无线遥控无人机在消防灭火救援领域的应用研究

王楠

（宽城满族自治县消防救援大队，河北承德 067600）

近年来，我国广大民众的日常生活开始呈现出多样化的趋势，但与此同时，生活中也开始涌现越来越多的火灾事故、潜在安全隐患。在此种情况下，在面对多样化消防灭火应急需求的过程中，最关键的工作环节就是怎样实现事故现场实际状态的快速、准确定位，继而将火灾现场评估工作迅速做好，使救援行动能够及时开展。在消防灭火救援中，必须要尽快地研判火灾发生位置，进而就最优的救援方案进行制定，该环节利用无人机装置可以与消防救援人员相配合，促进救援执行效率的最大限度提升。利用无人机装置的过程中，能够进行广泛勘察，且无人机的飞行动作相对灵活，能极大程度辅助灭火救援工作的开展。为保障消防灭火救援效果能够尽可能地提升，有关任务执行中就必须要利用无人机装置。

1.无人机简介

1.1 概述

无人驾驶、且能够无线遥控的一种飞机就是无人机，属于空中飞行器之一，具备自主程序控制，也能进行无线遥控飞行。无人机能够和遥控人员相协作，实现半自主控制的顺利完成目的，与此同时，其也能够在无人驾驶和控制的状态下达到自主飞行的目的。无人机最初主要是在军事中应用，之后由于其具备轻便及灵活、快速、并无较高起降要求等独特优势，开始在民事方面得到广泛应用[1]。现如今，无人机已经广泛应用到影视航拍及农业植保、新闻播报、灾难救援等多个领域，其构成部分为飞机机体及飞控系统、无线数据链路等。立足技术层面进行分析，其主要有无人固定翼机、无人飞艇、无人直升机等多种类别之分。

当前，我国消防队面临的一个难题就是怎样对事故的现场信息进行及时、准确获取，保障作战命令能够得到高效部署。而近些年，作为新兴产业之一的无人机，开始受到了国家的支持与关注，尤其是在消防信息侦查、自然灾害搜救等方面，无人机的作用巨大。

1.2 特征

第一，良好安全性、可以便捷操作、较低的运行维保成本。以多旋翼无人机为例，此种无人机在运行的过程中，低成本优势十分突出，且机械连接部件少，有着简单的结构，能便于拆卸和替换，也易于开展维保工作。与此同时，因其体型相对较小，并无较高的起降要求，所以无需依靠专用跑道即可达到垂直起降、空中悬停等目的，也能够在危险区域或不良气候条件下进行稳定的飞行，可保障实时目标探测信息的准确获取。

第二，较低飞行高度、较强机动性和任务执行力。从目前常用的无人机来看，是以多旋翼无人机为主，主要有两种控制方式，全自主、半自主，能够从人工角度来设置、操纵此种无人机的飞行高度、速度。与此同时，此种无人机的零件组装至待命飞行所需时间较少，一般仅以几分钟为主，所以使得设备的准备时间大大缩短，可保证警务工作要求的充分满足，也可以快速到达复杂环境中进行任务的执行，尤其是在侦查细小环节方面的优势十分突出。

第三，平台应用广、有着丰富的功能。无人机的多旋翼自身就可充当“互联网+”平台，在于定位及照相、测绘、通信等多个系统互相搭配的情况下，可保障“多旋翼+”的飞行平台构建目标有效实现。

2.无人机在消防灭火救援领域中的应用

2.1 救援现场中高空侦察

若灭火救援现场的突出特征为灾害环境特殊、复杂或者是存在较大的灾害覆盖面，此时由于消防人员很难实现对任务预定位置的靠近或及时抵达目的地，所以就可与无人机相配合，快速抵达灾害现场，之后与微型高清数码摄像机将配合，侦察灾害现场，并利用短波及5G、WiFi 等网络，向地面或指挥中心传输现场实时图像。而对于各级指挥部来说，也可依靠无人机来统揽全局，对火灾现场各方面情况、实时数据等进行动态掌握，如着火点位及面积、轮廓等，以可靠信息辅助地面一线指战员工作的开展，保障部署作战命令能够快速、有效地下达，最大限度地降低灾害损失、人员伤亡。

2.2 高层火灾中搜索营救

高层建筑火灾扑救工作具体开展的过程中，相关指战员一般会借助登高平台车来开展救人工作。但值得注意的是，实战中该设备受火势过大影响，难以靠近火场的现象极易出现，也无法快速地进行升降，会导致救援速度受到影响，尤其是该设备无法一次容纳大量被困人员。以上情况都会加大救援工作难度，无法及时开展救援工作的同时，也会引发大量人员伤亡问题。而应用无人机能使上述难题得到有效解决，将生命探测仪、GPS 系统等搭载在无人机上，可对被困人员的具体位置进行感知、获取，也可在无人机底部挂钩悬挂救生引导绳，此时，借助地面站消防员的手动操作，可向被困人员运送救生引导绳，进而借助该设备能使被困人员达到对软梯等救生器材的获取目的，以实现自救的效果。

2.3 事故现场中空中喊话

大型灾害或公共突发事故的处理环节，利用无人机将语音及扩音等模块集成起来，能使消防员与无人机相配合，确保空中喊话、指令传达等目标有效实现[2]。在有效传达各项信息的情况下，可以有效地调遣消防队各类人员以重点区域为立足点，进行任务的迅速执行，同时也可以借助语音提示来指导被困人员的逃生、疏散及自救、他救等，更能为被困人员逃生提供远程协助作用，且在灾害现场可能会有爆炸、坍塌等现象发生的情况下，也能起到对消防员快速、及时撤离危险区域的有效通知作用。

2.4 特殊环境中运送功能

特殊环境主要包含山岳、水域等区域，由于此类灾害事故地点所处地段相对特殊、复杂，所以消防人很难及时和被困人员进行有效的沟通、交流，而受特殊环境影响，也会极大程度地限制救援设备精准性、射程等。为改善以上情况，就可以与无人机相配合来开展有关工作。比如，由于无人机体型不会很大，同时也并无较高的起降要求等，所以消防员可借助无人机向指定区域来投送一些轻型物资，如无线手台、简易呼吸罩等，为被困人员的自救及其在现场的快速逃离等提供辅助作用。

3.实际消防灭火救援中应用无人机的建议

3.1 建立无人机消防救援灭火相关法规及技术标准

实际应用无人机时，应依靠健全的法规和技术标准，只有与科学、合理地使用技术标准相配合，使安全装备技术模式得到科学、合理的执行，才能充分发挥无人机的作用，也能规范消防员对无人机的操作。对此，必须要结合消防灭火救援工作要求、实际需要等相结合，将有关法规、技术标准等积极建立起来，更好地指导消防员对无人机的操作与应用[3]。与此同时，也要在消防应急救援通信上提高关注度，为有关工作的开展、落实提供保障。而相关的部门，也应就专门的消防救援安全操作小程序进行积极设计，为无人机技术操作更具规范化、合理性提供最大限度的保障，使消防灭火救援中，无人机具体应用中可能出现的各种不利情况得到及时的应对、处理。

3.2 强化无人机规划设计及安全操作方面人才培养

由于消防员应用无人机时，必须要以消防救援安全操作有关规范、需求为依据来开展工作，同时也要就专项的应急消防救援方案进行编制，所以消防灭火救援中应用无人机时，对人才各方面能力有很高的要求。在此种情况下，就要在无人机规划设计、安全操作方面的人才培养上加强力度。在培训中，应以重要基础理论、工作原理、有关设备技术操作、紧急状况下无人机飞行训练等多方面知识、技能为培训要点。培训后，应在考核上加强力度，是有关人员能够积极参与培训并认真学习。另外，也要在无人机飞行技术规范、实训操作上提高重视度，要在实训演练培养上进行积极的强化。这一过程应与不同环境、不同风格建筑物等相结合，保障演练更具全面性，使有关消防员的职业素养、技能水平最大限度地提高。

3.3 加强无人机在消防灭火救援中相关技术的研究

在消防灭火救援中，有关消防技术人员或指战员等，应与国内无人机专业部门相对接，确保消防安全演练工作顺利开展，使无人机操作技术培训、教育、学习机制能够持续建立起来，促进无人机操作人员专业创新、使用能力的最大限度提升。而在日常的飞行训练环节，应将经常出现的技术问题挖掘出来，并就有关问题的解决方案进行全面研究和深入探索[4]。与此同时，也应在无人机专业队伍的建设上加大力度，并在轻量化、多功能等多种类的无人机研发上加大力度，保障无人机能够与消防灭火救援工作中的各项技术要求完全符合，促进无人机使用效果的大幅度提高。

4.消防无人机技术需求和功能拓展

4.1 模块化设计

现阶段，无人机的“多旋翼+”飞行平台运行中，可以与各类仪器、设备相配合，进而广泛应用到多个领域。如警务、农业、传媒等。而通过模块化设计工作的开展，能使无人机的独立性、互换性、通用性等特征更加突出，此种情况下的接口部位结构及尺寸等参数，更能保障大数量不同设备需求的充分满足，确保更多有价值设备、仪器等能够与无人机更好地配合来开展灭火救援工作，实现预期的救援效果[5]。

4.2 续航动力技术

在消防灭火救援中，无人机放飞的前提就是面临繁重的灭火救援任务，同时若灭火救援工作开展时间较久的情况下，也可以放飞无人机来提供辅助作用。与此同时，若多种设备搭载在消防无人机上，此时会继续加大无人机的载重。面对这样的情况，就要将更多的新型技术手段应用在消防无人机上，如新型电池及混合动力等，促进无人机续航能力的有效提升。

4.3 环境监测功能

为实现无人机环境监测功能，可将红外热成像仪、测风（温）仪等多种仪器安装在无人机机头等部位。以红外热成像仪为例，该设备对温度十分敏感，能对隐藏的着火点进行有效监测，也可以达到对复燃隐患、幸存者的针对性监测目的[6]。而对于测风（温）仪等仪器来说，可就事故现场的泄漏物质及其浓度、扩散范围等进行有效的监测，保障数据的深度分析目标有效实现。

4.4 强光照明功能

现阶段，消防灭火全领域中应用的无人机，具备的一个突出功能就是空中悬停，而将强光照明设备搭载在无人机的前端，并和照相系统来进行同步的设置，一方面有助于光线受限下侦察拍摄效果的强化；另一方面也能于夜间环境中实现高空照明的效果，使救援目标能够被快速地锁定。

4.5 自我保护功能

无人机参与消防灭火救援工作中，就飞行任务具体执行时，需要具备的性能为抗风防雨、耐温防腐、防爆等，若事故现场有易燃易爆及危险化学品泄漏等情况，此时因事故现场存在较大的火焰和较高的温度、一定程度的易燃易爆气体浓度等，所以在应用无人机进行侦察的过程中，客观存在的就是各种各样的安全隐患。对此，就需要利用防爆及防腐蚀等材料来制作无人机的机身，使无人机飞行中的磨损值最大限度地降低。

5.结语

得益于科技水平日益提升而快速发展的无人机技术，能够极大程度便利各类灾害事故的开展，也能为人类战胜各类灾害事故提供辅助作用。因无人机的特性是以轻便、灵活、快速等为主，所以针对其在消防灭火救援领域中应用的研究意义重大。在消防灭火救援工作中，与消防无人机相配合，对灾害现场信息进行及时、动态的掌握，能为现场指战员对灾情的准确判断提供辅助作用，也可以促进消防部队实战能力的有效提升。与此同时，本人建议可在有关消防站的建设标准中纳入消防无人机建设，而对于消防总、支队来说，应将无人机分队构建起来，保障训练和实战结合、实战和保障结合等目标的有效实现，使灭火救援中消防无人机的最佳效益能够充分发挥。