无人机在消防灭火救援中的优势和场景应用介绍

引 言

近几年来，受到多方面因素的影响，火灾救援任务日益复杂，消防部队承担任务的同时，需要面临的风险也逐渐增加。 不仅如此，传统消防救援设施的局限性也日益突出，必须要得到广泛关注。 将无人机技术应用到消防救援工作中，对提高救援效率、救援安全性等方面而言具有十分重要的现实意义，值得研究。

1、无人机在消防灭火救援中的应用优势

无人机运行成本低、结构简单、所需要的机械零部件相对较少，无论是拆卸、更换还是维修都十分方便。 而且无人机的操作技术较为简单，训练周期较短，都可以快速熟悉掌握，不 同于大型飞行设备，不需要专用的跑道，起降要求较低。 最为主要的是，无人机具备垂直起降和悬停等功能， 对环境的接受程度高， 无论是恶劣天气还是危险区域， 均可以实时准确地获得有价值的信息。 无人机具备双重控制模式， 准备时间短，应用在一些紧急险情时，能在第一时间发挥自身作用，在 侦查方面具有着无可替代的优势价值。 无人机本身具备的网络平台，能实现定位、摄影、测绘、通信等功能，通过这些功能模块，可全面的反馈火灾灾情，从而在最短时间内实现灭火救援工作。

2、无人机在消防灭火救援中的应用要点

由上可知，其他设备并不具备无人机的功能优势，尤其是在消防灭火救援中，其优势特点非常突出。 但想要无人机在消防灭火救援中充分发挥出自身价值作用， 需要遵循相应的应用要点。

①可靠性。 在消防灭火救援工作中，必须要保证无人机的可靠性， 无人机操纵人员要保证机器在工作中始终处于安全稳定状态，从而为救援工作提供高质量的空中辅助。 这就需要操纵人员熟悉不同的无人机型号、性能，结合实际情况，选择 最合适的机型， 让其投入到救援工作中， 以提高救援工作效率。 ②操控性。 无人机的控制流程并不是特别复杂，但需要操纵人员熟悉掌握具体的控制规程，否则会出现很多问题。 操纵人员的专业性可以让无人机的功能得到更大程度的发挥。 同时，技术人员也要对无人机的一些特定功能进行调节和优化， 根据操纵人员反馈回来的信息，不断提高无人机的实用性。 ③ 稳定性。 在消防灭火救援中，除了要保证无人机的可靠性和操控性，还要保证其在空中的稳定性，避免机械设备受到高热或者大风等因素的影响。 只有保证无人机的安全，才能够充分发挥出其实际价值。④兼容性。将无人机和其他救援设备结合在一起，可以充分发挥出真正的作用，这就需要热无人机具备良好的兼容性，能实现有效的融合，提高自身的技术优势，以此 在火灾现场及时进行火灾扑救。

3、无人机在消防灭火救援中的具体应用

3.1 火场侦查

从图 1 无人机火情侦测系统方案图中可以看出， 通过给无人机搭建多种不同的模块，可以高效采集现场气体、温度、方向、图像等信息，全面显示灾情，快速提供相应的信息，辅助灭火和应急救援工作开展。 无人机信息采集主要作用有两点， 分别为火场侦查和森林防火检测， 通过高清摄像、 红外热像仪、气体分析仪，完成火灾现场的信息采集。 在实际发展过程中，利用高清摄像仪可以实现远程可视化指挥，红外热像仪可以实现温度测量， 气体分析仪则用来分析火灾中有毒有害气体，综合多方面信息，利用无人机中的 3D 建模系统，实现消安防重点的三维精确建模，为指挥工作提供及时可靠的信息，最大限度发挥消防无人机的信息收集作用。 除此之外，无人机在森林防火检测上具有着一定的作用，利用无人机巡防，监测森林的实际情况弥补技术缺失。

图 1 无人机火情侦测系统方案

3.2 辅助救援

辅助救援中主要利用的无人机承载能力， 通过无人机携带应急救援设备。 如，携带救援物资并完成抛投、携带扬声器、探照灯、通信中继器等辅助消防灭火救援设备。

①物资抛投。无人机可以携带一定重量的应急救援装置，包括呼吸面罩、救生索、救生衣、救生圈、食品、药品等救援物资，提高被困人员的生存能力，让其可以支撑到救援人员到来。 尤其是在山区消防灭火救援中，现有的抛投设备存在极大的局限性，不仅抛投精度无法保证，实际效率也相对较低。 但是利用无人机可以将一些关键设备精确运送到指定位置， 也能配合一线消防人员搭建救援通道，缩短救援时间。

②紧急广播。 利用无人机的扬声器可以实现紧急广播，实现远距离定向广播功能，及时完成疏散，减少恐慌，比消防人员先一步达到灾难现场，尽快组织被困人员有秩序的进行疏散，避免踩踏事故发生。 现阶段，无人机应急广播功能可以实现 600 m 以内实现声音传递， 如果配合稳定云台可以实现 0°~180°的广播方向。

③强光照明。利用消防无人机上的探照灯，不仅能为消防人员提供现场照明，也能够提高照明的清晰度， 在一些光照条件有限的环境中或者夜间消防救援工作中应用， 是确保救援工作稳定开展的关键。

④应急通信。 当通信受到火灾阻碍时，无人机本身配备的通信中继模块可以作为中级平台，保证通信线路的正常应用， 避免极端环境造成的干扰。

3.3 辅助灭火

无人机除了具备上述两个方面的功能之外， 随着未来科学技术的发展，其灭火功能也会得到进一步发展，这也是该设备未来主要的应用价值之一。 从目前来看，灭火弹、灭火剂、声波灭火器等装备都可以和无人机实现完美的兼容。 尤其是在复杂情况下开展的灭火救援工作， 无人机的辅助灭火功能会得到进一步发展。 比如，利用无人机携带水、泡沫、干粉、二氧化碳等灭火剂，进入到高空、狭窄或者其他危险的区域内完成初期阶段的灭火任务，在阻碍火势蔓延发展的同时，能在一定程度上降低消防人员需要承担的风险。 从目前实际情况来看， 专用的灭火无人机已经在一些地区投入使用，此类型无人机以此可以携带几十公斤的灭火弹，在飞行到指定位置后，通过远程遥控的方式，将灭火弹发动到目标区域。 以某高层建筑消防救援工作为例，利用灭火无人机携带的机载灭火器，在穿透钢化玻璃幕墙进入室内机后，立即喷洒灭火剂，达到灭火作用，避 免火势蔓延，让消防人员可以快速完成救援工作。 由此可知，高层建筑发生火灾时，传统的处理设备无法快速有效地辅助人员展开救援工作，但是无人机能够在短时间内完成扑救。 除了灭火弹之外，灭火剂也可以通过无人机携带的方式，以此可以携带的近 10 kg 的干粉灭火剂， 配合玻璃破拆枪在短时间内将灭火剂送入到室内，快速扑灭火焰。 无人机本身所具备的悬停功能，可以辅助其快速完成这一工作。 除此之外，在利用无人机展开灭火救援过程中，还可以利用声波技术进行灭火，将低频声波控制在 30~60 Hz 之间，可以将可燃物质和空气进行隔离，消除一些小型火灾，尤其是在空旷地区，利用这一技术，能够为消 防员开辟小型灭火通道。 比如，将声波设备安装在无人机底部， 再控制适当压力波，有效隔离火焰和空气，实现灭火。

3.4 实际案例

如今，单机作战体系已经较为成熟，更多的是利用无人机机群开展的灭火救援工作，通过自主协同决策机制，快速高效

地完成灭火救援任务。 以某次无人机参与的森林消防火灾救援工作为例，在接到消防救援命令后，该消防站携带了 3 架无人机按照指定路径和规划放飞后，立即寻获现场的图景信息， 对火势中心进行了精确定位。 将所得到的信息传递给地面站， 地面站的有关工作人员立即展开相应的救援工作， 携带消防弹的无人机可以根据火势进行区域投弹， 同时侦查无人机继续和地面站进行组网通信，直到火灾救援工作完成。 火灾救援工作全部完成后，还要对火场周围进行全面的检测和评估，避免火灾二次发生。 总的来看，无人机集群可以及时掌握灾害现场情况，自主性和智能性都相对较高，在灭火过程中拥有着深远的意义，但目前的应用效果，还可以得到进一步提高。 消防单位和研发机构应该投入更多的精力和资金， 让无人机的综合效益得到最大限度的发挥。

4、总 结

综上所述，消防灭火救援过程中，无人机的迅速准确技术应用，可以切实提高救援效果，降低其他干扰因素的影响。 在实际消防灭火救援中， 无人机还可以辅助现场指挥科学制定救援计划，同时根据实际需求，提供相应帮助。 但目前无人机救援操作技术还需要得到进一步发展完善， 以此发挥出更大的综合效益。

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