無人機在消防應急通信保障中的應用探究

劉飛宏

（哈密市消防救援支隊，新疆 哈密 839000）

在緊急情況下的通信保障方面，尤其是在消防應急救援中，無人機的應用正日益引起人們的關注?；馂牡韧话l事件往往伴隨著通信中斷、信息傳輸困難等問題，嚴重影響救援效率和搶險工作的進行。因此，如何利用無人機技術來彌補傳統通信手段的不足，提高消防應急通信保障的能力，成為當前亟待解決的問題。

1 消防應急通信保障需求

1.1 實時性

消防應急通信任務繁重，時間緊迫，既要保證火災現場人員的生命和財產安全，又要保證通信的實時性，這樣才能在最短的時間內將足夠的信息傳遞給指揮部。為滿足火災應急通訊的實時需求，需要將各類災難現場的各類數據信息及時傳送給決策與指揮部門，使其能夠及時地將火災發展狀況、人員等信息反饋給相關部門，從而保證后續救援計劃的合理性。因此，必須在救災現場構筑完備的信息通訊網絡，構筑由點及面逐級延伸的立體應急通訊系統。實時傳輸的技術手段和機制需要得到充分的重視和發展，以提高救援工作的效率和優化應急響應能力。

1.2 可靠性

在火災緊急情況下，現場信息的可靠程度是制訂滅火方案、提高滅火工作效率的關鍵。但是，火災、地震等自然災害往往具有難以預測的特點，使得搜救人員在搜救過程中往往處于動態的狀態，這就要求搜救人員能夠獲得精確、可靠的現場信息，并根據實際情況做出相應的調整，從而提高搜救的成功率和效率。所以，在傳遞信息的同時，也要確保信息的可靠度，才能更好地適應火災事故的實際需要。

2 無人機在消防應急通信保障中的應用優勢

2.1 機動靈活

一般的微型無人機重量在100kg 以下，輕便靈活，僅需1 ～2 個人就能達到技術要求。在滅火救援中，可以通過飛控系統或者救援車的方式，將無人機投放到救災現場，迅速地投入救災工作中。操縱者可通過操縱無人機的航線與速度，對搜救現場進行調查。小型無人機能夠在復雜多變的環境中自由飛行和懸停。其快速轉向、迅速改變飛行方向和隨意懸停的能力，使得無人機可以靈活應對消防救援任務的需求。同時，小型無人機的較小機身尺寸和強大的機動性能，使其能夠穿越復雜地形和障礙物，進入狹小或危險區域進行偵察和救援工作。

2.2 視野較為全面

無人機的設計巧妙地結合了寬帶技術和數據鏈技術等，使其能夠在實際操作中拓寬拍攝視野，實現對救援現場情況的多角度、不同光線下的拍攝。通過無人機的現場勘測功能，可以實現遙感數據的多點采集目標。此外，無人機還能自動校正，通過多架無人機的派遣使用，極大程度上減少由于載荷不足或震動等原因造成的無人機應用數據異常情況。為了進一步提高拍攝精度，在結合現代大數據技術和物聯網技術的應用的同時，無人機還可以搭載紅外夜視儀和熱成像等裝置。這些裝置可以提高消防通信效率，并確保在特殊環境下勘查任務的順利完成。

3 消防應急通信保障中的無人機應用

3.1 大區域遙感監測與應急照明

只有消防救援人員充分了解災情現場的真實狀況，才能在大區域范圍內有效進行救援活動，并確保人身安全。傳統通信設備和無人機通信技術在大范圍救援中都扮演著重要角色。然而，與傳統通信設備和衛星通信相比，無人機在建立遙感平臺時由于受限于數量、傳播距離等因素，難以提供消防救援人員清晰準確的災情信息。此外，由于無人機輕巧且載重有限，在受到臺風、海嘯等惡劣氣象因素的影響下，監控精度及圖像傳輸清晰度都會受到影響，從而嚴重妨礙消防救援工作的進行。但是，如果將多個無人機組合在一起，形成一個無人機群。那么，上述問題就會得到很好的解決。無人機群的應用可以增加與平臺連接的終端數量，降低人工操作成本，并實現遙感數據的多點采集，最大限度地克服無人機在惡劣天氣和低載重條件下的局限性。其次，無人機還具備夜間應急照明功能，通過懸停技術，無人機可以在夜間作業時充當可隨時移動的照明裝置。消防救援人員可以利用無人機的照明功能，增加工作區域的可視范圍，提高工作效率和安全性。

3.2 多路音視頻通信

無人機在消防應急通信保障中的應用中，實現多路音視頻通信是一個重要方面。首先，通過搭載音視頻傳輸設備和通信模塊，無人機可以在救援現場同時進行多路音視頻通信。這意味著無人機可以與多個關鍵的通信終端建立連接，例如，消防指揮中心、救援人員等。通過無人機的多路音視頻通信，不僅可以實時傳輸現場的圖像和聲音信息，也可以實現雙向的語音和視頻通話，為指揮部和救援人員之間提供更即時、準確的信息交流。其次，無人機能夠實現多點位的音視頻傳輸。通過操控多架無人機，在不同的位置和角度同時采集和傳輸圖像和聲音。這種多點位音視頻傳輸能力使得消防指揮中心可以獲得全方位、全景式的現場信息，更好地了解火災蔓延情況以及被困人員的狀況。救援人員之間也可以通過無人機進行實時的圖像和聲音分享，促進協作和決策的高效進行。最后，無人機的多路音視頻通信應用還可以實現與其他支持單位的聯動。無人機可以與其他應急救援單位、警察部門等建立通信連接，并通過多路音視頻通信共享現場信息。這有助于實現資源的共享和協同，提高救援工作的效率和準確性。

3.3 高空送物及喊話

在面對高溫、高空環境下的救援工作中，建立被困人群與消防救援人員之間的聯系平臺將極大地方便救援工作。通過在無人機上安裝擴音器等設備，可以實現與被困人群的遠程溝通。消防救援人員可以通過無人機發送指示、提供安全指導以及傳遞鼓勵和希望的信息。這種聯系平臺的建立可以有效減少被困人員與外界的孤立感，增加他們的安全感和信心。無人機還可以用于運送急需的救援物資到救援現場。由于其機動靈活性，無人機能夠穿越高溫、高空環境，抵達被困人員所在的位置，并迅速投送急救藥品、食品、水源等物資。這不僅可以滿足被困人員的基本需求，還能夠提供必要的支持和救援幫助，提高他們的生存能力和安全保障。

3.4 利用通信設施疏散人員

救援現場人員疏散是無人機在消防應急救援中的重要應用之一，特別適用于人員相對密集且建筑結構復雜的環境。通過無人機的目標跟蹤技術，可以為救援環境內分散的人員提供有效的通信支持，提高疏散效率和效果。（1）無人機可以利用其目標跟蹤技術來支持救援現場的人員疏散。通過搭載微型攝像頭和跟蹤識別裝置，無人機能夠具備視覺分析能力，準確定位并識別救援環境中分散的人員。這樣，無人機可以提供實時圖像和視頻反饋給救援人員或指揮中心，幫助他們了解人員分布情況以及可能存在的障礙物，從而更精確地規劃和指導人員疏散。（2）無人機具有遠程操控的能力，可以為救援現場提供靈活的通信支持。救援人員可以通過遠程操縱無人機的飛行距離和路徑，根據實際需要進行調整，以支持人員疏散工作。這種靈活性使得無人機可以更好地適應復雜的建筑結構和環境條件，快速響應并提供準確的指導，提高人員疏散的效率和安全性。（3）無人機還可以利用其GPS 功能，提供定位和導航支持。通過對環境的危險評估，無人機可以確定相對安全的疏散區域，并將這些信息傳達給救援人員。這有助于避免人員盲目疏散和踩踏事故發生，確保人員有序、安全地離開危險區域。

3.5 擴展通信區域

無人機在應急通信中可以與現有的通信設施共同構建良好的通信網絡。通過與現有基站、中繼設備和移動通信網絡的配合，無人機可以成為通信網絡的重要組成部分。無人機可以搭載通信設備和中繼器，通過與地面設施的連接，擴展通信范圍并增強信號覆蓋。這種共同構建的通信網絡能夠提供更廣闊的通信覆蓋，確保消防救援人員在應急情況下的通信有效性。傳統通信設備在地面或建筑物限制下，通常難以實現廣泛的通信覆蓋，特別是在山區、森林、城市高樓等復雜環境中。而無人機可以快速升降和自由飛行，在高空中飛行時，可以繞過地面障礙物，覆蓋更廣闊的通信區域。同時，通過與移動通信鏈路連接，無人機可以將通信信號傳輸到遠處，使得消防救援人員能夠在較遠的距離內保持通信聯系，拓寬了通信的范圍。

3.6 探測災情現場情況

利用無人機技術，可以對火災現場進行全面的情報勘測。首先，無人機可以通過搭載高清攝像頭和其他傳感器設備，對火災現場進行全面的勘測和觀察。通過實時獲取高清圖像和視頻數據，無人機能夠提供詳細的災情信息，包括火勢大小、火源位置、煙霧彌漫程度等。這些數據對指揮中心和救援人員來說是非常寶貴的，可以幫助他們更好地了解火災現場的實際情況，從而制定更有效的救援方案。其次，無人機還可以利用紅外探測技術，對火災現場的溫度分布進行探測。紅外探測裝置能夠準確測量不同區域的溫度，并形成溫度圖譜。通過對溫度圖譜的分析，可以確定火源位置、火勢擴散情況和潛在的熱點區域。這對于救援人員評估火災狀況、制定滅火策略和安排疏散行動非常有幫助。此外，無人機還可以搭載氣體傳感器等設備，用于檢測火災現場的有害氣體濃度。有害氣體在火災中釋放，對人員造成威脅。通過無人機的監測和傳輸，可以及時掌握有害氣體的分布情況，并提供給救援人員參考，以便做出相應的防護措施。

4 提升無人機應用質量的有效途徑

4.1 合理布置無人機

無人機的布置需要綜合考慮數量和位置兩個方面。在數量布置方面，雖然使用更多的無人機可以增加現場采集信息的能力，但也會增加信息分析和識別的工作量，并延長救援工作的時間。因此，在投放無人機的數量上，需要根據救援現場的實際情況進行合理評估和決策。要確保無人機能夠提供必要的通信保障功能的同時，也要提高無人機的運行效率。這意味著，要根據救援現場作業的規模和需求來平衡無人機的數量，以達到最佳的救援效果。在位置布置方面，應急救援人員需要根據救援現場的實際情況來選擇合適的位置布置無人機。不同位置的無人機可以具備不同的功能，例如，高空偵察、熱點區域監測、疏散指引等。救援人員需要對不同類型的無人機進行合理的設置和配置，以滿足救援工作的實際需要。同時，無人機之間也需要進行協同配合，確保它們能夠共同提供全面的救援支持。

4.2 專業人員培養

確保無人機操作人員具備專業素養和技能水平，是消防應急通信保障工作中的重要一環。這需要對無人機操作人員進行專業培訓，通過學習專業知識和技能提高他們的操作水平?？梢酝ㄟ^組織培訓課程、認證考核等方式，確保操作人員具備必要的專業素養和技能。還可以與高校合作，引進相關高素質技術人才，組建一支專業性很強的隊伍，為消防應急通信工作提供更高水平的技術支持。

4.3 提高無人機的穩定性

無人機在執行任務時容易受到環境因素的影響，如顛簸、擺動、傾斜等問題，這可能會對監測質量產生一定的影響。因此，在消防應急通信保障中，要重視無人機的穩定性和安全性。在選擇消防救援專用無人機時，需要考慮救援現場的環境條件，并分析可能出現的火情和空氣流動變化。應選擇具備耐高溫、耐輻射特性且更穩定的無人機，能夠搭載足夠的攝影設備和通信模塊，以確保在救援過程中能夠發揮更好的作用。這樣，無人機能夠更好地適應復雜的環境，提供高質量的監測數據。

5 結語

無人機在消防應急通信保障中的應用正深刻地改變著傳統的救援方式和手段。通過充分利用無人機的優勢和特點，可以提高救援效率、保障人員安全，并為災情掌握和決策提供更全面的數據支持。隨著技術的不斷發展，無人機將繼續發揮其在應急救援領域的重要作用，為構建更安全、高效的社會做出貢獻。