无人机在消防灭火救援中的应用浅析
一、无人机介绍
无人机就是无人驾驶飞机,是一种利用无线电遥控设备和自备程序控制的不载人飞机,在航拍、农业、消防灭火救援、野外观察以及影视拍摄等多个领域都有应用,是目前比较流行的一种装备技术。无人机具有体积小、操作容易、动作灵活、适应性强、超低空飞行、安全等特点,是现代社会工作中十分重要的一种工具。
二、无人机的分类
根据消防工作的用途不同,无人机可以分为油动和电动两种,油动无人机是采用汽油或者柴油作为驱动力,具有续航能力强的优势,但不慎发生意外、或者坠机时,很容易发生意外的火灾。电动无人机则是采用锂电池为驱动力,但采用锂电池的驱动力工作时间不是很长,但发生意外时,不会出现火灾等状况,两者各有优缺点。根据外形可以划分为三类:多旋翼、固定翼无人机以及无人直升机。而由于消防救援的特殊性,在消防工作中,多轴无人机成为消防灭火工作的首要选择目标。
三、无人机技术的特点
(一)灵活性。我国目前广泛使用的无人机都是轻型、小型无人机,只需一到两人操作,重量在120kg以下。轻型和小型无人机具有灵活性,可以在更复杂环境的地区步行携带,并且可以从任何地形起飞,不需要很严格的起飞条件。轻型小型飞机在飞行中容易掌握飞行方向,响应灵活、机动性强,可以根据周围环境随时改变、调整飞行角度。
(二)高效性。无人机通常配备广角摄像头,用于捕捉周围环境的图像。广角相机可以全方位旋转,特别是在低空飞行时,相机的分辨率非常高,宽阔的视野可以保证搜救工作的顺利开展,从而提高搜救工作的整体质量。此外,在特殊救援工作中,如房屋倒塌、黑夜、山洞等,可安装红外夜视摄像机,降低救援难度。全视野是无人机应用的一个重要优势,不受空间限制,可以从不同角度和距离进行测量,确保现场环境的清晰度。此外,无人机可以实现整体拍摄和局部拍摄,为火灾现场救援工作提供了必要的支撑,使灭火救援工作的部署更具针对性,提高了救援工作的效率。
(三)可靠性。无人机技术的应用极大地提高了搜索和救援的可靠性,以往受恶劣环境的限制,可能导致救援时间延长,使用无人机可以实现任何地点、任何时间的安全观察,使搜救人员实时掌握当场情况,从而有效提高搜索和救援工作的效率,确保搜索和救援人员的人身安全。在消防和救援工作中,无人机比其他救援设备有更多的优势,但不能完成所有的救援工作,还需要与其他设备有机结合。消防人员要全面了解无人机的性能和操作技术,并保证无人机在工作过程中保持安全、稳定的状态,为救援工作提供空中保护。另外,消防人员还应根据无人机的不同类型和不同性能,选择合适的类型投入救援工作,以提高救援工作的效率。
(四)智能化。在当前的信息化社会,无人机的应用逐渐实现了数字化和信息化,如宽带技术和数据链路技术的应用与结合,使无人机的应用优势得到丰富。无人机的操作非常简单,所有的动作都是遥控的。视频传输系统和控制系统是无人机的两个主要组成部分,作用是掌握和控制无人机的飞行状况。随着科技的飞速发展,无人机已经实现了一键式起飞、返航、降落等功能,并逐步向智能化发展。人工智能技术与无人机的结合,真正实现了无人机作业的智能化,具备智能跟随、环境感知、避障、视觉跟踪等功能,大大提高了应用价值。同时,作为一种现代化的飞行装备,无人机需要由专业人员、远程操作和相关程序直接的良好配合,实现航空摄影的目的。
四、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。
五、无人机在消防灭火救援中的具体应用
(一)火场侦查
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。
(二)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继平台,保证通信线路的正常应用,避免极端环境造成的干扰。
(三)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,将灭火弹发射到目标区域。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。
六、结论
总之,无人机在消防灭火救援中的应用起到了良好的辅助效果,可以凭借其体积小、操作维护简单、飞行高度低、机动性强、智能化操作等优势,从根本上提高消防救援的效率,在辅助救援、火灾监控、火灾现场侦察、辅助灭火等救援任务中获得良好应用,为消防灭火救援队员提供必要的技术支持,确保灭火救援工作顺利开展。
[参考文献]
[1]李金涛.无人机在消防灭火救援工作中的应用[J].今日消防,2020,5(07):25-26.
[2]郑曦,郑航.无人机在消防灭火救援中的应用分析[J].低碳世界,202010(06):209-210.
[3]范镇.无人机在消防灭火救援工作中的应用思考[J].今日消防,2020,5(05):6-7.
[4]乔瑛娜.无人机在消防灭火救援中的应用研究[J].今日消防20205(01):12-13
[5]冯研无人机在消防灭火救援中的应用研究[J]新丝路,2020(12):232.