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      滅火無人機應(yīng)用研究

      2020-08-14 10:18:46李芳榮
      科學(xué)與信息化 2020年19期
      關(guān)鍵詞:戰(zhàn)術(shù)

      李芳榮

      摘 要 近年來,無人機技術(shù)發(fā)展速度驚人,這不僅是科技發(fā)展的結(jié)果,也給其應(yīng)用前景提供了廣闊的空間,通過自身十多年基層滅火救援經(jīng)驗,同時對目前在處理高層火災(zāi)、大跨度廠房、臨垮塌建筑及其他大型火災(zāi)時傳統(tǒng)滅火戰(zhàn)斗所面臨的各種問題進行梳理和研究,引發(fā)了設(shè)計和研發(fā)一款高效實用的滅火無人機,并將其更深層次應(yīng)用于滅火救援領(lǐng)域的深入思考。

      關(guān)鍵詞 滅火無人機;戰(zhàn)術(shù);滅后救援

      1目前無人機應(yīng)用現(xiàn)狀

      1.1 功能單一

      目前,各個消防隊也都相繼配備了一定數(shù)量和型號的無人機,但這類無人機功能性單一,僅局限于拍攝及存儲功能,在滅火救援現(xiàn)場僅具備偵查的作用。甚至傳輸功能還需要借助4G圖傳系統(tǒng)才能實現(xiàn)。

      1.2 控制距離短

      九龍坡支隊現(xiàn)有無人機采用wifi信號進行控制,這也是當(dāng)下民用無人機最為普遍的鏈接傳輸方法,理論控制距離最遠4公里,但實際情況下遠遠達不到這個數(shù)據(jù),這嚴(yán)重限制了無人機的實踐性應(yīng)用,必須使用載具將無人機運送到現(xiàn)場再進行現(xiàn)場操控,既節(jié)約不了時間,攜帶又不方便[1]。

      2滅火無人機功能實現(xiàn)的技術(shù)性條件

      2.1 無人機操控技術(shù)日趨成熟,精準(zhǔn)操控進一步強化

      隨著無人機近幾年的迅猛發(fā)展,無論從軟件功能和硬件質(zhì)量上講,都得到了進一步的提升,功能完善性和可操控性也更加趨于成熟。

      2.2 移動網(wǎng)絡(luò)和微波傳輸,可實現(xiàn)遠程控制、監(jiān)控、數(shù)據(jù)傳送功能

      無人機應(yīng)用主要有移動網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)、微波、衛(wèi)星控制等傳控方式,于民用而言,4G、微波是實現(xiàn)遠距離傳輸?shù)闹饕侄?,但缺點是傳輸可能會由于區(qū)域信號或硬件設(shè)備等問題相對延遲(有一定影響,但是不大)。隨著國家5G戰(zhàn)略的實施,wifi無線、4G和微波等傳輸方式必將會被5G網(wǎng)絡(luò)傳輸取代,使民用無人機遠程無延遲控制功能成為現(xiàn)實。

      2.3 VR全景技術(shù)接入,實現(xiàn)超視距全景控制,沉浸駕駛,虛擬現(xiàn)場,身臨其境

      3滅火無人機在戰(zhàn)斗中的明顯優(yōu)勢

      3.1 機動靈活

      ①由于不受交通路線限制,可實現(xiàn)直線距離飛行,時速可達120-180KM/H,10分鐘轄區(qū)全覆蓋飛行,高速到達火場;②目前比較好的無人機可以達到4個小時續(xù)航,完全足夠一個較大型火災(zāi)的需求。③可以及時補充滅火彈藥、傳遞救援物資,還可以通過機身自帶(可選)的各種高科技探測設(shè)備為指揮提供可靠資料。④遠程操控,無需將無人機車載至現(xiàn)場,對無人機進行操作的人員也無須親歷現(xiàn)場甚至無須進行全面完善的作戰(zhàn)培訓(xùn),同時,無人機可以在各種平臺進行起降,靈活迅速。

      3.2 高效滅火

      ①快速定位火點。利用無人機機載的紅外和可見光攝像機監(jiān)測實時火災(zāi)情況,經(jīng)數(shù)控遙測電路實時傳輸?shù)降孛婵刂普?,將火點、熱點顯示在地面站的數(shù)字地圖上,并進行精確的火點定位,為指揮站提供精確火情信息;②根據(jù)火災(zāi)種類掛載高效滅火彈,第一時間壓制火勢。一顆滅火彈的控制范圍約為6~20平方米;③操作多樣??筛呖胀斗?,全面覆蓋,可定點射擊,精準(zhǔn)滅火,也可VR虛擬現(xiàn)場,臨危不懼。

      3.3 安全可靠

      低空編程或?qū)Ш斤w行,有效規(guī)避行車交通等傳統(tǒng)滅火救援行動中存在的風(fēng)險,安全系數(shù)高,同時在滅火現(xiàn)場可代替人力進入危險區(qū)域,避免滅火救援處置中的人員傷亡。

      3.4 節(jié)省資源

      現(xiàn)在如遇大型火災(zāi),一般運用的是“殺雞用牛刀”人海車海戰(zhàn)術(shù),缺水區(qū)域還面臨水源不足需要長距離運水,不僅有人力物力成本,還有時間成本;如遇油品等類型火災(zāi),泡沫的成本也很高昂。而一顆普通干粉滅火彈成本只需要50元以內(nèi)。

      4滅火無人機應(yīng)用功能性研究

      滅火無人機是實現(xiàn)智能化、機械化替代傳統(tǒng)滅火方式的有效途徑之一,只有將無人機通用技術(shù)同傳統(tǒng)火場應(yīng)用有機結(jié)合,在現(xiàn)有無人機的基礎(chǔ)上進行全面的功能性改裝,實現(xiàn)滅火救援功能,才是無人機應(yīng)用的最終目的。

      4.1 拋投功能

      基本功能,對于大面積開放性火場,如大跨度、鋼結(jié)構(gòu)廠房等有絕對的壓制性效果。以80kg掛載重量的功能性無人機為例,可攜帶約15~20枚4kg干粉滅火彈,垂直高空投放,產(chǎn)生的滅火壓制效果遠強于水槍水炮。

      4.2 射擊功能

      通過紅外等瞄準(zhǔn)手段,向某一相對狹小空間進行精確射擊。適用于封閉性廠房、臨垮塌建筑廠房、高層建筑等火場。目前,在相對穩(wěn)定的氣象條件下,射擊精確度保守能夠達到2×2m的范圍,射程可達100m。

      4.3 同步監(jiān)視功能

      滅火無人機終端分為操控終端和監(jiān)控終端,無人機駕駛員操作操控端,指揮部分設(shè)一個或多個監(jiān)控端,隨時掌握無人機操作和火災(zāi)現(xiàn)場動態(tài)。

      4.4 其他功能

      ①自動定位導(dǎo)航功能。輸入位置,一鍵到達指定位置上空。②警報功能。作用同消防車警報。③功放功能??杉?zhèn)鋵崿F(xiàn)疏散、撤離等信號的發(fā)送功能。④夜視功能。便于夜間開展滅火救援行動。⑤雷達碰撞預(yù)警。防止操控不當(dāng)產(chǎn)生碰撞危險。

      5火場實用性設(shè)想

      (1)以轄區(qū)某廠房火災(zāi)為例。支隊調(diào)派滅火無人機,攜帶足夠滅火彈至垂直高空適當(dāng)高度和適當(dāng)位置,連續(xù)拋投滅火彈直至火勢被壓制。內(nèi)攻人員在水槍和水炮的掩護下深入內(nèi)部進行余火清理。

      (2)以轄區(qū)某倉庫火災(zāi)為例。該倉庫為多層混凝土建筑,內(nèi)部存儲大量紙品及日用品堆垛,火災(zāi)負(fù)荷大,內(nèi)部煙大溫高,倉庫正面入口少,直接內(nèi)攻難度很大。同時由于該倉庫為坡面結(jié)構(gòu),建筑背后地面位于坡底,與著火樓層高差大,且無入口,難以形成有效的夾攻。第一處置力量到達現(xiàn)場后,立即于倉庫正面入口處設(shè)置水槍陣地,依托該建筑窗口多的特點,多布置水槍進行多點控火防止火勢擴大蔓延,支隊及時調(diào)派滅火無人機至建筑背后,通過窗口進行精確射擊投彈,實現(xiàn)夾擊滅火的效果?;饎菘刂坪?,調(diào)整正面力量進行內(nèi)攻清理余火。

      6遠期規(guī)劃

      隨著科技的不斷進步,機械化智能化將會進一步應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域,也將進一步取代人力實現(xiàn)各項功能。在火災(zāi)撲救過程中,可以思考進行一系列功能型無人機研發(fā),并整合到一輛無人機指揮車中,各種無人機各司其職,高效配合,開辟消防無人機應(yīng)用新局面。

      參考文獻

      [1] 羅崇文.無人機在消防滅火救援中的應(yīng)用淺析[J].山東工業(yè)技術(shù),2019(3):247.

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