随着无人机技术的日趋（qū）成熟（shú）和航（háng）空（kōng）摄影技术的进（jìn）一（yī）步拓展，我国民用无人机应用领域日益（yì）广泛，包括：摄影测（cè）量、应急救灾、公共安全、资源（yuán）勘（kān）探、环境监测、自然灾（zāi）害监测与评估、城（chéng）市规划与市政管理、林火病虫害防护与监（jiān）测（cè）等。当前（qián），我（wǒ）国消防部队面临（lín）着日益复杂的灭（miè）火（huǒ）救援（yuán）和社会救助形势，对各（gè）类地（dì）震救援、抗洪（hóng）抢险、山岳救助及大（dà）跨（kuà）度或高层火（huǒ）灾（zāi）等情（qíng）况，传（chuán）统（tǒng）现场（chǎng）侦查手段的局限（xiàn）性（xìng）已日益凸显。如何有效实（shí）施消防预警和现场侦测，并迅速、准（zhǔn）确处置灾（zāi）情显得尤为重要。我（wǒ）国无人（rén）机应用技术及系统解决方案的成熟运（yùn）用，使得无人侦察机平台结合视频（pín）、红外等监控（kòng）及（jí）传送设备，通过空中对复杂地形和（hé）复杂（zá）结构建筑进行火灾隐患（huàn）巡查、现（xiàn）场救（jiù）援指挥（huī）、火情侦测（cè）及防控成为（wéi）消防部队新的选择。
一、无（wú）人（rén）机工作原（yuán）理
无（wú）人机是一种以无线电（diàn）遥控和（hé）自备程序控制装（zhuāng）置操纵的非载人飞行器，它具备体积小（xiǎo）、造价低、使用方便、对（duì）环境（jìng）要（yào）求低等优点（diǎn），并整（zhěng）合了无线图像传输系统，具备相（xiàng）当的自主控制、飞行规划（huá）及图（tú）像传输能力。 目前商用及（jí）军用（yòng）无人机系（xì）统可分为以（yǐ）下几（jǐ）个子系统（tǒng）：地面指挥（huī）控制系统、无人机（jī）飞行平台、空中（zhōng）视频监控平台、微波无线（xiàn）实时图像传输（shū）系统（tǒng）、GPS导（dǎo）航及自动驾驶系统、高效大（dà）容量锂聚合物供电单元、3G图（tú）传中继（jì）链路等（děng）。
二（èr）、无人机（jī）的技术优势（shì）
由于采（cǎi）用（yòng）了技（jì）术先（xiān）进的飞（fēi）控平台及前后台视（shì）频监控传输（shū）系（xì）统，配（pèi）合（hé）完善的飞行及地勤保（bǎo）障系统，无人机可对地面实施完备的长时间空中监控（kòng），从而实现较（jiào）低的综（zōng）合（hé）成本对传统手段（duàn）无法涉足（zú）的区域（yù）进（jìn）行实时监（jiān）控（kòng）和辅助救援，其智能化（huà）和先进（jìn）性突出（chū）体现（xiàn）在（zài）巡查路径规划、智能分析、定点持续监控、火（huǒ）情报警等，并且在制定应急预案、建立快速响应机制、现场火情存档与取证等方（fāng）面充分发挥技术防范手段（duàn）的重要作用。其技术优（yōu）势有：
（一）机（jī）动（dòng）灵活。小型无人机一（yī）般只有100千克以（yǐ）下的（de）重量，依托飞行（háng）控件就可以对（duì）其进行操控（kòng），只需要1-2人就（jiù）可以完成此类操作任务。在道路不畅，交通（tōng）中（zhōng）断的情况下，徒步就可以携带至灾害事故（gù）现（xiàn）场（chǎng），且起（qǐ）飞条件很简单，对（duì）地形（xíng）无要求，加上（shàng）无人（rén）机携带方便，所（suǒ）以（yǐ）具有很强的灵活（huó）性。此外，无人机（jī）的飞（fēi）行速度易于控（kòng）制，转弯半径（jìng）小，机动性好，可以灵活机动控制（zhì）飞行方向，机载摄像头也可以跟踪拍摄（shè）对象；无人（rén）机（jī）还能快速到达指定地（dì）点（diǎn），反（fǎn）应能力快捷（jié），对环境和气候条件也（yě）有（yǒu）很强经浙江消防总队对“上合组织”演练期间的（de）实际测试，无人机在6级风力下完成飞行任务，受阴（yīn）雨（yǔ）天气等条件限制比大型载人飞机要小的多；其起飞条件只需要几平（píng）米空地（dì），周围无突出障碍物即（jí）可，在低（dī）空作业时，受气候（hòu）条（tiáo）件限（xiàn）制（zhì）非常小，获取影像的速度（dù）非（fēi）常快，可在5公里范围内稳定（dìng）可靠发（fā）挥侦查（chá）作（zuò）用（yòng）。
（二）视野全面（miàn）。无人机通过宽带、数据链技术可以（yǐ）实现超视距控制，从而具（jù）有很全面的视（shì）野，依据现场需求，可以从（cóng）不同角度、不（bú）同（tóng）的距离在不同（tóng）的（de）光线条件下进行（háng）作业。既可以实（shí）现在高空对目标进行全局性拍摄，也（yě）可以调整距离和角（jiǎo）度，按需抓（zhuā）拍对（duì）现（xiàn）场决（jué）策有重要（yào）帮助的关键因素。通过远程（chéng）控制无人机和摄（shè）像头，可以（yǐ）根据（jù）实际需求实时采集图（tú）像，尤其是在低（dī）空飞行时，无人机跟踪拍摄能力极强，使（shǐ）用机载摄像头获取的图像分（fèn）辨率（lǜ）很高（可以达到0.1米），如果配备热视或红外等夜视功（gōng）能，其收录的视频将更（gèng）加全（quán）面。这（zhè）样的方式为（wéi）实现灾（zāi）害事故现场实时空中（zhōng）监（jiān）控提供了有力保证，能有（yǒu）效提升消防部队（duì）抢险救援（yuán）的侦查能力。
（三）操作简（jiǎn）单。从技术层（céng）面上看，无人机的远程（chéng）视频传输与控制系统通过网络和接口接入地面站，通过运营（yíng）商光纤（xiān）接入公网，因此，只需通过遥（yáo）控摄像（xiàng）机及其（qí）辅（fǔ）助设（shè）备（bèi）（镜头、云台等（děng）），就（jiù）能直接（jiē）观看（kàn）无（wú）人机的（de）摄像（xiàng）头实时视（shì）频。通常，用户只需通过遥控器来实现无人机的所（suǒ）有动作，通过（guò）远程视频传输与控制系统对现（xiàn）场（chǎng）情（qíng）况一目了然，以实现远（yuǎn）程、方（fāng）便的全方位监控；当客户端（包（bāo）括PC和手机（jī））在接入公网后，用（yòng）户（hù）可以通过PC、平板电脑（nǎo）或（huò）者是手机等多种形（xíng）式的载体实（shí）现对无人（rén）机的控制。从应（yīng）用层面上看，无人机的实际操作也并不复杂（zá），只要掌握好飞（fēi）行、音视频（pín）控制和其他兼容模块的（de）操作，便能发挥效能。
（四）安（ān）全（quán）可靠。无（wú）论面对暴雨、高温、台（tái）风、泥石流等（děng）恶劣的天（tiān）气环境；或者易（yì）燃（rán）易爆、塌陷、有毒等（děng）严重（chóng）事故灾（zāi）害现场；抑或山岳、峡谷（gǔ）、沟壑等极端（duān）地理环境，无人机（jī）技术（shù）能有效规避（bì）传统灭火救援行（háng）动中存（cún）在的（de）短板，可确保消防官兵的（de）自身安全。并能（néng）通过对现场情况的跟拍、追踪，为事故处置的指挥决策（cè）提供安全可靠（kào）的依据，能够最大限度地控制灾情发展（zhǎn），减少灾情的损失，减少（shǎo）人（rén）员伤（shāng）亡（wáng）。
三、无（wú）人机在消防部队实战中的应（yīng）用前景
结合消防部队的实战需求，无人机的运（yùn）用可（kě）以解决以下四方面（miàn）的问题（tí）：
（一）灾情侦查。当灾害发生时，使用无人（rén）机进（jìn）行灾（zāi）情侦查，一是可以无视（shì）地形和环境，做到机动灵活开展（zhǎn）侦查，特别是一些急难险重的灾害现场（chǎng），侦查小组无法开（kāi）展（zhǎn）侦查（chá）的（de）情况（kuàng）下（xià），无（wú）人（rén）机（jī）能够迅速（sù）展（zhǎn）开侦查。二是通过无人机侦查能够有（yǒu）效提升侦（zhēn）查的效（xiào）率，第一时间查明灾害事故的关键因素，以便指挥员作出正（zhèng）确（què）决（jué）策。三是（shì）能够（gòu）有效（xiào）规避（bì）人员伤亡，既能（néng）避免人进入（rù）有毒、易燃易爆等危（wēi）险环境中，又（yòu）能全面、细（xì）致掌握现场情况。四是集成（chéng）侦检模块进行检测。比如集成可燃气体探测仪和有毒气（qì）体探测仪，对易燃（rán）易爆、化学事故灾害现场（chǎng）的相关气体（tǐ）浓度进行远程检测，从而（ér）得到危险部位的关键（jiàn）信息；又如（rú）集成测温、测（cè）风（fēng）速等（děng）设（shè）备，可对灾害现场环境情况进行（háng）细化了解。
（二）监控追踪。无人机的作用不仅仅（jǐn）局（jú）限（xiàn）在（zài）灾情侦（zhēn）查（chá）。消防（fáng）部队所面对的各类灾害事故现场（chǎng）往（wǎng）往瞬息万变（biàn），在灾（zāi）害事故的处置过程中，利用无人机（jī）进行实时监控追踪，能够提供精准（zhǔn）的灾情变化情（qíng）况，便于各级（jí）指（zhǐ）挥部及（jí）时掌握动（dòng）态灾害情况，从而作出快速、准确的对（duì）策（cè），最大限度地减少（shǎo）灾害损（sǔn）失（shī）。
（三）辅助救援。利用无人机集成（chéng）或者灵活携带关键器材装备，能够为多种情（qíng）况下的（de）救援提供帮助。一是集成（chéng）语音、扩音（yīn）模块（kuài）传达指令。利用无人机实现（xiàn）空（kōng）中呼喊或者转达指令，能够（gòu）较地面喊话或者指令（lìng）更有效，尤其适（shì）用（yòng）于高空、高层等项目的救援中，以无人机（jī）为载（zǎi）体，有效传达关键（jiàn）指令。二是为救援开辟救（jiù）援途径。例（lì）如水上、山岳救援中（zhōng），现有的抛投器使用环境和范围均有很大（dà）的局限性，并且精准度差，利用无（wú）人机辅（fǔ）助抛绳（shéng）或（huò）是携带关（guān）键器材（如（rú）呼吸器、救援绳（shéng）等），能够为救援创造新的途径，开（kāi）辟救（jiù）生通（tōng）道，并且（qiě）准确（què）、高效率（lǜ）。三是集成通信设备（bèi），利用无人（rén）机担（dān）当通信中（zhōng）继。例（lì）如在地震、山岳等有（yǒu）通信阻断的环境下，利用无人机集成转（zhuǎn）信模块，充当临时（shí）转（zhuǎn）信台（tái），从而（ér）使得极端（duān）环境下建立起无线通信的（de）链路。四（sì）是利用无（wú）人机（jī）进行应急测绘。利用无人机集成（chéng）航拍测绘模（mó）块，将灾（zāi）害事故现场的情况全部收录并（bìng）传至现（xiàn）场（chǎng）指（zhǐ）挥部，对（duì）灾（zāi）害现场的地形等进行应急测（cè）绘，为救援的开展提供有力支撑。比如劲鹰1型汽油航测航（háng）拍无人机高稳定、长航时、长航程（chéng）、高（gāo）抗风、场地适应性强，历（lì）经（jīng）高原山区高海拨极限、恶劣起（qǐ）降条件、复杂（zá）气流（liú）环境（jìng），平（píng）原（yuán）大面积作业、非洲极高温环境、欧洲高精度要求等航飞挑战。已是非常稳定（dìng）成（chéng）熟的航测航拍（pāi）无人机。
（四）辅助监督（dū）。利用航拍（pāi）对高层及超高层建筑实现全面实时的监测、及时发（fā）现火情隐患、消防现场火情实时（shí）控制、建筑消防（fáng）检（jiǎn）查或现场火情图像存储、可将空中监控视频（pín）接入其他安防或消防监控系（xì）统、支（zhī）持大（dà）容量长时间（jiān）图像（xiàng）存储及（jí）检索调阅（yuè）、支持通过智能（néng）终端远（yuǎn）程查看及（jí）控（kòng）制部分（fèn）功（gōng）能等。
四、无人机在消（xiāo）防部队应用的技术需求
针对消防部（bù）队面对的灾（zāi）害事（shì）故现场实际情况，无人（rén）机在消防部队的运用还应达到一定的技术要求。
（一）可靠性（xìng）。消防部（bù）队（duì）面对的各（gè）种灾害现场，特别是火（huǒ）灾现场，应用环境更（gèng）为复杂，需考虑风速、烟雾、温度以及（jí）防水等各种环境因素（sù），因此，无人侦（zhēn）察机首先要能（néng）满足现（xiàn）场（chǎng）的恶劣环境使用（yòng）条件。一是抗风（fēng）能力方（fāng）面。以浙（zhè）江地区为例（lì），常年以东南和西北风为主，沿岸风力3-4级,阵风5-8级，在（zài）高层（céng）建筑附近飞行时，瞬（shùn）时（shí）风力（lì）可能接近6-8级，因此，其抗风能力要达（dá）到（dào）6级以上。二是耐高温和防爆能力。由于无人机使（shǐ）用（yòng）汽（qì）油（yóu）发动（dòng）机，排（pái）气管带有火花，同时噪音（yīn）大、操作维护专（zhuān）业化（huà）程度高、运行成本不菲，且一（yī）旦（dàn）飞机失（shī）控（kòng）坠（zhuì）落，也会带（dài）来潜在的（de）起火、爆炸等隐患，因（yīn）此要（yào）求（qiú）飞机平台应当具有一定的耐（nài）高（gāo）温能力。三是（shì）防烟雾能力。由于（yú）火灾现场存在（zài）大量水雾和（hé）烟雾（wù），要（yào）求无（wú）人侦察（chá）机（jī）有较强的（de）抗水和抗烟雾（wù）能力（lì）。四（sì）是（shì）夜（yè）视能力（lì）。由于灾害发生的时间、环境不可预知，因此应当（dāng）配备具（jù）有红外夜（yè）视功能的摄像头，并（bìng）建（jiàn）议配备辅助（zhù）光源。
（二（èr））操控性。以（yǐ）18km/h无人机（jī）巡航平均速度计算，其可（kě）巡视（shì）范围在2公（gōng）里（lǐ）工作半（bàn）径内，续航能力要（yào）求达到（dào）单组电（diàn）池平均30分钟以（yǐ）上，航（háng）线巡查要求能够实现不间断监控，两（liǎng）次巡查准备间隙少于15分钟；另（lìng）外，飞行高度方面，根据调研，灾（zāi）害事故现场（chǎng）多数飞行高度在200米以下，考虑到高层建筑（zhù）最高（gāo）高度，达到0到300米飞行高度应可（kě）满足日常现（xiàn）场侦查（chá）需要。
（三）稳定（dìng）性。无人机的图像传输应当力求清晰、连续，因而对图（tú）像的无线收发均有较高的要求；通过无线传输易出现（xiàn）干扰（rǎo），因（yīn）而要求无人机必须有一定的抗干扰能力，从（cóng）而达到（dào）在使（shǐ）用过程中图像能够不间（jiān）断。
（四）集成兼容性。无人机在消防（fáng）部队的（de）应用中要实现很多（duō）扩展功能，必须拥有良（liáng）好的集成和兼容性（xìng）。因此，在（zài）满载重（chóng）量方面，考虑日常训练及使用（yòng）配备的机（jī）动（dòng）要求，无人侦查机需能便携或车载到达现（xiàn）场附（fù）近，单（dān）兵进入现（xiàn）场机动部署，紧急情况下拓展（zhǎn）携带器材，因此要求整套系统携带重量不超过50公斤（jīn）；此（cǐ）外，在实现视频（pín）传输外，如果要实（shí）现其他（tā）辅（fǔ）助功能的集成和传输（如语音、测距、测温等），这必然要求无人机拥有良好的集成和兼容性。
（五）严谨（jǐn）性。若配备无人机（jī），必然需（xū）要对（duì）操作人（rén）员进行素质培（péi）训，因此必须形成一（yī）套训练考核机制，形成无（wú）人机日常管（guǎn）理和使用机制，操作（zuò）员必需（xū）定（dìng）岗定位，确定使用时机和人员。必须由（yóu）内部操作人员和外（wài）部技术人员及研发制（zhì）造方（fāng）形成一套成熟的（de）售后维护（hù）保养机制，确保无人机保持良好的使（shǐ）用常态；要加强学习教育，使（shǐ）无人机的使用更（gèng）符合民航管（guǎn）理规范（fàn）。
五、无人机在消防部队的配备模式
从无（wú）人机在消防部（bù）队的（de）应用前景（jǐng）出发，其配备模式也需一定的科学性。
（一）大（中）队级配备标准（zhǔn）。根（gēn）据城市（shì）消（xiāo）防（fáng）站（zhàn）建设（shè）等级分类或者铁军中队标准配备，特勤大（中）队可配备单兵背（bèi）负式无人机，主要以侦察和短（duǎn）距（jù）离（lí）巡航（háng）为主，应急响应时随头车抢（qiǎng）险车编队第一出（chū）动。其他（tā）承担灭火救援任务较重的（de）大（dà）（中）队，根（gēn）据辖区（qū）情（qíng）况（kuàng）选配。
（二）支队级配备（bèi）标准。支队级（jí）主要配备电动飞机平台，巡航距离较长，以侦查、辅助救援为主，应（yīng）急响应（yīng）时应当随支队全勤指挥部出动，并承担全（quán）大市辖区内和跨区域增援时（shí）的侦（zhēn）查和辅助（zhù）救援任务。
（三）总（zǒng）队级配备标准（zhǔn）。总队级（jí）主要配（pèi）备燃（rán）油（yóu）无人机，巡（xún）航（háng）距离长（zhǎng），以侦察、监控、辅助救援（yuán）为（wéi）主，随总（zǒng）队全勤指挥（huī）部出动，承（chéng）担全省范围内（nèi）和跨区域增援时（shí）的各项任务。
随着无（wú）人（rén）机技术的进（jìn）一步（bù）发展及其（qí）在（zài）消（xiāo）防部队运（yùn）用（yòng）的日趋成熟，其必将在抗击各（gè）类灾害过程中发挥越来越重要的作用。各级部（bù）门特别是消（xiāo）防部队，应该（gāi）充分认识到无人机在（zài）灭火救援（yuán）中的重要作（zuò）用，逐步装备无人（rén）机并（bìng）积极发（fā）挥作用（yòng），更好地完成各类灭火救援和抢险救（jiù）灾任务。（来自中国消防在线）
图（tú）示:劲鹰消（xiāo）防无人机
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