無人機在建筑消防滅火救援中的有效運用分析

唐磊

（新疆博州消防救援支隊，新疆 博樂 833400）

當(dāng)前我國建筑規(guī)模正在不斷擴大，各類民用建筑與商用建筑結(jié)構(gòu)愈發(fā)復(fù)雜，一旦在較高樓層起火，受到空間限制導(dǎo)致人力難以即時到達(dá)，在一定程度上增加了消防滅火救援的難度，可能會造成更大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)發(fā)展下，需要合理應(yīng)用現(xiàn)代化技術(shù)和設(shè)備，如無人機便是其中之一，以此為基礎(chǔ)不斷更新滅火救援手段，獲取事故地區(qū)環(huán)境、地形、角度等信息，現(xiàn)已從以往的人員實地勘察過渡到了單兵圖像傳輸，后結(jié)合所獲數(shù)據(jù)后擬定滅火救援方案實施，并輔助后續(xù)各項活動的開展，保障人民生命與財產(chǎn)不受威脅。

1 無人機在建筑消防滅火救援中的概述

1.1 無人機技術(shù)的類別

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域也在不斷進(jìn)步，無人機便是其中之一，現(xiàn)已有效應(yīng)用在了建筑消防滅火救援中，可以擺脫傳統(tǒng)方式的局限性，加快信息數(shù)據(jù)收集的速度，以此獲取現(xiàn)場的各項參數(shù)，避免因外在影響因素導(dǎo)致工作后續(xù)開展受到阻礙。建筑消防滅火救援中所應(yīng)用的無人機可從飛行距離、飛行高度以及設(shè)備質(zhì)量方面劃分，從無人機飛行距離上劃分，可以分類為15km 以下、15 ～50km、50 ～200km、200 ～800km以及大于800km；從高度上則可以分為0 ～100m、100～1000m、1000 ～7000m、7000 ～18000m 以及大于18000m；從設(shè)備質(zhì)量上可以分為小于7kg 的微型機、7～116kg 的輕型機、5700kg 以內(nèi)的小型機，以及超過5700kg 的大型機，需要在應(yīng)用中進(jìn)行合理選擇，從而有效地提高工作開展的效果。

1.2 無人機技術(shù)的特點

當(dāng)前我國對消防安全工作加大了關(guān)注，針對建筑防火進(jìn)行了不斷優(yōu)化，以此盡可能降低事故的發(fā)生概率，但每年各地區(qū)仍有大量的火災(zāi)事故發(fā)生，若想在最大程度上規(guī)避損失，就必須結(jié)合實際設(shè)定滅火救援方案，以此提高消防救援的速度，切實減少火災(zāi)中的人員傷亡?，F(xiàn)代建筑消防滅火救援的專業(yè)性要求較高，若想切實提高無人機的實際應(yīng)用效果，就需要了解相關(guān)特點并進(jìn)行優(yōu)化，從而保證最終調(diào)查結(jié)果的準(zhǔn)確性。無人機能夠進(jìn)行高空飛行，對人力難以輕松到達(dá)的高層進(jìn)行探查，便于消防人員與指揮人員對當(dāng)前火情進(jìn)行詳細(xì)的了解，且可以在應(yīng)用中根據(jù)自身的需求搭載不同設(shè)備，相較高層消防“云梯”更便捷，能夠在狹窄區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測工作，以便后續(xù)順利完成工作，從而切實提高工作開展的效果。

2 無人機在建筑消防滅火救援中的應(yīng)用場景

2.1 現(xiàn)場偵查

以往人工偵查的方式危險系數(shù)較大，且難以全面?zhèn)刹檎w情況，應(yīng)用多旋翼無人機偵查可以實時獲取現(xiàn)場情況，且各項信息參數(shù)均可以在第一時間返回至終端進(jìn)行處理，消防處可以對現(xiàn)場環(huán)境整體把握。針對大跨度大空間，可利用無人機進(jìn)行多角度、近距離的偵查，不僅可以了解被困人員當(dāng)前的實際情況，且可以綜合判斷是否有爆燃物，通過選用掃描式的空中實時偵查，利用飛行器中ROM 硬件儲存的災(zāi)區(qū)火情視頻文件與地面指揮控制，提高搶險救援的整體效率。

2.2 救援疏散

救援疏散是滅火任務(wù)的重要環(huán)節(jié)，在出現(xiàn)突發(fā)情況后，周圍群眾可能因恐慌而做出不理性的行為，如選擇錯誤路線不僅會出現(xiàn)擁堵或滯留的情況，且可能造成踩踏事故增加人員傷亡與財產(chǎn)損失。無人機可以搭載4G/5G 圖像傳輸系統(tǒng)，借助VR 全景相機實時傳輸現(xiàn)場情況，通過搭載聲音傳播模塊與攝像頭設(shè)備深入現(xiàn)場進(jìn)行實時指揮，快速傳輸實時的災(zāi)害現(xiàn)場音視頻圖像，這樣不僅能夠在一定程度上緩解群眾的緊張情緒，且能夠為搶險救援工作開展提供更多的時間。

2.3 監(jiān)控追蹤

建筑消防滅火救援信息包括火災(zāi)原因、起火點、撲救時間、人員傷亡、財產(chǎn)損失、安全隱患等方面，融入無人機技術(shù)能夠?qū)Ω黝惢馂?zāi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和整理。無人機能夠?qū)崟r檢測災(zāi)情現(xiàn)場情況，便于指揮人員了解現(xiàn)場的實時信息，在災(zāi)難處理后的一段時間，無人機仍然可以進(jìn)行無間斷24h 的檢測，及時發(fā)現(xiàn)二次火災(zāi)、塌方等問題，并將相關(guān)圖像、視頻與消防指揮系統(tǒng)自動連接，實現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問和調(diào)閱，最終完善無人機輔助災(zāi)情追蹤和監(jiān)督工作。

3 無人機在建筑消防滅火救援中的優(yōu)勢

3.1 成本較低

無人機設(shè)備機械制作的發(fā)展速度較快，在科學(xué)技術(shù)的帶動下，使得整體成本有明顯下降，且可以根據(jù)任務(wù)需求，減少不必要的裝置和零件，通過優(yōu)化無人機結(jié)構(gòu)，增加高精度監(jiān)測、輔助救火功能、精準(zhǔn)定位功能等，以此對所需拍攝物體進(jìn)行跟蹤，在有限空間內(nèi)完成勘察，降低了救援活動的消耗。同時，在使用無人機時，無須對當(dāng)前的現(xiàn)場進(jìn)行布置，發(fā)生故障也可以進(jìn)行自主維修，進(jìn)一步減少無人機的費用消耗，較比以往的穿戴式勘察，更符合現(xiàn)代建筑消防滅火救援的要求。

3.2 機動靈活

無人機較比其他設(shè)備更加靈活，且由于自身的體積較小，小型設(shè)備重量僅為3kg，能夠靈活控制飛行的方向、速度，且可以通過搭配動力較強的驅(qū)動系統(tǒng)可以實現(xiàn)高速飛行，短時間內(nèi)即可到達(dá)指定地點，可對火災(zāi)現(xiàn)場實際情況進(jìn)行了解、明確、掌握。同時，無人機可以針對現(xiàn)場條件需求可選擇不同型號，實際使用過程中，根據(jù)當(dāng)前建筑周邊的環(huán)境、空間、距離等條件進(jìn)行目標(biāo)判斷，以此為滅火救援提供一手信息，不斷提高消防救援隊伍對事故處理的反應(yīng)速度。

3.3 操作簡單

無人機的操作較為簡單，使用無煩瑣、復(fù)雜的操作流程，執(zhí)行均可借助遙控器來實現(xiàn)，全過程通過1 ～3人進(jìn)行操作即可完成相關(guān)任務(wù)，以此為建筑消防滅火救援行動的開展提供極大便利。同時，無人機遙控操作可以通過設(shè)定軌跡自動完成，通過系統(tǒng)輔助能夠降低操作無人機的技術(shù)門檻，使用基本不需要太多的專業(yè)知識，但為了操作過程的安全，還需要進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，包括安全細(xì)則、操作規(guī)程、注意事項等方面，從而為建筑消防滅火救援工作開展提供幫助。

3.4 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通

建筑消防救援任務(wù)執(zhí)行需要充分了解現(xiàn)場情況，根據(jù)勘測所得信息來制定計劃，隨后由指揮部門設(shè)定各項現(xiàn)場執(zhí)行細(xì)則，但傳統(tǒng)人工方式信息傳輸所需的時間較長，如存在延誤則可能會影響工作開展，甚至加大各項損失。無人機設(shè)備則自身搭載了無線傳輸系統(tǒng)，監(jiān)控所的畫面可以實時與指揮中心共享，且現(xiàn)階段基本完善了云平臺，通過功能轉(zhuǎn)換便于對火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行勘測，后續(xù)由指揮部對滅火救援活動進(jìn)行快速調(diào)整，有效應(yīng)對復(fù)雜火災(zāi)情況，減少造成的各類損失。

3.5 強化救援

無人機設(shè)備應(yīng)用能夠強化救援工作，在工作中要保證設(shè)備始終處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，防止其受到大風(fēng)或高熱等因素的影響，并在此過程中將救援設(shè)備與無人機結(jié)合使用，更好地輔助火災(zāi)救援。如在2015 年某港口出現(xiàn)嚴(yán)重的危險品爆炸事故，在事故區(qū)域空氣中產(chǎn)生大量的有毒有害氣體，如派遣消防救援人員身著防護(hù)設(shè)備前往現(xiàn)場勘查，則必然會對生命健康帶來嚴(yán)重威脅，為此，后續(xù)調(diào)度中安排了8 架消防無人機來收集現(xiàn)場圖像，給指揮部提供大量火災(zāi)情況動態(tài)數(shù)據(jù)。

4 無人機在建筑消防滅火救援中的技術(shù)要求

執(zhí)行滅火和搶險救援任務(wù)較為特殊，在各項性能等方面提出了高于普通民用無人機的要求，具體的技術(shù)要求有以下幾個方面。

4.1 安全性

無人機的類別不同，實際使用具有更多的安全性要求，如果設(shè)備本身安全性不足，可能在進(jìn)入現(xiàn)場后會受到火情影響出現(xiàn)墜毀，且中大型無人機內(nèi)部設(shè)有動力轉(zhuǎn)換組件，汽油或大型電池可能會引發(fā)爆炸，對滅火救援造成嚴(yán)重阻礙。無人機所面對的火災(zāi)現(xiàn)場非常復(fù)雜，安全性是保證救援活動順利開展的基礎(chǔ)，技術(shù)方面需要以此作為核心，選用耐高溫防火隔熱材料，搭載設(shè)備可以涂刷穩(wěn)定劑，強化設(shè)備的耐高溫性以及防爆性，進(jìn)一步做好設(shè)備運行中的保護(hù)工作，以此避免對現(xiàn)場救援工作開展帶來不利影響，切實滿足現(xiàn)代建筑消防的需求。

4.2 適應(yīng)性

建筑消防滅火救援任務(wù)所處的環(huán)境復(fù)雜，若想使其適用于各類場景，需要根據(jù)任務(wù)增加其他搭載設(shè)備，在此過程中對其他設(shè)備兼容，從而帶動其他設(shè)備進(jìn)行運行，切實滿足消防救援的需求。同時，無人機系統(tǒng)也需要具備良好的適應(yīng)性，搭載設(shè)備進(jìn)行升級或是改裝也要與之相匹配，如建筑火災(zāi)現(xiàn)場干擾較強，可以配置GPS 獲取地理位置信息，融格洛納斯多頻道信號，切實解決以往信息接收模式單一的問題，保證消防過程中能夠更好地滿足消防人員的滅火需求，并且不斷地提高無人機自身設(shè)備技術(shù)水平，在面對復(fù)雜火情時，也能夠積極應(yīng)對。

4.3 可靠性

雖然無人機不需要消防人員直接進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場使用，但是設(shè)備本身也需要具有良好的可靠性，且技術(shù)方面也要滿足消防救援活動的需求，才能保證消防人員通過操作無人機能夠為滅火救援活動帶來可靠幫助。在應(yīng)用無人機技術(shù)時，可以通過掃描設(shè)備獲取當(dāng)前現(xiàn)場的信息模型，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的具體特征進(jìn)行火災(zāi)險情前的實況模擬，在各種危險復(fù)雜的災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境下進(jìn)行偵查拍攝，遠(yuǎn)程操控?zé)o人機在安全區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，還可以配合相應(yīng)的文字說明，幫助工作人員對火災(zāi)問題的發(fā)生情況進(jìn)行及時把控，確保消防人員的安全。

5 無人機在建筑消防滅火救援中的有效運用策略

5.1 強化實時偵查

操縱工作人員主要負(fù)責(zé)無人機的設(shè)置，全方位、多角度監(jiān)控多層建筑或者超高層建筑物，將空中監(jiān)察數(shù)據(jù)流接入消防監(jiān)控系統(tǒng)與安防系統(tǒng)中，對火災(zāi)發(fā)展中期的消防現(xiàn)場視頻進(jìn)行直接觀察。同時，要利用飛行器中ROM 硬件儲存火情視頻文件，隨后傳輸至地面指揮控制系統(tǒng)，后續(xù)任務(wù)則可以根據(jù)現(xiàn)場情況，在無人機中增加多種不同模塊，通過4G/5G 圖像、微波單兵、無線、有線等方式快速傳遞數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)的決策方案提供可靠依據(jù)。

5.2 提高人員能力

無人機技術(shù)應(yīng)用雖然無須專業(yè)人員完成，但作為實踐操作者，仍然需要提高自身能力，開展相關(guān)專業(yè)知識與專業(yè)技能的培訓(xùn)工作，著重提升應(yīng)用能力、分析能力、評估能力等，定期學(xué)習(xí)新型設(shè)備與組件的實際使用要求，使整體素質(zhì)能夠得到明顯的提升，滿足無人機在建筑消防滅火救援中的要求。同時，要把實戰(zhàn)演練和操作練習(xí)密切融合，關(guān)注訓(xùn)練措施的合理性，以滅火救援為主進(jìn)行實戰(zhàn)應(yīng)用訓(xùn)練，加強隊員之間的默契與作戰(zhàn)協(xié)調(diào)性，從而提高應(yīng)對復(fù)雜情況的能力。

5.3 優(yōu)化裝備配置

軟件與硬件皆是無人機技術(shù)的重要組成部分，其中硬件包括地面站、荷載設(shè)施、功能設(shè)備、機身等；而軟件則包括傳輸系統(tǒng)、處理系統(tǒng)、采集系統(tǒng)等，合理搭配可以為搶險救援提供幫助。如在建筑滅火救援中，無人機可以搭配聲音外撥設(shè)備、攝像頭、采集系統(tǒng)，飛行至相對空曠的區(qū)域指導(dǎo)逃生疏散，也可以借助紅外成像儀偵查消防人員不方便到達(dá)的區(qū)域。同時，無人機可以投放應(yīng)急設(shè)施，如救援繩、防毒面具等，以此幫助被困的受災(zāi)人員逃生。

5.4 建立認(rèn)證體系

對于大跨度、大空間建筑火災(zāi)消防救援任務(wù)中，可以通過無人機技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，向“全災(zāi)種”“大應(yīng)急”方向轉(zhuǎn)變，若想使其能夠有效應(yīng)用，就需要建立認(rèn)證體系，參照職業(yè)技能鑒定模式進(jìn)行認(rèn)證，發(fā)展上的必備硬性標(biāo)準(zhǔn)，按照應(yīng)急保障規(guī)定落實執(zhí)行相關(guān)工作任務(wù)，持續(xù)加強一體化協(xié)同，從而有效提高清理排查的效率。同時，認(rèn)證體系也是確保消防無人機自身安全性和可靠性的基礎(chǔ)，要求相關(guān)部分定期開展測試，規(guī)避各類問題的出現(xiàn)，在需要時能夠直接投入應(yīng)用。

5.5 做好后勤保障

后勤保障工作的完善是無人機消防救援的基礎(chǔ)，首先，應(yīng)該招收專業(yè)的日常養(yǎng)護(hù)人員，為救援人員配備完善的后勤保障后，方可執(zhí)行大跨度、高難度作業(yè)；其次，應(yīng)加強各部門之間的聯(lián)系，以確保建筑發(fā)生險情時可以相互配合。在此基礎(chǔ)上，需要做好規(guī)劃布局，強化無人機維修保障體系等方面，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況對設(shè)備水平進(jìn)行評估，對制度進(jìn)行完善、改進(jìn)，所有涉及的檔案應(yīng)及時記錄和報備，保證應(yīng)用能夠符合標(biāo)準(zhǔn)要求，從而使救援工作質(zhì)量得到明顯的提升。

6 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機被廣泛應(yīng)用于建筑消防滅火救援工作中，提高了可靠性和可控性，在保護(hù)消防人員安全的同時，增強消防救援的實施效果。在消防工作環(huán)境日趨復(fù)雜的今天，無人機設(shè)備能夠很好地應(yīng)用在火災(zāi)撲救工作中，因此要結(jié)合消防工作實際進(jìn)行相關(guān)研究，充分發(fā)揮無人機系統(tǒng)與搭載組件的優(yōu)勢，以此輔助推進(jìn)消防事業(yè)的發(fā)展。