無人機在滅火救援中的實戰應用探析

王文君

（北京市豐臺區消防救援支隊，北京 100068）

無人機是滅火救援中比較新穎的消防裝備器材，涉及多旋翼無人機、無人直升機、固定翼無人機等多種類型，可以實現快速到達火場中心區域，憑借搭載的各種滅火設備以及傳感設備，能夠做到高效的展開滅火和救援處置工作。近幾年，我國無人機滅火救援技術得到了有效發展，技術水平有效性與成熟度呈現明顯的上升態勢，這也使得無人機在滅火救援實戰中的應用范圍和實際效果有了大幅提升，有效解決了滅火救援中遇到的各類問題，更為如何開展高效、安全、“無傷”滅火救援行動帶來了新的思路與方案。因此，如何在復雜的滅火救援行動中，完全發揮出無人機的實戰應用優勢，并且將這種優勢轉化為“勝勢”，便成了當前業內人士重點研究和探討的內容。

1 無人機在滅火救援中的實戰應用場景

1.1 城市高層建筑滅火救援

城市高層建筑發生火災事故往往會造成巨大的經濟損失，而且還具有滅火救援難度高、傳統消防裝備器材無法快速抵達的情況。而無人機的最大上升高度可以達到萬米以上，能夠輕松應對城市高層建筑的爬升高度。因此，消防救援人員可以利用無人機上升到建筑樓體內部和外部的高空中，達到快速抵達火災現場的目的，再利用高清攝像頭，第一時間獲取高層建筑內火災情況，為消防指揮中心的滅火救援決策制定提供翔實的數據信息支撐。

1.2 森林火災滅火救援

森林火災發展速度極快，而且“火頭”行進方向具有不確定性，極易造成嚴重的人員傷亡，因此，為了降低森林火災滅火救援實戰中的消防救援人員傷亡率，需要充分發揮出無人機在處置森林火災中的實戰應用優勢。無人機可以快速抵達森林火災現場的中心區域，無須考慮地形因素帶來的不利影響，配合無人機搭載的滅火劑與水炮，可以達到快速滅火的作用。

1.3 危險化學品事故滅火救援

?；坊馂氖鹿释鶗殡S嚴重的有毒有害物質泄漏，如果處理不得當，會給消防救援隊伍造成嚴重的人員傷亡事故。而對于危險化學品事故的滅火救援來說，如何第一時間確定火場內部實際情況，掌握起火物質的存放位置與數量，對于滅火救援行動方案的制定有著決定性作用。利用無人機可以讓消防救援人員，無須進入火場內部，即可完成滅火救援行動，而且利用無人機搭載的紅外成像裝置，不用再擔心消防救援人員在處置化工火災時的傷亡問題。而且現役比較先進的無人機，還搭載有高精度傳感器，可以做到實時監測化工火災現場空氣有毒有害物質濃度，這樣也可以為滅火救援行動帶來詳實的數據信息支撐。

1.4 地下室及隧道等密閉空間滅火救援

地下室及隧道發生火災事故，會大量消耗密閉空間內的氧氣，如果消防救援人員貿然進入現場內部進行火場偵查或者展開滅火救援與人員疏散轉移行動，極易造成不必要的人員傷亡問題。利用無人機可以快速進入地下室和隧道等密閉空間，即便空間比較狹小，無人機也可以順利進入火場內部。而且利用無人機搭載的氣體檢測裝置，可以幫助消防救援人員隨時掌握地下室及隧道內的氧氣含量。

1.5 大型商業綜合體滅火救援

大型商業綜合體的滅火救援行動難度較大，無人機可以有效應對大型商業綜合體復雜的內部空間結構，利用多功能傳感器，可以確定受困人員的具體位置，再配合喊話器，能夠幫助其快速找到應急疏散逃生通道，而且還可以為火場內部與外部其他滅火救援作戰單元下達消防通信指揮指令，進而提高消防救援隊伍之間的滅火救援實戰中的協同作戰能力。而且在無人機搭載的多功能傳感器作用下，可以幫助消防救援人員實時探查火場內部的環境溫度、煙霧濃度、火勢蔓延方向與速度，進而為消防救援指揮人員提供決策信息支撐。

2 無人機在滅火救援中的實戰應用策略分析

2.1 滅火救援火場偵查階段

通常情況下，火災現場的情況比較復雜，尤其是一些森林火災、化工園區火災、高層建筑火災，火場內部的信息無法第一時間回傳到消防指揮中心，這樣便難以確定精準、有效的滅火救援行動方案。由于火災現場內部情況不明，如果貿然派出消防救援人員深入火場內部，極易造成不必要的人員傷亡，因此，在滅火救援的火場偵查階段，消防救援隊伍應當加強對無人機的開發與利用。無人機滅火救援系統組成豐富，涉及無人機平臺、偵察系統、通信系統以及滅火系統。在滅火救援的火場偵查階段，可以利用無人機的高清攝像頭、紅外傳感器以及指揮通信系統，精準確定火源的具體位置、計算過火面積、確定起火物質、確定有無受困人員以及具體的位置和數量。而且利用無人機的指揮通信系統，能夠將偵查結果以圖像和數據的形式上傳至消防指揮中心作戰平臺，在此條件下，消防救援隊伍便可以準確判斷火災現場的實際情況，比如，火勢大小、火勢蔓延方向與速度、火場內部煙霧濃度、火場內部各個區域溫度等關鍵信息，從而為開展安全、高效滅火救援行動提供決策信息支撐。

但需要注意的是，由于火災現場內部和外部情況比較復雜，火場有可能出現爆炸情況，再加上高溫熱浪的侵襲，使得火場內部和外部的空氣條件比較差，無人機極易由于高溫熱量、爆炸氣浪而受到波及，比如，撞擊到周圍墻壁、墜毀等情況。因此，在滅火救援火場偵查階段，當消防救援人員操控無人機時，必須嚴密觀察火災現場內部和外部的情況，充分考慮氣流因素、風力因素、周圍障礙物因素，確保無人機的飛行平穩性與安全性。

2.2 信息收集火災定位階段

我國應用于消防領域的電子通信技術比較成熟，不僅在沿用早年間出現的GPS 通信技術，而且也將北斗導航系統“收入囊中”。從目前消防滅火救援行動中常用無人機的系統構成與零部件組成來看，無人機的定位系統主要分為GPS 系統以及北斗導航系統兩大類別，這兩種定位系統都可以幫助無人機完成精確的火源定位。從滅火救援處置行動的實際情況來看，火源定位精準度會直接影響到滅火救援整體效果，因此，通常情況下，會優先選擇使用北斗衛星導航系統的無人機，這類無人機的通信系統功能更強、定位精確度更高，除此之外，還需要滅火救援人員選擇使用搭載高性能導航系統、傳感系統、通信系統的無人機滅火救援裝備器材。

無人機雖然可以進入消防救援人員無法到達的火災區域，而且不需要過多考慮地形因素所帶來的不利條件，但需要注意的是，如果完全不考慮地形因素、飛行路線條件等相關因素，很容易導致無人機無法飛抵火災現場中心區域預計位置，還有可能造成無人機受損、墜毀等意外情況，給消防救援隊伍造成巨大的消防裝備器材損失。因此，消防救援人員在復雜環境條件下操控無人機時，應當充分考慮到地形因素、障礙物分布情況等多方因素，從而完成無人機抵近偵查與火源定位路線的智能規劃以及避障處理。在無人機收集火災現場數據信息時，需要利用無人機搭載的高清攝像頭、紅外熱像儀、指揮通信系統，將火場內部的圖像信息全部傳輸到云端，再由消防指揮中心人員進行統一的整理與分析。一方面，確定火場內部全部信息，為消防指揮人員提供滅火救援方案制定決策建議，以此提高滅火救援成功率與有效率；另一方面，利用無人機的數據收集與信息分析功能，可以實現對火場情況的實時收集與分析利用，尤其是可以確保消防指揮人員隨時掌握火場內危險區域的火情發展狀況，一旦發現存在爆炸或者燃燒加劇等情況，便可以立即向火場內部和外部消防救援人員下達增援、撤退指令，以此保證滅火救援的效率與安全性。

2.3 滅火救援處置行動階段

一直以來，很多人對無人機的了解均停留在小型無人機層面，實則不然，目前已經裝配到消防救援隊伍中的無人機種類和型號非常豐富，既有飛行距離在15km 以下的小型無人機，也有飛行距離在800km 以上的大型無人機。而且很多無人機對于起飛和降落場地環境條件沒有嚴格的限制與要求，不僅支持空中懸停、空中照明、空中喊話，還可以讓無人機攜帶大量滅火救援裝備器材以及滅火劑。因此，在使用無人機參與滅火救援處置時，應當根據火災現場可觀察的實際情況，結合已知的火場相關數據信息，從無人機的飛行距離、飛行高度、設備質量、最大載荷等多個角度，靈活選擇型號最合適的無人機。

無人機的滅火系統功能強大，搭載有滅火劑、水炮等設備器材，可以實現對明火的高效打擊，而且還不會對周圍的原有環境造成嚴重破壞。在消防應急行動的滅火救援階段，消防救援人員要使用無人機搭載消防設備器材以及各類滅火劑，比如，消防用水、干粉滅火劑等。當無人機飛抵預定位置后，便可以使用合適的滅火劑進行火災撲救，比如，利用消防水炮精準打擊火源，也可以直接投放干粉滅火劑。從滅火救援行動處置的實際情況來看，如果幫助火場內受困人員快速疏散轉移至安全區域，很大程度上會影響滅火救援行動整體質量與成敗。利用無人機可以進入消防救援人員無法抵近的火場內部，再利用高清攝像頭和喊話系統，可以幫助受困人員快速轉移，讓現場人員隨時隨地接受消防指揮人員下達的各類指令，為滅火救援行動開辟了一條新的消防指揮通信通道。為火災現場人員指明具體、準確的疏散轉移路徑，從而避免火場內受困人員出現迷路、“慌不擇路”等情況。

此外，如果在處置森林火災、化工事故時，無人機同樣可以在滅火救援環節發揮出高效作用。森林火災和化工事故的危害性、破壞性極強，火場極易出現二次傷害，而且有毒有害物質種類與數量眾多，消防救援人員很容易吸入有毒有害物質而出現窒息、中毒等情況，甚至有可能造成消防救援人員的意外傷亡。那么，利用無人機便可以向火場中心區域受困人員、消防救援人員投放必要的消防救援裝備，比如，防毒面罩、呼吸裝置、急救包等，這樣便顯著提高了滅火救援質量與效率。

2.4 滅火救援評估調整階段

在“智慧消防”體系建設中，無人機在滅火救援實戰用的應用，不僅體現在火災前期的火場偵查、火災中期的明火撲救及人員疏散等環節，更在火災后的滅火救援評估階段“大有作為”。只有做好滅火救援后的評估分析工作，才能讓滅火救援實戰工作形成完整的“閉環”。無人機能夠收集大量火災現場的數據信息資料，在滅火救援實戰后，將這些數據信息進行完整整理以及有效分析利用，可以幫助消防救援隊伍總結經驗、分析不足、吸取教訓，從而為后續的滅火救援實戰行動，提供救援參考以及優化改進經驗。在對無人機滅火救援實戰中的具體表現進行評估分析時，應當著重對無人機的滅火劑使用量、滅火時間、滅火效果、火勢控制情況、消防救援裝備器材投放情況、無人機搭載裝備器材的效果發揮情況等方面進行評估和分析。消防救援隊伍可以根據無人機滅火救援實戰應用的評估結果，針對性調整無人機滅火救援實戰的應用流程，從而全面提高無人機滅火救援技術水平，為提高滅火救援效率創造良好條件。

3 結語

無人機經過多年的創新研究與更新換代，已經成為消防領域不可或缺的重要消防設備器材，在滅火救援實戰應用中有著舉足輕重的作用。為了能夠真正發揮出無人機在滅火救援實戰行動中的優勢作用，需要消防救援人員能夠真正“研究透、應用好”無人機，在滅火救援實戰的前期火場偵查、中期明火撲救及人員疏散轉移、滅火劑和消防裝備器材高空投放，以及滅火救援后期的評估調整階段，充分發揮出無人機的實戰應用優勢。這樣才能大幅度提高滅火救援成功率、有效性以及安全性，在保證消防救援人員生命安全的同時，切實增強消防救援隊伍的滅火救援實戰能力。