应急救援领域无人机应用现状及分析

◆沈中泽

应急救援领域无人机应用现状及分析

◆沈中泽

（常州消防救援支队 信息通信科 江苏 213000）

无人机在当前社会的发展过程中无论在军用还是在民用领域，均具有着较为广泛的市场，其综合应用情景较为庞大，相应的技术在构建过程中形成了具有高新特性的高新技术密集型产业，而当前的市场需求及技术的进步，也使得无人技术在发展中所拥有的创新性得以提升，基于上述角度，文章对消防无人机发展现状及应用趋势进行详细的分析，并且对其发展现状进行综合性的探究，对当前无人机技术在消防救援区域进行探讨，以及技术的热点应用领域进行综合性的研究，希望能够对消防救援信息化发展工作起到一定程度的现实参考。

无人机；消防信息化；应急救援

无人机具有体积小、造价低、使用方便、作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，也更适合“空间狭小，环境复杂或危险”的任务。目前在农业、植保、微型自拍、快递运输、应急救援、测绘、新闻报道、电力巡检等领域的应用，大大拓展了无人机本身的用途。在消防救援方面无人机也以其独特的优势迅速发展，无人机所具有的高空立体侦察、机动灵活、操作简便等特性，为消防救援队伍有效开展应急救援和关键信息采集提供了技术上的便利。但随着无人机在消防救援队伍的普及度越来越高无人机在使用、管理、维护等方面，所带来的各类问题也日益凸显。

1 无人机在消防救援领域的需求分析

在消防救援应用领域，无人机航拍为基础功能，全景图能够快速对现场视角进行360度拍摄并发送至手机可视化，搭载全景眼镜观看航拍效果更加直观。正射影像二维制图，可快速出图，第一时间获取现场实景图，为指挥决策提供关键信息，需较高的平面精度和分辨率，高精度没有要求。三维建模，应急救援现场对模型精度和贴图质量没有较高要求。灾后现场需进行精细建模留存，辅助灾后火调，对模型精度和贴图质量要求高，尽可能对现场进行复原。三维建模适用于日常训练，通过积累对城市重点单位建筑开展三维建模，模型精度和贴图质量要求高。

2 无人机在消防救援领域的实战应用得以进一步体现

常州消防支队及辖区各大、中队主要配备了大疆精灵、御2及御行业版3款小型无人机，同时配备了一台中型无人机。无人机主要有抛投、航拍、全景图、正射影像、三维建模、夜视热成像等应用。在天气条件良好条件下无人机开展飞行任务，起飞条件只需要几平米空地，周围无突出障碍物即可，在低空作业时，受气候条件限制非常小，获取影像速度快，在2公里范围内稳定可靠发挥侦查作用。常州市辖区内一旦发生重大灾情，尤其是支队应急通信前途保障分队到场后，会进行统一飞行管理和任务部署。消防队伍内部通过临时建群或对讲机询问的方式来进行飞行管理和任务部署。

2020年7月14日，江苏省常州市警方接到一名女子家属的报警电话。根据该女子家属提供的信息，警方通过路面监控确认，在当天下午4时50分该名女子背着包独自走入了空旷的芦苇荡，疑似服用药物要自杀。公安接到报警信息之后迅速开展搜索救援，但是警方并不能够通过监控得出该女子所在的具体位置。而随着天色逐渐变暗，温度也逐渐下降，这会对该女子的生命健康构成更大的威胁。随后常州公安拨打了119指挥中心电话，称需要消防员提供无人机的技术支持。因为前期已经持续了4个小时左右的搜救，未能准确找到该女子所在地，消防无人机到场后立即起飞大疆御2双光版无人机，从高空开始侦查，到达芦苇荡正上方后，迅速开启红外热成像功能，显示器上的深浅不一的红紫色块代表了不去区域的温度分布，夜间地面温度较低，与人体37.5度有明显的差异，5分钟左右，南环路消防救援站的无人机飞手就发现了一处红点。切换至视频光图像后，清晰地看到一个人躺在芦苇荡中央，通过无人机指引警方也迅速锁定了位置并成功救出这名女子。

在这个应用当中，采取无人机搜救的方式可以减少人员、搜救犬调遣和集合的时间，同时节省财力。并且直接采用无人机搭载红热成像相机的方式，可以有效应对天色已晚而人眼较难发现被困女子的问题。在天色渐晚、范围较广的环境之下，无人机救援展现出在速度、搜救范围、危险性、成本方面的突出优势。

3 对技术瓶颈进行综合研究

无人机作为新兴发展产业，在消防救援应用领域已处于初期探索和中期应用阶段，已成为当前主要辅助决策指挥手段之一。同时，在实战应用中，主要存在未与现有自建系统有效融合、拍摄成果输出效率低、展示困难等问题。

现场飞行环境复杂。大疆无人机在系统设置上设置了禁飞区、限飞区等功能，但仍然存在现场复杂环境不利于无人机飞行。2020年10月24日，技术人员在爱琴海大型商业综合体飞行保障中，一台无人机炸机，经分析原因，主要是由于飞手在城市建筑三维建模飞行途中，对建模主体航线规划时，未考虑到周边建筑高度，航拍高度设置有误，导致飞行过程中撞到周边建筑炸机。同时，对城市部分建筑密集场所，也会发生GPS信号干扰或者信号中断等情况，影响无人机航拍及三维建模。

建模输出效率较低。灾害现场的全景、正射、三维建模等图像输出可以极大提升灾害现场的辅助决策能力，目前所采用的建模流程主要为传统的图像采集-数据导出-现场建模-模型上传与分享-模型展示，由于数据量庞大，数据导出、现场建模、模型上传与分享均需要烦琐的操作过程，并消耗大量的时间。尤其是现场建模，除了需要配备性能较高的图形工作站现场建才能较快完成模任务外，灾害现场也往往难以提供良好的现场建模环境，不良天气影响、现场供电不足、装备携行困难等都是现场建模的不便因素，并带来了极大的工作量。另一方面，消防救援过程中对于现场模型需求是“求快多于求精”，现场实时画面传输多于三维建模，图像的高精度建模可用于后期战评复盘所需，而现场指挥作战所需以无人机实时图像传输为主。

图1 现场实时画面

飞控平台数据孤岛。当前消防无人机所应用的飞控平台多与无人机品牌相对应，无人机采集的各类画面需通过与图综平台的配套终端进行硬连接的方式回传至后方，大大增加了飞手工作量，影响了任务执行效率，附加传输终端的方式对无人机飞手的操作也带来了极大不便。无人机所采集的图像、模型以及无人机状态信息是灭火救援指挥决策的重要依据，需及时回传至后方指挥中心，缺乏与消防内部图综、实战指挥系统的融合性。同时，针对消防行业应用，缺少一个可视化实景三维数据云管理平台，市场上比较成熟且常用的三维数据管理平台主要为Wish3D-Earth，可借鉴针对消防行业应用开发。

4 结语

在当今时代发展之下，我国的无人机产业得到了有效的优化发展，并且其自身整体行业的创新能力突出，使其自身在诸多领域得到了进一步的应用。回顾消防无人机实战应用的发展历程，特别是2018年以来，基于无人机智能运用的“数字化”应急通信装备应用，已经成为消防近两年面对的新阶段、新课题。而无人机在发展过程中所有的前景得以进一步的拓广，在消防救援领域将予以更加广泛性的应用，其技术的优化，也将使消防无人机的应用趋势能够获得有效的支撑。

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