随着无人机技（jì）术的日趋成熟和航空摄影技术的（de）进（jìn）一步拓展，我国民用无人机应（yīng）用（yòng）领域日益广泛（fàn），包括：摄影测量、应急救灾（zāi）、公共安全（quán）、资源勘探、环境监测、自然灾害监测与评估、城（chéng）市（shì）规划与市政管理、林火病虫害防护与监测等。当前，我国消防部队面临（lín）着日益复杂的灭火救援和（hé）社会救助形（xíng）势，对各类地震救援、抗洪抢险、山岳救（jiù）助及大跨度或高层火（huǒ）灾等情况，传统现场侦查手段的局限性已日益凸显（xiǎn）。如何有效实施消防预警和现（xiàn）场侦（zhēn）测，并迅（xùn）速、准确处置灾情显得尤为重（chóng）要。我国（guó）无人机应用技术及系（xì）统（tǒng）解决方案的成熟运用，使（shǐ）得（dé）无人侦察（chá）机平台结合视频、红外等监控及传送（sòng）设（shè）备，通过空中对复杂地形和复杂结构建筑进行火（huǒ）灾（zāi）隐（yǐn）患巡查（chá）、现场救援指挥、火情侦测及防控成为消防部队新的选择。
一、无人（rén）机工作（zuò）原理
无（wú）人机是一（yī）种以无（wú）线电遥控和自备程序控制装置操纵的非载（zǎi）人飞行（háng）器，它具备体积小（xiǎo）、造价低、使用（yòng）方便、对环（huán）境要求低等优（yōu）点（diǎn），并（bìng）整合了无线（xiàn）图像（xiàng）传输（shū）系统，具备相当的自主控制（zhì）、飞行规（guī）划（huá）及图像传输能力。 目前商用及（jí）军（jun1）用无人（rén）机系统可分为以下几个子系统：地面（miàn）指（zhǐ）挥控制系统、无人（rén）机飞行平台、空中视频监控平台、微（wēi）波无（wú）线实时图像传输系统、GPS导（dǎo）航及（jí）自动驾驶系（xì）统（tǒng）、高效大容量锂聚合物（wù）供（gòng）电单（dān）元、3G图传中继链路等。
二（èr）、无人机的技术（shù）优势
由于采（cǎi）用了技术先进的飞控平（píng）台及前后台（tái）视（shì）频监控（kòng）传（chuán）输系统（tǒng），配（pèi）合完善的飞行及地勤保（bǎo）障系（xì）统，无人机可对地（dì）面实施完备的长时间空中监控，从而（ér）实现较低的综合成本对传统手段无法（fǎ）涉足的区域（yù）进（jìn）行实（shí）时监（jiān）控和（hé）辅助救援，其智能化和先进性突出体现在巡查路径（jìng）规划、智能分析、定点持（chí）续（xù）监控、火情报（bào）警（jǐng）等，并且在制（zhì）定应急预案、建立快速（sù）响应机制、现场火（huǒ）情存档与取证等方面充分（fèn）发挥技（jì）术防范手段的重要作用。其技术优势有：
（一）机动灵活。小型无人机（jī）一般只有100千克以下的重量，依托飞行控件就可以对其进（jìn）行操控，只需要1-2人就可（kě）以完成（chéng）此类操作任（rèn）务。在道路（lù）不畅，交通中断的（de）情（qíng）况（kuàng）下，徒步就可以携带至灾害事故（gù）现场，且起飞条件很简单，对地形无要求，加上无人机携带（dài）方便（biàn），所以具有很强的（de）灵活性（xìng）。此外，无人机的飞行速度易（yì）于控制，转弯半径小，机动性好，可以灵活机动控制飞行方（fāng）向（xiàng），机载摄（shè）像（xiàng）头也可以跟踪拍摄（shè）对象；无人机还能快速到达指定地点，反应能力快捷，对环境（jìng）和气候（hòu）条件也有很强经浙江消防总队对“上合组织”演（yǎn）练期间的（de）实际测试，无人机（jī）在6级风力下完成（chéng）飞行任务，受阴雨天气等条件（jiàn）限制比大型载人飞机要小的多；其起飞条件只需（xū）要几平米空地，周围无突出障（zhàng）碍物即可，在低空作业时，受气候条件限制非常小，获取影像的（de）速度非常快，可在5公里范围内（nèi）稳定可（kě）靠发挥侦查作用。
（二（èr））视野（yě）全面。无人机（jī）通过宽（kuān）带、数据链技术可以实现超视距控制，从而具有很全面的视（shì）野（yě），依据现（xiàn）场需求（qiú），可（kě）以（yǐ）从不同角度、不同的（de）距离（lí）在不同的（de）光线条件下进行作业。既（jì）可以实现在高空对目（mù）标进行（háng）全局性拍摄，也可以调整距离和角度，按需抓（zhuā）拍（pāi）对现场决策有重要帮助的关键因素。通过（guò）远（yuǎn）程（chéng）控制无人机和摄像头，可以根（gēn）据实（shí）际需求实时采集图像，尤（yóu）其是在低空飞行时，无人机跟踪拍（pāi）摄能力极强（qiáng），使（shǐ）用机载摄像头获取的（de）图像分辨率很高（可以（yǐ）达到0.1米），如果配备（bèi）热视或（huò）红外等夜视功能，其收（shōu）录的视频将更加全面。这样的方式为实现灾（zāi）害事故现场实时空中监控提供了有力（lì）保证，能有效提升（shēng）消防部队抢险（xiǎn）救援的侦查能力。
（三）操作（zuò）简单。从技（jì）术（shù）层面（miàn）上看，无人机的远程视频传输与（yǔ）控制系统通过网络（luò）和接口接入地面站，通过运（yùn）营商光纤接入公（gōng）网，因此，只（zhī）需（xū）通过遥（yáo）控摄像机及其辅助设备（镜头、云台等（děng）），就能直接观看无人机（jī）的（de）摄像头实时（shí）视频。通常，用户只需通过（guò）遥控器来实现无人机的所有动作，通过远程视频传输与控制（zhì）系（xì）统对现场情况（kuàng）一目了然，以实现（xiàn）远程（chéng）、方便的全方（fāng）位监控；当客户（hù）端（duān）（包括PC和手机（jī））在接入公网后，用户（hù）可以通（tōng）过PC、平板电脑或（huò）者是（shì）手机等多种（zhǒng）形式的载（zǎi）体（tǐ）实现对无人机的控制。从应（yīng）用层面上看，无人机（jī）的实际操作也并（bìng）不复（fù）杂，只要掌握好飞行、音视频控制和（hé）其他兼容模块（kuài）的操作，便能发挥效（xiào）能。
（四）安全可靠。无论面对暴（bào）雨、高温、台风、泥石流等恶劣（liè）的天气（qì）环（huán）境；或者易燃易爆、塌陷、有毒（dú）等（děng）严（yán）重（chóng）事故灾害现场；抑或（huò）山岳（yuè）、峡谷、沟壑等极（jí）端地理环境，无人机技术能（néng）有效规避（bì）传统灭（miè）火救援行动中存（cún）在的短（duǎn）板，可确保（bǎo）消防官（guān）兵的自身安全（quán）。并能通过对现场情况的跟拍、追踪，为事（shì）故处置的（de）指挥决策提供（gòng）安全可靠的（de）依（yī）据，能（néng）够（gòu）最（zuì）大限度地控制灾（zāi）情发展，减少灾情（qíng）的损失（shī），减少人员（yuán）伤亡。
三（sān）、无人机在消防部队（duì）实战中的应用前景
（一）灾（zāi）情侦（zhēn）查。当灾害发生时，使用无人机进行灾情侦（zhēn）查，一是可以无（wú）视地形和环境，做到机动灵活开展（zhǎn）侦查，特别是一些（xiē）急难险重（chóng）的灾害（hài）现场，侦查（chá）小组无（wú）法（fǎ）开展侦（zhēn）查的情况（kuàng）下，无人机能够迅速展开侦查（chá）。二是（shì）通过（guò）无人机侦查能够有（yǒu）效提升侦查的效率，第一时间查（chá）明灾害事故的关键因素（sù），以（yǐ）便指挥员（yuán）作出正确（què）决策。三（sān）是能够（gòu）有效规避人（rén）员伤亡，既能避免（miǎn）人进入有毒、易燃易爆等危（wēi）险（xiǎn）环境（jìng）中（zhōng），又（yòu）能全面、细致掌握现（xiàn）场情况。四是集成侦检模（mó）块进行检测。比如集成可（kě）燃（rán）气体探测仪和有（yǒu）毒（dú）气体探测仪，对易燃易爆、化学（xué）事故灾害（hài）现场的相关气体浓度进行远程检测，从而得到（dào）危险（xiǎn）部位（wèi）的关键信息；又如集成测温、测风（fēng）速（sù）等设备，可对（duì）灾害现场环（huán）境情况进行细化了解。
（二）监控追踪（zōng）。无人机的（de）作用不仅仅局限（xiàn）在灾情侦查。消防（fáng）部队（duì）所面对的各类灾害事故现场往往瞬息万变，在灾（zāi）害事故的处置过（guò）程中，利（lì）用无（wú）人机（jī）进行（háng）实（shí）时监控追踪（zōng），能够提供精（jīng）准（zhǔn）的（de）灾（zāi）情变化情况，便（biàn）于（yú）各级（jí）指挥部及时掌握动态灾害情况（kuàng），从而作出快速、准确的对策（cè），最（zuì）大限度地减少（shǎo）灾（zāi）害（hài）损失。
（三）辅（fǔ）助救援。利用无人机集成或者灵活（huó）携带关键（jiàn）器（qì）材装（zhuāng）备，能够为多（duō）种情况下的（de）救援（yuán）提供帮（bāng）助。一是集成语（yǔ）音、扩音模块传达指令。利用无人机实现空中呼喊或者转达指令，能够较（jiào）地面喊话或者指（zhǐ）令更（gèng）有效，尤其适用于高空、高层等项目（mù）的救援中，以（yǐ）无人机为载（zǎi）体，有效传达关键指令。二是为（wéi）救（jiù）援开辟救援（yuán）途径。例如水上、山岳（yuè）救援中，现有的抛（pāo）投器使用（yòng）环（huán）境和范围均有很大的局限性，并且精准度（dù）差，利用无人机辅助（zhù）抛绳或是携带关键器材（如呼吸器、救援绳等），能够为救援创造新的（de）途径，开辟救生通（tōng）道，并且准确、高（gāo）效（xiào）率。三是集成通信设备，利用无人机担当（dāng）通信中继（jì）。例如（rú）在地震、山岳等有通信阻（zǔ）断的环境下，利（lì）用无人机集成转信（xìn）模块，充当临时转信（xìn）台，从而使得（dé）极端环境下建立起无（wú）线通（tōng）信的链路。四是利用无人机进行应急测绘。利（lì）用无（wú）人机集成航拍测绘模块，将灾害事故现场（chǎng）的情况全部（bù）收录并传至（zhì）现场指（zhǐ）挥部（bù），对灾害现场的地形等进行应急测（cè）绘，为救（jiù）援的开展提供有（yǒu）力（lì）支撑。比（bǐ）如云南昆明劲无人机，可载重30公斤，在搜（sōu）救侦查中发挥（huī）巨大的作用。
（四）辅（fǔ）助监（jiān）督（dū）。利用航拍（pāi）对高层及超高层（céng）建筑实现（xiàn）全面实时的监测（cè）、及时发现（xiàn）火情隐患、消防现场火情实时控制、建（jiàn）筑消防检查或现场火情图像存储、可将（jiāng）空中监控视频接入其他安（ān）防（fáng）或（huò）消防监控系统、支持大容量长时间图像（xiàng）存储及（jí）检索调阅、支持通过智能终端远程查看（kàn）及控制部分功能（néng）等（děng）。
四、无人机在消防部队应（yīng）用的技术需求
（一）可靠性（xìng）。消防（fáng）部队面对的（de）各种灾害现场，特别是火灾现场，应用环境更为复杂，需考虑风速、烟（yān）雾、温度以及防水等各（gè）种（zhǒng）环境因（yīn）素，因此，无人侦察机首（shǒu）先要能满（mǎn）足现场的恶（è）劣环境使用条件（jiàn）。一（yī）是抗风能力（lì）方面。以（yǐ）浙江地区为例，常（cháng）年以（yǐ）东（dōng）南和西北（běi）风为主，沿岸风力3-4级,阵（zhèn）风5-8级，在高层建筑附近飞行时，瞬时风力可（kě）能接近6-8级，因此（cǐ），其抗风能力（lì）要达到6级以上（shàng）。二是（shì）耐高温（wēn）和防爆能力（lì）。由于（yú）无人机使用（yòng）汽油发动机，排气管带有火花，同（tóng）时噪音大（dà）、操作维护专业化（huà）程度高、运（yùn）行成本不菲，且一旦飞机失控（kòng）坠落，也（yě）会带来潜在的起火、爆炸等隐患，因此要求飞机平台（tái）应当具有一定的（de）耐高温（wēn）能（néng）力。三是防烟雾能（néng）力。由于火灾现场（chǎng）存在大量（liàng）水（shuǐ）雾和烟雾，要（yào）求无人侦察（chá）机有较强的抗水（shuǐ）和抗烟雾能力。四（sì）是夜视能力。由于灾害发生的时间、环境不可预（yù）知，因此应当配备具有红外夜（yè）视功能的摄（shè）像头，并建议配备（bèi）辅助光源（yuán）。
（二）操控性（xìng）。以18km/h无人机巡航平均速度计算，其可巡视范围在2公（gōng）里工（gōng）作（zuò）半径（jìng）内，续航能力要求达到单组电池（chí）平均30分钟以上，航线巡查（chá）要求能够（gòu）实现不（bú）间断（duàn）监控，两（liǎng）次巡查准备间隙少（shǎo）于15分钟；另外，飞行高度方面，根据调研，灾（zāi）害事故现场多数（shù）飞行（háng）高度在200米以下，考虑到（dào）高层建筑最高高度，达到0到300米（mǐ）飞行高度应可满足日常现场侦查需要。
（三）稳定性。无人机的图（tú）像传输应当力（lì）求清（qīng）晰（xī）、连（lián）续，因而对（duì）图像的无线收发（fā）均有（yǒu）较高（gāo）的要求（qiú）；通过无（wú）线传输易出现（xiàn）干（gàn）扰，因而要求（qiú）无人机必须有（yǒu）一定的（de）抗（kàng）干扰能（néng）力，从而达到在使用过程中图（tú）像（xiàng）能够不间断。
（四）集成（chéng）兼容性。无人机在消防部队（duì）的应用（yòng）中要实现很多（duō）扩展（zhǎn）功能，必须拥有（yǒu）良好的集成和兼（jiān）容（róng）性。因此，在满载重量方（fāng）面，考虑日常训练及使（shǐ）用（yòng）配备的机动要求，无人侦查机需能（néng）便携或车载到达现（xiàn）场附近（jìn），单兵进入现场机动部（bù）署，紧急情况下（xià）拓展携带器（qì）材，因此要求整套系统携带重量不超过50公（gōng）斤（jīn）；此外，在实现（xiàn）视频（pín）传输外（wài），如果要实现（xiàn）其他辅（fǔ）助功能的集成和（hé）传输（如语音、测距（jù）、测温等），这必然要求无人机拥有良好的（de）集成和兼容性。
（五）严谨性。若配备无人机（jī），必然需要对操作人员进行素质（zhì）培训，因此必须形成一套（tào）训练考核机制，形成无人机日常管（guǎn）理和（hé）使用机制，操作员（yuán）必需定岗定位，确定使用时机和人员。必须（xū）由内部操作（zuò）人（rén）员和外部技术人员及研发制造方形成一套成（chéng）熟（shú）的售（shòu）后维护保养机制，确（què）保无人机保持（chí）良好的使用常态；要加强学习教育，使无人（rén）机的使用更符合民（mín）航管理规范。
五、无人机在（zài）消防（fáng）部队的配备模式（shì）
（一）大（中）队（duì）级配（pèi）备标准（zhǔn）。根（gēn）据（jù）城市消防站建（jiàn）设等级分类或者铁军中队标准配备，特（tè）勤大（dà）（中）队（duì）可配备（bèi）单兵（bīng）背（bèi）负式无人机，主要以侦察和（hé）短（duǎn）距离（lí）巡航为主，应急响应时随头（tóu）车抢险车编队（duì）第一出动。其他承担灭（miè）火救援（yuán）任（rèn）务较重的大（中）队，根（gēn）据辖区情况选配。
（二）支队级配备标准（zhǔn）。支队级主（zhǔ）要配备（bèi）电动飞机平台，巡航距离较长，以侦查、辅助救援（yuán）为主，应急（jí）响应时应当随支队全勤（qín）指（zhǐ）挥部出动，并承（chéng）担全大市（shì）辖区内（nèi）和跨（kuà）区域增援（yuán）时的侦查和辅助救援任务。
（三）总（zǒng）队（duì）级（jí）配备标准。总队级主要配备燃（rán）油（yóu）无人机，巡（xún）航距离长，以侦察、监控、辅（fǔ）助救援为主（zhǔ），随总队（duì）全勤指挥（huī）部出（chū）动，承担全省范围（wéi）内和跨（kuà）区（qū）域增援时（shí）的各项任务。
随着（zhe）无人机（jī）技术的进（jìn）一（yī）步发展（zhǎn）及其（qí）在（zài）消（xiāo）防部队运用的日趋成熟，其（qí）必将（jiāng）在抗击各类灾害过程中发挥越来越重要的作（zuò）用。各级部门（mén）特别是消防部队，应该充分认识到（dào）无人机（jī）在（zài）灭火救援中的重（chóng）要（yào）作用，逐步装备无人机并积极发挥作用，更好地完成各类灭火救援和（hé）抢（qiǎng）险救灾任务。（中国消防在线）
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