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【摘要】從最早的偵察功能開始，無人機(jī)的應(yīng)用功能逐步完善，由以往單一化的偵察功能向多功能、多用途開展，充分利用無人機(jī)的機(jī)動(dòng)性與滯空性也已經(jīng)成為滅火救援工作的重要輔助設(shè)備，不僅能夠有效解決滅火救援中存在的問題，同時(shí)也能有效提升滅火救援成效。文章對滅火救援中無人機(jī)的有效應(yīng)用進(jìn)行研究，大大降低滅火救援人員的安全風(fēng)險(xiǎn)。

【關(guān)鍵詞】無人機(jī)；滅火救援；應(yīng)用

1引言

隨著我國建筑行業(yè)施工規(guī)模的不斷擴(kuò)展，高層建筑火災(zāi)事故不斷增加。而高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)，由于火勢蔓延速度的逐步加快，大樓內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜等因素的影響，給火災(zāi)撲救工作帶來極高難度，因此無人機(jī)已經(jīng)成為滅火救援中極為重要的救援方式。在科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的背景下，無人機(jī)功能也在逐步增多，在救援工作開展過程中可通過監(jiān)控功能偵察火災(zāi)災(zāi)情，幫助消防人員及時(shí)了解火場的具體情況，為救援人員開展滅火救援工作提供支持。

2無人機(jī)

無人機(jī)在飛行過程中并不需要人工駕駛，可最大程度降低人員傷亡事故發(fā)生幾率。滅火救援工作開展過程中，無人機(jī)可先進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行偵察，在第一時(shí)間為消防人員提供火場的實(shí)際情況，為救援工作的有效開展提供相應(yīng)的視野支持以及危險(xiǎn)預(yù)警，而近距離應(yīng)用無人機(jī)，可有效避免消防人員深入火場繼而發(fā)生各種傷亡情況。無人機(jī)本身是電子機(jī)械與信息控制的結(jié)合體，借助提前編寫的程序?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制以及自動(dòng)飛行，無人機(jī)可搭載一套數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)，將前方的火場情況直接傳輸?shù)胶蠓诫娔X內(nèi)。消防人員可通過觀察火場現(xiàn)場情況分析火情數(shù)據(jù)信息，制定科學(xué)合理的救援方案。在拍攝火場情況時(shí)，可確?；饒鰯?shù)據(jù)信息的可靠性。加之人工智能技術(shù)的應(yīng)用，讓無人機(jī)工作變得多種多樣，借助操控程序可按照預(yù)定的路線完成定點(diǎn)飛行巡航，受外界影響程度相對較低，在未來發(fā)展中無人機(jī)將會(huì)廣泛普及[1]。

3無人機(jī)在消防滅火救援工作的優(yōu)勢

3.1應(yīng)用優(yōu)勢

3.1.1靈活性強(qiáng)。無人機(jī)本身的體積和重量相對較小，其應(yīng)用操作流程相對簡單，僅由一人便能直接完成操作控制活動(dòng)。因此，需要偵察環(huán)境較為復(fù)雜的火災(zāi)現(xiàn)場時(shí)，可通過無人機(jī)完成。在無人機(jī)起飛過程中并不會(huì)受到外界因素的影響，在極端環(huán)境中能夠更好地完成施工作業(yè)，甚至在無人機(jī)起飛時(shí)，可利用手部的力量為無人機(jī)的起飛來提供支撐，而在無人機(jī)飛行期間，飛行方向也將會(huì)由操作人員靈活操作，無人機(jī)的機(jī)體靈敏度較高，可以結(jié)合周邊的復(fù)雜環(huán)境對飛行角度進(jìn)行智能化調(diào)整[2]。3.1.2視野開闊。無人機(jī)的機(jī)體上裝有廣角攝像頭，在無人機(jī)飛行過程中可對周圍環(huán)境進(jìn)行全方位、無死角拍攝，而部分擁有特殊用途的無人機(jī)能夠?qū)λ?jīng)過區(qū)域的畫面進(jìn)行全面捕捉，有效避免信息遺漏。無人機(jī)在低空狀態(tài)下進(jìn)行拍攝時(shí)，拍攝畫面本身具備極強(qiáng)的分辨率，在滅火救援工作中，若發(fā)生房屋坍塌或是夜間環(huán)境等特殊情況，可在無人機(jī)上安裝紅外夜視探頭，及時(shí)獲得特殊環(huán)境下的內(nèi)部狀況，通過采取針對性的救援措施，確保滅火救援工作順利完成[3]。3.1.3高可靠性。部分滅火救援工作是針對石油化工行業(yè)所開展的，石油化工行業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品具備易燃易爆性，氣體的揮發(fā)性也相對較高，因此在火災(zāi)發(fā)生后極易出現(xiàn)有毒氣體泄露以及爆炸事故。部分救援工作的開展是由復(fù)雜地質(zhì)活動(dòng)造成的，使用無人機(jī)在這些復(fù)雜條件下開展消防救援工作，可有效降低有毒氣體以及復(fù)雜環(huán)境對救援人員的影響。無人機(jī)自帶的廣角攝像頭能夠隨時(shí)隨地對災(zāi)害事故現(xiàn)場進(jìn)行全方位勘察，保障救援人員的人身安全[4]。

3.2技術(shù)優(yōu)勢

3.2.1操作形式的智能化。無人機(jī)智能化的操作系統(tǒng)，讓操作人員不必時(shí)時(shí)刻刻的關(guān)注無人機(jī)的飛行狀況，無人機(jī)的自動(dòng)駕駛以及躲避障礙均可以獨(dú)立完成，減少人工操作中失誤問題的發(fā)生，通過提前編寫系統(tǒng)來避免飛行障礙，最大程度簡化無人機(jī)操作難度，為滅火救援工作提供可靠性的支持活動(dòng)。3.2.2飛行形式的智能化。滅火救援任務(wù)是指要及時(shí)救出被困人員并消滅著火點(diǎn)，使用無人機(jī)迅速找到救援目標(biāo)以及起火點(diǎn)。通過無人機(jī)傳輸回來的影像，消防人員能迅速判斷起火點(diǎn)，可通過無人機(jī)下達(dá)相關(guān)指令，直接飛向起火點(diǎn)上方，讓消防員掌握更多火場情況，無人機(jī)飛向起火點(diǎn)過程中能夠讓智能系統(tǒng)自行判定，有效躲避障礙和自動(dòng)導(dǎo)航，收集完成數(shù)據(jù)后，自主返航[5]。3.2.3視覺追蹤的智能化。利用追蹤技術(shù)讓無人機(jī)在空中捕捉到具體動(dòng)態(tài)圖像后可開展連續(xù)性的追蹤活動(dòng)，對滅火現(xiàn)場的圖像進(jìn)行拍攝后還原傳輸?shù)胶蠓?，讓后方的消防人員及時(shí)了解現(xiàn)場情況，通過停滯在火場上空連續(xù)性拍攝，對動(dòng)態(tài)景象進(jìn)行追蹤，充分了解火勢朝向，利用智能化技術(shù)對火勢進(jìn)行視覺追蹤，對單一圖像進(jìn)行放大與鎖定，對事故的重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行追蹤，確保救援工作能夠順利開展。3.2.4感知避障的智能化。滅火救援過程中借由遙控系統(tǒng)進(jìn)行操作控制，將會(huì)導(dǎo)致操作人員無法及時(shí)了解到無人機(jī)所處區(qū)域的實(shí)際情況，智能化技術(shù)的應(yīng)用可幫助無人機(jī)實(shí)現(xiàn)自主避障，傳感系統(tǒng)的應(yīng)用將會(huì)大大提升無人機(jī)的躲避水平，大大提升無人機(jī)的飛行安全度，為救援人員實(shí)施救援工作提供信息支持。

4滅火救援中無人機(jī)的具體應(yīng)用

4.1應(yīng)用于輔助救援

火災(zāi)發(fā)生現(xiàn)場不僅擁有火勢蔓延的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)在火災(zāi)現(xiàn)場也包含大量的濃煙，將會(huì)對人們的呼吸系統(tǒng)造成極為嚴(yán)重的影響，甚至現(xiàn)場人員會(huì)出現(xiàn)窒息死亡的問題。而在火災(zāi)現(xiàn)場之中若被困人員處于濃煙相對密集的區(qū)域時(shí)，救援人員是無法快速進(jìn)入事故現(xiàn)場開展全面救援工作，嚴(yán)重影響人民群眾的生命健康安全。無人機(jī)本身具備體積小巧、飛行靈活的優(yōu)勢，在飛行過程中也能搭載一定的救援設(shè)備，代替消防人員對危險(xiǎn)地方滅火撲救，救援人員可根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場選擇適當(dāng)?shù)臒o人機(jī)，如執(zhí)行撲救滅火任務(wù)時(shí)，可選擇承受大重量的無人機(jī)，搭載滅火設(shè)備、通信設(shè)備以及救生繩索，代替救援人員直接開展滅火救援工作，使用多功能型號(hào)聯(lián)合進(jìn)行火災(zāi)救援，可通過搭建載重?zé)o人機(jī)來搭設(shè)無人通道，讓火災(zāi)現(xiàn)場被困人員能夠及時(shí)脫困[6]。

4.2應(yīng)用于高空滅火

多旋翼無人機(jī)應(yīng)用至高空滅火環(huán)節(jié)中，可有效控制現(xiàn)場火情，在救援人員達(dá)到火災(zāi)現(xiàn)場之前可開展初步滅火，減少火災(zāi)帶來的經(jīng)濟(jì)損失，多旋翼無人機(jī)可通過攜帶滅火劑以及滅火彈，通過遠(yuǎn)程控制的方法將其發(fā)射到重點(diǎn)區(qū)域中，有效控制火災(zāi)現(xiàn)場的火源。所研發(fā)應(yīng)用的智能性集群無人機(jī)滅火系統(tǒng)，采取多臺(tái)無人機(jī)相互串聯(lián)的方式，將水牽引到救援樓層中開展滅火作業(yè)，確保救援人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，有效提升現(xiàn)場滅火救援的安全系數(shù)。

4.3應(yīng)用于災(zāi)情偵察

在火災(zāi)事故發(fā)生后，火災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境條件十分惡劣，若救援人員未能全面了解火災(zāi)災(zāi)情的實(shí)際情況時(shí)，盲目開展救援活動(dòng)，不僅無法救出被困人員，也會(huì)對救援人員的生命健康安全造成威脅。救援人員在開展救援工作時(shí)，無人機(jī)可充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在火災(zāi)發(fā)生第一時(shí)間及時(shí)到達(dá)救援現(xiàn)場?；馂?zāi)現(xiàn)場中出現(xiàn)的阻礙因素將會(huì)導(dǎo)致救援人員無法達(dá)到火災(zāi)現(xiàn)場偵察災(zāi)害，并通過無人機(jī)自帶的廣角攝像頭以及傳輸系統(tǒng)，對火災(zāi)區(qū)域內(nèi)的災(zāi)情情況進(jìn)行全面拍攝，將拍攝到的信息實(shí)時(shí)傳輸?shù)街腔壑行?，讓救援人員對現(xiàn)場情況進(jìn)行全方位了解，根據(jù)火災(zāi)的實(shí)際情況做出正確的救援決策方案。救援人員可在無人機(jī)上搭載風(fēng)向測定儀器，對火災(zāi)現(xiàn)場的風(fēng)向與風(fēng)力進(jìn)行測算，在后方建立火勢發(fā)展預(yù)測模型，為各項(xiàng)救援工作的開展贏得寶貴時(shí)間。在消防救援活動(dòng)實(shí)施期間，也時(shí)常會(huì)遭遇較為特殊的救援情況，如石油化工企業(yè)在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，將會(huì)演變成爆炸事故或者是有毒氣體泄漏事故。在無人機(jī)上安裝測溫儀器對特殊危險(xiǎn)物品進(jìn)行偵察，可充分了解火災(zāi)現(xiàn)場實(shí)際情況，準(zhǔn)確測算出空氣中含有的物質(zhì)，為各項(xiàng)救援活動(dòng)的開展提供科學(xué)參考。

4.4應(yīng)用于信息收集

在火災(zāi)現(xiàn)場，可通過無人機(jī)結(jié)合現(xiàn)代化智能技術(shù)相應(yīng)模塊，借助溫度傳感器以及廣角拍攝設(shè)備。在無人機(jī)具體運(yùn)行過程中可與衛(wèi)星連接，消防員可利用無人機(jī)進(jìn)入人無法進(jìn)入的場所進(jìn)行遠(yuǎn)程滅火救援，無人機(jī)可將火勢變化情況同步到后方救援人員手中，幫助救援人員時(shí)刻監(jiān)控火勢，為救援人員提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息。而救援人員可通過實(shí)時(shí)傳輸回來的火情畫面，制定出行之有效的救援計(jì)劃，采取相應(yīng)的應(yīng)對措施降低火災(zāi)影響水平，全面提升消防指揮救援的時(shí)效性。此外，無人機(jī)可將所拍攝圖片借助智能化分析機(jī)制形成地形數(shù)據(jù)圖，為后期災(zāi)情評估工作提供技術(shù)支持。

4.5應(yīng)用于調(diào)度指揮

消防救援活動(dòng)與搶險(xiǎn)救災(zāi)工作的開展對保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全有著極為重要的作用。在火災(zāi)具體救援過程中受不同情況的影響，消防人員需要確保自身的安全，在火災(zāi)搶險(xiǎn)工作中，無人機(jī)具備相對較強(qiáng)的能動(dòng)性，可對消防救援指揮調(diào)度工作提供相應(yīng)幫助。同時(shí)，在面對極為緊急的災(zāi)情危害事件時(shí)，可通過無人機(jī)的觀察，讓其在第一時(shí)間內(nèi)獲取現(xiàn)場災(zāi)情狀況視頻，為消防救援指揮調(diào)動(dòng)工作提供技術(shù)支持。尤其是面對較為復(fù)雜的救援環(huán)境，可通過無人機(jī)拍攝的視頻，在后臺(tái)內(nèi)形成數(shù)據(jù)分析，讓調(diào)度指揮中心加強(qiáng)消防部署，為災(zāi)情信息提供及時(shí)的傳遞作用，借助信息共享機(jī)制不斷提高調(diào)度指揮中心的工作質(zhì)量。

5結(jié)語

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，無人機(jī)已在我國各個(gè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了普遍應(yīng)用，尤其對消防救援部門有重要意義。將無人機(jī)應(yīng)用至火災(zāi)救援中，有利于救援人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)了解災(zāi)情的實(shí)際情況，結(jié)合無人機(jī)的拍攝信息，及時(shí)作出相應(yīng)的消防調(diào)度活動(dòng)，利用無人機(jī)對火勢進(jìn)行控制，減少外界因素對火場火情判斷的干擾，為消防人員的救援提供寶貴時(shí)間。在無人機(jī)具體應(yīng)用過程中，需要最大程度的發(fā)揮無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢，確保消防救援工作能夠順利開展，全面提升高層建筑滅火救援效率。

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作者:潘東泉 單位:山東省濟(jì)南市消防救援支隊(duì)