用可见光、红外热成像、夜视、全彩相机、激光、手机定位等载荷，搜索定位被困人员，打点测距标注，定位手机位置，辅助救援。

（四）测绘建模

利用可见光相机、激光雷达等载荷，航拍制作全景（漫游）图、正射影像图、三维模型，进行态势标绘和数据分析。同时，利用无人机集成航拍测绘模块，将灾害事故现场情况全部纳入并传输至现场指挥部，紧急测绘灾害现场地形地貌等，为开展救援提供有力的支持。

（五）通信中继

利用机载宽窄带自组网等载荷，延伸拓展通信覆盖范围。整合通信装置，利用无人机承担通讯中继。例如，2021年7月河南特大暴雨灾害中，应急管理部紧急协调中航工业“翼龙”固定翼无人机，利用无人机空中通信平台搭载的移动公网基站，恢复了灾区约50平方千米的受灾区域公网信号，提供了长时间的公网通信保障，保障了用户语音通信畅通，支撑了应急救援行动。

（六）辅助救援

利用无人机挂载的抛投、喊话、照明、破拆装置等载荷，辅助灭火救援行动，精准高效辅助救援指挥。

（七）辅助执法监督

利用无人机航拍实现对高层、超高层建筑以空中视角进行检查、监控，及时发现火灾隐患，支持建筑消防检查或者现场火灾图像存储，可以在其他安防或消防监控系统中接入空中监控录像，支持大容量、长时间的图像存储和检索调阅，还可以通过移动终端实现对部分功能的远程查看和控制。

三、当前无人机建设应用中存在的问题

（一）无人机种类少数量少无法形成体系

当前消防救援队伍装备的无人机功能分类侦察拍照、测绘建模或多功能（侦察、喊话、抛投）的较多，像灭火无人机、重载运输无人机，室内侦察无人机、固定翼无人机装备较少，且大部分配备在省级消防救援队伍中，地市级以下单位配备较少，无法形成体系化配备，无法按照灾害类型、保障类型科学调派。

（二）通信员岗位吸引力不强

当前队伍重视并培养了一批无人机驾驶员。总体而言，流动性大，以笔者所在单位持有无人机AOPA证通信员为例，笔者所在单位2017年至今共开展无人机培训4次，共有36人获得AOPA证，2024年上半年刚刚取得证照的10人。其中，退出消防队伍的有9人，还有3人转到灭火、装备岗位，人员流失率33%，通信岗位相比而言吸引力不强。同时，消防站无人机驾驶员因接触机型有限，任务类型有限，导致能力水平有限，而地市级消防单位通信员人员水平参差不齐，仅仅部分骨干人员水平较高，无法满足遂行任务的需要。

（三）缺少消防专用统一飞行平台

低水平建设应用较多，无人机配备了不少，缺少统一的飞行平台。例如，有统一航线规划、后端云建模、远程飞行控制、飞行任务记录与训练分析、成果存储，和现有接处警系统对接功能的无人机飞行平台欠缺，制约了消防无人机应用潜能和各种技战法创新应用，从战术级到战役级的应用管控还需要一个地市级、省级平台进行支撑。当前的任务飞行均为战术层面的任务，任务分配、控制、对接因不同的无人机而不同，无人机系统和现有消防指挥系统的对接不畅，作战部门未有顺手的平台，导致只有通信部门的通信辅助决策类应用，作战部门的复合型应用较少，制约了辅助决策效果的进一步提高。

（四）指挥调度与辅助决策水平亟待提高

当前无人机应用以通信部门管理使用为主，无人机侦察、成果运用也由通信部门为主导，作战部门应用较少，如何将无人机应用从人员编配、装备标准、技战术应用固化下来，通过使用统一平台，使作战部门也能站在不同角度，在各部门层面融合运用产生火花，更能促进无人机深度融入灭火救援中，发挥科技提升战斗力的作用。

四、无人机在消防救援队伍建设应用模式

加强无人机操作员队伍建设、无人机装备建设，创新无人机应用机制，多措并举，促进消防无人机向更高维度发展。

（一）加强无人机操作员队伍建设

首先，无人机应用需要训练有素的专业操作员飞手作为保障，可以在省、市级消防队伍中设立无人机飞行班组，承担省、市级无人机飞行保障管理职能以及履行跨区域通信保障任务。其次，在基层消防站设立无人机操作员岗位，编制无人机操作员不少于2人，明确职责，以无人机定岗定责的方式，提高岗位吸引力，留住优秀人才。最后，通过社会考证培训、内部专业复训、实战调度检验的模式，提高无人机操作员队伍履职能力。以通信保障队伍地位的提升为支撑，推动无人机应用向纵深发展。

（二）加强无人机装备配备

根据保障任务需要，明确无人机配备标准，以确保充分利用先进科技提高战斗力，制定省、市、县（区）消防队伍无人机配备标准，分门别类按照侦察、测绘建模、灭火、系留照明、固定翼、多功能（喊话、侦测、抛投）（不限于以上种类）编配采购无人机，满足各类保障需要。首先，地市级消防救援队伍配备无人机保障车。地市级消防救援队伍无人机保障车集成车载无人机，含电源、无线通信系统，利用云平台，统筹保证全市范围内无人机单独或者遂行本级消防指挥部出动。其次，无人机自动机场应用。针对化工园区、工业园区等场景，突发火情时指挥中心需要第一时间掌握现场态势，由于部分区域的固定摄像头无法满足视频采集需求，因此无人机机场的区域部署成为探索方向。接警后，指挥人员只需要操作无人机管理平台即可调度无人机自主起飞，执行侦察航线，抵达现场后将视频画面实时回传。无人机飞行相比地面车组抵达现场更加快速，对于初期指挥调度起到关键作用。最后，除了应对突发事件，自动化机场方案同样可以实现无人值守化巡逻，对于重点防火的区域，可以定期进行空中巡检，比固定式球机的监控更加灵活，能提供更多的有效信息。也可以合理划分保障区域，在基层消防站建设无人机机场，做到城区全覆盖无死角，作为日常巡检和基层站级消防队前突力量进行使用。

（三）采用统一的无人机飞行管控平台

在作业范围较大、参战力量较多的救援任务中，如森林火灾救援、地质灾害救援、山岳搜救等，如果无人机获得的全局态势无法快速传达至每个现场指挥员，则参战力量的实时位置就无法同时呈现至调度平台上，信息的不对称将降低现场救援效率。因此，无人机系统下一阶段的应用重点是加大对现场指挥员、前线班组的赋能，实现救援现场更大维度、EjFSKg1icuMioVV2fukkTA==更加丰富的信息共享。这需要开发一个统一的兼容性强的无人机飞行平台，能够统一远程控制无人机，进行设备注册，任务管理，航线规划、飞行控制，云端建图和共享，现场态势可以同时分享给一线救援队伍的指挥员，提升现场辅助决策效能。实现一线救援队伍、指挥中心通过云平台协同作业高效联动，同时和现有消防指挥系统进行对接，真正形成一体化指挥系统，扩大使用人群范围，实现空地一体协同作战、全域作战。

（四）创新革新指挥调度应用模式

消防119指挥中心接到报警时，要按照“通信先行、多点调派、联动响应”原则，在调度基层消防队站出动时，应同步启动无人机机场，利用机场无人机进行站级前突侦察，先于消防站出警人员到达进行侦察航拍，消防站无人机操作员到场后完成更复杂的飞行，同时做好机场无人机的回收与充电，保障好指挥员、上级指挥中心决策。对于更复杂的灾情，上级指挥部出动的同时，上级通信保障队、无人机分队遂行出动，按照4车联保的模式（前突通信车、通信指挥车、无人机保障车、通信器材运输车），遂行更复杂的保障任务。指挥中心后方调度保障人员利用云平台，考虑无人机作战效能，统筹利用，更快更好地完成灭火救援任务。从站级前突、站级通信员现场保障、地市级前突、地市级指挥部无人机分队保障四个梯次，以更快的速度，更全面的功能模块，一体化的无人机管控平台，打造数字化透明战场和可视化通信指挥体系，更好地遂行各类保障任务。

（五）创新无人机辅助灭火

超高层建筑室外灭火技术在国内外消防救援领域是个难点。研制消防无人机灭火救援装备既是保障我国经济和社会安全发展的需要，也是国产消防应急救援装备高科技化发展的需要。首先，利用大载荷旋翼无人机执行高层建筑灭火，可以突破高层建筑登高作业面限制，实现对高层建筑外部空间全方位灭火。其次，可以快速展开、迅速控火，实现高层建筑火灾扑救“灭早灭小”战术。最后，弥补了消防车举高作业展开时间长、登高作业场地固定、灵活机动性差等不足，与内攻消防救援人员和建筑室内消防设施紧密配合，提高了灭火救援作战效率。同时，灭火装置常用的灭火模块有高压液体系留灭火装置、储压灭火装置、灭火弹发射装置。高压液体系留灭火装置可以对一定高度以下的高层建筑实施持续不间断的灭火；储压灭火装置可以对高层建筑尤其是超高层建筑执行全方位机动灭火；灭火弹发射装置可以在水枪、车载水炮和高喷车无法喷射到的位置抛投灭火弹或喷射干粉，有效h7LCC/MONDV6jWBcEYk61Q==抑制火灾蔓延。而大载荷旋翼无人机平台可以搭载幕墙破拆系统模块，其发射器能够发射破玻高钻球，采用激光瞄准方式破拆击碎相当厚度的钢化玻璃，在救援时无法对高点门窗破拆排烟时，可以利用搭载高空破拆功能模块的无人机执行强力破拆排烟。

（六）建立完善的应急联动体系

做好和当地电信运营商、无人机厂商、无人机专业飞行队伍的联勤联动，建立联勤联动机制和合作协议，加强与无人机厂商和各平台支撑保障团队的沟通协作。灾害发生时，能够第一时间赶到现场，发挥各自专业优势或者保障优势，和消防救援队伍一道遂行各类任务。电信运营商在公网应急通信领域配备有专门的无人机机载设备，在公网通信领域当仁不让，社会无人机专业队伍具有自身的优势和绝技，无人机厂商在设备保障、人员技术保障方面发挥着巨大的作用，需要完善应急联动体系，充分发挥其作用，确保关键时刻“拉得出，用得上”。

五、结束语

消防无人机的深入应用，对于灭火救援行动有着积极的作用。消防救援队伍必须在实践中不断总结经验，加强新通信装备购置投入和专业人才培养，建立健全扁平化可视化指挥体系，打造数字化透明战场，充分发挥无人化高科技装备战斗力倍增器作用，用科技提升战斗力，才能履行“救民于水火，助民于危难”的职能使命。

作者单位：李朋飞 开封市消防救援支队

李朋飞（1979.04- ），男，汉族，河南巩义，本科，高级专业技术职称，研究方向：消防信息化建设，消防应急通信保障。

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