随（suí）着无人机技术的日趋成熟和航（háng）空摄影技术的进一（yī）步拓展，我国（guó）民用无（wú）人机应用领域（yù）日益广泛（fàn），包括：摄（shè）影测量（liàng）、应急救灾、公共安全、资源（yuán）勘探、环（huán）境监（jiān）测、自然灾害监测与（yǔ）评估、城（chéng）市规划（huá）与市（shì）政管理、林火病虫害防护与监测（cè）等。当前，我国消防部队面（miàn）临（lín）着（zhe）日益复杂的灭火救援和社会救助形势，对各类（lèi）地震救援、抗洪抢险、山岳救助及大跨度或高层火（huǒ）灾（zāi）等情况（kuàng），传统现场侦查手段的局限性已日益凸显。如（rú）何有效实施消防预警（jǐng）和现场侦测，并迅速、准确处（chù）置灾情显（xiǎn）得（dé）尤为重要。我国无人机应（yīng）用技术及系统解决方案（àn）的成熟运（yùn）用，使得无人侦察机（jī）平（píng）台（tái）结合（hé）视频、红外等（děng）监控（kòng）及传送设备，通（tōng）过空中对复杂（zá）地形和复杂结（jié）构建筑进行火灾隐患（huàn）巡查（chá）、现场救援指挥、火情（qíng）侦测及防控成为消防部队新的（de）选择。
一、无人机工作原理
无人机是一种以（yǐ）无线电（diàn）遥（yáo）控和自备程序控制装置（zhì）操（cāo）纵的非载人飞行（háng）器（qì），它具备体（tǐ）积小、造价低（dī）、使用方便、对环境要求低等（děng）优点，并整合了无线图像传输系统，具备相当的自主控制、飞行（háng）规划及图（tú）像（xiàng）传（chuán）输能力。 目前（qián）商用及军用无（wú）人机（jī）系统可分为以下几个子系统：地面指挥控（kòng）制系统、无人（rén）机飞行（háng）平台、空中视频监控平台、微波无线（xiàn）实时图像传输系统、GPS导航及自动驾驶（shǐ）系统、高效大（dà）容量锂聚合物供（gòng）电单元、3G图（tú）传中继链（liàn）路等。
二、无人机的（de）技术优势
由（yóu）于采用了技术先进的飞控平台及前后台视（shì）频监（jiān）控传输（shū）系统，配（pèi）合完善（shàn）的飞行及地勤（qín）保障（zhàng）系统，无人（rén）机可对地（dì）面实施完备的（de）长时间空中监（jiān）控，从而实现（xiàn）较低的（de）综合成本对（duì）传统手段无法（fǎ）涉足的区（qū）域进行实时监控和辅助救援，其智能化和先进（jìn）性突出体现在巡（xún）查路径规划、智能分析、定（dìng）点（diǎn）持续（xù）监（jiān）控、火情报警等，并且（qiě）在制定应（yīng）急预案、建立快速（sù）响（xiǎng）应机制（zhì）、现场火（huǒ）情存（cún）档与取（qǔ）证等方面充分发挥技（jì）术防范手段（duàn）的重要作用。其技术优（yōu）势有（yǒu）：
（一）机动灵（líng）活。小型（xíng）无人机一般只有100千克以下的重量（liàng），依托飞行控件就可以对其进行操控，只需要（yào）1-2人（rén）就可以完成此（cǐ）类操作任务（wù）。在道（dào）路不畅，交通中断的情况下，徒（tú）步就可以携带至灾（zāi）害事故现场（chǎng），且（qiě）起飞条件（jiàn）很简单，对地形无要（yào）求（qiú），加上无（wú）人机携（xié）带方（fāng）便（biàn），所以具（jù）有很强的灵活性。此外，无人机的飞行速度易于控制，转弯半径小，机（jī）动性（xìng）好（hǎo），可以灵活机动控（kòng）制飞行方向（xiàng），机载摄像头也可以跟踪拍摄（shè）对象；无人机还能快速到达指定（dìng）地（dì）点，反（fǎn）应能力（lì）快捷，对环（huán）境和气候条件也（yě）有很强经浙江消防总（zǒng）队对“上合（hé）组织”演（yǎn）练期间的实际（jì）测试，无人机（jī）在6级风（fēng）力下完成飞行任务，受（shòu）阴（yīn）雨天气等（děng）条件（jiàn）限制比大型载人飞（fēi）机要小的（de）多；其起（qǐ）飞条件只需要几平（píng）米空地，周围无突出障碍物（wù）即可，在（zài）低空作业（yè）时，受气候条件限制（zhì）非常小，获取影像的速度非常快，可在5公里范（fàn）围内稳定（dìng）可（kě）靠发（fā）挥侦查作用。
（二（èr））视野（yě）全面。无人机通过宽带、数据链技术可以实（shí）现超视（shì）距（jù）控制（zhì），从（cóng）而具（jù）有很全面的视野，依据现场需求，可以（yǐ）从不同角（jiǎo）度（dù）、不同的距离（lí）在不同的光（guāng）线条件下进行作业。既可（kě）以实现在高空对目标进行全局性拍摄（shè），也（yě）可以调整距离和角度，按需抓（zhuā）拍对现（xiàn）场决策有重要帮（bāng）助（zhù）的关键（jiàn）因素。通（tōng）过（guò）远程控制（zhì）无（wú）人机和摄像头（tóu），可以根据实际需求（qiú）实时采集图像，尤（yóu）其是（shì）在低空飞行时，无人机跟踪拍摄能力极强（qiáng），使用机载摄像（xiàng）头获取的图（tú）像（xiàng）分辨率很高（gāo）（可以达到0.1米），如果（guǒ）配备热视（shì）或红外（wài）等（děng）夜视功（gōng）能，其收（shōu）录的视频将更加全面。这样的（de）方（fāng）式为实现灾害事故现场实时（shí）空中监控提供（gòng）了有力保证，能有效提升消（xiāo）防部（bù）队抢险救援的（de）侦查能力。
（三（sān））操作简单。从技术（shù）层面上看，无人机的远程视频（pín）传输与控制系（xì）统通（tōng）过网络（luò）和接口接（jiē）入地面站，通过运营（yíng）商光纤接入公网，因此，只需通过遥控（kòng）摄像机及其辅助设备（镜头、云台（tái）等），就能直（zhí）接观看无（wú）人（rén）机的（de）摄像头实时视（shì）频。通常（cháng），用户只（zhī）需通过遥控器来（lái）实现（xiàn）无人（rén）机的所（suǒ）有动作，通（tōng）过远程视频传输与（yǔ）控制系统对现（xiàn）场情况一目了然（rán），以（yǐ）实现远（yuǎn）程、方便的全方位监控；当（dāng）客户端（包括PC和手机（jī））在接入（rù）公（gōng）网后，用户可以通过PC、平板电脑或者是手机等多种形式的载体实现对无人（rén）机的控制。从应用层面上看，无人（rén）机的实际操作（zuò）也并不（bú）复杂，只要掌握好飞行、音视频（pín）控制和其他兼容模块的操作，便能发挥效能（néng）。
（四）安全可靠。无（wú）论面对暴雨、高温（wēn）、台风、泥石流等恶劣（liè）的天气环（huán）境（jìng）；或者易（yì）燃易爆、塌陷、有（yǒu）毒等严（yán）重事故灾害现场；抑或山（shān）岳、峡谷（gǔ）、沟壑等极端（duān）地理环境，无人（rén）机技术能有效规避传统灭火救援行动中（zhōng）存在的短板，可确保消防（fáng）官兵的自（zì）身（shēn）安（ān）全。并能通过对（duì）现场情况的跟拍、追踪，为（wéi）事故（gù）处置的指挥决策提供安全（quán）可（kě）靠的依据，能够最大限度地控制（zhì）灾情发展，减少灾情（qíng）的损失，减少（shǎo）人员伤亡。
三、无人（rén）机在（zài）消（xiāo）防（fáng）部队（duì）实战中的（de）应用前景
（一）灾（zāi）情侦查。当灾害发生时，使用无人机进行灾情（qíng）侦查，一是可（kě）以无视地（dì）形和环境（jìng），做（zuò）到机动（dòng）灵（líng）活开（kāi）展侦查（chá），特别是一些急难险重（chóng）的灾害现场（chǎng），侦查小（xiǎo）组（zǔ）无法开（kāi）展侦查的情况下，无人机能够迅速展开（kāi）侦（zhēn）查。二是通过无人机侦（zhēn）查能够有效提升侦查的效率，第一时间（jiān）查明灾害事（shì）故的关键因素（sù），以便指（zhǐ）挥员（yuán）作出（chū）正确决（jué）策。三（sān）是（shì）能够有效（xiào）规（guī）避人员伤亡（wáng），既能（néng）避免人进入有毒、易燃易爆等（děng）危险环境中，又（yòu）能全面、细致掌握（wò）现场情况。四是（shì）集成侦（zhēn）检模块进行检测。比如集成可燃气体探（tàn）测（cè）仪和有（yǒu）毒气（qì）体探测仪，对易燃（rán）易（yì）爆、化学事（shì）故灾害现场的相关气体浓度进行远程检测，从而（ér）得到危险部（bù）位的关键信息；又如（rú）集（jí）成测温、测风速等设备，可对灾害现场环境情况进行细化了（le）解。
（二）监控追踪。无（wú）人（rén）机的作（zuò）用不仅仅局（jú）限在灾情（qíng）侦查。消防部队（duì）所面对（duì）的各（gè）类（lèi）灾（zāi）害（hài）事故现场往往瞬（shùn）息万变（biàn），在灾（zāi）害事故的处置过程中，利用（yòng）无（wú）人机进行实时监（jiān）控追（zhuī）踪（zōng），能（néng）够提（tí）供精准的灾情变化情况（kuàng），便于各级指挥（huī）部及时（shí）掌握（wò）动态灾害情况，从而作出快速、准（zhǔn）确（què）的对策，最大限度地减少灾害损失。
（三）辅助救援。利用无人（rén）机集成或者灵活携带关键器材装备，能（néng）够（gòu）为多（duō）种情况下的救援提供帮（bāng）助。一是集成语音、扩音模块传达指令。利（lì）用无人机（jī）实现空中呼喊或者转达指（zhǐ）令，能够较（jiào）地面喊话或者（zhě）指令更有效，尤其（qí）适用于高空、高层等项目的（de）救援中（zhōng），以无人机为载体，有效传达关键指（zhǐ）令。二是（shì）为救援开辟救援途径。例（lì）如水上（shàng）、山（shān）岳救援中，现有的抛投器使用环境和范围（wéi）均有很大的（de）局限性，并且精准度差，利用无人机辅（fǔ）助抛（pāo）绳或是携带（dài）关键器材（如呼吸（xī）器、救援绳等），能够为救援创造新的（de）途径，开辟（pì）救生（shēng）通道，并（bìng）且准确（què）、高效率。三是（shì）集成通信设备（bèi），利用无（wú）人机担当通信中（zhōng）继。例如在地震、山（shān）岳等有通信阻断的环境下，利用无人机集成转信（xìn）模块（kuài），充当临（lín）时（shí）转信台，从而使得极端（duān）环境下建立起无线通（tōng）信的（de）链路。四是利（lì）用无人机（jī）进（jìn）行应急测绘。利（lì）用无人机集（jí）成航拍测绘模块，将灾害事故现（xiàn）场的情况全部（bù）收录并传至现场指挥部（bù），对灾害（hài）现场的地形等进行应急（jí）测绘，为救援的开展提供有（yǒu）力（lì）支撑。比如（rú）云南昆明劲无人机（jī），可（kě）载重30公斤，在（zài）搜（sōu）救侦查中发挥巨大（dà）的作用。
（四）辅（fǔ）助监督（dū）。利（lì）用航拍对高层（céng）及超（chāo）高层（céng）建筑实现全面实（shí）时的监测、及时发现火情隐患、消（xiāo）防现场火（huǒ）情实（shí）时控制、建筑（zhù）消防检查或现场火情图像存储、可将空中（zhōng）监（jiān）控视频接入其他安（ān）防或消防监控系统、支持大容量长时间图像存储及检（jiǎn）索（suǒ）调阅、支（zhī）持通过智能终端远程查看及控（kòng）制部分功（gōng）能等。
四、无人机在消防部队应（yīng）用的技术需求
（一）可（kě）靠性。消防部队面对的各（gè）种（zhǒng）灾害现场，特（tè）别（bié）是火灾现场，应（yīng）用环境更（gèng）为复（fù）杂，需考虑风速、烟雾（wù）、温度以及防水等各种环境因素，因此，无（wú）人侦（zhēn）察（chá）机首先（xiān）要能满足现场的恶（è）劣（liè）环境使用（yòng）条件。一是抗风能力方面。以浙江地区为例，常（cháng）年以东南和（hé）西北风（fēng）为主，沿（yán）岸（àn）风力3-4级,阵风5-8级，在高层建（jiàn）筑附近飞行时，瞬（shùn）时风力可能接近（jìn）6-8级，因此，其抗风能力要达到6级以上。二是（shì）耐（nài）高温和防爆（bào）能力（lì）。由于无人机（jī）使用汽油发动机，排气管带（dài）有火花，同时噪音大、操作维护专（zhuān）业化程度高（gāo）、运行成本不菲，且一旦飞机失控坠落，也会带来潜在的起火、爆（bào）炸等隐患，因此要（yào）求（qiú）飞机平台应当具有一定的耐高温（wēn）能力（lì）。三（sān）是防（fáng）烟雾能力（lì）。由于火灾现场存（cún）在大量水雾和烟雾，要（yào）求无人侦察机（jī）有（yǒu）较强的（de）抗水和抗烟雾能力（lì）。四是夜视能力。由于灾害发生（shēng）的时间、环境不可预知（zhī），因此应当（dāng）配备具有红外夜视功能的摄像头，并（bìng）建议配备（bèi）辅助光（guāng）源。
（二）操控性。以18km/h无人机（jī）巡（xún）航平均速度计（jì）算，其可巡（xún）视（shì）范围在（zài）2公里工（gōng）作（zuò）半径内（nèi），续航能力要求达到单组电池平均30分（fèn）钟以上，航线巡查（chá）要（yào）求能够实现不间（jiān）断监控，两次巡（xún）查准备间隙少于15分钟；另外，飞行高度方（fāng）面，根据调（diào）研，灾害事故（gù）现场多数飞行高度在200米以下，考（kǎo）虑（lǜ）到（dào）高层（céng）建筑（zhù）最高高度，达到（dào）0到300米（mǐ）飞行高度应可满足日常（cháng）现场侦查需要。
（三）稳定性（xìng）。无人机的图（tú）像传输应当力求清晰、连续，因（yīn）而对图像（xiàng）的（de）无线收（shōu）发均（jun1）有较高的（de）要求；通过无线传输易出现（xiàn）干扰，因而要求无人机必须有一定的抗干扰能力（lì），从而达到在（zài）使用过程中图像能够不间断。
（四）集成兼容性（xìng）。无人机在消防部队的应用中要实现很多（duō）扩展功能，必须拥（yōng）有良好的集成和兼容性。因此，在满载重量（liàng）方面，考虑日常训练及（jí）使用配备的机动要求，无（wú）人（rén）侦查机需能便携或车载（zǎi）到达现场附近，单兵进入现（xiàn）场机动部（bù）署，紧急情况（kuàng）下拓展携带器材，因此要求（qiú）整套系统携带重量不超过50公斤；此外，在实现视（shì）频传（chuán）输外，如果要实现其他辅助功能的（de）集（jí）成和传输（如（rú）语音、测距、测（cè）温等），这必然（rán）要求无人机拥有良好的集成和兼容性。
（五）严（yán）谨（jǐn）性。若配（pèi）备无人机，必（bì）然需要对（duì）操作人（rén）员进（jìn）行素质培训，因（yīn）此必（bì）须形成一（yī）套（tào）训练考核（hé）机制，形成无人机日常管理和使（shǐ）用（yòng）机制，操（cāo）作员（yuán）必需定岗（gǎng）定位，确定使（shǐ）用时机（jī）和人员。必须由内部操作人员和外（wài）部技术人员及（jí）研发制造方形成一套成熟（shú）的售（shòu）后维护保养机制（zhì），确保无人机保持良好（hǎo）的使（shǐ）用常态；要加强学习教（jiāo）育，使无（wú）人机（jī）的使用更符合民航管（guǎn）理规范。
五、无人（rén）机在消防部队（duì）的配备模式（shì）
（一）大（dà）（中（zhōng））队（duì）级配备标准。根据城市消防站建（jiàn）设等（děng）级分类或（huò）者铁军中（zhōng）队（duì）标准配备（bèi），特勤（qín）大（中）队可配备单兵背负式（shì）无（wú）人机，主（zhǔ）要以侦察和短距（jù）离巡航为主，应急响应时随头车抢险（xiǎn）车（chē）编队第一出动。其（qí）他承担灭火救援任务较重的大（中）队，根（gēn）据辖区情况选配。
（二）支（zhī）队级（jí）配备标准。支队级主要配备电动飞机（jī）平台，巡航距离较长，以侦查、辅助救援为主，应急（jí）响应时应当随支队全勤（qín）指挥部出动，并承担全大市辖区内和跨区域增援（yuán）时（shí）的侦查和辅助救援任务。
（三（sān））总队（duì）级（jí）配备标准。总队级（jí）主要配备燃油无人（rén）机（jī），巡航距离长，以侦察、监控、辅（fǔ）助（zhù）救援为主，随总队全勤指挥部出动，承担（dān）全省范围内和（hé）跨区域增援（yuán）时的（de）各（gè）项任务（wù）。
随着（zhe）无人机（jī）技（jì）术（shù）的进一（yī）步（bù）发展及其在消防部队运用（yòng）的日趋（qū）成熟，其必将在抗击各类灾害过程中发挥（huī）越来越重（chóng）要的作（zuò）用。各级部门特（tè）别是消防部队，应该充分认（rèn）识到（dào）无人（rén）机在灭火救援（yuán）中的重要（yào）作用，逐（zhú）步（bù）装（zhuāng）备无人机（jī）并积极发挥（huī）作用，更（gèng）好地完成各类灭（miè）火（huǒ）救援和抢险（xiǎn）救灾（zāi）任务。（中国消（xiāo）防在线（xiàn））
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