無人滅火救援作戰系統及發展趨勢

陜西銀河消防科技裝備股份有限公司 李宗浩 孔昭斌 林占勇｜文、圖

消防隊員是和平時期最危險的職業之一，無人滅火救援作戰系統的出現極大地保障了消防員涉險滅火救援中的人身安全，使其在滅火工作中擔當輔助工作，如消防器材的操作，滅火劑、油料的添加，后臺指揮等。本文對滅火救援工作的危險性、無人消防滅火救援作戰系統的組成作簡要綜述，對無人滅火救援作戰系統未來進行展望。

滅火救援工作的高危高風險性

近年來，消防安全事故屢屢發生，給人民群眾生命財產安全帶來嚴重威脅的同時，也給消防隊員的生命安全造成威脅。消防滅火救援的危險性導致該項工作傷亡概率較高，工作危險性較大，招募消防員較難：一是消防滅火救援過程中，有害有毒氣體、爆炸等危險很容易對消防員的生命健康造成威脅；二是環境惡劣、地形復雜的區域消防滅火工作開展的難度較大，參戰官兵容易盲目慌張，不能保持清醒的頭腦冷靜思考問題，從容面對災害開展工作；三是在火場上，一旦上下級之間溝通、信息傳遞不到位，容易造成消防隊員對現場情況掌握不全，任務命令傳達不到位，執行情況不清楚等現象出現。因此，在該種情況下，亟需無人消防滅火救援作戰系統參與到滅火工作中去，解決上述問題。

消防坦克

系統組成

無人滅火救援作戰系統由各119指揮中心智能消防云管理平臺、POC通信公網集群、“互聯網+消防無人機”“互聯網+消防機器人”“互聯網+消防車”、消防警用地理信息系統6部分組成。

119指揮中心智能消防云管理平臺

119指揮中心智能消防云管理平臺是基于電子地圖、樓宇模擬三維地圖通過北斗定位、3G、4G、5G 網絡等技術手段，與 POC 終端實現無線對接，通過調用單位?；凡樵兿到y等資源，集成了各消防大（中）隊的“互聯網+消防無人機”“互聯網+消防機器人”、器材裝備、戰勤儲備、社會資源、預案演練、秩序管理等數據信息，并定時更新，實現了滅火、救援、疏散管理的即時、動態、透明。同時，該平臺還建成微型站版、衛星站版、現役站版、企業站版和 Pad 版智能消防云管理平臺移動端，實現了消防智慧管控一體化，實現數據共享，并提出了基于消防大數據的火場信息動態預判機制；即通過云平臺的數據采集、共享管理、數據分析與應用等功能，實現火場狀態科學預判、設備信息動態感知、滅火救援精準指揮、消防力量清晰調度、災害處置合理高效。

“互聯網+超大流量重型泡沫消防車

POC通信公網集群

POC通信公網集群能夠提供通信網絡覆蓋范圍內的半雙工對講業務，實現數字化、可視化、高精準人員調度、遠程視頻直播等功能，為消防行業提供“平臺+終端完整的通訊系統”解決方案，確保了滅火救援過程的應急通訊能力，不僅提升了滅火救援效率，更為確保消防戰士生命安全提供了有利保障。另外，該部分通過集群網關設備可以將不同制式、不同頻點/信道、不同品牌的系統統一接入到 IP 網絡中，通過 IP 網絡與 POC 對講平臺連通，實現不同類型集群系統之間的互聯互通。該部分的數字加密技術，在保證系統高效穩定靈活易擴展的基礎上，使用認證、鑒權、加密等一系列密碼技術實現語音通話、即時消息端到端的加密，在最大程度上消除了竊聽、破壞完整性、非授權訪問服務等潛在安全威脅。同時，該部分還支持跳頻等抗干擾技術，具備能夠在高速運動場景、復雜電磁干擾場景，以及復雜地形條件下的通信能力，從而確保提供可靠的通信業務及指揮調度功能。

“互聯網+消防無人機”

機動靈活小型無人機一般只有100 kg以下的重量，依托飛行控件就可以對其進行操控。由于不受交通路線限制，在續航滿足的情況下，可以及時補充滅火彈藥、傳遞救援物資，為指揮提供可靠資料。消防無人機還可在高空對目標進行全局性拍攝，通過寬帶、數據鏈技術可以實現超視距控制，依據現場需求，從不同角度、不同的距離在不同的光線條件下進行作業，更加準確地傳遞火災信息。同時，其成本低廉，沒有人員登機、登車等過程，直接操作，減少時間成本。操作人員遙控或編程執行任務，可確保消防官兵的自身安全，提高安全系數，降低了二次事故的發生頻率。

“互聯網+消防機器人”

通過POC通信公網集群，并運用互聯網技術控制消防機器人，不但可以噴射滅火劑、排煙、輸送、救援、破拆、偵查巡邏等，還可以通過POC傳輸視頻和傳感器信息。消防機器人不再是簡單代替人工消防作業勞動，而是一種能夠結合分析判斷、快速響應變化等人的優勢，以及高精度、高穩定性、長時間運行、環境耐受能力強等機器優勢的自動化設備，且在危險工況、地下、隧道等極端環境作業，及大型火災、高溫環境，偵查巡邏等單調重復性勞動、器材搬運等重體力勞動等環境下最有發展潛力。

“互聯網+消防機器人”主要包括防爆消防滅火偵察機器人、消防偵察機器人、消防排煙滅火機器人、消防排煙機器人、消防高倍數泡沫滅火機器人、消防破拆機器人、地鐵隧道消防機器人等。

“互聯網+消防車”

“互聯網+消防車”主要是接受指揮中心智能消防云管理平臺調動，對消防無人機和消防機器人進行滅火戰斗資源補給和滅火物資運輸、指揮權遷移等工作?！盎ヂ摼W+消防車”系統分別由車載控制、網絡通訊、云服務系統3 層組成。

第一層為車載控制器。車載控制系統由消防車的智能控制器、傳感器、執行器等組成，負責感知消防設備狀態信息、獲取消防車輛信息，控制消防車內設備的自動運行，幫助使用者高效、準確地使用設備。

第二層為網絡通訊。車載網絡主要以移動通信終端設備為主，終端設備也可以具備路由功能，實現車輛通訊網絡擴展，將車載控制器采集的車輛數據信息通過移動網絡與云服務系統進行數據信息交換，為生產廠家、客戶遠端感知車輛提供條件。

第三層為云服務系統。云架構車輛服務信息平臺主要由云服務器、系統運行管理軟件、服務器數據庫、WEB發布軟件等組成。云服務系統可以使廠家、客戶、設備供應商通過互聯網對車輛實時運行信息、信息維護、報警信息等進行監控，從而提高對車輛培訓、使用、管理、維護等方面工作的效率和效益。云服務系統的運行還可以通過對消防車輛、客戶使用等大數據的積累、分析、計算，為使用者和生產企業提供指揮、維護、操作、管理、產品研發的解決方案數據。

消防警用地理信息系統

消防警用地理信息系統（Police Geographic Information System簡稱PGIS），是公安消防信息化的高端應用。一是可對現場進行跟蹤、可定位119報警電話；二是可以和當地天氣、水文結合，快速、時時報告、存取、顯示；三是可以實現動畫，模擬滅火進攻方案；四是可以將地圖要素分層顯示，利用虛擬現實技術將地圖立體化、動態化，令消防指揮有身臨其境之感；五是可以在地圖上直觀展示消防安全重點單位位置，以及納入管理的建筑的地理分布情況；六是可以分類查詢、統計建筑類別、單位性質等信息，為一定區域內開展單位消防安全管理提供信息支撐；七是可以定位消火栓的位置等，指導消防車快速補水；八是利用數據傳輸技術可以將電子地圖傳輸到上級指揮中心或其他地方；九是可以實現消防指揮的長度、角度、面積等的自動化測量。

未來趨勢

近年來，火災事故頻發，消防人員的傷亡數字急劇上升，在此背景下，消防機器人的出現無疑給消防行業帶來了希望，作為融合了眾多先進技術的特種機器人，既能幫助消防員探明災情、預測火勢、熟悉環境，又能代替消防員進入火災現場援救受困人員，還能夠發揮滅火功效，高效完成搶險救災的滅火工作。

當前，美國、日本等發達國家已著手第三代智能機器人的研發工作。而我國部分省市最常配備的相關產品包括大疆4軸無人機、雪炮機器人、偵查滅火機器人等。未來，無人滅火救援作戰系統的發展還將趨向智能化和專業化。

在消防工業智能化的今天，無人滅火救援作戰系統智能化作戰實體將成為主導消防滅火救援作戰力量，智能化滅火救援將成為主體作戰形式。在滅火救援任務上，人－機混合編組以機為主，往往是智能化滅火機器人和消防無人機集群沖在作戰第一線，人類在后面主要擔負供給、控制和監管的任務。