無人機(jī)技術(shù)在滅火救援中的應(yīng)用

摘要：主要探討無人機(jī)在滅火救援中的應(yīng)用方法和技術(shù)。在火場(chǎng)偵察方面，無人機(jī)可以通過搭載多種傳感器和設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)火源的快速定位及火勢(shì)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，為指揮部門制定更加精準(zhǔn)和科學(xué)的滅火策略提供了重要支持。同時(shí)，無人機(jī)還可以通過高空滅火、噴射滅火劑和遙控水炮操作等方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)高空和難以到達(dá)區(qū)域的火源進(jìn)行有效滅火。此外，無人機(jī)還可以在火場(chǎng)救援過程中為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供通信保障、信息支持等服務(wù)，提高救援效率和安全性。關(guān)鍵詞：無人機(jī)技術(shù)；火災(zāi)救援；滅火；信息傳輸；火場(chǎng)偵察中圖分類號(hào)：D631.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：2096-1227（2024）03-0045-03火災(zāi)是一種具有破壞性的災(zāi)害，由于其瞬間性和突發(fā)性特點(diǎn)，給人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重的威脅。傳統(tǒng)的滅火救援手段存在著局限性，如救援速度慢、人員安全風(fēng)險(xiǎn)高、對(duì)火災(zāi)的情況難以全面掌握等問題。隨著科技的不斷發(fā)展，無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)開始改變傳統(tǒng)的滅火救援方式。1火災(zāi)救援現(xiàn)狀與問題1.1

火災(zāi)救援現(xiàn)狀目前，滅火救援工作主要依靠消防救援隊(duì)伍進(jìn)行組織和實(shí)施。消防救援隊(duì)伍通常配備有多種滅火器材和設(shè)備，如水泵、泡沫滅火劑、干粉滅火器等。專業(yè)的消防員接受嚴(yán)格的培訓(xùn)，具備豐富的滅火救援經(jīng)驗(yàn)。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防救援隊(duì)伍通常會(huì)迅速出動(dòng)，攜帶相應(yīng)的滅火設(shè)備到達(dá)火場(chǎng)，對(duì)火源進(jìn)行撲滅。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，消防員需要進(jìn)行火場(chǎng)偵察，了解火勢(shì)、火源位置等信息，以便采取更有效的滅火策略。同時(shí)，消防員還需要開展人員救援工作，協(xié)助被困人員撤離火場(chǎng)[1]。1.2

火災(zāi)救援存在的問題盡管現(xiàn)有的火災(zāi)救援體系在很大程度上保障了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)。火災(zāi)發(fā)生時(shí)，救援時(shí)間常常是生死攸關(guān)的因素。由于道路交通狀況、災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)的偏遠(yuǎn)程度等，消防救援隊(duì)伍的救援速度受到一定程度的限制，這可能導(dǎo)致火勢(shì)迅速蔓延，給人員救援和財(cái)產(chǎn)損失控制帶來較大困難?；饒?chǎng)環(huán)境通常有高溫、濃煙、有毒氣體等，給消防員的救援工作帶來極大困擾。在復(fù)雜的火場(chǎng)環(huán)境中，消防員的視線受限，行動(dòng)不便，可能無法迅速找到火源位置，從而影響救援效果。火場(chǎng)信息如火源位置、火勢(shì)、被困人員等，對(duì)于消防救援隊(duì)伍的救援決策具有重要意義。然而，在實(shí)際救援過程中，這些信息的獲取往往受到諸多因素的制約，例如火場(chǎng)環(huán)境的復(fù)雜性、現(xiàn)場(chǎng)信息傳輸手段的有限等。在火災(zāi)救援過程中，消防員面臨很大的生命安全風(fēng)險(xiǎn)。高溫、有毒氣體、火場(chǎng)建筑結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定等因素都可能對(duì)消防員造成傷害。為應(yīng)對(duì)火災(zāi)救援任務(wù)，消防救援隊(duì)伍需要投入大量的人力、物力和財(cái)力。例如，購置和維護(hù)滅火器材、消防車輛，以及培訓(xùn)和管理隊(duì)伍等。這些投入使得火災(zāi)救援工作的成本較高?；馂?zāi)救援涉及多個(gè)部門，如消防、醫(yī)療、公安等。在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，這些部門需要進(jìn)行緊密協(xié)同，以提高救援效率。然而，由于各部門的信息系統(tǒng)和工作流程可能存在差異，導(dǎo)致跨部門協(xié)同存在一定困難[2]。無人機(jī)技術(shù)在滅火救援中的運(yùn)用，可以給解決上述困難帶來一定的幫助。2無人機(jī)技術(shù)在火場(chǎng)偵察中的應(yīng)用2.1

火場(chǎng)信息獲取無人機(jī)可攜帶高清攝像頭、紅外熱像儀等設(shè)備，通過實(shí)時(shí)傳輸圖像和數(shù)據(jù)，為消防員提供第一手的火場(chǎng)信息，包括火源位置、火勢(shì)發(fā)展、建筑結(jié)構(gòu)變化、潛在安全隱患等，有助于現(xiàn)場(chǎng)指揮部制定合理的滅火策略和救援方案。相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)偵察手段，無人機(jī)具有更高的信息獲取速度和更廣泛的覆蓋范圍，可以有效提高火場(chǎng)偵察的效率。無人機(jī)還可以搭載氣體探測(cè)器等設(shè)備，對(duì)火場(chǎng)環(huán)境中的有毒氣體、煙霧等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。通過實(shí)時(shí)傳回的數(shù)據(jù)，消防員可以及時(shí)了解火場(chǎng)環(huán)境中的有毒氣體濃度、煙霧濃度等信息，為滅火救援過程中的人員安全提供保障。同時(shí)，這些信息也可以為火源的判斷和火場(chǎng)安全隱患的識(shí)別提供有力支持，提高火場(chǎng)偵察的準(zhǔn)確性。在火場(chǎng)偵察過程中，消防員之間的通信至關(guān)重要。傳統(tǒng)的通信手段，如對(duì)講機(jī)、電話等，在火場(chǎng)環(huán)境中可能受到嚴(yán)重干擾，導(dǎo)致通信不暢。無人機(jī)技術(shù)可以通過搭載通信中繼器等設(shè)備，為火場(chǎng)救援人員提供通信保障。無人機(jī)在高空可以覆蓋更廣泛的地域，提高通信信號(hào)的穩(wěn)定性和傳輸速率，確保火場(chǎng)指揮與現(xiàn)場(chǎng)救援人員之間的信息傳遞暢通[3]。2.2

火場(chǎng)熱力分析無人機(jī)搭載的紅外熱像儀可以對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行熱力分析，實(shí)時(shí)獲取火源的溫度、火勢(shì)變化、火場(chǎng)建筑物的熱損情況等信息。這些信息有助于判斷火災(zāi)的起火原因、火勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)和火場(chǎng)內(nèi)部的安全狀況，為現(xiàn)場(chǎng)指揮部決策提供有力支撐?；饒?chǎng)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對(duì)于滅火救援工作至關(guān)重要。無人機(jī)可以攜帶激光雷達(dá)、攝像頭等設(shè)備，對(duì)火場(chǎng)建筑物進(jìn)行三維建模和結(jié)構(gòu)評(píng)估。這些信息有助于了解火場(chǎng)建筑物受損程度、潛在崩塌風(fēng)險(xiǎn)等，為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供參考，確保他們的安全。此外，對(duì)于難以接近的火場(chǎng)區(qū)域，無人機(jī)可以遠(yuǎn)程評(píng)估建筑結(jié)構(gòu)，提供更為詳盡的信息。在火場(chǎng)救援過程中，迅速找到被困人員是至關(guān)重要的任務(wù)。無人機(jī)可以通過紅外熱像儀和高清攝像頭等設(shè)備，在火場(chǎng)進(jìn)行人員搜尋。紅外熱像儀可以在濃煙、有毒氣體等惡劣環(huán)境下檢測(cè)到人體的熱量，從而協(xié)助救援人員發(fā)現(xiàn)被困人員的位置。相比傳統(tǒng)的人工搜尋方式，無人機(jī)在火場(chǎng)人員搜尋方面具有速度快、范圍廣、準(zhǔn)確性高等優(yōu)勢(shì)。2.3

火場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控?zé)o人機(jī)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控火場(chǎng)動(dòng)態(tài)，為現(xiàn)場(chǎng)指揮部提供最新的火場(chǎng)信息。例如，通過監(jiān)測(cè)火勢(shì)變化、火源擴(kuò)散方向等信息，現(xiàn)場(chǎng)指揮部可以隨時(shí)調(diào)整滅火策略，提高滅火效果。同時(shí)，火場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控也有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)新的安全隱患和被困人員，為救援工作提供有力支持?；饒?chǎng)救援工作完成后，無人機(jī)技術(shù)還可以在火場(chǎng)后續(xù)處理工作中發(fā)揮作用。例如，無人機(jī)可以搭載高清攝像頭，對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行航拍，獲取火災(zāi)損失情況和火源分布圖。這些信息可以為火災(zāi)原因調(diào)查、火場(chǎng)清理和恢復(fù)工作提供依據(jù)。同時(shí)，無人機(jī)還可以協(xié)助進(jìn)行火場(chǎng)環(huán)境的再次評(píng)估，確?；饒?chǎng)安全無隱患。3無人機(jī)技術(shù)在信息傳輸中的應(yīng)用3.1

實(shí)時(shí)圖像傳輸無人機(jī)具備實(shí)時(shí)圖像傳輸功能，可將搭載設(shè)備采集到的高清視頻和圖片實(shí)時(shí)傳輸至指揮部門。現(xiàn)場(chǎng)指揮部通過實(shí)時(shí)查看火場(chǎng)情況，可以對(duì)火勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)、火源位置、被困人員情況等進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。與傳統(tǒng)的信息傳輸手段相比，無人機(jī)實(shí)時(shí)圖像傳輸具有速度快、覆蓋范圍廣、干擾少等優(yōu)點(diǎn)，可顯著提高火場(chǎng)偵察效率。無人機(jī)不僅可以實(shí)時(shí)傳輸圖像，還可以將收集到的氣體濃度、溫度、濕度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至指揮部門。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，現(xiàn)場(chǎng)指揮部可以了解火場(chǎng)環(huán)境變化，制定更為科學(xué)的滅火策略。此外，通過無人機(jī)收集的數(shù)據(jù)，還可以實(shí)現(xiàn)火場(chǎng)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)火場(chǎng)環(huán)境變化，為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供安全保障。3.2

信息整合與共享無人機(jī)采集的火場(chǎng)信息可以與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)信息的共享與傳播。例如，無人機(jī)收集到的火場(chǎng)信息可以與消防救援隊(duì)伍的現(xiàn)有信息系統(tǒng)對(duì)接，為現(xiàn)場(chǎng)指揮部提供更為全面的火場(chǎng)信息。此外，通過與其他部門如醫(yī)療、公安等信息系統(tǒng)進(jìn)行整合，可以實(shí)現(xiàn)跨部門的信息共享與協(xié)同，提高火場(chǎng)救援的整體效率。結(jié)合無人機(jī)技術(shù)和人工智能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)信息的智能分析與預(yù)警。通過對(duì)無人機(jī)收集到的火場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析，可以實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)火勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)、火源擴(kuò)散方向等關(guān)鍵信息。同時(shí)，智能分析技術(shù)還可以為現(xiàn)場(chǎng)指揮部提供預(yù)警信息，如火場(chǎng)安全隱患、潛在崩塌風(fēng)險(xiǎn)等，有助于降低火場(chǎng)救援過程中的風(fēng)險(xiǎn)，保障現(xiàn)場(chǎng)人員安全。在火場(chǎng)救援過程中，無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋至關(guān)重要。無人機(jī)可以在火場(chǎng)上空搭建臨時(shí)無線網(wǎng)絡(luò)，提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接。這一功能可以為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)信息支持，協(xié)助他們進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢、信息共享等操作。同時(shí)，無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋還有助于提高火場(chǎng)救援過程中的信息傳輸效率，確保信息在各個(gè)環(huán)節(jié)的及時(shí)傳遞。3.3

多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)通過多臺(tái)無人機(jī)的協(xié)同作戰(zhàn)，可以進(jìn)一步提高信息傳輸效率。多臺(tái)無人機(jī)可以在火場(chǎng)不同區(qū)域進(jìn)行信息采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)的全方位覆蓋。通過無人機(jī)間的信息交換與傳輸，可以將火場(chǎng)信息更快速地傳遞至指揮部門，提高火場(chǎng)偵察效果。此外，多機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)的多角度觀察，為現(xiàn)場(chǎng)指揮部提供更為全面的火場(chǎng)信息。無人機(jī)技術(shù)在信息傳輸過程中還需要考慮信息安全問題。通過采用加密通信、防護(hù)措施等技術(shù)手段，可以保障無人機(jī)傳輸?shù)男畔⒉皇芪唇?jīng)授權(quán)的訪問和篡改。信息安全保障對(duì)于維護(hù)火場(chǎng)救援工作的正常進(jìn)行具有重要意義，可以防止火場(chǎng)信息泄露，確?；饒?chǎng)救援過程的順利進(jìn)行。4無人機(jī)技術(shù)在滅火救援中的應(yīng)用4.1

火源定位與火勢(shì)判斷無人機(jī)可以快速到達(dá)火場(chǎng)，搭載高清攝像頭、紅外熱像儀等設(shè)備對(duì)火源進(jìn)行定位，為滅火救援提供準(zhǔn)確的火源信息。通過對(duì)火源的位置、火勢(shì)強(qiáng)度、擴(kuò)散方向等信息的判斷，指揮部門可以制定針對(duì)性的滅火策略。相較于傳統(tǒng)的火源偵察方法，無人機(jī)具有速度快、準(zhǔn)確度高、范圍廣等優(yōu)勢(shì)，能夠顯著提高火源定位和火勢(shì)判斷的效率。無人機(jī)可以攜帶滅火藥劑，實(shí)現(xiàn)精確投放。通過對(duì)火源位置和火勢(shì)信息的實(shí)時(shí)獲取，無人機(jī)可以將滅火藥劑精確投放到火源處，提高滅火效果。同時(shí)，無人機(jī)投放滅火藥劑具有高度靈活性，可以根據(jù)火場(chǎng)情況調(diào)整投放方案，提高滅火效率。相較于傳統(tǒng)的滅火方式，無人機(jī)投放滅火藥劑具有安全性高、投放準(zhǔn)確、靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。4.2

高空滅火在建筑、森林等復(fù)雜火場(chǎng)環(huán)境中，無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)高空滅火。無人機(jī)可以搭載滅火裝置，對(duì)高空火源進(jìn)行滅火。相較于傳統(tǒng)的高空滅火方式，無人機(jī)具有飛行高度高、操作靈活、安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。無人機(jī)在高空滅火過程中可以避免救援人員直接接觸火場(chǎng)，降低救援過程中的風(fēng)險(xiǎn)。無人機(jī)可以在火場(chǎng)救援過程中協(xié)助人員救援。此外，無人機(jī)還可以在火場(chǎng)中為救援人員提供通信保障、信息支持等服務(wù)，確保火場(chǎng)救援過程的順利進(jìn)行。無人機(jī)可以搭載氣體傳感器、溫濕度傳感器等設(shè)備，在火場(chǎng)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)。通過對(duì)火場(chǎng)氣體濃度、溫度、濕度等信息的實(shí)時(shí)獲取，無人機(jī)可以為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供火場(chǎng)環(huán)境變化信息，幫助他們了解火場(chǎng)狀況，以便采取相應(yīng)措施確保自身安全。同時(shí)，火場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息還可以為現(xiàn)場(chǎng)指揮部提供科學(xué)依據(jù)，以便制定更為合理的救援策略。4.3

遙控水炮操作無人機(jī)可以搭載遙控水炮裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)火源的遠(yuǎn)程滅火。通過無人機(jī)對(duì)水炮的操控，可以將水炮精確對(duì)準(zhǔn)火源，實(shí)現(xiàn)火源的快速撲滅。與傳統(tǒng)的水炮操作相比，無人機(jī)遙控水炮具有安全性高、操作靈活、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)。在火場(chǎng)救援過程中，煙霧的擴(kuò)散會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)救援人員的行動(dòng)造成很大影響。無人機(jī)可以搭載煙霧引導(dǎo)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)煙霧的引導(dǎo)與擴(kuò)散。通過無人機(jī)的操作，可以將煙霧引導(dǎo)至火場(chǎng)外部，降低火場(chǎng)內(nèi)部煙霧濃度，提高現(xiàn)場(chǎng)救援人員的作業(yè)效率和安全性。無人機(jī)可以根據(jù)火場(chǎng)信息實(shí)時(shí)規(guī)劃滅火救援路徑。通過對(duì)火源位置、火勢(shì)強(qiáng)度、火場(chǎng)環(huán)境等信息的實(shí)時(shí)獲取，無人機(jī)可以為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供最佳救援路徑，提高救援效率。此外，無人機(jī)還可以實(shí)時(shí)更新救援路徑，確保救援過程的安全性和效率。無人機(jī)在火場(chǎng)救援過程中還可以提供后勤保障。通過搭載運(yùn)輸設(shè)備，無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)物資的快速運(yùn)輸，為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供補(bǔ)給。同時(shí)，無人機(jī)還可以為現(xiàn)場(chǎng)救援人員提供通信保障、信息支持等服務(wù)，確?；饒?chǎng)救援過程的順利進(jìn)行?；饒?chǎng)救援結(jié)束后，無人機(jī)可以協(xié)助進(jìn)行火場(chǎng)事后評(píng)估。通過搭載高清攝像頭、紅外熱像儀等設(shè)備，無人機(jī)可