无人机在消防灭火救援中的应用

无人机在消防灭火救援中的应用

王腾蛟

上海消防救援总队训练与战勤保障支队  上海  200070

摘要：无人机凭借自身方便快捷以及体积较小的优势，得到了专业人士的高度认可，在救援工作中被广泛应用。在一些较为特殊的环境中利用无人机，不仅能够辅助消防救援人员开展火灾救援工作，而且还能使救援工作的成功率大幅度提高，在火灾救援工作中具有不可限量的发展前景。本文针对无人机在消防灭火救援中的有效应用途径进行详细分析，为充分发挥无人机技术的作用与价值以及提高消防救援工作质量与效率奠定坚实基础。

关键词：无人机；消防灭火；救援工作；应用途径

引言

我国筑形式逐渐朝着地下建筑和地上高层建筑方向发展，在一定程度上加大了火灾救援工作的难度。无论是有毒有害物质高度集中的生产企业，还是高层建筑，都存在较大的火灾隐患。当这些场所发生火灾时，消防救援人员不仅无法在最短时间内开展高效救援，而且火灾导致的爆炸以及有毒气体的蔓延，还会导致二次灾害的发生，从而使消防救援人员在无法明确掌握火灾情况的环境下，延误最佳救援时机，甚至产生不可预计的后果。利用无人机体积较小、灵活性较强、续航时间较长、实时传输影像、近距离侦查火情等优势，辅助消防救援人员开展火灾救援工作，确保消防救援人员能够通过观察无人机传输的视频内容，在最短时间内对火灾现场实际情况全面掌握，从而快速制定切实可行的作战方案。将火灾事故带来的严重后果最大程度降低，有效提升现场作战效能。

一、无人机在消防灭火救援中的应用原则

（一）可靠性原则

无人机操作人员必须确保在实际工作过程中，无人机始终处于高度安全和稳定的状态，这样才能在空中渠道为火灾救援工作的有效开展提供辅助。因此，操作人员要加强对无人机性能的充分掌握，结合火灾救援现场实际情况，确保选择的无人机正确无误，具有较高可靠性。

（二）操控性原则

虽然无人机的操控流程较为简单，但是操控人员必须对具体控制流程熟练掌握。操控人自身是否具有较高专业性，对无人机是否能够充分发挥各项功能起到了决定性作用。因此，操作人员要对无人机具有的特定功能进行不断优化与调节，结合各项反馈信息，对无人机的实用性进行不断提升。

（三）稳定性原则

在开展消防灭火救援工作的过程中，操作人员必须确保无人机整体能够在空中保持较高稳定性，避免由于在高热或大风环境下，机械设备受损的情况发生。提高无人机安全性的同时，使其发挥出应有的作用。

二、无人机在消防灭火救援中的有效应用途径

（一）对火灾现场实际情况进行全面侦查

通过对消防部门制定的无人机火情侦察系统方案进行研究能够发现，利用信息技术为无人机设计不同工作模块，不仅能够利用无人机对火灾现场气体成分、温度变化、火势蔓延方向、火点分布图像等相关信息充分掌握，而且还能通过上传的视频，确保消防救援人员对火灾情况充分了解，从而结合实际情况制定对应救援方案。也就是说，无人机不仅能够辅助消防救援人员开展灭火工作，而且还能提高应急救援工作的开展质量和效率。

火灾现场侦查以及森林防火检测，是无人机信息采集中的两个重要方向，通过对红外热像仪、高清摄像头、气体分析仪等现代化技术设备的充分利用，确保火灾现场信息采集工作顺利开展。在无人机技术全面发展的过程中，通过对红外热像仪的有效应用，能够对火灾救援现场的实际温度进行准确测量；通过对高清摄像头的有效应用，能够为消防救援人员开展远程可视化指挥作战提供帮助；通过对气体分析仪的有效应用，能够对火灾现场以及周围存在的有毒有害、易燃易爆气体进行精准分析。在此基础上，利用系统对各方面信息进行综合分析，结合最终结果对可能发生灾害的现场进行3D建模，从而实现对消防安全防护重点的三维精准建模。不仅能够为消防救援人员开展火灾救援指挥工作提供具有较高可靠性和及时性的数据支持，而且还能使消防无人机在信息收集领域具有的作用得到最大程度发挥。

在开展森林防火检测工作的过程中，无人机也发挥了重要作用。通过有效应用无人机循环系统，能够对人工无法到达、危险性较高、极易被忽略的地点进行精准检测。在此过程中，无人机系统不仅能够将检测结果实时上传到应急管理指挥中心，而且还能通过对温度、气体成分的敏锐分析，对存在火灾隐患以及已经发生火灾危害的情况进行及时警报。不仅能够提高森林防火检测工作的效率，而且也是对我国森林监测领域技术缺失的有效弥补[1]。

（二）帮助消防救援人员对火灾现场进行辅助救援

在对火灾现场进行辅助救援的过程中，通过对无人机承载能力的充分应用，不仅能够完成救援物资的携带与抛投，而且还能携带通信中继器、探照灯、扬声器等各种消防灭火辅助救援设备。第一，物资抛投。由于无人机自身具有动力系统，因此，能够携带一定重量的应急救援装置，比如，药品、食品、救生圈、救生衣、救生索、防烟面罩等，使被困人员的生存能力大幅度提升，确保被困人员能够坚持到救援人员的到来。特别是在山区开展消防灭火救援工作时，由于受到地理位置和环境因素的约束，导致设备的抛投工作受到严重制约，不仅无法确保物资操作的精准性，而且抛投工作的效率也难以提升。然而通过对无人机技术的充分利用，能够结合定位系统将重要设备以及关键物资精准运送到具体位置，甚至能够与一线消防救援人员积极配合，快速搭建救援通道，为被困人员成功获救争取大量时间。

第二，紧急广播。在无人机框架结构中固定扬声器，可以在无人机巡航过程中实现紧急广播，使近距离定向广播的音频质量有效提升。不仅能够确保疏散工作快速开展，最大程度降低被困人员的心理恐慌，而且还能比消防救援人员快一步到达火灾现场，通过广播组，织被困人员尽快疏散并有序撤退，最大程度降低踩踏事件的发生。目前，无人机技术快速发展，其具有的广播功能能够在600米以内实现声音的高品质传递，将稳定云台语音广播功能与之结合，能够在以600米为半径的圆形范围内进行应急广播。

第三，强光照明。通过对无人机结构中的探照灯进行有效利用，能够为消防救援人员开展火灾现场救援提供照明服务，而且还能确保照明效果具有较高清晰度。在一些照明环境较差、照明条件有限、夜间救援现场得到了广泛应用，是保证火灾救援工作顺利开展的重要功能之一。

第四，应急通信。当火灾救援现场的通信条件受到阻碍时，通过对无人机自身携带的通信模块进行利用，可以将其作为平台，确保火灾现场的通讯线路正常使用。不仅能够使消防救援人员通过联系被困人员，充分掌握火灾实际情况，而且还能使极端环境对救援工作产生的干扰有效降低。

（三）帮助消防救援人员对火灾现场进行辅助灭火

在我国科学技术发展水平不断提高的背景下，无人机技术不仅具备以上两方面的功能，其具有的灭火能力也得到了不断提高，这不仅是消防部门高度认可无人机技术的重要原因，同时也是无人机技术未来重要的应用价值之一。根据对现阶段我国无人机技术发展水平展开的详细分析能够知道，无人机通过与声波灭火器、灭火剂、灭火弹等消防装备的完美兼容，不仅能够在具有较高复杂情况和危险性的环境下，确保灭火救援工作有效开展，而且在相关技术不断优化的过程中，无人机自身具有的辅助灭火功能也随之提升。

通过将二氧化碳、干粉、泡沫、水等灭火剂携带在无人机中，当无人机进入火灾现场时，能够结合实际情况，在狭窄、高空、危险区域内，快速、精准的完成初起火灾扑救任务，确保火势的蔓延发展得到有效制止，使消防救援人员个人面临的救援风险大幅度降低。

通过对无人机在消防灭火救援工作中的实际应用情况进行分析不难发现，在很多地区，消防专用无人机已经正式投入使用，消防无人机不仅可以单独携带重达几十公斤的灭火弹，而且还能确保在飞行到具体位置之后，通过消防救援人员的远程控制，对目标区域发射灭火弹。比如，在对某高层建筑开展消防救援工作的过程中，通过对消防无人机携带的机载灭火器进行有效利用，能够确保无人机在安全穿透钢化玻璃幕墙并进入室内之后，第一时间发射灭火弹，对室内火源的蔓延发展进行及时控制，有效起到灭火作用，从而为消防救援人员快速、安全完成火灾救援工作提供有利契机。也就是说，当高层建筑发生火灾事故时，传统火灾救援处理设备无法帮助消防救援人员第一时间开展有效的救援工作，而消防无人机则能够在较短时间内完成对火势的扑灭。

消防无人机不仅能够携带一定重量的灭火弹，同时也能携带大量灭火剂。通常情况下，消防无人机能够携带的干粉灭火剂重量在10千克左右，通过与玻璃破拆器的配合，能够在最短时间内将灭火器投入到火灾现场内，从而实现快速扑灭火焰的目的。另外，通过对无人机自身悬停功能的充分利用，能够辅助灭火剂投送工作的有效完成[8]。

在利用无人机辅助灭火救援工作的过程中，还可以对声波技术进行充分利用，从而达到灭火救援目标。通过对低频声波的有效控制，使其始终保持在30-60赫兹之间，能够使可燃物与空气得到充分隔离，对一些小型火灾救援工作的有效开展具有明显作用。当火灾现场处于空旷地区时，将声波技术与无人机技术进行充分整合，能够为消防救援人员快速开辟出一个小型的灭火通道。比如，在无人机底部结构中安装声波设备，结合对压力波的有效控制，能够使空气与火焰充分隔离，从而确保火焰自动熄灭。

结束语：

在我国社会经济全面发展的过程中，无人机技术凭借自身具有的多元化优势，不仅在各个行业得到了广泛应用，而且对促进各个行业实现可持续发展目标贡献了积极力量，其中，消防部门对无人机技术给予了高度重视。在火灾救援现场合理应用无人机技术，能够确保消防救援人员对存在大量易燃易爆气体、有毒有害气体、高度较高、人员无法接近的火灾现场实际情况充分掌握，对消防救援人员第一时间制定有效救援方案提供了帮助。因此，消防部门要对无人机技术在提高灭火救援工作质量层面具有的重要性给予正确认知和高度重视，通过对无人机技术理论知识的不断学习以及操作技术的积极实践，使其具有的作用得到充分发挥，为进一步提高我国消防队伍救援能力提供技术支持。

参考文献：

[1]陈锦涛,李鸿一,任鸿儒,等.基于RRT森林算法的高层消防无人机室内协同路径规划[J].自动化学报,2021,45:1-12.

[2]李鸿一,郭子杰,鲁仁全,等.带有扰动补偿的高层消防无人机编队优化控制方法及系统,CN112650290A[P].2021（3）：94.

[3]李鸿一,赵光同,鲁仁全,等.一种基于事件触发的消防无人机编队滑膜控制方法,CN112527015A[P].2021（3）：24.

[4]应志登.浅析无人机在消防灭火救援工作中的运用体现[J].新型工业化,2021,11(6):2.

[5]熊俊.浅谈无人机在消防灭火救援工作中的科学应用[J].新型工业化,2021（7）：22.