無人機技術在滅火救援中的應用

摘要：主要探討無人機在滅火救援中的應用方法和技術。在火場偵察方面，無人機可以通過搭載多種傳感器和設備實現(xiàn)對火源的快速定位及火勢的實時監(jiān)測，為指揮部門制定更加精準和科學的滅火策略提供了重要支持。同時，無人機還可以通過高空滅火、噴射滅火劑和遙控水炮操作等方式，實現(xiàn)對高空和難以到達區(qū)域的火源進行有效滅火。此外，無人機還可以在火場救援過程中為現(xiàn)場救援人員提供通信保障、信息支持等服務，提高救援效率和安全性。關鍵詞：無人機技術；火災救援；滅火；信息傳輸；火場偵察中圖分類號：D631.6

文獻標識碼：A

文章編號：2096-1227（2024）03-0045-03火災是一種具有破壞性的災害，由于其瞬間性和突發(fā)性特點，給人們的生命財產(chǎn)安全帶來了嚴重的威脅。傳統(tǒng)的滅火救援手段存在著局限性，如救援速度慢、人員安全風險高、對火災的情況難以全面掌握等問題。隨著科技的不斷發(fā)展，無人機技術的應用已經(jīng)開始改變傳統(tǒng)的滅火救援方式。1火災救援現(xiàn)狀與問題1.1

火災救援現(xiàn)狀目前，滅火救援工作主要依靠消防救援隊伍進行組織和實施。消防救援隊伍通常配備有多種滅火器材和設備，如水泵、泡沫滅火劑、干粉滅火器等。專業(yè)的消防員接受嚴格的培訓，具備豐富的滅火救援經(jīng)驗。在火災發(fā)生時，消防救援隊伍通常會迅速出動，攜帶相應的滅火設備到達火場，對火源進行撲滅。在火災現(xiàn)場，消防員需要進行火場偵察，了解火勢、火源位置等信息，以便采取更有效的滅火策略。同時，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[1]。1.2

火災救援存在的問題盡管現(xiàn)有的火災救援體系在很大程度上保障了人們的生命財產(chǎn)安全，但仍存在一些問題和挑戰(zhàn)?；馂陌l(fā)生時，救援時間常常是生死攸關的因素。由于道路交通狀況、災害發(fā)生地點的偏遠程度等，消防救援隊伍的救援速度受到一定程度的限制，這可能導致火勢迅速蔓延，給人員救援和財產(chǎn)損失控制帶來較大困難?；饒霏h(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。在復雜的火場環(huán)境中，消防員的視線受限，行動不便，可能無法迅速找到火源位置，從而影響救援效果?；饒鲂畔⑷缁鹪次恢?、火勢、被困人員等，對于消防救援隊伍的救援決策具有重要意義。然而，在實際救援過程中，這些信息的獲取往往受到諸多因素的制約，例如火場環(huán)境的復雜性、現(xiàn)場信息傳輸手段的有限等。在火災救援過程中，消防員面臨很大的生命安全風險。高溫、有毒氣體、火場建筑結構的不穩(wěn)定等因素都可能對消防員造成傷害。為應對火災救援任務，消防救援隊伍需要投入大量的人力、物力和財力。例如，購置和維護滅火器材、消防車輛，以及培訓和管理隊伍等。這些投入使得火災救援工作的成本較高?；馂木仍婕岸鄠€部門，如消防、醫(yī)療、公安等。在火災發(fā)生時，這些部門需要進行緊密協(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，導致跨部門協(xié)同存在一定困難[2]。無人機技術在滅火救援中的運用，可以給解決上述困難帶來一定的幫助。2無人機技術在火場偵察中的應用2.1

火場信息獲取無人機可攜帶高清攝像頭、紅外熱像儀等設備，通過實時傳輸圖像和數(shù)據(jù)，為消防員提供第一手的火場信息，包括火源位置、火勢發(fā)展、建筑結構變化、潛在安全隱患等，有助于現(xiàn)場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)場偵察手段，無人機具有更高的信息獲取速度和更廣泛的覆蓋范圍，可以有效提高火場偵察的效率。無人機還可以搭載氣體探測器等設備，對火場環(huán)境中的有毒氣體、煙霧等進行監(jiān)測。通過實時傳回的數(shù)據(jù)，消防員可以及時了解火場環(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，這些信息也可以為火源的判斷和火場安全隱患的識別提供有力支持，提高火場偵察的準確性。在火場偵察過程中，消防員之間的通信至關重要。傳統(tǒng)的通信手段，如對講機、電話等，在火場環(huán)境中可能受到嚴重干擾，導致通信不暢。無人機技術可以通過搭載通信中繼器等設備，為火場救援人員提供通信保障。無人機在高空可以覆蓋更廣泛的地域，提高通信信號的穩(wěn)定性和傳輸速率，確?；饒鲋笓]與現(xiàn)場救援人員之間的信息傳遞暢通[3]。2.2

火場熱力分析無人機搭載的紅外熱像儀可以對火場進行熱力分析，實時獲取火源的溫度、火勢變化、火場建筑物的熱損情況等信息。這些信息有助于判斷火災的起火原因、火勢發(fā)展趨勢和火場內(nèi)部的安全狀況，為現(xiàn)場指揮部決策提供有力支撐?；饒鼋ㄖY構的穩(wěn)定性對于滅火救援工作至關重要。無人機可以攜帶激光雷達、攝像頭等設備，對火場建筑物進行三維建模和結構評估。這些信息有助于了解火場建筑物受損程度、潛在崩塌風險等，為現(xiàn)場救援人員提供參考，確保他們的安全。此外，對于難以接近的火場區(qū)域，無人機可以遠程評估建筑結構，提供更為詳盡的信息。在火場救援過程中，迅速找到被困人員是至關重要的任務。無人機可以通過紅外熱像儀和高清攝像頭等設備，在火場進行人員搜尋。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，無人機在火場人員搜尋方面具有速度快、范圍廣、準確性高等優(yōu)勢。2.3

火場動態(tài)監(jiān)控無人機可以實時監(jiān)控火場動態(tài)，為現(xiàn)場指揮部提供最新的火場信息。例如，通過監(jiān)測火勢變化、火源擴散方向等信息，現(xiàn)場指揮部可以隨時調(diào)整滅火策略，提高滅火效果。同時，火場動態(tài)監(jiān)控也有助于及時發(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?；饒鼍仍ぷ魍瓿珊?，無人機技術還可以在火場后續(xù)處理工作中發(fā)揮作用。例如，無人機可以搭載高清攝像頭，對火場進行航拍，獲取火災損失情況和火源分布圖。這些信息可以為火災原因調(diào)查、火場清理和恢復工作提供依據(jù)。同時，無人機還可以協(xié)助進行火場環(huán)境的再次評估，確?；饒霭踩珶o隱患。3無人機技術在信息傳輸中的應用3.1

實時圖像傳輸無人機具備實時圖像傳輸功能，可將搭載設備采集到的高清視頻和圖片實時傳輸至指揮部門?，F(xiàn)場指揮部通過實時查看火場情況，可以對火勢發(fā)展趨勢、火源位置、被困人員情況等進行準確判斷。與傳統(tǒng)的信息傳輸手段相比，無人機實時圖像傳輸具有速度快、覆蓋范圍廣、干擾少等優(yōu)點，可顯著提高火場偵察效率。無人機不僅可以實時傳輸圖像，還可以將收集到的氣體濃度、溫度、濕度等數(shù)據(jù)實時傳輸至指揮部門。通過對這些數(shù)據(jù)進行分析，現(xiàn)場指揮部可以了解火場環(huán)境變化，制定更為科學的滅火策略。此外，通過無人機收集的數(shù)據(jù)，還可以實現(xiàn)火場環(huán)境的實時監(jiān)控，以便及時發(fā)現(xiàn)火場環(huán)境變化，為現(xiàn)場救援人員提供安全保障。3.2

信息整合與共享無人機采集的火場信息可以與其他信息系統(tǒng)進行整合，實現(xiàn)信息的共享與傳播。例如，無人機收集到的火場信息可以與消防救援隊伍的現(xiàn)有信息系統(tǒng)對接，為現(xiàn)場指揮部提供更為全面的火場信息。此外，通過與其他部門如醫(yī)療、公安等信息系統(tǒng)進行整合，可以實現(xiàn)跨部門的信息共享與協(xié)同，提高火場救援的整體效率。結合無人機技術和人工智能技術，可以實現(xiàn)對火場信息的智能分析與預警。通過對無人機收集到的火場數(shù)據(jù)進行智能分析，可以實時預測火勢發(fā)展趨勢、火源擴散方向等關鍵信息。同時，智能分析技術還可以為現(xiàn)場指揮部提供預警信息，如火場安全隱患、潛在崩塌風險等，有助于降低火場救援過程中的風險，保障現(xiàn)場人員安全。在火場救援過程中，無線網(wǎng)絡的覆蓋至關重要。無人機可以在火場上空搭建臨時無線網(wǎng)絡，提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡連接。這一功能可以為現(xiàn)場救援人員提供實時網(wǎng)絡信息支持，協(xié)助他們進行數(shù)據(jù)查詢、信息共享等操作。同時，無線網(wǎng)絡覆蓋還有助于提高火場救援過程中的信息傳輸效率，確保信息在各個環(huán)節(jié)的及時傳遞。3.3

多機協(xié)同作戰(zhàn)通過多臺無人機的協(xié)同作戰(zhàn)，可以進一步提高信息傳輸效率。多臺無人機可以在火場不同區(qū)域進行信息采集，實現(xiàn)對火場的全方位覆蓋。通過無人機間的信息交換與傳輸，可以將火場信息更快速地傳遞至指揮部門，提高火場偵察效果。此外，多機協(xié)同作戰(zhàn)還可以實現(xiàn)對火場的多角度觀察，為現(xiàn)場指揮部提供更為全面的火場信息。無人機技術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、防護措施等技術手段，可以保障無人機傳輸?shù)男畔⒉皇芪唇?jīng)授權的訪問和篡改。信息安全保障對于維護火場救援工作的正常進行具有重要意義，可以防止火場信息泄露，確保火場救援過程的順利進行。4無人機技術在滅火救援中的應用4.1

火源定位與火勢判斷無人機可以快速到達火場，搭載高清攝像頭、紅外熱像儀等設備對火源進行定位，為滅火救援提供準確的火源信息。通過對火源的位置、火勢強度、擴散方向等信息的判斷，指揮部門可以制定針對性的滅火策略。相較于傳統(tǒng)的火源偵察方法，無人機具有速度快、準確度高、范圍廣等優(yōu)勢，能夠顯著提高火源定位和火勢判斷的效率。無人機可以攜帶滅火藥劑，實現(xiàn)精確投放。通過對火源位置和火勢信息的實時獲取，無人機可以將滅火藥劑精確投放到火源處，提高滅火效果。同時，無人機投放滅火藥劑具有高度靈活性，可以根據(jù)火場情況調(diào)整投放方案，提高滅火效率。相較于傳統(tǒng)的滅火方式，無人機投放滅火藥劑具有安全性高、投放準確、靈活性強等優(yōu)點。4.2

高空滅火在建筑、森林等復雜火場環(huán)境中，無人機可以實現(xiàn)高空滅火。無人機可以搭載滅火裝置，對高空火源進行滅火。相較于傳統(tǒng)的高空滅火方式，無人機具有飛行高度高、操作靈活、安全性強等優(yōu)點。無人機在高空滅火過程中可以避免救援人員直接接觸火場，降低救援過程中的風險。無人機可以在火場救援過程中協(xié)助人員救援。此外，無人機還可以在火場中為救援人員提供通信保障、信息支持等服務，確?；饒鼍仍^程的順利進行。無人機可以搭載氣體傳感器、溫濕度傳感器等設備，在火場進行環(huán)境監(jiān)測。通過對火場氣體濃度、溫度、濕度等信息的實時獲取，無人機可以為現(xiàn)場救援人員提供火場環(huán)境變化信息，幫助他們了解火場狀況，以便采取相應措施確保自身安全。同時，火場環(huán)境監(jiān)測信息還可以為現(xiàn)場指揮部提供科學依據(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可以搭載遙控水炮裝置，實現(xiàn)對火源的遠程滅火。通過無人機對水炮的操控，可以將水炮精確對準火源，實現(xiàn)火源的快速撲滅。與傳統(tǒng)的水炮操作相比，無人機遙控水炮具有安全性高、操作靈活、準確度高等優(yōu)點。在火場救援過程中，煙霧的擴散會對現(xiàn)場救援人員的行動造成很大影響。無人機可以搭載煙霧引導裝置，實現(xiàn)對煙霧的引導與擴散。通過無人機的操作，可以將煙霧引導至火場外部，降低火場內(nèi)部煙霧濃度，提高現(xiàn)場救援人員的作業(yè)效率和安全性。無人機可以根據(jù)火場信息實時規(guī)劃滅火救援路徑。通過對火源位置、火勢強度、火場環(huán)境等信息的實時獲取，無人機可以為現(xiàn)場救援人員提供最佳救援路徑，提高救援效率。此外，無人機還可以實時更新救援路徑，確保救援過程的安全性和效率。無人機在火場救援過程中還可以提供后勤保障。通過搭載運輸設備，無人機可以實現(xiàn)物資的快速運輸，為現(xiàn)場救援人員提供補給。同時，無人機還可以為現(xiàn)場救援人員提供通信保障、信息支持等服務，確?；饒鼍仍^程的順利進行?；饒鼍仍Y束后，無人機可以協(xié)助進行火場事后評估。通過搭載高清攝像頭、紅外熱像儀等設備，無人機可