无人机技术在灭火救援中的应用

周景鸿

摘要：主要探讨无人机在灭火救援中的应用方法和技术。在火场侦察方面，无人机可以通过搭载多种传感器和设备实现对火源的快速定位及火势的实时监测，为指挥部门制定更加精准和科学的灭火策略提供了重要支持。同时，无人机还可以通过高空灭火、喷射灭火剂和遥控水炮操作等方式，实现对高空和难以到达区域的火源进行有效灭火。此外，无人机还可以在火场救援过程中为现场救援人员提供通信保障、信息支持等服务，提高救援效率和安全性。

關键词：无人机技术；火灾救援；灭火；信息传输；火场侦察

中图分类号：D631.6     文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2024）03-0045-03

火灾是一种具有破坏性的灾害，由于其瞬间性和突发性特点，给人们的生命财产安全带来了严重的威胁。传统的灭火救援手段存在着局限性，如救援速度慢、人员安全风险高、对火灾的情况难以全面掌握等问题。随着科技的不断发展，无人机技术的应用已经开始改变传统的灭火救援方式。

1 火灾救援现状与问题

1.1  火灾救援现状

目前，灭火救援工作主要依靠消防救援队伍进行组织和实施。消防救援队伍通常配备有多种灭火器材和设备，如水泵、泡沫灭火剂、干粉灭火器等。专业的消防员接受严格的培训，具备丰富的灭火救援经验。在火灾发生时，消防救援队伍通常会迅速出动，携带相应的灭火设备到达火场，对火源进行扑灭。在火灾现场，消防员需要进行火场侦察，了解火势、火源位置等信息，以便采取更有效的灭火策略。同时，消防员还需要开展人员救援工作，协助被困人员撤离火场[1]。

1.2  火灾救援存在的问题

尽管现有的火灾救援体系在很大程度上保障了人们的生命财产安全，但仍存在一些问题和挑战。火灾发生时，救援时间常常是生死攸关的因素。由于道路交通状况、灾害发生地点的偏远程度等，消防救援队伍的救援速度受到一定程度的限制，这可能导致火势迅速蔓延，给人员救援和财产损失控制带来较大困难。火场环境通常有高温、浓烟、有毒气体等，给消防员的救援工作带来极大困扰。在复杂的火场环境中，消防员的视线受限，行动不便，可能无法迅速找到火源位置，从而影响救援效果。火场信息如火源位置、火势、被困人员等，对于消防救援队伍的救援决策具有重要意义。然而，在实际救援过程中，这些信息的获取往往受到诸多因素的制约，例如火场环境的复杂性、现场信息传输手段的有限等。在火灾救援过程中，消防员面临很大的生命安全风险。高温、有毒气体、火场建筑结构的不稳定等因素都可能对消防员造成伤害。为应对火灾救援任务，消防救援队伍需要投入大量的人力、物力和财力。例如，购置和维护灭火器材、消防车辆，以及培训和管理队伍等。这些投入使得火灾救援工作的成本较高。火灾救援涉及多个部门，如消防、医疗、公安等。在火灾发生时，这些部门需要进行紧密协同，以提高救援效率。然而，由于各部门的信息系统和工作流程可能存在差异，导致跨部门协同存在一定困难[2]。无人机技术在灭火救援中的运用，可以给解决上述困难带来一定的帮助。

2 无人机技术在火场侦察中的应用

2.1  火场信息获取

无人机可携带高清摄像头、红外热像仪等设备，通过实时传输图像和数据，为消防员提供第一手的火场信息，包括火源位置、火势发展、建筑结构变化、潜在安全隐患等，有助于现场指挥部制定合理的灭火策略和救援方案。相较于传统的现场侦察手段，无人机具有更高的信息获取速度和更广泛的覆盖范围，可以有效提高火场侦察的效率。无人机还可以搭载气体探测器等设备，对火场环境中的有毒气体、烟雾等进行监测。通过实时传回的数据，消防员可以及时了解火场环境中的有毒气体浓度、烟雾浓度等信息，为灭火救援过程中的人员安全提供保障。同时，这些信息也可以为火源的判断和火场安全隐患的识别提供有力支持，提高火场侦察的准确性。在火场侦察过程中，消防员之间的通信至关重要。传统的通信手段，如对讲机、电话等，在火场环境中可能受到严重干扰，导致通信不畅。无人机技术可以通过搭载通信中继器等设备，为火场救援人员提供通信保障。无人机在高空可以覆盖更广泛的地域，提高通信信号的稳定性和传输速率，确保火场指挥与现场救援人员之间的信息传递畅通[3]。

2.2  火场热力分析

无人机搭载的红外热像仪可以对火场进行热力分析，实时获取火源的温度、火势变化、火场建筑物的热损情况等信息。这些信息有助于判断火灾的起火原因、火势发展趋势和火场内部的安全状况，为现场指挥部决策提供有力支撑。火场建筑结构的稳定性对于灭火救援工作至关重要。无人机可以携带激光雷达、摄像头等设备，对火场建筑物进行三维建模和结构评估。这些信息有助于了解火场建筑物受损程度、潜在崩塌风险等，为现场救援人员提供参考，确保他们的安全。此外，对于难以接近的火场区域，无人机可以远程评估建筑结构，提供更为详尽的信息。在火场救援过程中，迅速找到被困人员是至关重要的任务。无人机可以通过红外热像仪和高清摄像头等设备，在火场进行人员搜寻。红外热像仪可以在浓烟、有毒气体等恶劣环境下检测到人体的热量，从而协助救援人员发现被困人员的位置。相比传统的人工搜寻方式，无人机在火场人员搜寻方面具有速度快、范围广、准确性高等优势。

2.3  火场动态监控

无人机可以实时监控火场动态，为现场指挥部提供最新的火场信息。例如，通过监测火势变化、火源扩散方向等信息，现场指挥部可以随时调整灭火策略，提高灭火效果。同时，火场动态监控也有助于及时发现新的安全隐患和被困人员，为救援工作提供有力支持。火场救援工作完成后，无人机技术还可以在火场后续处理工作中发挥作用。例如，无人机可以搭载高清摄像头，对火场进行航拍，获取火灾损失情况和火源分布图。这些信息可以为火灾原因调查、火场清理和恢复工作提供依据。同时，无人机还可以协助进行火场环境的再次评估，确保火场安全无隐患。

3 无人机技术在信息传输中的应用

3.1  实时图像传输

无人机具备实时图像传输功能，可将搭载设备采集到的高清视频和图片实时传输至指挥部门。现场指挥部通过实时查看火场情况，可以对火势发展趋势、火源位置、被困人员情况等进行准确判断。与传统的信息传输手段相比，无人机实时图像传输具有速度快、覆盖范围广、干扰少等优点，可显著提高火场侦察效率。无人机不仅可以实时传输图像，还可以将收集到的气体浓度、温度、湿度等数据实时传输至指挥部门。通过对这些数据进行分析，现场指挥部可以了解火场环境变化，制定更为科学的灭火策略。此外，通过无人机收集的数据，还可以实现火场环境的实时监控，以便及时发现火场环境变化，为现场救援人员提供安全保障。

3.2  信息整合与共享

无人机采集的火场信息可以与其他信息系统进行整合，实现信息的共享与传播。例如，无人机收集到的火场信息可以与消防救援队伍的现有信息系统对接，为现场指挥部提供更为全面的火场信息。此外，通过与其他部门如医疗、公安等信息系统进行整合，可以实现跨部门的信息共享与协同，提高火场救援的整体效率。结合无人机技术和人工智能技术，可以实现对火场信息的智能分析与预警。通过对无人机收集到的火场数据进行智能分析，可以实时预测火势发展趋势、火源扩散方向等关键信息。同时，智能分析技术还可以为现场指挥部提供预警信息，如火场安全隐患、潜在崩塌风险等，有助于降低火场救援过程中的风险，保障现场人员安全。在火场救援过程中，无线网络的覆盖至关重要。无人机可以在火场上空搭建临时无线网络，提供稳定的网络连接。这一功能可以为现场救援人员提供实时网络信息支持，协助他们进行数据查询、信息共享等操作。同时，无线网络覆盖还有助于提高火场救援过程中的信息传输效率，确保信息在各个环节的及时传递。

3.3  多机协同作战

通过多台无人机的协同作战，可以进一步提高信息传输效率。多台无人机可以在火场不同区域进行信息采集，实现对火场的全方位覆盖。通过无人机间的信息交换与传输，可以将火场信息更快速地传递至指挥部门，提高火场侦察效果。此外，多机协同作战还可以实现对火场的多角度观察，为现场指挥部提供更为全面的火场信息。无人机技术在信息传输过程中还需要考虑信息安全问题。通过采用加密通信、防护措施等技术手段，可以保障无人机传输的信息不受未经授权的访问和篡改。信息安全保障对于维护火场救援工作的正常进行具有重要意义，可以防止火场信息泄露，确保火场救援过程的顺利进行。

4 无人机技术在灭火救援中的应用

4.1  火源定位与火势判断

无人机可以快速到达火场，搭载高清摄像头、红外热像仪等设备对火源进行定位，为灭火救援提供准确的火源信息。通过对火源的位置、火势强度、扩散方向等信息的判断，指挥部门可以制定针对性的灭火策略。相较于传统的火源侦察方法，无人机具有速度快、准确度高、范围广等优势，能够显著提高火源定位和火势判断的效率。无人机可以携带灭火药剂，实现精确投放。通过对火源位置和火势信息的实时获取，无人机可以将灭火药剂精确投放到火源处，提高灭火效果。同时，无人机投放灭火药剂具有高度灵活性，可以根据火场情况调整投放方案，提高灭火效率。相较于传统的灭火方式，无人机投放灭火药剂具有安全性高、投放准确、灵活性强等优点。

4.2  高空灭火

在建筑、森林等复杂火场环境中，无人机可以实现高空灭火。无人机可以搭载灭火装置，对高空火源进行灭火。相较于传统的高空灭火方式，无人机具有飞行高度高、操作灵活、安全性强等优点。无人机在高空灭火过程中可以避免救援人员直接接触火场，降低救援过程中的风险。无人机可以在火场救援过程中协助人员救援。此外，无人机还可以在火场中为救援人员提供通信保障、信息支持等服务，确保火场救援过程的顺利进行。无人机可以搭载气体传感器、温湿度传感器等设备，在火场进行环境监测。通过对火场气体浓度、温度、湿度等信息的实时获取，无人机可以为现场救援人员提供火场环境变化信息，帮助他们了解火场状况，以便采取相应措施确保自身安全。同时，火场环境监测信息还可以为现场指挥部提供科学依据，以便制定更为合理的救援策略。

4.3  遥控水炮操作

无人机可以搭载遥控水炮装置，实现对火源的远程灭火。通过无人机对水炮的操控，可以将水炮精确对准火源，实现火源的快速扑灭。与传统的水炮操作相比，无人机遥控水炮具有安全性高、操作灵活、准确度高等优点。在火场救援过程中，烟雾的扩散会对现场救援人员的行动造成很大影响。无人机可以搭载烟雾引导装置，实现对烟雾的引导与扩散。通过无人机的操作，可以将烟雾引导至火场外部，降低火场内部烟雾浓度，提高现场救援人员的作业效率和安全性。无人机可以根据火场信息实时规划灭火救援路径。通过对火源位置、火势强度、火场环境等信息的实时获取，无人机可以为现场救援人员提供最佳救援路径，提高救援效率。此外，无人机还可以实时更新救援路径，确保救援过程的安全性和效率。无人机在火场救援过程中还可以提供后勤保障。通过搭载运输设备，无人机可以实现物资的快速运输，为现场救援人员提供补给。同时，无人机还可以为现场救援人员提供通信保障、信息支持等服务，确保火场救援过程的顺利进行。火场救援结束后，无人机可以协助进行火场事后评估。通过搭载高清摄像头、红外热像仪等设备，无人机可以对火场进行全面勘查，获取火场损毁情况、火源原因等信息。火场事后评估对于火灾原因分析、责任追究以及防火工作的改进具有重要意义。

5 结束语

随着无人机技术的不断发展，其在火灾救援中的应用将越来越广泛，为灭火救援提供了有力的技术支持。然而，无人机技术在火灾救援中仍存在一定局限性，需要进一步研究与探索，以克服这些局限性。未来，无人机技术在火灾救援领域的发展将依赖于技术创新、政策支持和跨界融合等多方面因素，有望在火灾救援中发挥更大的作用，为保障人们的生命财产安全提供更加有效的手段。

参考文献

[1]吕超，颜国华，周刚，等.基于物联网技术的智慧消防管控系统的研究与应用[J].电子产品世界，2020（10）：46-48.

[2]张淼.深化消防执法改革背景下火灾事故调查工作的重要性探析[J].今日消防，2020（8）：119-120.

[3]劉鹏德，蔡济众.无人机在消防灭火救援工作中的应用研究[J].数字通信世界，2019（11）：180+239.