發(fā)布時(shí)間：2023-07-08 09:44:44 文章來源：未知(轉(zhuǎn)載請注明)
一、無人機(jī)概念及技術(shù)優(yōu)勢
消防用無人機(jī)
1、無人機(jī)概念
無人機(jī)UAV(Unmanned Aerial Vehicle)是無人駕駛飛機(jī)的簡稱，是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控制的不載人飛機(jī)，包括無人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器、無人飛艇和無人傘翼機(jī)等。從結(jié)構(gòu)組成上講，一個(gè)完整的無人機(jī)系統(tǒng)主要包括機(jī)上部分和地面控制部分，如圖1所示，其中機(jī)上部分主要包括無人機(jī)的自主飛行控制系統(tǒng)、姿態(tài)傳感器系統(tǒng)和動力系統(tǒng)，地面控制部分主要包括遙控操縱系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)等。
2、無人機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢
(1)執(zhí)行高危險(xiǎn)任務(wù)。無人機(jī)可以代替人類飛行員執(zhí)行高危險(xiǎn)任務(wù)，減少駕駛員培訓(xùn)成本，降低潛在的人員傷亡危險(xiǎn)。
(2)執(zhí)行人類生理特點(diǎn)限制任務(wù)。相比于人類飛行駕駛員，無人機(jī)作為機(jī)器，可以超越人類生理特性極限，執(zhí)行長時(shí)間、高機(jī)動性的任務(wù)。
(3)執(zhí)行低成本和多樣性任務(wù)。由于無人機(jī)無需裝備生命保障系統(tǒng)，因此可以代替其他造價(jià)昂貴的設(shè)備深入火場或救援現(xiàn)場一線進(jìn)行多種任務(wù)。
(4)執(zhí)行任務(wù)靈活，操作方便。對無人機(jī)進(jìn)行操作的人員無需親歷現(xiàn)場和進(jìn)行全面完善的作戰(zhàn)培訓(xùn)，同時(shí)，無人機(jī)可以在各種平臺進(jìn)行起降，具有操作靈活的特點(diǎn)。
二、無人機(jī)在滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用
1、現(xiàn)場偵查
(1)火情偵查
火場環(huán)境具有很多不確定性，對于開敞的大面積火場，僅憑觀察和經(jīng)驗(yàn)難以確定現(xiàn)場實(shí)際情況，因此，需要搭載各種偵查設(shè)備的無人機(jī)來進(jìn)行火場的初步觀測偵查，確定火點(diǎn)位置，有無被困人員，危險(xiǎn)信息等。在偵查模塊的工作模式下，無人機(jī)可以有效地對火災(zāi)損毀情況進(jìn)行實(shí)時(shí)評估，可以獲取部分重點(diǎn)部位的清晰圖像，同時(shí)，對于高層建筑中的可疑部位和重點(diǎn)區(qū)域，地面人員還可以利用基站控制臺操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行全方位偵查，第一時(shí)間獲取火點(diǎn)位置，燃燒面積，火勢蔓延情況等重要信息。
(2)地震、泥石流等災(zāi)害災(zāi)情監(jiān)測
在某些交通受阻的災(zāi)情如地震、泥石流中，通過現(xiàn)場測繪情況，可以初步評估災(zāi)害損失率，及時(shí)掌握災(zāi)情發(fā)展趨勢，可以為快速疏散現(xiàn)場人員和作戰(zhàn)服務(wù)保障提供關(guān)鍵信息，為災(zāi)后重建工作提供有力保障，此外，還可以結(jié)合無人機(jī)傳回的資料，開發(fā)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫，為災(zāi)害預(yù)警提供依據(jù)和指導(dǎo)。
同樣，得益于近年來遙感技術(shù)的飛速發(fā)展，我國已經(jīng)建立了1：50 000 地形圖的數(shù)字高程模型(D talElevati0nM0de1)數(shù)據(jù)庫 ，在地震、泥石流災(zāi)害中，可以由無人機(jī)搭載測繪儀器，建立現(xiàn)場的高程模型，形成地形地貌形變統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，快速確定地震損毀情況，尋找安全快速的救援路線，預(yù)測搶險(xiǎn)救援力量到達(dá)時(shí)間等。
2、人員搜索
在山岳事故救援中，人員無法準(zhǔn)確定位的一個(gè)重要原因是，受到山岳地區(qū)地形限制，無法在山區(qū)建立完善的手機(jī)基站網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致被困在山區(qū)的人員無法通過手機(jī)進(jìn)行求救。此外，不同于其他開闊地帶的救援情形，山區(qū)地帶植被茂密，難以利用攝像機(jī)或紅外設(shè)備搜索密林下的被困人員。據(jù)此提出一種利用無人機(jī)搭載偽基站進(jìn)行人員搜救的方式 。利用無人機(jī)搭載小型手機(jī)通信基站，該基站可以隨時(shí)搜索手機(jī)信號，這樣，被困人員無需時(shí)刻注意上空飛過的搜救無人機(jī)，也無需在短時(shí)間內(nèi)發(fā)出救援信息，這樣既可降低傳統(tǒng)的人工搜索所需要的人力物力，也可以節(jié)省和縮短救援時(shí)間。
3、 人員疏散
第一到場的消防力量需要迅速判斷事故類型，判斷現(xiàn)場危險(xiǎn)源，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定是否需要開展人員疏散工作，如果需要進(jìn)行人員疏散，則應(yīng)根據(jù)過火面積、火勢蔓延情況、現(xiàn)場風(fēng)速風(fēng)向等環(huán)境確定人員疏散半徑和方向等，如果是夜間環(huán)境，還需為疏散人群提供基本的照明和語音引導(dǎo)，防止群眾錯誤地向燈光明亮的事故現(xiàn)場聚集，產(chǎn)生更大的安全隱患。因此可以由無人機(jī)搭載照明指示燈和廣播引導(dǎo)系統(tǒng)，直接引導(dǎo)高層建筑內(nèi)的人員向正確的樓層疏散，如果是對地面的群眾進(jìn)行疏散，還可以由無人機(jī)搭載攝像系統(tǒng)，全面宏觀地協(xié)調(diào)整個(gè)疏散工作。
4、應(yīng)急通信
多數(shù)火災(zāi)現(xiàn)場需要深入內(nèi)部進(jìn)行人員的搜索救援工作，而對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑和大面積救援環(huán)境，現(xiàn)場的通信往往無法得到有效的保障，這就為救援工作埋下了嚴(yán)重的安全隱患。無人機(jī)因其靈活的操作控制性能，可以通過搭載相關(guān)的通信中繼儀器，在最短的時(shí)間內(nèi)在現(xiàn)場建立起通信鏈路，自動或者無線遙控調(diào)節(jié)頻率、傳輸報(bào)警器報(bào)警信息甚至是進(jìn)入火場的救援人員的空呼壓力信息，通過多臺無人機(jī)設(shè)備定位火場人員位置并共享位置信息，或者配備現(xiàn)場指揮人員專用無人機(jī)，由指揮員通過無人機(jī)進(jìn)行力量調(diào)度，協(xié)調(diào)整個(gè)現(xiàn)場的力量部署。
5、人員物資轉(zhuǎn)運(yùn)
在滅火救援領(lǐng)域，無人機(jī)的人員物資轉(zhuǎn)運(yùn)功能同樣值得考慮。例如，在某些農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)，受道路交通條件限制，第一出動力量往往無法快速到達(dá)現(xiàn)場，因此可以采取一個(gè)作戰(zhàn)分隊(duì)配備一架運(yùn)輸無人機(jī)的戰(zhàn)斗編成模式，火災(zāi)發(fā)生后，由后方迅速調(diào)派運(yùn)輸無人機(jī)攜帶相關(guān)輕便器材飛赴現(xiàn)場，進(jìn)行有效的先期控火和搶險(xiǎn)救援，阻止火勢進(jìn)一步蔓延，迅速搶救被困人員生命。
無人機(jī)還可以在急難險(xiǎn)重危險(xiǎn)地區(qū)代替救生拋投器的作用，在災(zāi)害現(xiàn)場攜帶引導(dǎo)繩往返于被困者和施救者之間，建立堅(jiān)固穩(wěn)定的救援系統(tǒng)。另外，在一些急難險(xiǎn)重的洪澇災(zāi)害事故救援中，無人機(jī)還可以攜帶救生設(shè)備，代替救援人員進(jìn)行定點(diǎn)拋投，快速營救遇險(xiǎn)群眾。
三、無人機(jī)的改進(jìn)和功能拓展
1、 針對專業(yè)測繪、偵檢、探測、通信儀器的改進(jìn)
為了配備與不同種類的元人機(jī)和適應(yīng)不同的任務(wù)需求，無人機(jī)所攜帶的相關(guān)儀器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，主要包括以下幾方面：
(1)進(jìn)一步減小尺寸和重量，以提高無人機(jī)的器材裝備數(shù)量，增加無人機(jī)的續(xù)航時(shí)間。
(2)統(tǒng)一各類軟硬件接口，方便不同種類的器材能夠駁接不同種類的無人機(jī)設(shè)備，同時(shí)加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸、軟件參數(shù)設(shè)置的統(tǒng)一。
(3)增加各類器材裝備的集成度，例如需要同時(shí)使用到的音視頻和紅外探測儀可以進(jìn)行集成，探測環(huán)境的溫度、高度、壓力等傳感器可以進(jìn)行集成等。
2、防火防爆及操控性能化改善
近日，在全球最大的石油展上，由中航鷹航科技有限公司展示的一款多功能防爆無人機(jī)——赤鳶 ，吸引了大量的參展者。該款無人機(jī)采取了先進(jìn)的電器隔離技術(shù)和新型防爆電池和電機(jī)，避免在工作過程中產(chǎn)生電火花，在設(shè)計(jì)消防用無人機(jī)時(shí)，可以借鑒相關(guān)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)無人機(jī)的防火防爆性能，以適應(yīng)惡劣環(huán)境和危險(xiǎn)場所的需求。
3、 載量和續(xù)航的改進(jìn)
現(xiàn)在投入使用的無人機(jī)多為鋰電池供電，存在的一個(gè)不足是續(xù)航時(shí)間較短，載重較輕。圣彼得堡消防隊(duì)大學(xué)研制了一種能夠垂直起飛，并用電纜系留的消防無人機(jī) ，理論上，該款無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)全天候不間斷續(xù)航，得益于系留式電纜，該款無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)600 kg的載重量，但是受到電纜長度和重量的限制，該無人機(jī)只能在小范圍內(nèi)使用，主要用于現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控和通信保障。
4、與通信指揮組網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)的聯(lián)動
得益于我國消防部隊(duì)的信息化建設(shè)，基層消防部隊(duì)裝備了多類消防指揮系統(tǒng)，配備了實(shí)用的滅火救援指揮箱，GIS(Geographic Information System)系統(tǒng)在基層指揮中心的應(yīng)用也對一線滅火救援工作起到了重要的保障作用，而消防無人機(jī)要投入實(shí)際的使用，必須加強(qiáng)與此類軟件平臺和系統(tǒng)的聯(lián)動，可以做到直接在平臺界面操作無人機(jī)，共享無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)信息，利用無人機(jī)進(jìn)行通信組網(wǎng)和力量調(diào)度，以加強(qiáng)無人機(jī)的適用性和可移植性。
5、與其他消防力量的聯(lián)動
消防無人機(jī)還應(yīng)加強(qiáng)與其他消防力量的聯(lián)動，以消除潛在的安全隱患，加強(qiáng)其他器材裝備的使用效能，例如為舉高類車輛的準(zhǔn)確定位提供依據(jù)，在大型破拆現(xiàn)場進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)評估，當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生較大位移改變時(shí)提供進(jìn)行報(bào)警等。同時(shí)，在危險(xiǎn)搜索救援現(xiàn)場，無人機(jī)還可以與搜救犬配合工作，發(fā)布指令，傳遞信息等，進(jìn)一步保障救援人員自身的生命安全。
