无人机在消防应急通信保障中的应用探究

刘飞宏

（哈密市消防救援支队，新疆 哈密 839000）

在紧急情况下的通信保障方面，尤其是在消防应急救援中，无人机的应用正日益引起人们的关注。火灾等突发事件往往伴随着通信中断、信息传输困难等问题，严重影响救援效率和抢险工作的进行。因此，如何利用无人机技术来弥补传统通信手段的不足，提高消防应急通信保障的能力，成为当前亟待解决的问题。

1 消防应急通信保障需求

1.1 实时性

消防应急通信任务繁重，时间紧迫，既要保证火灾现场人员的生命和财产安全，又要保证通信的实时性，这样才能在最短的时间内将足够的信息传递给指挥部。为满足火灾应急通讯的实时需求，需要将各类灾难现场的各类数据信息及时传送给决策与指挥部门，使其能够及时地将火灾发展状况、人员等信息反馈给相关部门，从而保证后续救援计划的合理性。因此，必须在救灾现场构筑完备的信息通讯网络，构筑由点及面逐级延伸的立体应急通讯系统。实时传输的技术手段和机制需要得到充分的重视和发展，以提高救援工作的效率和优化应急响应能力。

1.2 可靠性

在火灾紧急情况下，现场信息的可靠程度是制订灭火方案、提高灭火工作效率的关键。但是，火灾、地震等自然灾害往往具有难以预测的特点，使得搜救人员在搜救过程中往往处于动态的状态，这就要求搜救人员能够获得精确、可靠的现场信息，并根据实际情况做出相应的调整，从而提高搜救的成功率和效率。所以，在传递信息的同时，也要确保信息的可靠度，才能更好地适应火灾事故的实际需要。

2 无人机在消防应急通信保障中的应用优势

2.1 机动灵活

一般的微型无人机重量在100kg 以下，轻便灵活，仅需1 ～2 个人就能达到技术要求。在灭火救援中，可以通过飞控系统或者救援车的方式，将无人机投放到救灾现场，迅速地投入救灾工作中。操纵者可通过操纵无人机的航线与速度，对搜救现场进行调查。小型无人机能够在复杂多变的环境中自由飞行和悬停。其快速转向、迅速改变飞行方向和随意悬停的能力，使得无人机可以灵活应对消防救援任务的需求。同时，小型无人机的较小机身尺寸和强大的机动性能，使其能够穿越复杂地形和障碍物，进入狭小或危险区域进行侦察和救援工作。

2.2 视野较为全面

无人机的设计巧妙地结合了宽带技术和数据链技术等，使其能够在实际操作中拓宽拍摄视野，实现对救援现场情况的多角度、不同光线下的拍摄。通过无人机的现场勘测功能，可以实现遥感数据的多点采集目标。此外，无人机还能自动校正，通过多架无人机的派遣使用，极大程度上减少由于载荷不足或震动等原因造成的无人机应用数据异常情况。为了进一步提高拍摄精度，在结合现代大数据技术和物联网技术的应用的同时，无人机还可以搭载红外夜视仪和热成像等装置。这些装置可以提高消防通信效率，并确保在特殊环境下勘查任务的顺利完成。

3 消防应急通信保障中的无人机应用

3.1 大区域遥感监测与应急照明

只有消防救援人员充分了解灾情现场的真实状况，才能在大区域范围内有效进行救援活动，并确保人身安全。传统通信设备和无人机通信技术在大范围救援中都扮演着重要角色。然而，与传统通信设备和卫星通信相比，无人机在建立遥感平台时由于受限于数量、传播距离等因素，难以提供消防救援人员清晰准确的灾情信息。此外，由于无人机轻巧且载重有限，在受到台风、海啸等恶劣气象因素的影响下，监控精度及图像传输清晰度都会受到影响，从而严重妨碍消防救援工作的进行。但是，如果将多个无人机组合在一起，形成一个无人机群。那么，上述问题就会得到很好的解决。无人机群的应用可以增加与平台连接的终端数量，降低人工操作成本，并实现遥感数据的多点采集，最大限度地克服无人机在恶劣天气和低载重条件下的局限性。其次，无人机还具备夜间应急照明功能，通过悬停技术，无人机可以在夜间作业时充当可随时移动的照明装置。消防救援人员可以利用无人机的照明功能，增加工作区域的可视范围，提高工作效率和安全性。

3.2 多路音视频通信

无人机在消防应急通信保障中的应用中，实现多路音视频通信是一个重要方面。首先，通过搭载音视频传输设备和通信模块，无人机可以在救援现场同时进行多路音视频通信。这意味着无人机可以与多个关键的通信终端建立连接，例如，消防指挥中心、救援人员等。通过无人机的多路音视频通信，不仅可以实时传输现场的图像和声音信息，也可以实现双向的语音和视频通话，为指挥部和救援人员之间提供更即时、准确的信息交流。其次，无人机能够实现多点位的音视频传输。通过操控多架无人机，在不同的位置和角度同时采集和传输图像和声音。这种多点位音视频传输能力使得消防指挥中心可以获得全方位、全景式的现场信息，更好地了解火灾蔓延情况以及被困人员的状况。救援人员之间也可以通过无人机进行实时的图像和声音分享，促进协作和决策的高效进行。最后，无人机的多路音视频通信应用还可以实现与其他支持单位的联动。无人机可以与其他应急救援单位、警察部门等建立通信连接，并通过多路音视频通信共享现场信息。这有助于实现资源的共享和协同，提高救援工作的效率和准确性。

3.3 高空送物及喊话

在面对高温、高空环境下的救援工作中，建立被困人群与消防救援人员之间的联系平台将极大地方便救援工作。通过在无人机上安装扩音器等设备，可以实现与被困人群的远程沟通。消防救援人员可以通过无人机发送指示、提供安全指导以及传递鼓励和希望的信息。这种联系平台的建立可以有效减少被困人员与外界的孤立感，增加他们的安全感和信心。无人机还可以用于运送急需的救援物资到救援现场。由于其机动灵活性，无人机能够穿越高温、高空环境，抵达被困人员所在的位置，并迅速投送急救药品、食品、水源等物资。这不仅可以满足被困人员的基本需求，还能够提供必要的支持和救援帮助，提高他们的生存能力和安全保障。

3.4 利用通信设施疏散人员

救援现场人员疏散是无人机在消防应急救援中的重要应用之一，特别适用于人员相对密集且建筑结构复杂的环境。通过无人机的目标跟踪技术，可以为救援环境内分散的人员提供有效的通信支持，提高疏散效率和效果。（1）无人机可以利用其目标跟踪技术来支持救援现场的人员疏散。通过搭载微型摄像头和跟踪识别装置，无人机能够具备视觉分析能力，准确定位并识别救援环境中分散的人员。这样，无人机可以提供实时图像和视频反馈给救援人员或指挥中心，帮助他们了解人员分布情况以及可能存在的障碍物，从而更精确地规划和指导人员疏散。（2）无人机具有远程操控的能力，可以为救援现场提供灵活的通信支持。救援人员可以通过远程操纵无人机的飞行距离和路径，根据实际需要进行调整，以支持人员疏散工作。这种灵活性使得无人机可以更好地适应复杂的建筑结构和环境条件，快速响应并提供准确的指导，提高人员疏散的效率和安全性。（3）无人机还可以利用其GPS 功能，提供定位和导航支持。通过对环境的危险评估，无人机可以确定相对安全的疏散区域，并将这些信息传达给救援人员。这有助于避免人员盲目疏散和踩踏事故发生，确保人员有序、安全地离开危险区域。

3.5 扩展通信区域

无人机在应急通信中可以与现有的通信设施共同构建良好的通信网络。通过与现有基站、中继设备和移动通信网络的配合，无人机可以成为通信网络的重要组成部分。无人机可以搭载通信设备和中继器，通过与地面设施的连接，扩展通信范围并增强信号覆盖。这种共同构建的通信网络能够提供更广阔的通信覆盖，确保消防救援人员在应急情况下的通信有效性。传统通信设备在地面或建筑物限制下，通常难以实现广泛的通信覆盖，特别是在山区、森林、城市高楼等复杂环境中。而无人机可以快速升降和自由飞行，在高空中飞行时，可以绕过地面障碍物，覆盖更广阔的通信区域。同时，通过与移动通信链路连接，无人机可以将通信信号传输到远处，使得消防救援人员能够在较远的距离内保持通信联系，拓宽了通信的范围。

3.6 探测灾情现场情况

利用无人机技术，可以对火灾现场进行全面的情报勘测。首先，无人机可以通过搭载高清摄像头和其他传感器设备，对火灾现场进行全面的勘测和观察。通过实时获取高清图像和视频数据，无人机能够提供详细的灾情信息，包括火势大小、火源位置、烟雾弥漫程度等。这些数据对指挥中心和救援人员来说是非常宝贵的，可以帮助他们更好地了解火灾现场的实际情况，从而制定更有效的救援方案。其次，无人机还可以利用红外探测技术，对火灾现场的温度分布进行探测。红外探测装置能够准确测量不同区域的温度，并形成温度图谱。通过对温度图谱的分析，可以确定火源位置、火势扩散情况和潜在的热点区域。这对于救援人员评估火灾状况、制定灭火策略和安排疏散行动非常有帮助。此外，无人机还可以搭载气体传感器等设备，用于检测火灾现场的有害气体浓度。有害气体在火灾中释放，对人员造成威胁。通过无人机的监测和传输，可以及时掌握有害气体的分布情况，并提供给救援人员参考，以便做出相应的防护措施。

4 提升无人机应用质量的有效途径

4.1 合理布置无人机

无人机的布置需要综合考虑数量和位置两个方面。在数量布置方面，虽然使用更多的无人机可以增加现场采集信息的能力，但也会增加信息分析和识别的工作量，并延长救援工作的时间。因此，在投放无人机的数量上，需要根据救援现场的实际情况进行合理评估和决策。要确保无人机能够提供必要的通信保障功能的同时，也要提高无人机的运行效率。这意味着，要根据救援现场作业的规模和需求来平衡无人机的数量，以达到最佳的救援效果。在位置布置方面，应急救援人员需要根据救援现场的实际情况来选择合适的位置布置无人机。不同位置的无人机可以具备不同的功能，例如，高空侦察、热点区域监测、疏散指引等。救援人员需要对不同类型的无人机进行合理的设置和配置，以满足救援工作的实际需要。同时，无人机之间也需要进行协同配合，确保它们能够共同提供全面的救援支持。

4.2 专业人员培养

确保无人机操作人员具备专业素养和技能水平，是消防应急通信保障工作中的重要一环。这需要对无人机操作人员进行专业培训，通过学习专业知识和技能提高他们的操作水平。可以通过组织培训课程、认证考核等方式，确保操作人员具备必要的专业素养和技能。还可以与高校合作，引进相关高素质技术人才，组建一支专业性很强的队伍，为消防应急通信工作提供更高水平的技术支持。

4.3 提高无人机的稳定性

无人机在执行任务时容易受到环境因素的影响，如颠簸、摆动、倾斜等问题，这可能会对监测质量产生一定的影响。因此，在消防应急通信保障中，要重视无人机的稳定性和安全性。在选择消防救援专用无人机时，需要考虑救援现场的环境条件，并分析可能出现的火情和空气流动变化。应选择具备耐高温、耐辐射特性且更稳定的无人机，能够搭载足够的摄影设备和通信模块，以确保在救援过程中能够发挥更好的作用。这样，无人机能够更好地适应复杂的环境，提供高质量的监测数据。

5 结语

无人机在消防应急通信保障中的应用正深刻地改变着传统的救援方式和手段。通过充分利用无人机的优势和特点，可以提高救援效率、保障人员安全，并为灾情掌握和决策提供更全面的数据支持。随着技术的不断发展，无人机将继续发挥其在应急救援领域的重要作用，为构建更安全、高效的社会做出贡献。