黃雅蕾

鄭州市消防救援支隊(duì)，中國·河南 鄭州 450000

1 引言

現(xiàn)階段，隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在很大程度上完善了遙感技術(shù)及無人機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，這一技術(shù)及應(yīng)用也被廣泛應(yīng)用于消防應(yīng)急通信保障領(lǐng)域。在消防應(yīng)急通信保障領(lǐng)域，覆蓋范圍廣是傳統(tǒng)地面通信設(shè)施的優(yōu)勢，如果遇見自然災(zāi)害或是發(fā)生火災(zāi)，地面通信設(shè)施在使用的過程中就具有一定的局限性。但是無人機(jī)的應(yīng)用就大大的彌補(bǔ)了消防應(yīng)急通信保障中的許多局限性，無人機(jī)本身具備火災(zāi)態(tài)勢實(shí)時(shí)回傳及空中實(shí)時(shí)巡查的功能，這能有效為消防救援人員節(jié)省救援時(shí)間、提供準(zhǔn)確的火場信息并提供可靠的數(shù)據(jù)資料，以便消防救援人員及時(shí)制定有效救援策略。

2 消防應(yīng)急通信要求

2.1 可靠性要求

在消防應(yīng)急通信保障的過程中，消防救援人員日常處理的事物是十分繁雜的，且人員流動(dòng)較大密集的場所、石油化工場及高層建筑等救援現(xiàn)場，大多具有相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)性。另外，消防救援人員在任務(wù)執(zhí)行的過程中會(huì)受到諸多主客觀因素的制約，導(dǎo)致救援現(xiàn)場的通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不佳，加大消防應(yīng)急通信的難度。無人機(jī)具有性能優(yōu)、時(shí)效快、可靠性高、成本低的優(yōu)勢，不易受到現(xiàn)場環(huán)境制約且如果使用的無人機(jī)具備一定的承載能力[1]，能夠及時(shí)向事故現(xiàn)場輸送緊急救援物資，這在消防應(yīng)急通信保障中能起到非常好的提升效果，一方面對消防救援人員的生命安全起到了保障，另一方面也強(qiáng)化了消防應(yīng)急通信保障工作的效率及質(zhì)量。

2.2 實(shí)時(shí)性要求

消防應(yīng)急通信保障工作會(huì)直接關(guān)系到應(yīng)急救援現(xiàn)場的人民生命財(cái)產(chǎn)安全，其關(guān)鍵要求就是時(shí)效性，在最短的時(shí)間內(nèi)，以最快的速度將事故現(xiàn)場的情況、數(shù)據(jù)信息、聲音及畫面?zhèn)魉椭粮骷?jí)決策及指揮機(jī)構(gòu)。鑒于此，應(yīng)急救援現(xiàn)場就必須快速建設(shè)由點(diǎn)到面的全方位的立體應(yīng)急通信體系，為整個(gè)救援的環(huán)節(jié)提供有效保障，無人機(jī)應(yīng)用就是現(xiàn)場立體通信體系中不可或缺的一環(huán)。

3 無人機(jī)在消防應(yīng)急通信保障中的應(yīng)用

3.1 多路音視頻通信

現(xiàn)階段，在消防應(yīng)急通信保障中，大多數(shù)的消防隊(duì)伍已經(jīng)在消防指揮調(diào)度網(wǎng)中開始使用無人機(jī)，并在此基礎(chǔ)上配備了相關(guān)的通信模塊、音視頻圖傳設(shè)備，便于及時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、聲音及畫面。無人機(jī)的應(yīng)用，能夠全面的采集事故現(xiàn)場的圖像和聲音，再及時(shí)向指揮中心傳遞數(shù)據(jù)信息，并經(jīng)由指揮中心制定救援方案，這是消防應(yīng)急通信保障中的重要組成部分。無人機(jī)視頻的終端能夠利用4G 及安全網(wǎng)閘等方式對接平臺(tái)，通過圖像綜合管理平臺(tái)，及時(shí)接到無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)、畫面及聲音等，并發(fā)送給流媒體分發(fā)服務(wù)器。利用無人機(jī)技術(shù)能夠解節(jié)省人力、物力及財(cái)力，還在很大程度上提升了消防應(yīng)急通信保障工作的質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)同步傳輸圖像的消防應(yīng)急通信保障要求[2]。

3.2 大區(qū)域遙感監(jiān)測

消防救援人員在執(zhí)行較大區(qū)域的救援任務(wù)時(shí)，如地震災(zāi)害、水災(zāi)等救援現(xiàn)場，需要提前對現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行檢測和了解，無人機(jī)采集和遙感測繪都能夠?yàn)榇祟惥仍峁┐罅坑行?shù)據(jù)信息。傳統(tǒng)的高分辨率衛(wèi)星遙感因?yàn)檎镜酶?、所以看得遠(yuǎn)，得到的觀測信息更為宏觀綜合，并且可以長期連續(xù)觀測形成時(shí)序信息，但是存檔數(shù)據(jù)的時(shí)效性較差。而無人機(jī)因?yàn)榻孛?，分辨率更高，還可以拍攝視頻影像，而且時(shí)效性好，快速易得，作為衛(wèi)星遙感的補(bǔ)充手段，能為應(yīng)急救援現(xiàn)場提供更為實(shí)用的數(shù)據(jù)資料。但是無人機(jī)的質(zhì)量輕、體積小且抗風(fēng)能力不高且受到自重、荷載等因素的局限，也導(dǎo)致了無人機(jī)的飛行穩(wěn)定性不高，時(shí)常出現(xiàn)上下顛簸及左右搖擺的情況，并且無人機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)共振問題也會(huì)造成測量設(shè)備出現(xiàn)問題，影響后期校正效果。針對這一情況，大型救援現(xiàn)場可以使用數(shù)量較多的無人機(jī)，增加無人機(jī)終端的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)采集的多點(diǎn)化及實(shí)現(xiàn)自校正同步操作，在最大范圍內(nèi)彌補(bǔ)無人機(jī)在消防應(yīng)急通信保障中應(yīng)用中的弊端。與此同時(shí)，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用也在最大程度上提升了無人機(jī)采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，強(qiáng)化消防救援人員偵查結(jié)果的準(zhǔn)確程度，更有效的節(jié)省人力、物力及財(cái)力。

3.3 多任務(wù)模塊搭載

無人機(jī)搭載模塊的不斷發(fā)展，使得無人機(jī)在應(yīng)急救援現(xiàn)場的應(yīng)用場景越來越多，應(yīng)用效果更具有針對性。在消防救援人員執(zhí)行高空及高溫的事故環(huán)境任務(wù)時(shí)，要想有效提升救援效率，就需要在消防救援隊(duì)員及被困人群間搭建有效的溝通渠道。無人機(jī)借助搭載擴(kuò)音器、拾音器等裝置，并在此基礎(chǔ)上通過移動(dòng)通信鏈路將其他通信鏈路與控制中心有效連接，及時(shí)獲取被困人群的實(shí)際情況和信息。另外，無人機(jī)還能有效向事故場所輸送所無救援物品，將救生衣、藥品、視頻、氧氣面罩等送至被困人群手中。在山域救援及水上救援時(shí)，傳統(tǒng)的拋投器在適用范圍及環(huán)境上都會(huì)受到不同程度的外力因素干擾，導(dǎo)致拋投效果差，但是使用無人機(jī)進(jìn)行輔助拋投并采取小繩拉大繩的方式構(gòu)建救援通道，能有效提升救援的質(zhì)量，保證人民財(cái)產(chǎn)生命健康安全。無人機(jī)還能夠在夜間有效照明，借助搭載照明設(shè)備及供電設(shè)備，對無人機(jī)進(jìn)行合理的航程規(guī)劃或利用無人機(jī)懸停技術(shù)，有效拓展消防應(yīng)急通信保障的范圍。

3.4 無人機(jī)室內(nèi)應(yīng)用

現(xiàn)階段，由于事故現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜且各類通信設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸不及時(shí)，影響救援效率的事件頻繁發(fā)生，所以在消防應(yīng)急通信保障中，強(qiáng)化復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境下通信及偵查，一直存在較大的難度。這種情況下，也可以探索在室內(nèi)使用目標(biāo)跟蹤技術(shù)，利用無人機(jī)來完成室內(nèi)通信和偵查任務(wù)。當(dāng)前，中國的無人機(jī)目標(biāo)跟蹤技術(shù)分為以下幾種[3]：

一是視覺跟蹤。將微型或小型的裝置及攝像頭安裝在前端人員、裝備上，并將之與無人機(jī)進(jìn)行有效連接，強(qiáng)化無人機(jī)的視覺分析能力，在有效識(shí)別周圍環(huán)境障礙的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)場進(jìn)行360 度的環(huán)繞追蹤拍攝及環(huán)繞拍攝，在此過程中與移動(dòng)目標(biāo)間保持距離。

二是攜帶GPS 的遙感器。消防救援隊(duì)員在執(zhí)行內(nèi)部救援任務(wù)時(shí)，攜帶具備GPS 的遙感器進(jìn)行救援工作，不僅能夠有效使消防救援隊(duì)員與無人機(jī)保持距離，還能夠?qū)o人機(jī)進(jìn)行合理操作。利用無人機(jī)傳遞事故現(xiàn)場內(nèi)部的視頻及音頻，強(qiáng)化與指揮中心的聯(lián)系，便于開展下一步的救援工作。還可以在無人機(jī)中配置規(guī)避及室內(nèi)導(dǎo)航功能，用于將被困群眾迅速轉(zhuǎn)移出事故現(xiàn)場。

三是跟隨GPS 模塊。人們的生活中已經(jīng)逐漸普及帶有GPS 模塊的移動(dòng)通信設(shè)備，所以消防救援隊(duì)員在執(zhí)行任務(wù)時(shí)可以隨身攜帶這些移動(dòng)設(shè)備，與無人機(jī)進(jìn)行有效連接，使無人機(jī)通過這些信號(hào)及時(shí)進(jìn)行巡航搜救。

4 結(jié)語

綜上所述，無人機(jī)在消防應(yīng)急通信保障中的應(yīng)用和發(fā)展符合消防應(yīng)急通信保障工作的實(shí)際需要，也符合時(shí)代發(fā)展的要求。隨著中國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和前行，逐步完善了人工智能技術(shù)，無人機(jī)的應(yīng)用也日趨多場景化、自組織化。借助深層次的相關(guān)技術(shù)學(xué)習(xí)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)級(jí)大數(shù)據(jù)，在無人機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建室內(nèi)、高空、山域、地下、水域等多元化背景下的消防應(yīng)急通信保障系統(tǒng)，更好地為消防救援隊(duì)員執(zhí)行任務(wù)提供精準(zhǔn)、有效且快速的技術(shù)保障及理論支撐。