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无人机在消防灭火救援工作中的应用

时间:2020-11-19 10:36:19    

来源:《今日消防》杂志    

阅读:

   

   责任编辑:xfj119

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无人机在消防灭火救援工作中的应用

  摘要:随着社会经济科技快速发展,各个行业依托现有的技术逐渐向现代化转变,无人机技术使得灭火救援工作更加智能化,本文首先介绍无人机基本情况,分析无人机在火灾救援现场的具体应用,并且对无人机机群协同机制进行研究,希望给未来应用实践提供参考。
 
  关键词:无人机;消防灭火;救援;应用

  作者简介:李金涛    周口市消防救援支队
 
  1 无人机的基本情况和技术优势
 
  1.1无人机的基本情况
 
  无人机是一种现代化的飞行装置,无人机系统需要搭载相应感应设备,系统内部设有核心控制系统,并且需要定位装置来自动控制方向,无人机运行过程中需要专业工作人员进行远程操控,在无人机飞行之前需要设定相应程序,这是人们所需的拍摄任务进行操作,保证达到航空摄录目的,基于现代通信技术,利用现代科技手段把拍摄的画面及时传送到远程控制装备计算机内,及时进行数据信息传输,通过航空录拍为后续工作提供便利。现代化发展过程中,无人机使用逐渐增多,人们在具体应用中不断完善其功能,进而在目前无人机应用范围逐渐拓宽,广泛应用于工程建设、石油开采等领域,利用无人机进行地域开展工作,也可以对发生危险灾害事故时利用无人机开展救援,但是在这些应用过程中,技术人员还要面临一些主要问题亟待解决,比如,无人机运行过程中电能或者是燃油作为其主要动力,这样会让无人机运行时间受到一定限制,与此同时无人机的造价成本相对比较高,所以企业采购无人机会增加其采购成本。
 
  1.2无人机技术优势
 
  目前各领域使用无人机都取得比较好的效果,在具体应用过程中无人机具有传统设备所不具备的优势和特征,利用无人机进行消防灭火救援发挥重要作用,有效保护火灾围困人群的生命安全。火灾发生时比较突然,而且在短时间内会蔓延,基于此种特性会导致出现火灾时人们财产会处于危险中甚至是人的生命会受到安全威胁。
 
  (1)无人机技术在火灾现场进行救援,具体应用过程中可以及时勘查火灾现场实况具有实际意义。出现火灾之后,利用传统人工方式通常无法对现场进行全面勘测,而且传统方法在应用过程中危险性比较高,无人机的出现应用解决此项实际问题,克服了传统方法中的弊端。首先,无人机日常维护操作都比较简单,使用时不需要专门的起落机场,在出现危险的现场可以及时进行勘察并且实现运输,无人机运行过程中不需要配备驾驶人员,只需要操作人员进行远程操控,而且操作命令下达非常快速,短时间内没有任何危险可以完成操作,相对来说无人机机身成本比较低,即便是在救援过程中出现损坏,损失也不会太大,而且应用在复杂地形现场无人机可以随时起飞降落不受限制。
 
  (2)在消防灭火救援中无人机技术具有独特优势,可以对现场进行实际考察,无人机担当现场侦查重任,可以实现在现场大范围内搜索侦查。面对现场的恶劣环境,可以让无人机代替消防队员,使用无人机会降低对人的威胁,而且传统方法上利用人工进行实地侦查的范围也比较小,风险系数比较高,由此可知利用无人机可以避免以上问题,同时有效提升效率。
 
  (3)无人机机动性能非常好可以实时进行监控更多,根据人们需要,对火灾救援现场利用无人机对重要位置进行动态跟踪,也可以实现对火灾重点区域的实时监控,时效性非常好并且能够充分发挥作用,加强对火灾现场的监控和追踪,为救援工作提供参考,有效提升消防队员的灭火救援效率。除此之外,无人机也可以充分发挥作用进行辅助救援,利用无人机进行现场信息传递,加强灾情侦查监控进而全面了解现场实际情况。而且可以利用无人机及时进行救援设备的投放,帮助消防队员在现场开展救援工作。消防灭火救援中无人机进行辅助监督,消防灭火救援工作比较紧张也比较复杂,尽可能以最短的时间分析火灾现场情况,对火灾现场多个位置点进行管理和监督充分发挥无人机的作用,及时反馈信息到终端指挥电脑,以此为依据指挥人员开展救援制定策略。
 
  2 无人机在火灾救援现场的应用
 
  图1无人机火灾侦察系统方案图
 
  2.1火灾详情信息侦查
 
  火灾发生比较突然,面临突发性危险 需要以最短的时间了解现场实际情况,立足实际制定合适的救援方案,及时控制灾情,把损伤降到最小。火灾现场周围区域都是相对比较危险的,而且利用人工侦察消防队员无法深入到火灾结构内部,此时可以利用无人机设备对火灾现场情况进行录拍,对现场内部及周围环境进行全面侦察了解实际情况。而且无人机自身机身比较小巧,人工远程操控飞行非常灵活,专业技术人员只需发挥自身的操作技能即可让无人机深入到火灾内部,基于自身目的设定程序让无人机对现场实际情况进行收集,然后把信息传输到远程控制中心。救援开展之前对无人机返回信息进行全面分析,全面了解真实情况。特别是在一些化工因素、煤气爆炸等因素影响引发的火灾中,火灾现场危险系数非常高,利用无人机可以详细了解情况,又可以避免消防员侦察威胁其生命,即视为救援工作提供全面准确信息。
 
  2.2参与救援指挥工作
 
  消防灭火救援可以利用无人机进行现场救援指挥,根据无人机提供的现场情况,科学准确制定救援方案,操作人员进行远程操控依据最佳救援路线,让无人机进入到火灾内部。火灾现场情况是不断变化的,可以利用无人机技术对现场进行实时监控,工作人员根据无人机传输信息及时采取相应的策略。当前无人机应用过程中,技术操作人员必须对无人机续航各方面进行全面分析,这样才能够在出现火灾时保证能科学操控无人机,利用无人机进行全程的救援指挥,根据实际情况操控无人机让其在有限的运行时间内发挥最大作用,尽可能的保证无人机在现场使用完毕之后安全返回。除此之外,相关人员根据无人机返回信息结合本次救援实践进行总结,对无人机技术应用进行深入研究,同时提升救援方案的科学合理性,为后续救援工作开展提供参考,保证消防灭火救援的效率和质量,提升救援工作整体水平,为城市安全保驾护航。但是无人机在使用过程中还有注意要点,无人机空中摄录是有一定范围的,若是火灾现场比较远会影响无人机远端传输,基于此种问题需要及时设定信号接收装置,保证终端能够准确接收信息,让无人机优势充分发挥。
 
  2.3辅助救援
 
  火灾现场开展救援工作有时需要给现场人员提供一些物资,比如火灾现场环境复杂现场烟尘比较多,无法及时撤离现场人员需要及时给予防护面罩,除此之外火灾现场受伤的人员也需要及时补给急救包,按照传统的消防救援模式,消防人员无法进入现场了解人员实际情况,所以不能及时根据被困人员实际情况提供补给和救助,错失了最佳救援机会。无人机自身体积比较小方面在现场进行物资运输,但是在物资运输过程中也需要考虑到无人机的承重能力,结合现代技术实现无人机功能的完善优化,满足现场物资传递需求。目前无人机应用中会受到现场环境因素影响,不能保证飞行航线的准确性,此时消防火灾救援工作不能有序开展,所以相关技术人员基于此项问题进行深入研究。在救援中火灾现场环境复杂,人们面临灾情心情慌乱,很容易导致现场环境嘈杂,此时会导致信息传递不清晰,但是利用无人机发挥其扩音功能,让被困人群清晰听到救助人员的指令,从而利用无人机引导人们安全走出灾情现场。
 
  3 无人机机群在消防灭火救援工作中的自主协同决策机制
 
  消防灭火救援应用无人机机群,具体工作流程为:接受了无人机出动命令之后,需要对消防站内的辖区面积进行确定,在火灾现场周围开启报警,消防站接到报警后及时出动车辆,并且携带设定好飞行路径和放飞设定的无人机机群。到达火灾现场之后,及时出动无人机对火灾现场进行侦查,并且及时把信息进行传送。终端后方接收到无人机传送信息之后,分析火灾现场实际情况,后续利用无人机进行投弹灭火,在救援过程中无人机之间相互通信,现场明火扑灭之后,侦查无人机需要对周围情况进行监视评估。
 
  3.1无人机协同决策机制。
 
  消防灭火救援利用无人机机群执行设定任务,内部具有协同决策机制,根据任务需要自行进行组织网络算法,无人机机器人感知周围状态及时避免多级协同碰撞问题,在面临碰撞危险时可以相互排斥,并且在恢复正常之后按照预定路线运行。
 
  3.2无人机协同搜索机制
 
  无人机机群可以提前利用程序确定具体位置,经有效搜索之后进行明确,根据火灾发生情况及时对火源位置信息进行勘测,终端可以了解到精确位置,除此之外也可以了解一些周边情况。在火灾发生大区范围内进行全面覆盖,通过人们远程操作利用协同搜索,保证措施严格实施需要在无人机上进行火源搜索设定,同时把每一架无人机的搜索路径进行明确,保证每架无人机进入现场按照固定路线,从而确定搜索位置完成具体搜索任务。
 
  3.3无人机协同定位机制
 
  无人机继续运行过程中利用信号定位方法,对火源位置进行定位,对于一些具体位置不明确的节点可以利用相对方面和角度进行确定,必须保证无人机按照出行之前硬件设备设置的方向前进,在此方面控制过程中可以利用发射节点信号。应用无人机进行测距的定位算法上,过程中最常用的就是无线传感网络节点自定位算法,此种方式应用效率比较高,应用这种方法可以实现精确定位,并且此种算法应用过程中通讯费用相对较低,在实际测算过程中可以利用协同灭火机制,按住无人机自身的构图层对其飞行高度进行设置,要灭火机制与自身高度层相互连接,直接飞向火灾现场的火源上空,及时对火源发生位置进行定位,并且根据现场火灾发生情况及时判断原因,收集详细信息及时传递到设备终端。控制中心收到无人机返还的消息,及时开展救援。消防灭火救援现场,派出的无人机数量需要根据火源进行决策,无人机返航的过程中需要按照从低到高的顺序依次返回。
 
  4 结语
 
  由以上论述可知,目前无人机设备应用比较广泛,在具体应用过程中充分展现其优势,利用无人机机群进行消防灭火救援,降低消防人员到现场侦查的危险,也可以提升现场救援效率和质量。
 
  参考文献:
 
  [1]李志双.无人机在消防灭火救援工作中的应用研究[J].数字化用户,2017,(23).
 
  [2]张钊,刘驰.无人机在消防灭火救援工作中的实际运用[J].大科技,2015,(20).
 
  [3]刘鹏德,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).
相关关键词: 消防论文