無人機在消防滅火救援中的優(yōu)勢和場景應用介紹
in 行業(yè)新聞 by zhoushuang
近幾年來，受到多方面因素的影響，火災救援任務(wù)日益復雜，消防部隊承擔任務(wù)的同時，需要面臨的風險也逐漸增加。 不僅如此，傳統(tǒng)消防救援設(shè)施的局限性也日益突出，必須要得到廣泛關(guān)注。 將無人機技術(shù)應用到消防救援工作中，對提高救援效率、救援安全性等方面而言具有十分重要的現(xiàn)實意義，值得研究。1、無人機在消防滅火救援中的應用優(yōu)勢無人機運行成本低、結(jié)構(gòu)簡單、所需要的機械零部件相對較少，無論是拆卸、更換還是維修都十分方便。 而且無人機的操作技術(shù)較為簡單，訓練周期較短，都可以快速熟悉掌握，不 同于大型飛行設(shè)備，不需要專用的跑道，起降要求較低。 最為主要的是，無人機具備垂直起降和懸停等功能， 對環(huán)境的接受程度高， 無論是惡劣天氣還是危險區(qū)域， 均可以實時準確地獲得有價值的信息。 無人機具備雙重控制模式， 準備時間短，應用在一些緊急險情時，能在第一時間發(fā)揮自身作用，在 偵查方面具有著無可替代的優(yōu)勢價值。 無人機本身具備的網(wǎng)絡(luò)平臺，能實現(xiàn)定位、攝影、測繪、通信等功能，通過這些功能模塊，可全面的反饋火災災情，從而在最短時間內(nèi)實現(xiàn)滅火救援工作。2、無人機在消防滅火救援中的應用要點由上可知，其他設(shè)備并不具備無人機的功能優(yōu)勢，尤其是在消防滅火救援中，其優(yōu)勢特點非常突出。 但想要無人機在消防滅火救援中充分發(fā)揮出自身價值作用， 需要遵循相應的應用要點。①可靠性。 在消防滅火救援工作中，必須要保證無人機的可靠性， 無人機操縱人員要保證機器在工作中始終處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，從而為救援工作提供高質(zhì)量的空中輔助。 這就需要操縱人員熟悉不同的無人機型號、性能，結(jié)合實際情況，選擇 最合適的機型， 讓其投入到救援工作中， 以提高救援工作效率。 ②操控性。 無人機的控制流程并不是特別復雜，但需要操縱人員熟悉掌握具體的控制規(guī)程，否則會出現(xiàn)很多問題。 操縱人員的專業(yè)性可以讓無人機的功能得到更大程度的發(fā)揮。 同時，技術(shù)人員也要對無人機的一些特定功能進行調(diào)節(jié)和優(yōu)化， 根據(jù)操縱人員反饋回來的信息，不斷提高無人機的實用性。 ③ 穩(wěn)定性。 在消防滅火救援中，除了要保證無人機的可靠性和操控性，還要保證其在空中的穩(wěn)定性，避免機械設(shè)備受到高熱或者大風等因素的影響。 只有保證無人機的安全，才能夠充分發(fā)揮出其實際價值。④兼容性。將無人機和其他救援設(shè)備結(jié)合在一起，可以充分發(fā)揮出真正的作用，這就需要熱無人機具備良好的兼容性，能實現(xiàn)有效的融合，提高自身的技術(shù)優(yōu)勢，以此 在火災現(xiàn)場及時進行火災撲救。3、無人機在消防滅火救援中的具體應用3.1 火場偵查從圖 1 無人機火情偵測系統(tǒng)方案圖中可以看出， 通過給無人機搭建多種不同的模塊，可以高效采集現(xiàn)場氣體、溫度、方向、圖像等信息，全面顯示災情，快速提供相應的信息，輔助滅火和應急救援工作開展。 無人機信息采集主要作用有兩點， 分別為火場偵查和森林防火檢測， 通過高清攝像、 紅外熱像儀、氣體分析儀，完成火災現(xiàn)場的信息采集。 在實際發(fā)展過程中，利用高清攝像儀可以實現(xiàn)遠程可視化指揮，紅外熱像儀可以實現(xiàn)溫度測量， 氣體分析儀則用來分析火災中有毒有害氣體，綜合多方面信息，利用無人機中的 3D 建模系統(tǒng)，實現(xiàn)消安防重點的三維精確建模，為指揮工作提供及時可靠的信息，最大限度發(fā)揮消防無人機的信息收集作用。 除此之外，無人機在森林防火檢測上具有著一定的作用，利用無人機巡防，監(jiān)測森林的實際情況彌補技術(shù)缺失。圖 1 無人機火情偵測系統(tǒng)方案3.2 輔助救援輔助救援中主要利用的無人機承載能力， 通過無人機攜帶應急救援設(shè)備。 如，攜帶救援物資并完成拋投、攜帶揚聲器、探照燈、通信中繼器等輔助消防滅火救援設(shè)備。①物資拋投。無人機可以攜帶一定重量的應急救援裝置，包括呼吸面罩、救生索、救生衣、救生圈、食品、藥品等救援物資，提高被困人員的生存能力，讓其可以支撐到救援人員到來。 尤其是在山區(qū)消防滅火救援中，現(xiàn)有的拋投設(shè)備存在極大的局限性，不僅拋投精度無法保證，實際效率也相對較低。 但是利用無人機可以將一些關(guān)鍵設(shè)備精確運送到指定位置， 也能配合一線消防人員搭建救援通道，縮短救援時間。②緊急廣播。 利用無人機的揚聲器可以實現(xiàn)緊急廣播，實現(xiàn)遠距離定向廣播功能，及時完成疏散，減少恐慌，比消防人員先一步達到災難現(xiàn)場，盡快組織被困人員有秩序的進行疏散，避免踩踏事故發(fā)生。 現(xiàn)階段，無人機應急廣播功能可以實現(xiàn) 600 m 以內(nèi)實現(xiàn)聲音傳遞， 如果配合穩(wěn)定云臺可以實現(xiàn) 0°~180°的廣播方向。③強光照明。利用消防無人機上的探照燈，不僅能為消防人員提供現(xiàn)場照明，也能夠提高照明的清晰度， 在一些光照條件有限的環(huán)境中或者夜間消防救援工作中應用， 是確保救援工作穩(wěn)定開展的關(guān)鍵。④應急通信。 當通信受到火災阻礙時，無人機本身配備的通信中繼模塊可以作為中級平臺，保證通信線路的正常應用， 避免極端環(huán)境造成的干擾。3.3 輔助滅火無人機除了具備上述兩個方面的功能之外， 隨著未來科學技術(shù)的發(fā)展，其滅火功能也會得到進一步發(fā)展，這也是該設(shè)備未來主要的應用價值之一。 從目前來看，滅火彈、滅火劑、聲波滅火器等裝備都可以和無人機實現(xiàn)完美的兼容。 尤其是在復雜情況下開展的滅火救援工作， 無人機的輔助滅火功能會得到進一步發(fā)展。 比如，利用無人機攜帶水、泡沫、干粉、二氧化碳等滅火劑，進入到高空、狹窄或者其他危險的區(qū)域內(nèi)完成初期階段的滅火任務(wù)，在阻礙火勢蔓延發(fā)展的同時，能在一定程度上降低消防人員需要承擔的風險。 從目前實際情況來看， 專用的滅火無人機已經(jīng)在一些地區(qū)投入使用，此類型無人機以此可以攜帶幾十公斤的滅火彈，在飛行到指定位置后，通過遠程遙控的方式，將滅火彈發(fā)動到目標區(qū)域。 以某高層建筑消防救援工作為例，利用滅火無人機攜帶的機載滅火器，在穿透鋼化玻璃幕墻進入室內(nèi)機后，立即噴灑滅火劑，達到滅火作用，避 免火勢蔓延，讓消防人員可以快速完成救援工作。 由此可知，高層建筑發(fā)生火災時，傳統(tǒng)的處理設(shè)備無法快速有效地輔助人員展開救援工作，但是無人機能夠在短時間內(nèi)完成撲救。 除了滅火彈之外，滅火劑也可以通過無人機攜帶的方式，以此可以攜帶的近 10 kg 的干粉滅火劑， 配合玻璃破拆槍在短時間內(nèi)將滅火劑送入到室內(nèi)，快速撲滅火焰。 無人機本身所具備的懸停功能，可以輔助其快速完成這一工作。 除此之外，在利用無人機展開滅火救援過程中，還可以利用聲波技術(shù)進行滅火，將低頻聲波控制在 30~60 Hz 之間，可以將可燃物質(zhì)和空氣進行隔離，消除一些小型火災，尤其是在空曠地區(qū)，利用這一技術(shù)，能夠為消 防員開辟小型滅火通道。 比如，將聲波設(shè)備安裝在無人機底部， 再控制適當壓力波，有效隔離火焰和空氣，實現(xiàn)滅火。3.4 實際案例如今，單機作戰(zhàn)體系已經(jīng)較為成熟，更多的是利用無人機機群開展的滅火救援工作，通過自主協(xié)同決策機制，快速高效地完成滅火救援任務(wù)。 以某次無人機參與的森林消防火災救援工作為例，在接到消防救援命令后，該消防站攜帶了 3 架無人機按照指定路徑和規(guī)劃放飛后，立即尋獲現(xiàn)場的圖景信息， 對火勢中心進行了精確定位。 將所得到的信息傳遞給地面站， 地面站的有關(guān)工作人員立即展開相應的救援工作， 攜帶消防彈的無人機可以根據(jù)火勢進行區(qū)域投彈， 同時偵查無人機繼續(xù)和地面站進行組網(wǎng)通信，直到火災救援工作完成。 火災救援工作全部完成后，還要對火場周圍進行全面的檢測和評估，避免火災二次發(fā)生。 總的來看，無人機集群可以及時掌握災害現(xiàn)場情況，自主性和智能性都相對較高，在滅火過程中擁有著深遠的意義，但目前的應用效果，還可以得到進一步提高。 消防單位和研發(fā)機構(gòu)應該投入更多的精力和資金， 讓無人機的綜合效益得到最大限度的發(fā)揮。4、總 結(jié)綜上所述，消防滅火救援過程中，無人機的迅速準確技術(shù)應用，可以切實提高救援效果，降低其他干擾因素的影響。 在實際消防滅火救援中， 無人機還可以輔助現(xiàn)場指揮科學制定救援計劃，同時根據(jù)實際需求，提供相應幫助。 但目前無人機救援操作技術(shù)還需要得到進一步發(fā)展完善， 以此發(fā)揮出更大的綜合效益。吉林龍航無人機科技服務(wù)有限公司，成立于2016年2月23日，公司是一家以無人機研發(fā)生產(chǎn)、民用無人機駕駛員培訓、無人機行業(yè)應用服務(wù)、青少年航空科普教育為主營業(yè)務(wù)的《國家級高新技術(shù)企業(yè)》，是長春市第一家專業(yè)無人機駕駛員培訓機構(gòu)，東北三省唯一民航無人機駕駛員全機型培訓機構(gòu)，吉林省第一批《產(chǎn)教融合型企業(yè)建設(shè)培育試點企業(yè)》，總教練賀亮先生被民航局選聘為吉林省唯一《民用無人機駕駛員實踐考試委任代表》。公司自成立以來，始終秉持“專注務(wù)實、拼搏進取、誠信共贏”的經(jīng)營理念，一直致力于為各行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的無人機技術(shù)人才及提供優(yōu)質(zhì)的無人機解決方案。現(xiàn)合作單位包括：吉林省公安廳、吉林省消防救援總隊、吉林省交通廳、吉林省水利科學研究院、國網(wǎng)吉林省電力有限公司等100余家。合作院校包括：吉林科技職業(yè)技術(shù)學院、吉林水利電力職業(yè)學院、吉林省勞動技術(shù)學校、遼源職業(yè)技術(shù)學院等20余所。2017年，代表吉林省參加全國體育行業(yè)無人駕駛航空器行業(yè)應用大賽，榮獲無人機運輸賽二等獎，代表吉林省參加全國青少年無人機大賽，榮獲無人機接力賽一等獎，團體賽二等獎，兩枚個人賽金牌，兩枚個人賽銅牌， 2018年，被聘選為全國航空模型公開賽、全國青少年無人機大賽選拔賽委員單位及裁判長，2019年，被長春市深化民兵調(diào)整改革領(lǐng)導小組評選為《深化民兵調(diào)整改革工作先進單位》，被吉林省社會信用體系建設(shè)促進會評選為《信用示范單位》，2020年，通過《GB/T19001-2016/ISO9001:2015標準》質(zhì)量管理體系認證。未來已來、合作共贏，我們愿：“與您攜手，共創(chuàng)未來”！！！