多旋翼無人機(jī)在消防應(yīng)急救援中的技術(shù)優(yōu)勢
日期: 2021-06-01 10:16:52 來源:南京新航線教育培訓(xùn)學(xué)院
隨著無人機(jī)技術(shù)的日趨成熟和航空攝影技術(shù)的進(jìn)一步拓展,我國民用無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛,包括:攝影測量、應(yīng)急搶險(xiǎn)、消防救災(zāi)、公共安全、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害監(jiān)測與評估、城市規(guī)劃與市政管理、林火病蟲害防護(hù)與監(jiān)測等。當(dāng)前,我國消防部隊(duì)面臨著日益復(fù)雜的滅火救援和社會救助形勢,對各類地震救援、抗洪搶險(xiǎn)、山岳救助及大跨度或高層火災(zāi)等情況,傳統(tǒng)現(xiàn)場偵查手段的局限性已日益凸顯。
如何有效實(shí)施消防預(yù)警和現(xiàn)場偵測,并迅速、準(zhǔn)確處置災(zāi)情顯得尤為重要。我國無人機(jī)應(yīng)用技術(shù)及系統(tǒng)解決方案的成熟運(yùn)用,使得無人機(jī)平臺結(jié)合視頻、無線圖傳等監(jiān)控及傳送設(shè)備,通過空中對復(fù)雜地形和復(fù)雜結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行火災(zāi)隱患巡查、現(xiàn)場救援指揮、火情偵測及防控成為消防部隊(duì)新的選擇。
結(jié)合消防部隊(duì)的實(shí)戰(zhàn)需求,無人機(jī)的運(yùn)用可以解決以下四方面的問題:
1、災(zāi)情偵查。當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí),使用無人機(jī)進(jìn)行災(zāi)情偵查,一是可以無視地形和環(huán)境,做到機(jī)動靈活開展偵查,特別是一些急難險(xiǎn)重的災(zāi)害現(xiàn)場,偵查小組無法開展偵查的情況下,無人機(jī)能夠迅速展開偵查。二是通過無人機(jī)偵查能夠有效提升偵查的效率,第一時(shí)間查明災(zāi)害事故的關(guān)鍵因素,以便指揮員作出正確決策。三是能夠有效規(guī)避人員傷亡,既能避免人進(jìn)入有毒、易燃易爆等危險(xiǎn)環(huán)境中,又能全面、細(xì)致掌握現(xiàn)場情況。
2、監(jiān)控追蹤。無人機(jī)的作用不僅僅局限在災(zāi)情偵查。消防部隊(duì)所面對的各類災(zāi)害事故現(xiàn)場往往瞬息萬變,在災(zāi)害事故的處置過程中,利用無人機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控追蹤,能夠提供精準(zhǔn)的災(zāi)情變化情況,便于各級指揮部及時(shí)掌握動態(tài)災(zāi)害情況,從而作出快速、準(zhǔn)確的對策,最大限度地減少災(zāi)害損失。
3、輔助救援。利用無人機(jī)集成或者靈活攜帶關(guān)鍵器材裝備,能夠?yàn)槎喾N情況下的救援提供幫助:
(1)為救援開辟救援途徑。例如山岳救援中,現(xiàn)有的拋投器使用環(huán)境和范圍均有很大的局限性,并且精準(zhǔn)度差,利用無人機(jī)輔助拋繩或是攜帶關(guān)鍵器材(如呼吸器、救援繩等),能夠?yàn)榫仍畡?chuàng)造新的途徑,開辟救生通道,并且準(zhǔn)確、高效率。
(2)集成通信設(shè)備,利用無人機(jī)擔(dān)當(dāng)通信中繼。例如在地震、山岳等有通信阻斷的環(huán)境下,利用無人機(jī)集成轉(zhuǎn)信模塊,充當(dāng)臨時(shí)轉(zhuǎn)信臺,從而使得極端環(huán)境下建立起無線通信的鏈路。
(3)利用無人機(jī)進(jìn)行應(yīng)急測繪。利用無人機(jī)集成航拍測繪模塊,將災(zāi)害事故現(xiàn)場的情況全部收錄并傳至現(xiàn)場指揮部,對災(zāi)害現(xiàn)場的地形等進(jìn)行應(yīng)急測繪,為救援的開展提供有力支撐。
4、輔助監(jiān)督。利用航拍對高層及超高層建筑實(shí)現(xiàn)全面實(shí)時(shí)的監(jiān)測、及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情隱患、消防現(xiàn)場火情實(shí)時(shí)控制、建筑消防檢查或現(xiàn)場火情圖像存儲、可將空中監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)接入其他安防或消防監(jiān)控系統(tǒng)等。
二、系統(tǒng)組成
1、無人機(jī):包括無人機(jī)機(jī)體、攝像云臺組件、無線圖傳發(fā)射套件、手動控制設(shè)備、地面站等。
2、應(yīng)急通信車:無線圖傳接收終端。
三、技術(shù)優(yōu)勢
由于采用了技術(shù)先進(jìn)的飛控平臺及前后臺視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng),配合完善的飛行及地勤保障系統(tǒng),無人機(jī)可對地面實(shí)施完備的長時(shí)間空中監(jiān)控,從而實(shí)現(xiàn)較低的綜合成本對傳統(tǒng)手段無法涉足的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和輔助救援,其智能化和先進(jìn)性突出體現(xiàn)在巡查路徑規(guī)劃、智能分析、定點(diǎn)持續(xù)監(jiān)控、火情報(bào)警等,并且在制定應(yīng)急預(yù)案、建立快速響應(yīng)機(jī)制、現(xiàn)場火情存檔與取證等方面充分發(fā)揮技術(shù)防范手段的重要作用。其技術(shù)優(yōu)勢有:
1、機(jī)動靈活
小型無人機(jī)重量輕,依托飛行控件就可以對其進(jìn)行操控,只需要1~2人就可以完成此類操作任務(wù)。在道路不暢,交通中斷的情況下,徒步就可以攜帶至災(zāi)害事故現(xiàn)場,且起飛條件很簡單,對地形無要求,加上無人機(jī)攜帶方便,所以具有很強(qiáng)的靈活性。此外,無人機(jī)的飛行速度易于控制,轉(zhuǎn)彎半徑小,機(jī)動性好,可以靈活機(jī)動控制飛行方向,機(jī)載攝像頭也可以跟蹤拍攝對象;無人機(jī)還能快速到達(dá)指定地點(diǎn),反應(yīng)能力快捷,對環(huán)境和氣候條件也有很強(qiáng)適應(yīng)能力,在2014年西藏塔爾欽“神山”保障測試中,無人機(jī)在6級風(fēng)力下完成飛行任務(wù),受陰雨天氣等條件限制比大型載人飛機(jī)要小的多;其起飛條件只需要幾平米空地,周圍無突出障礙物即可,在低空作業(yè)時(shí),受氣候條件限制非常小,獲取影像的速度非常快,可在10公里范圍內(nèi)穩(wěn)定可靠發(fā)揮偵查作用。
2、視野全面
無人機(jī)通過無線技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)超視距控制,從而具有很全面的視野,依據(jù)現(xiàn)場需求,可以從不同角度、不同的距離在不同的光線條件下進(jìn)行作業(yè)。既可以實(shí)現(xiàn)在高空對目標(biāo)進(jìn)行全局性拍攝,也可以調(diào)整距離和角度,按需抓拍對現(xiàn)場決策有重要幫助的關(guān)鍵因素。通過遠(yuǎn)程控制無人機(jī)和攝像頭,可以根據(jù)實(shí)際需求實(shí)時(shí)采集并傳輸圖像,尤其是在低空飛行時(shí),無人機(jī)跟蹤拍攝能力極強(qiáng),使用機(jī)載攝像頭獲取的圖像分辨率很高,如果配備熱視等夜視功能攝像,其收錄的視頻將更加全面。這樣的方式為實(shí)現(xiàn)災(zāi)害事故現(xiàn)場實(shí)時(shí)空中監(jiān)控提供了有力保證,能有效提升消防部隊(duì)搶險(xiǎn)救援的偵查能力。
3、操作簡單
從技術(shù)層面上看,無人機(jī)的遠(yuǎn)程視頻傳輸與控制系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)和接口接入地面站,通過光纖接入指揮中心,因此,只需通過遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備(鏡頭、云臺等),就能直接觀看無人機(jī)的攝像頭實(shí)時(shí)視頻。通常,用戶只需通過遙控器來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的所有動作,通過遠(yuǎn)程視頻傳輸與控制系統(tǒng)對現(xiàn)場情況一目了然,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程、方便的全方位監(jiān)控;當(dāng)客戶端(包括PC和手機(jī))在接入公網(wǎng)后,用戶可以通過PC、平板電腦或者是手機(jī)等多種形式的載體實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的控制。從應(yīng)用層面上看,無人機(jī)的實(shí)際操作也并不復(fù)雜,只要掌握好飛行、音視頻控制和其他兼容模塊的操作,便能發(fā)揮效能。
4、安全可靠
無論面對暴雨、高溫、臺風(fēng)、泥石流等惡劣的天氣環(huán)境;或者易燃易爆、塌陷、有毒等嚴(yán)重事故災(zāi)害現(xiàn)場;抑或山岳、峽谷、溝壑等極端地理環(huán)境,無人機(jī)技術(shù)能有效規(guī)避傳統(tǒng)滅火救援行動中存在的短板,可確保消防官兵的自身安全。并能通過對現(xiàn)場情況的跟拍、追蹤,為事故處置的指揮決策提供安全可靠的依據(jù),能夠最大限度地控制災(zāi)情發(fā)展,減少災(zāi)情的損失,減少人員傷亡。
5、實(shí)時(shí)圖傳
無人機(jī)在對災(zāi)害現(xiàn)場拍攝的同時(shí),利用COFDM無線圖傳技術(shù),實(shí)時(shí)傳輸高清圖像至地面接收終端,傳輸視頻高達(dá)1080p畫質(zhì)。由于COFDM技術(shù)具備廣播式傳輸?shù)奶攸c(diǎn),無人機(jī)視頻可同時(shí)被指揮車、指揮中心、操控手微型便攜終端等多終端接收。