李玉童

摘要：無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)給現(xiàn)代應(yīng)急救援提供了更多的思路和方法，加強(qiáng)無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)進(jìn)一步筑牢防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)的生命防線有著十分重要的意義。分析當(dāng)前無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)際滅火救援案例總結(jié)應(yīng)用無(wú)人機(jī)作業(yè)的優(yōu)勢(shì)及缺陷，根據(jù)存在不足提出相應(yīng)對(duì)策，對(duì)于進(jìn)一步發(fā)揮無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的使用價(jià)值具有一定促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：消防；無(wú)人機(jī)；滅火救援

中圖分類號(hào)：D631.6? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ?文章編號(hào)：2096-1227（2023）01-0049-03

當(dāng)前無(wú)人機(jī)技術(shù)逐漸成熟，工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)更是加速崛起，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于地理測(cè)繪、農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢以及應(yīng)急通信等諸多領(lǐng)域，特別是在應(yīng)急救援領(lǐng)域的運(yùn)用日趨成熟。滅火救援無(wú)人機(jī)可以完成傳統(tǒng)救援手段無(wú)法完成的任務(wù)，在各類災(zāi)害救援過程中發(fā)揮出了不可代替的重要作用，目前，無(wú)人機(jī)正在朝著更實(shí)用化、智能化以及輕便化的方向穩(wěn)步發(fā)展。正是由于無(wú)人機(jī)擁有廣闊的應(yīng)用前景，很多國(guó)家都爭(zhēng)相在應(yīng)急救援領(lǐng)域給滅火救援無(wú)人機(jī)的應(yīng)用投入大量科研經(jīng)費(fèi)，研發(fā)各式各樣功能完善和性能優(yōu)異的無(wú)人機(jī)，為滅火救援無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)提供了一定的技術(shù)及安全保障，與此同時(shí)在很大程度上促進(jìn)了滅火救援無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展。

1 滅火救援無(wú)人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，隨著高層建筑數(shù)量越來(lái)越多，建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，滅火救援任務(wù)難度也在不斷增大，而傳統(tǒng)的消防救援設(shè)施局限性較大。推動(dòng)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的應(yīng)用，在保證救援安全性、提高救援效率等方面彰顯出了非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。無(wú)人機(jī)主要是通過搭載核心控制系統(tǒng)、定位裝置以及相應(yīng)的感應(yīng)設(shè)備并由專業(yè)飛手遙控操作的一種飛行裝置，依托通信技術(shù)手段設(shè)定相應(yīng)的飛行程序，從而為工作開展提供一定的便利。但是在應(yīng)用無(wú)人機(jī)的過程中也出現(xiàn)了設(shè)備操作不熟練、缺乏信息化素養(yǎng)以及實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)方面的問題。因此，如何充分發(fā)揮無(wú)人機(jī)在消防領(lǐng)域的作用，是現(xiàn)代消防救援隊(duì)伍在提升信息化水平過程中需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。

2 無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中的具體應(yīng)用

消防滅火救援無(wú)人機(jī)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)理念，根據(jù)災(zāi)情種類的實(shí)際情況，搭載不同功能模塊，可完成現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)偵察、滅火作戰(zhàn)以及救援物資投放等任務(wù)。

2.1? 災(zāi)情偵察

火災(zāi)發(fā)生時(shí)情況復(fù)雜多變，在這種情況下消防員很難實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)的抵近偵察，傳統(tǒng)的火場(chǎng)偵查手段難以發(fā)揮作用。但是無(wú)人機(jī)具有比較高的靈活性，受火場(chǎng)環(huán)境影響較小，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)火場(chǎng)的抵近偵察。通過給無(wú)人機(jī)搭載多種不同偵檢模塊，利用5G網(wǎng)絡(luò)以全方位或定點(diǎn)定位角度對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)開展機(jī)動(dòng)靈活的有效偵察，及時(shí)、準(zhǔn)確、快速、高效采集現(xiàn)場(chǎng)信息情況，并利用360°全視角攝像儀獲取現(xiàn)場(chǎng)圖像信息，使用紅外熱成像儀較為全面地對(duì)火場(chǎng)中氣體成分以及有害氣體的類型進(jìn)行辨別，同時(shí)可以利用專業(yè)化的軟件，通過整合無(wú)人機(jī)獲取的火場(chǎng)信息建立火場(chǎng)的三維模型，并實(shí)時(shí)傳送相關(guān)數(shù)據(jù)[1]?；跓o(wú)人機(jī)偵測(cè)的信息能夠幫助指揮員快速了解災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)情況。例如，在響水“3·21”爆炸事故救援中，消防救援隊(duì)伍就應(yīng)用無(wú)人機(jī)攜帶氣體探測(cè)儀和水質(zhì)檢測(cè)儀等吊艙載荷進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模的偵察以及監(jiān)護(hù)，綜合多維度信息，以最大程度發(fā)揮無(wú)人機(jī)的信息采集作用，從而為救援現(xiàn)場(chǎng)指揮決策提供了及時(shí)有效的重要依據(jù)[2]。

2.2? 滅火救援

滅火功能是無(wú)人機(jī)在消防領(lǐng)域最主要的應(yīng)用價(jià)值，通過數(shù)據(jù)查閱可知，滅火無(wú)人機(jī)在四川、重慶、云南、新疆等消防救援總隊(duì)已經(jīng)開始投入應(yīng)用。高層建筑一旦發(fā)生外墻保溫火災(zāi)，火災(zāi)蔓延速度非常快，可能從下向上蔓延，也可能自上而下蔓延，過火面積大，建筑物通常已經(jīng)形成多點(diǎn)立體式燃燒。此外，部分建筑高度超出了消防舉高車的最大工作高度，給火場(chǎng)救援帶來(lái)了更大的難度。傳統(tǒng)的滅火設(shè)備儀器由于自動(dòng)化水平較低，且受各種條件限制，因此難以在短時(shí)間內(nèi)快速部署。而無(wú)人機(jī)具有較高的靈活性，能夠在2min以內(nèi)投入到火場(chǎng)救援中，無(wú)人機(jī)搭載多種滅火作戰(zhàn)負(fù)載系統(tǒng)，利用多旋翼無(wú)人機(jī)空中懸停特性和空中滯留能力，通過遠(yuǎn)程遙控使飛機(jī)到達(dá)預(yù)先指定位置，將滅火彈發(fā)射到目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行滅火。除此之外，無(wú)人機(jī)可搭載儲(chǔ)壓式干粉或水基滅火系統(tǒng)，超輕高強(qiáng)度消防水帶也可以通過無(wú)人機(jī)搭載的方式進(jìn)入高空，配合破窗彈向室內(nèi)著火區(qū)域噴灑滅火劑，對(duì)火點(diǎn)進(jìn)行快速準(zhǔn)確壓制，完成初期階段的滅火任務(wù)[3]。應(yīng)用無(wú)人機(jī)滅火可在阻礙火勢(shì)蔓延的同時(shí)，在一定程度上降低消防救援人員面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，為城市高層建筑消防救援難題提供解決方案，大大提升應(yīng)急消防救援效率。在森林消防領(lǐng)域中，由于當(dāng)前防火、巡邏、滅火任務(wù)繁重，而人工滅火不僅效率較低而且容易遭遇意外風(fēng)險(xiǎn)，所以，無(wú)人機(jī)用于森林巡查和補(bǔ)充滅火作業(yè)的作用也愈發(fā)明顯。

2.3? 輔助應(yīng)急

通過無(wú)人機(jī)搭載特別配置的多功能救援艙開展救援作業(yè)，可以很大程度提升救援效率。例如，地震造成建筑倒塌、人員被埋時(shí)，可通過無(wú)人機(jī)掛載手機(jī)信號(hào)探測(cè)儀，偵測(cè)受災(zāi)區(qū)域人員的手機(jī)信號(hào)。即使現(xiàn)場(chǎng)斷網(wǎng)，只要手機(jī)有電，無(wú)人機(jī)就能捕捉信號(hào)，確認(rèn)被困人員的數(shù)量及位置。有人員受傷被困時(shí)，無(wú)人機(jī)可利用遠(yuǎn)程可視激光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，搭載拋投器，懸掛防毒面罩、急救包、救援安全繩索、救生圈、飲用水以及食物等物資[4]。通過空中投送方式，實(shí)施精準(zhǔn)定位遠(yuǎn)程投放，向被困人員提供必要的應(yīng)急救援物資，并實(shí)時(shí)采集被困人員情況，以保證被困人員的生命安全，為救援創(chuàng)造更多有利條件。在山間、水上救援時(shí)，搭載無(wú)人機(jī)拋繩牽引系統(tǒng)可以為救援開辟新的救生通道，提升救援效率。在雜亂的火災(zāi)救援現(xiàn)場(chǎng)或是范圍較大的山林，還可以搭載擴(kuò)音設(shè)備，利用無(wú)人機(jī)作為向?qū)?，?duì)火災(zāi)周邊區(qū)域人員進(jìn)行警報(bào)通知，既能幫助被困人員在消防救援人員的指令下向安全方向逃離，還可避免周邊區(qū)域人員誤入火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)后續(xù)火災(zāi)救援起到一定的輔助作用。

3 無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前無(wú)人機(jī)在消防救援領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)日漸凸顯出來(lái)，憑借自身機(jī)動(dòng)靈活，能夠搭載不同裝備設(shè)施快速展開作業(yè)的特點(diǎn)，與傳統(tǒng)應(yīng)急救援技術(shù)手段相比，具備以下優(yōu)勢(shì)：

3.1? 安全可靠

相較于傳統(tǒng)救援方式而言，無(wú)人機(jī)具備負(fù)載能力強(qiáng)、抗風(fēng)等級(jí)高等特點(diǎn)，應(yīng)用于滅火救援領(lǐng)域最突出的優(yōu)勢(shì)就是其安全性。在有毒、易燃易爆等危險(xiǎn)環(huán)境中借助無(wú)人機(jī)對(duì)救援區(qū)域的火情進(jìn)行偵查，同時(shí)還可以利用無(wú)人機(jī)向火場(chǎng)噴灑滅火劑，降低火場(chǎng)救援對(duì)于人員的需求，有效規(guī)避人員傷亡。

3.2? 機(jī)動(dòng)靈活

現(xiàn)階段，滅火救援無(wú)人機(jī)為多旋翼無(wú)人機(jī)，其特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活、便于操作，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的要求較低，與傳統(tǒng)的載人飛機(jī)相比，起飛與操控不易受場(chǎng)地條件約束，能夠適應(yīng)不同的災(zāi)害場(chǎng)所與作業(yè)環(huán)境，且受氣象條件限制較小。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在有多架無(wú)人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)時(shí)，還可采取集群作戰(zhàn)或輪換作業(yè)，搭載相應(yīng)荷載設(shè)備快速、穩(wěn)定、靈活執(zhí)行飛行任務(wù)。

3.3? 掌控全局

根據(jù)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援需求，無(wú)人機(jī)通過搭載的三光偵察系統(tǒng)，采用自穩(wěn)防抖設(shè)計(jì)可以從不同方位和角度對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的重點(diǎn)部位以及區(qū)域進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)，全面準(zhǔn)確地向指揮人員提供實(shí)時(shí)訊息，在一定程度上為指揮員把握災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，在撲滅火災(zāi)后，還可以將紅外探測(cè)設(shè)備搭載在無(wú)人機(jī)上，對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行全面探測(cè)，并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)出地面溫度的動(dòng)態(tài)圖像，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)火場(chǎng)中存在的隱患，提升滅火救援的全面性，防止火場(chǎng)復(fù)燃。

4 無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援應(yīng)用中存在的不足

結(jié)合現(xiàn)階段消防救援隊(duì)伍實(shí)際情況，通過查閱無(wú)人機(jī)相關(guān)事故救援實(shí)戰(zhàn)記錄，無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援應(yīng)用方面還存在以下幾點(diǎn)不足：

4.1? 缺乏系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)化的行業(yè)培訓(xùn)

就目前而言，在利用無(wú)人機(jī)實(shí)施消防救援的過程中，飛手的素質(zhì)水平在很大程度上決定了無(wú)人機(jī)作用的發(fā)揮。現(xiàn)有的消防救援飛手大多為中國(guó)航空器擁有者及駕駛員協(xié)會(huì)（簡(jiǎn)稱AOPA）下屬的機(jī)構(gòu)培訓(xùn)，或者由無(wú)人機(jī)廠家直接對(duì)消防員進(jìn)行培訓(xùn)。在培訓(xùn)實(shí)踐中，培訓(xùn)的內(nèi)容往往集中于無(wú)人機(jī)基本操作要點(diǎn)以及無(wú)人機(jī)理論，未能構(gòu)成一套完整的培訓(xùn)體系，與“大應(yīng)急”實(shí)際需求還有較大出入。

4.2? 消防無(wú)人機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還未出臺(tái)

當(dāng)前，我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，具備比較強(qiáng)的研發(fā)能力以及制造能力，但是在無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)基于固定機(jī)翼機(jī)型，而在消防救援中往往大量使用旋翼無(wú)人機(jī)。此外，在消防無(wú)人機(jī)的運(yùn)營(yíng)以及安全管理、適航管理等方面缺乏完善的法律法規(guī)以及標(biāo)準(zhǔn)體系作為支撐，無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的過程中還存在規(guī)范性不足、消防無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)管理體系不完善等問題。

4.3? 操作不熟練并且缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)

部分單位在購(gòu)置滅火救援無(wú)人機(jī)后，只會(huì)在上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)檢查時(shí)使用，平時(shí)很少應(yīng)用和維護(hù)。從實(shí)戰(zhàn)角度來(lái)說(shuō)，火場(chǎng)環(huán)境往往比較復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)存在大量的人員以及車輛，通信訊號(hào)容易被干擾。在這種情況下，使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行作業(yè)，需要飛手有熟練的操作技能以及強(qiáng)大的心理素質(zhì)。一旦發(fā)生大型災(zāi)害事故，就需要當(dāng)?shù)貙I(yè)無(wú)人機(jī)飛行團(tuán)隊(duì)到救援現(xiàn)場(chǎng)協(xié)助完成飛行任務(wù)，暴露出消防救援隊(duì)伍自身的飛手操作熟練度不足以及缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等問題，難以較為高效地完成大型火場(chǎng)的消防救援任務(wù)。

4.4? 不能在復(fù)雜建筑內(nèi)部開展作業(yè)

由于滅火救援無(wú)人機(jī)還要搭載近20kg的滅火劑儲(chǔ)罐，考慮其體積大小以及GPS信號(hào)受阻的因素，無(wú)人機(jī)只能圍繞高層建筑外表面飛行而不能在高度復(fù)雜和狹窄的空間內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，不能深入到建筑內(nèi)部對(duì)火點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)打擊。

5 無(wú)人機(jī)在應(yīng)急救援工作中的應(yīng)用對(duì)策

5.1? 加強(qiáng)專業(yè)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

隨著現(xiàn)代消防救援隊(duì)伍逐漸向科技化、信息化方向轉(zhuǎn)型，各級(jí)消防救援隊(duì)伍需要進(jìn)一步加強(qiáng)隊(duì)伍的規(guī)范化、專業(yè)化及職業(yè)化建設(shè)，依托消防救援裝備升級(jí)，打造一支能夠高效完成任務(wù)，具有較高專業(yè)化水平的無(wú)人機(jī)救援分隊(duì)。在這個(gè)過程中，最為關(guān)鍵的就是要加強(qiáng)對(duì)飛手的培訓(xùn)以及管理，確保飛手的素質(zhì)水平能夠滿足操縱無(wú)人機(jī)進(jìn)行火場(chǎng)救援的需求，能夠從火場(chǎng)的實(shí)際情況出發(fā)，靈活操作無(wú)人機(jī)。在無(wú)人機(jī)救援分隊(duì)的組織結(jié)構(gòu)建設(shè)層面，需要以年輕指揮員、通訊員以及裝備技師作為骨干，隊(duì)伍中的消防員也要掌握基本的通信原理及機(jī)械知識(shí)。通過應(yīng)用“老帶新”的培訓(xùn)模式，使新晉消防員能夠快速融入到隊(duì)伍中，盡快形成戰(zhàn)斗力，并且可以幫助年輕消防員走上無(wú)人機(jī)專業(yè)化成長(zhǎng)道路[5]。

5.2? 出臺(tái)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

目前國(guó)內(nèi)消防無(wú)人機(jī)方面的標(biāo)準(zhǔn)體系還處于初始建設(shè)階段，無(wú)人機(jī)行業(yè)也在積極推進(jìn)制定更加完善的應(yīng)急救援無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)。從應(yīng)急救援無(wú)人機(jī)行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展需求來(lái)看，進(jìn)一步提升滅火救援無(wú)人機(jī)的實(shí)用性與專用性，豐富其功能模塊，完善操作邏輯，并加強(qiáng)無(wú)人機(jī)性能及穩(wěn)定性測(cè)試，建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)十分關(guān)鍵。這不僅能夠確保無(wú)人機(jī)的使用規(guī)范，也能引導(dǎo)相關(guān)企業(yè)與實(shí)際的消防救援需求相對(duì)接，有針對(duì)性地進(jìn)行產(chǎn)品的研發(fā)，所以說(shuō)出臺(tái)完善統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

5.3? 強(qiáng)化實(shí)地實(shí)戰(zhàn)演練

想要進(jìn)一步發(fā)揮無(wú)人機(jī)在消防救援任務(wù)中的使用價(jià)值，需要消防救援隊(duì)伍從滅火救援實(shí)戰(zhàn)出發(fā)，設(shè)置具有針對(duì)性的訓(xùn)練科目，不僅需要加強(qiáng)對(duì)飛手基本操作技能的訓(xùn)練，同時(shí)也需要完善無(wú)人機(jī)使用的戰(zhàn)術(shù)以及方案，從實(shí)際的需求出發(fā)，靈活搭載相應(yīng)的設(shè)備，進(jìn)一步提升無(wú)人機(jī)的實(shí)戰(zhàn)化應(yīng)用價(jià)值。此外，還需要把握各種大型實(shí)戰(zhàn)演練的機(jī)會(huì)，訓(xùn)練無(wú)人機(jī)分隊(duì)與其他班組的協(xié)同水平，確保在實(shí)際的使用過程中無(wú)人機(jī)能夠與整體戰(zhàn)術(shù)進(jìn)行有機(jī)配合，提升火場(chǎng)救援的能力。

5.4? 發(fā)展無(wú)人機(jī)群作戰(zhàn)

運(yùn)用先進(jìn)的自主算法和低功耗的飛控芯片，減小單個(gè)無(wú)人機(jī)體積，增加無(wú)人機(jī)數(shù)量，通過無(wú)人機(jī)的數(shù)量和每架無(wú)人機(jī)攜帶的滅火劑計(jì)算出機(jī)群所能打擊的著火范圍，讓無(wú)人機(jī)能夠在狹窄的建筑內(nèi)部?復(fù)雜的地下空間等無(wú)法良好使用GPS的區(qū)域完成打擊火點(diǎn)的任務(wù)，進(jìn)一步拓展無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)空間，有效提高作戰(zhàn)效率，真正實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的作戰(zhàn)效果?

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在應(yīng)急救援過程中，無(wú)人機(jī)機(jī)動(dòng)靈活、功能多樣和安全可靠等優(yōu)點(diǎn)也已逐漸凸顯出來(lái)，其作為輔助救援力量能夠快速、高效和精準(zhǔn)地完成任務(wù)，可以切實(shí)提升事故救援效果，為現(xiàn)場(chǎng)指揮科學(xué)決策提供依據(jù)，能有效應(yīng)對(duì)突發(fā)災(zāi)情，遂行多元救災(zāi)任務(wù)，可以更好地適應(yīng)“全災(zāi)種、大應(yīng)急”任務(wù)需要。因此，無(wú)人機(jī)在未來(lái)消防應(yīng)急救援領(lǐng)域中一定會(huì)扮演更加重要的角色，承擔(dān)更加重大的責(zé)任，發(fā)揮更加凸顯的作用。

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Research on the application

of drones in emergency rescue

Li Yutong

（Xinjiang Bazhou Fire and Rescue Brigade，Xinjiang? Bazhou 841000）

Abstract：The emergence of drones provides more ideas and methods for modern emergency rescue， and strengthening the application of drones in the field of emergency rescue is of great importance to further building a lifeline for disaster prevention， mitigation and relief. Analysis of the current development status of drones in the field of emergency rescue， combined with the actual firefighting and rescue cases to summarize the advantages and shortcomings of the application of drone operations， according to the shortcomings of the corresponding countermeasures， to further play the value of the use of drones in the field of emergency rescue has a certain role in promoting.

Keywords：fire and protection; UAV; firefighting and rescue