【全球無人機(jī)網(wǎng)報(bào)道】隨著無人機(jī)技術(shù)的日趨成熟和航空攝影技術(shù)的進(jìn)一步拓展，民用無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，包括電力巡線、搶險(xiǎn)救災(zāi)、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測(cè)、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)與評(píng)估、林火病蟲害防護(hù)與監(jiān)測(cè)等。其中森林防火任務(wù)日益加重，我國消防部隊(duì)面臨著復(fù)雜的滅火救援和社會(huì)救助形勢(shì)，傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)偵查手段的局限性已日益凸顯，同時(shí)為撲救森林火災(zāi)也耗費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力，森林火災(zāi)對(duì)森林資源和生態(tài)環(huán)境的破壞所造成的損失難以估量。因此，如何將高科技手段應(yīng)用到森林資源監(jiān)測(cè)，有效實(shí)施消防預(yù)警和現(xiàn)場(chǎng)偵測(cè)，并迅速、準(zhǔn)確處置災(zāi)情已成為森林防火工作的一項(xiàng)迫在眉睫、亟待解決的重大課題。
一、國外的森林消防技術(shù)
加拿大采用從衛(wèi)星上發(fā)射電磁射線檢測(cè)林區(qū)溫度，當(dāng)檢測(cè)出林區(qū)局部溫度上升到150℃~200℃，紅外線波長達(dá)3.7微米時(shí)，便是火災(zāi)前兆，立即測(cè)定具體溫度，采取措施及時(shí)防火。同時(shí)，加拿大林區(qū)采用多架配備先進(jìn)的直升飛機(jī)輪流監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)，飛行費(fèi)每小時(shí)需5000-6000歐元。
2002年，德國投入使用Fire-Watch System森林火災(zāi)自動(dòng)預(yù)警系統(tǒng)，在勃蘭登堡州、梅克倫堡-切波莫瑞州與薩克森州安裝了24套這種攝像系統(tǒng)以及7套第二代Fire-Watch裝置，它能夠及時(shí)識(shí)別與定位森林火災(zāi)。此后該林區(qū)共發(fā)生了近120次森林火災(zāi)，沒有一次漏報(bào)。Fire-Watch System正常監(jiān)測(cè)半徑10公里，最遠(yuǎn)可達(dá)40 km，安裝該系統(tǒng)每套需7.5萬歐元。
2006 年10 月，美國航空航天局(NASA)和林業(yè)局在加州使用“牽牛星(Altair)”無人機(jī)在森林大火上空進(jìn)行了兩次飛行。使用紅外掃描器查明主要火災(zāi)點(diǎn)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站，大約每隔30 分鐘就向地面中繼傳輸火災(zāi)圖像，為消防人員提供了態(tài)勢(shì)感知能力。此次任務(wù)的完成也標(biāo)志著美國聯(lián)邦航空局首次批準(zhǔn)民用無人機(jī)在國家空域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)。
二、無人機(jī)在森林消防的優(yōu)勢(shì)
我國將無人機(jī)技術(shù)應(yīng)用于森林消防，優(yōu)勢(shì)越來越明顯，它彌補(bǔ)了現(xiàn)階段我國森林航空消防有人機(jī)的許多不足，并通過搭載不同的任務(wù)載荷在林區(qū)巡護(hù)、衛(wèi)星熱點(diǎn)偵察、火場(chǎng)偵察等方面發(fā)揮監(jiān)測(cè)功能。消防無人機(jī)與傳統(tǒng)消防方式相比，有以下優(yōu)勢(shì)：
(一)機(jī)動(dòng)靈活。小型無人機(jī)一般只有100千克以下的重量，依托飛行控件就可以對(duì)其進(jìn)行操控。由于不受交通路線限制，在續(xù)航滿足的情況下，可以及時(shí)補(bǔ)充滅火彈藥、傳遞救援物資，為指揮提供可靠資料。再者無人機(jī)搭載設(shè)備可根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整，如執(zhí)行某項(xiàng)特殊任務(wù)，針對(duì)性地搭載所需設(shè)備。執(zhí)行多項(xiàng)任務(wù)時(shí)，將搭載設(shè)備進(jìn)行整合，任務(wù)可同時(shí)進(jìn)行。
(二)視野全面。無人機(jī)在高空對(duì)目標(biāo)進(jìn)行全局性拍攝，可將地面情況“盡收眼底”，同時(shí)通過寬帶、數(shù)據(jù)鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超視距控制，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求，可以從不同角度、不同的距離在不同的光線條件下進(jìn)行作業(yè)，更加準(zhǔn)確地傳遞火災(zāi)信息。
(三)成本低廉。無人機(jī)本身制造生產(chǎn)成本相較其他滅火設(shè)備(如消防車、消防直升機(jī)等)更加廉價(jià)。同時(shí)取消人員登機(jī)、登車等過程，直接操作減少時(shí)間成本。
(四)操作簡單。無人機(jī)操作簡單，只需要1-2人就可以完成此類操作任務(wù)。隨著相關(guān)管理?xiàng)l例的出臺(tái)，操控?zé)o人機(jī)的飛手應(yīng)考取被法律認(rèn)可的“無人機(jī)駕照”，同時(shí)在執(zhí)行任務(wù)過程中，切勿抱有僥幸心理，應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。
(五)安全可靠。操作人員遙控或編程執(zhí)行任務(wù)，有效規(guī)避傳統(tǒng)滅火救援行動(dòng)中存在的短板，可確保消防官兵的自身安全，提高安全系數(shù)，降低了二次事故的發(fā)生頻率。
三、無人機(jī)在消防中的功能
(1)林區(qū)巡護(hù)、衛(wèi)星熱點(diǎn)偵察
無人機(jī)系統(tǒng)根據(jù)航路規(guī)劃或地面指令，控制無人機(jī)按照預(yù)設(shè)的航路飛行，同時(shí)使用機(jī)載可見光攝像機(jī)和紅外熱像儀，對(duì)所要監(jiān)控的林區(qū)作大面積的掃描、錄像、拍照及巡查，實(shí)時(shí)獲取重點(diǎn)區(qū)域的圖像信息并傳回地面控制站。
(2)火場(chǎng)偵察
無人機(jī)搭載任務(wù)載荷在執(zhí)行火場(chǎng)偵查任務(wù)，獲取火災(zāi)損毀評(píng)估實(shí)時(shí)圖像，可對(duì)重點(diǎn)區(qū)域獲取非常詳細(xì)的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)于可疑點(diǎn)或區(qū)域，地面人員通過遙控指令可改變無人機(jī)飛行航線及飛行高度進(jìn)行詳查。詳查圖像通過無線電路傳回地面，第一時(shí)間提供火場(chǎng)地理坐標(biāo)、過火面積、火場(chǎng)蔓延趨勢(shì)等火場(chǎng)態(tài)勢(shì)信息。無人機(jī)配備紅外探測(cè)任務(wù)設(shè)備，在過火地區(qū)進(jìn)行紅外探測(cè)，紅外探測(cè)設(shè)備可穿透煙霧敏感到地表的溫度情況，獲取火場(chǎng)區(qū)域完整的地面溫度分布狀態(tài)圖像，可使指揮部及時(shí)了解滅火效果，及時(shí)調(diào)配地面人員對(duì)火場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行撲救。
四、無人機(jī)消防救災(zāi)流程
無人機(jī)的巡護(hù)效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的人工巡護(hù)，能在短時(shí)間內(nèi)完成原本需要多人進(jìn)行的巡護(hù)工作，同時(shí)，運(yùn)行成本也極為低廉。
1、快速定位火點(diǎn)。利用無人機(jī)機(jī)載的紅外和可見光攝像機(jī)監(jiān)測(cè)森林火災(zāi)，經(jīng)數(shù)控遙測(cè)電路實(shí)時(shí)傳輸?shù)降孛婵刂普?，將火點(diǎn)、熱點(diǎn)顯示在地面站的數(shù)字地圖上，經(jīng)過識(shí)別系統(tǒng)確定是否是火點(diǎn)，并進(jìn)行精確的火點(diǎn)定位，為地面消防部門第一時(shí)間提供火場(chǎng)地理坐標(biāo)。
2、快速確定火情。當(dāng)無人機(jī)在火場(chǎng)上方飛行時(shí)，還可將火場(chǎng)的輪廓、面積、蔓延速度等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回地面控制中心，為地面撲火指揮提供可靠信息，使滅火指揮部門迅速有效地組織、布署滅火隊(duì)伍，提高滅火作戰(zhàn)效率，防止救火人員的傷亡。
3、為消防部隊(duì)提供最佳撤離路徑。各項(xiàng)信息的有效傳達(dá)不僅使消防部隊(duì)能迅速調(diào)配人員進(jìn)行重點(diǎn)區(qū)域滅火工作，還能及時(shí)通知消防人員撤離危險(xiǎn)地區(qū)，并根據(jù)火場(chǎng)圖像資料為消防人員提供最佳撤離路徑。
4、人工增雨。無人機(jī)系統(tǒng)可用于人工增雨，其以使用簡便，機(jī)動(dòng)性好，便于投放，又沒有人員安全的風(fēng)險(xiǎn)等特點(diǎn)而見長，因此特別適合森林防火作業(yè)中的人工增雨。例如，要對(duì)100 平方公里作業(yè)區(qū)域進(jìn)行人工降雨，無人機(jī)需攜帶10 枚增雨焰條。通過掛架掛載在機(jī)腹與起落架中間，在飛行中由地面遙控進(jìn)行控制點(diǎn)燃某枚焰條，遙測(cè)信息顯示焰條是否點(diǎn)燃，每次可根椐情況同時(shí)點(diǎn)燃多根發(fā)煙管。
五、無人機(jī)消防救災(zāi)在實(shí)際中的案例
天津港爆炸救援現(xiàn)場(chǎng)：8架消防無人機(jī)執(zhí)行任務(wù)
2015年8月12日，位于天津?yàn)I海新區(qū)塘沽開發(fā)區(qū)發(fā)生一起危險(xiǎn)品爆炸事件，由于現(xiàn)場(chǎng)存放了大量危險(xiǎn)化學(xué)品，爆炸后產(chǎn)生大量有毒有害氣體，直接對(duì)一線作戰(zhàn)人員生命構(gòu)成嚴(yán)重威脅，傳統(tǒng)的人工采集圖像手段已無法有效開展。
因此，公安部消防局第一時(shí)間緊急調(diào)集北京、河北、山西、山東總隊(duì)8架消防無人機(jī)，隨同31名通信骨干連夜馳援天津，充分利用消防無人機(jī)實(shí)時(shí)獲取全方位的高空、高清災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)圖像，對(duì)災(zāi)情和救援實(shí)現(xiàn)有效的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
截至8月19日13時(shí)，消防無人機(jī)已累計(jì)執(zhí)行87次偵查飛行任務(wù)，傳送爆炸核心區(qū)域圖像750余分鐘，向指揮部提供了大量詳實(shí)的災(zāi)情動(dòng)態(tài)圖像信息，為現(xiàn)場(chǎng)指揮科學(xué)決策發(fā)揮了獨(dú)特的作用。
無人機(jī)參與森林消防解決了地面巡護(hù)無法顧及偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)生林火的問題，以及對(duì)重大森林火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的各種動(dòng)態(tài)信息的準(zhǔn)確把握和及時(shí)了解。作為現(xiàn)有林業(yè)監(jiān)測(cè)手段的有力補(bǔ)充，無人機(jī)顯示出其它手段無法比擬的優(yōu)越性，隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)必將會(huì)在森林航空消防工作中扮演重要角色，在未來消防救援領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。（全球無人機(jī)網(wǎng) 李建）
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