灭火救援中无人机优势与应用
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【摘要】从最早的侦察功能开始，无人机的应用功能逐步完善，由以往单一化的侦察功能向多功能、多用途开展，充分利用无人机的机动性与滞空性也已经成为灭火救援工作的重要辅助设备，不仅能够有效解决灭火救援中存在的问题，同时也能有效提升灭火救援成效。文章对灭火救援中无人机的有效应用进行研究，大大降低灭火救援人员的安全风险。
【关键词】无人机；灭火救援；应用
1引言
随着我国建筑行业施工规模的不断扩展，高层建筑火灾事故不断增加。而高层建筑一旦发生火灾，由于火势蔓延速度的逐步加快，大楼内部结构较为复杂等因素的影响，给火灾扑救工作带来极高难度，因此无人机已经成为灭火救援中极为重要的救援方式。在科学技术水平不断提升的背景下，无人机功能也在逐步增多，在救援工作开展过程中可通过监控功能侦察火灾灾情，帮助消防人员及时了解火场的具体情况，为救援人员开展灭火救援工作提供支持。
2无人机
无人机在飞行过程中并不需要人工驾驶，可最大程度降低人员伤亡事故发生几率。灭火救援工作开展过程中，无人机可先进入火灾现场进行侦察，在第一时间为消防人员提供火场的实际情况，为救援工作的有效开展提供相应的视野支持以及危险预警，而近距离应用无人机，可有效避免消防人员深入火场继而发生各种伤亡情况。无人机本身是电子机械与信息控制的结合体，借助提前编写的程序实现远程控制以及自动飞行，无人机可搭载一套数据采集传输系统，将前方的火场情况直接传输到后方电脑内。消防人员可通过观察火场现场情况分析火情数据信息，制定科学合理的救援方案。在拍摄火场情况时，可确保火场数据信息的可靠性。加之人工智能技术的应用，让无人机工作变得多种多样，借助操控程序可按照预定的路线完成定点飞行巡航，受外界影响程度相对较低，在未来发展中无人机将会广泛普及[1]。
3无人机在消防灭火救援工作的优势
3.1应用优势
3.1.1灵活性强。无人机本身的体积和重量相对较小，其应用操作流程相对简单，仅由一人便能直接完成操作控制活动。因此，需要侦察环境较为复杂的火灾现场时，可通过无人机完成。在无人机起飞过程中并不会受到外界因素的影响，在极端环境中能够更好地完成施工作业，甚至在无人机起飞时，可利用手部的力量为无人机的起飞来提供支撑，而在无人机飞行期间，飞行方向也将会由操作人员灵活操作，无人机的机体灵敏度较高，可以结合周边的复杂环境对飞行角度进行智能化调整[2]。3.1.2视野开阔。无人机的机体上装有广角摄像头，在无人机飞行过程中可对周围环境进行全方位、无死角拍摄，而部分拥有特殊用途的无人机能够对所经过区域的画面进行全面捕捉，有效避免信息遗漏。无人机在低空状态下进行拍摄时，拍摄画面本身具备极强的分辨率，在灭火救援工作中，若发生房屋坍塌或是夜间环境等特殊情况，可在无人机上安装红外夜视探头，及时获得特殊环境下的内部状况，通过采取针对性的救援措施，确保灭火救援工作顺利完成[3]。3.1.3高可靠性。部分灭火救援工作是针对石油化工行业所开展的，石油化工行业生产的产品具备易燃易爆性，气体的挥发性也相对较高，因此在火灾发生后极易出现有毒气体泄露以及爆炸事故。部分救援工作的开展是由复杂地质活动造成的，使用无人机在这些复杂条件下开展消防救援工作，可有效降低有毒气体以及复杂环境对救援人员的影响。无人机自带的广角摄像头能够随时随地对灾害事故现场进行全方位勘察，保障救援人员的人身安全[4]。
3.2技术优势
3.2.1操作形式的智能化。无人机智能化的操作系统，让操作人员不必时时刻刻的关注无人机的飞行状况，无人机的自动驾驶以及躲避障碍均可以独立完成，减少人工操作中失误问题的发生，通过提前编写系统来避免飞行障碍，最大程度简化无人机操作难度，为灭火救援工作提供可靠性的支持活动。3.2.2飞行形式的智能化。灭火救援任务是指要及时救出被困人员并消灭着火点，使用无人机迅速找到救援目标以及起火点。通过无人机传输回来的影像，消防人员能迅速判断起火点，可通过无人机下达相关指令，直接飞向起火点上方，让消防员掌握更多火场情况，无人机飞向起火点过程中能够让智能系统自行判定，有效躲避障碍和自动导航，收集完成数据后，自主返航[5]。3.2.3视觉追踪的智能化。利用追踪技术让无人机在空中捕捉到具体动态图像后可开展连续性的追踪活动，对灭火现场的图像进行拍摄后还原传输到后方，让后方的消防人员及时了解现场情况，通过停滞在火场上空连续性拍摄，对动态景象进行追踪，充分了解火势朝向，利用智能化技术对火势进行视觉追踪，对单一图像进行放大与锁定，对事故的重点区域进行追踪，确保救援工作能够顺利开展。3.2.4感知避障的智能化。灭火救援过程中借由遥控系统进行操作控制，将会导致操作人员无法及时了解到无人机所处区域的实际情况，智能化技术的应用可帮助无人机实现自主避障，传感系统的应用将会大大提升无人机的躲避水平，大大提升无人机的飞行安全度，为救援人员实施救援工作提供信息支持。
4灭火救援中无人机的具体应用
4.1应用于辅助救援
火灾发生现场不仅拥有火势蔓延的风险，同时在火灾现场也包含大量的浓烟，将会对人们的呼吸系统造成极为严重的影响，甚至现场人员会出现窒息死亡的问题。而在火灾现场之中若被困人员处于浓烟相对密集的区域时，救援人员是无法快速进入事故现场开展全面救援工作，严重影响人民群众的生命健康安全。无人机本身具备体积小巧、飞行灵活的优势，在飞行过程中也能搭载一定的救援设备，代替消防人员对危险地方灭火扑救，救援人员可根据火灾现场选择适当的无人机，如执行扑救灭火任务时，可选择承受大重量的无人机，搭载灭火设备、通信设备以及救生绳索，代替救援人员直接开展灭火救援工作，使用多功能型号联合进行火灾救援，可通过搭建载重无人机来搭设无人通道，让火灾现场被困人员能够及时脱困[6]。
4.2应用于高空灭火
多旋翼无人机应用至高空灭火环节中，可有效控制现场火情，在救援人员达到火灾现场之前可开展初步灭火，减少火灾带来的经济损失，多旋翼无人机可通过携带灭火剂以及灭火弹，通过远程控制的方法将其发射到重点区域中，有效控制火灾现场的火源。所研发应用的智能性集群无人机灭火系统，采取多台无人机相互串联的方式，将水牵引到救援楼层中开展灭火作业，确保救援人员的生命财产安全，有效提升现场灭火救援的安全系数。
4.3应用于灾情侦察
在火灾事故发生后，火灾现场环境条件十分恶劣，若救援人员未能全面了解火灾灾情的实际情况时，盲目开展救援活动，不仅无法救出被困人员，也会对救援人员的生命健康安全造成威胁。救援人员在开展救援工作时，无人机可充分发挥其优势，在火灾发生第一时间及时到达救援现场。火灾现场中出现的阻碍因素将会导致救援人员无法达到火灾现场侦察灾害，并通过无人机自带的广角摄像头以及传输系统，对火灾区域内的灾情情况进行全面拍摄，将拍摄到的信息实时传输到智慧中心，让救援人员对现场情况进行全方位了解，根据火灾的实际情况做出正确的救援决策方案。救援人员可在无人机上搭载风向测定仪器，对火灾现场的风向与风力进行测算，在后方建立火势发展预测模型，为各项救援工作的开展赢得宝贵时间。在消防救援活动实施期间，也时常会遭遇较为特殊的救援情况，如石油化工企业在发生火灾时，将会演变成爆炸事故或者是有毒气体泄漏事故。在无人机上安装测温仪器对特殊危险物品进行侦察，可充分了解火灾现场实际情况，准确测算出空气中含有的物质，为各项救援活动的开展提供科学参考。
4.4应用于信息收集
在火灾现场，可通过无人机结合现代化智能技术相应模块，借助温度传感器以及广角拍摄设备。在无人机具体运行过程中可与卫星连接，消防员可利用无人机进入人无法进入的场所进行远程灭火救援，无人机可将火势变化情况同步到后方救援人员手中，帮助救援人员时刻监控火势，为救援人员提供实时数据信息。而救援人员可通过实时传输回来的火情画面，制定出行之有效的救援计划，采取相应的应对措施降低火灾影响水平，全面提升消防指挥救援的时效性。此外，无人机可将所拍摄图片借助智能化分析机制形成地形数据图，为后期灾情评估工作提供技术支持。
4.5应用于调度指挥
消防救援活动与抢险救灾工作的开展对保护人民群众的生命财产安全有着极为重要的作用。在火灾具体救援过程中受不同情况的影响，消防人员需要确保自身的安全，在火灾抢险工作中，无人机具备相对较强的能动性，可对消防救援指挥调度工作提供相应帮助。同时，在面对极为紧急的灾情危害事件时，可通过无人机的观察，让其在第一时间内获取现场灾情状况视频，为消防救援指挥调动工作提供技术支持。尤其是面对较为复杂的救援环境，可通过无人机拍摄的视频，在后台内形成数据分析，让调度指挥中心加强消防部署，为灾情信息提供及时的传递作用，借助信息共享机制不断提高调度指挥中心的工作质量。
5结语
在社会经济发展过程中，无人机已在我国各个领域中实现了普遍应用，尤其对消防救援部门有重要意义。将无人机应用至火灾救援中，有利于救援人员及时发现了解灾情的实际情况，结合无人机的拍摄信息，及时作出相应的消防调度活动，利用无人机对火势进行控制，减少外界因素对火场火情判断的干扰，为消防人员的救援提供宝贵时间。在无人机具体应用过程中，需要最大程度的发挥无人机的应用优势，确保消防救援工作能够顺利开展，全面提升高层建筑灭火救援效率。
参考文献
[1]王蕊.多旋翼无人机在高层建筑灭火救援中的应用与发展[J].消防界(电子版)，2021，7（20）：81+83.
[2]应志登.浅析无人机在消防灭火救援工作中的运用体现[J].新型工业化，2021，11（6）：61-62.
[3]夏国森.多旋翼无人机在灭火和抢险救援领域中的实践运用[J].今日消防，2021，6（3）：25-26.
[4]罗娜.无人机在消防灭火救援监管工作中的应用[J].今日消防，2021，6（1）：37-38.
[5]陈思帆.无人机及其吊舱载荷在应急救援中的应用——基于响水“3·21”爆炸事故[J].武警学院学报，2020，36（12）：34-39.
[6]王力璎，刘玉英，于福超，王淳.一种基于北斗定位的无人机高楼室内救火系统设计[J].中国科技信息，2020（7）：92-94.
作者:潘东泉 单位:山东省济南市消防救援支队
