無人機(jī)在森林消防中的應(yīng)用

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1、無人機(jī)在森林消防中的應(yīng)用 無人機(jī)在森林消防中的應(yīng)用 [摘 要]作為森林消防的有效設(shè)備，無人機(jī)顯示出其它傳統(tǒng)設(shè)備無法比較的優(yōu)越性，在林業(yè)火災(zāi)的監(jiān)測、預(yù)防、撲救、災(zāi)后評估等方面得到廣泛的應(yīng)用。本文分析了無人機(jī)在森林消防中的應(yīng)用優(yōu)勢，并探討了其在森林消防應(yīng)用中的技術(shù)需求。 [摘 要]無人機(jī)：森林消防；救援 中圖分類號：TP101 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X14-0290-01 一、無人機(jī)在森林消防中的應(yīng)用優(yōu)勢 我國森林資源較為貧乏，森林覆蓋率約為13%左右，人均森林占有面積僅為世界平均值的1/6，但森林

2、大火每年都有發(fā)生，如何解決森林防火的問題，又成為林業(yè)工作的重中之重。目前，國外森林防火中應(yīng)用了較多的新技術(shù)和新設(shè)備，國內(nèi)在此方面的應(yīng)用需求也日益增加，對森林保護(hù)的投入逐漸加大，先后運(yùn)用衛(wèi)星進(jìn)行資源普查、森林火場監(jiān)視，而使用無人機(jī)系統(tǒng)對森林火情監(jiān)測那么還是初始階段。 無人機(jī)遙感技術(shù)簡單的說就是將無人機(jī)技術(shù)與遙感技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合，其主要的技術(shù)內(nèi)容有無人駕駛飛行技術(shù)、遙測遙控技術(shù)、遙感傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)、遙感應(yīng)用技術(shù)以及GPS差分定位技術(shù)，這是一種相對較為綜合的技術(shù)，起可以快速的對我國森林火災(zāi)狀況進(jìn)行調(diào)查，并對相應(yīng)的信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行掌握，以此來預(yù)防森林火災(zāi)的發(fā)生或用于森林火災(zāi)的救援。無人機(jī)

3、應(yīng)用于森林消防的優(yōu)勢有： 準(zhǔn)確提供火災(zāi)信息 無人駕駛飛行器機(jī)載的紅外和可見光攝像機(jī)監(jiān)測森林火災(zāi)，經(jīng)數(shù)控遙測電路實(shí)時傳輸?shù)降孛嬲?，將火點(diǎn)、熱點(diǎn)顯示在地面站的數(shù)字地圖上，經(jīng)過識別系統(tǒng)確定是否火點(diǎn)，并進(jìn)行精確的火點(diǎn)定位。當(dāng)該飛行器在火場上方飛行時，還可將火場的輪廓、面積、蔓延速度等數(shù)據(jù)實(shí)時傳回地面控制中心，監(jiān)測林火發(fā)生和火場開展動態(tài)，為地面撲火指揮提供可靠信息。特別是在森林火災(zāi)發(fā)生時火場上空能見度極低，即使是航護(hù)飛機(jī)能到達(dá)火場上空，觀察員也無法詳細(xì)觀察到地面火場情況，而在這種情況下飛行又存著平安隱患。無人機(jī)能夠克服航護(hù)飛機(jī)的這一缺乏，通過搭載攝像設(shè)備和影像傳輸設(shè)備，可隨時執(zhí)行火警偵察

4、和火場探測任務(wù)。地面人員通過接收來自無人機(jī)的微波信號，隨時掌握火場動態(tài)信息。 幫助制定合理救援方案 經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速開展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求的增加，使森林消防部隊(duì)所擔(dān)負(fù)的森林滅火救援任務(wù)越來越艱巨。特別是近年來，在森林火災(zāi)頻發(fā)，因消防員無法靠近或進(jìn)入到森林火災(zāi)現(xiàn)場，救援工作面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。而無人機(jī)可以按照一定的高度、位置進(jìn)行飛行，這樣作為空中的一個制高點(diǎn)，對整個火災(zāi)區(qū)域進(jìn)行觀察，完成對滅火救援現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，為科學(xué)調(diào)派救援和制訂救援方案提供信息支撐。例如，作為消防隊(duì)長，當(dāng)派遣你到森林火災(zāi)現(xiàn)場時，你指導(dǎo)操控員將無人機(jī)放飛在在火場上空，它可以快速將火場的輪廓、面積、蔓延速度等數(shù)據(jù)實(shí)時

5、傳回地面控制中心，為地面撲火指揮提供可靠信息，使滅火指揮部門迅速有效地組織、布署滅火隊(duì)伍，提高滅火作戰(zhàn)效率，防止救火人員的傷亡。 保障消防員平安 依靠空中火情觀察人員的肉眼無法觀察到到火場暗火的情況。在過火面積較大時，采用地面人員查找暗火方式，要使用大量人員且不利于人員平安。無人機(jī)可以為地面消防部門第一時間提供火場地理坐標(biāo)、火場面積、火場邊界、火場蔓延趨勢等火場態(tài)勢情報(bào)，使消防部隊(duì)迅速調(diào)配人員進(jìn)行重點(diǎn)區(qū)域滅火工作，及時通知消防人員撤離危險(xiǎn)地區(qū)，并根據(jù)火場圖像資料為消防人員提供撤離路徑。保證消防員平安。 有利于救援工作的開展 與此同時，無人機(jī)搭載生命探測儀，配備G

6、PS定位，能感知和獲取人的具體位置，在最短時間內(nèi)找出生命源，并將救生繩、呼吸罩、急救藥品等輕型物資投送到制定地域，幫助被困人員進(jìn)行自救或快速逃離現(xiàn)場。 預(yù)防火災(zāi) 作為現(xiàn)有林業(yè)監(jiān)測手段的有力補(bǔ)充，無人機(jī)除了能在發(fā)生森林火災(zāi)時快速定位火點(diǎn)，確定火情外，更能對林業(yè)火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測、預(yù)防。森林火災(zāi)的發(fā)生，因地理位置分散偏僻，發(fā)生之初通常很難發(fā)現(xiàn)，假設(shè)能及時監(jiān)測到林火的發(fā)生，將火災(zāi)扼殺在萌芽狀態(tài)，搶占滅火先機(jī)，就能將產(chǎn)生的破壞和損失大大降低。近年來隨著無人機(jī)技術(shù)的快速開展，森林防火越來越多考慮采用基于無人機(jī)平臺的防火方案，假設(shè)干數(shù)量的無人機(jī)以相對穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成移動節(jié)點(diǎn)群，進(jìn)行森林日常

7、巡護(hù)，可以到達(dá)森林防火的最正確事前監(jiān)控。 本錢低 無人機(jī)可以消除局部危險(xiǎn)，還可以降低局部本錢，我們只需利用幾架無人機(jī)就可以取代原本直升機(jī)或幾組工作人員的工作，這為我們減少了許多麻煩。 二、無人機(jī)在森林消防應(yīng)用中的技術(shù)需求 針對消防部隊(duì)面對的災(zāi)害事故現(xiàn)場實(shí)際情況，無人機(jī)在消防部隊(duì)的運(yùn)用還應(yīng)到達(dá)一定的技術(shù)要求。 可靠性 消防部隊(duì)面對的各種災(zāi)害現(xiàn)場，特別是火災(zāi)現(xiàn)場，應(yīng)用環(huán)境更為復(fù)雜，需考慮風(fēng)速、煙霧、溫度以及防水等各種環(huán)境因素，因此，無人偵察機(jī)首先要能滿足現(xiàn)場的惡劣環(huán)境使用條件。一是抗風(fēng)能力方面。二是耐高溫和防爆能力。三是防煙霧能力。 操控性

8、 以18km/h無人機(jī)巡航平均速度計(jì)算，其可巡視范圍在2公里工作半徑內(nèi)，續(xù)航能力要求到達(dá)單組電池平均30分鐘以上，航線巡查要求能夠?qū)崿F(xiàn)不間斷監(jiān)控，兩次巡查準(zhǔn)備間隙少于15分鐘；另外，飛行高度方面，根據(jù)調(diào)研，災(zāi)害事故現(xiàn)場多數(shù)飛行高度在200米以下，考慮到高層建筑最高高度，到達(dá)0到300米飛行高度應(yīng)可滿足日?，F(xiàn)場偵查需要。 穩(wěn)定性 無人機(jī)的圖像傳輸應(yīng)當(dāng)力求清晰、連續(xù)，因而對圖像的無線收發(fā)均有較高的要求；通過無線傳輸易出現(xiàn)干擾，因而要求無人機(jī)必須有一定的抗干擾能力，從而到達(dá)在使用過程中圖像能夠不間斷。 集成兼容性 無人機(jī)在消防部隊(duì)的應(yīng)用中要實(shí)現(xiàn)很多擴(kuò)展功能，必須

9、擁有良好的集成和兼容性。因此，在滿載重量方面，考慮日常訓(xùn)練及使用配備的機(jī)動要求，無人偵查機(jī)需能便攜或車載到達(dá)現(xiàn)場附近，單兵進(jìn)入現(xiàn)場機(jī)動部署，緊急情況下拓展攜帶器材，因此要求整套系統(tǒng)攜帶重量不超過50公斤；此外，在實(shí)現(xiàn)視頻傳輸外，如果要實(shí)現(xiàn)其他輔助功能的集成和傳輸，這必然要求無人機(jī)擁有良好的集成和兼容性。 三、無人機(jī)應(yīng)用的開展 未來對于無人機(jī)的應(yīng)用，我們應(yīng)當(dāng)把消防部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和無人機(jī)的研發(fā)理論技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，建立長效合作機(jī)制，在一定程度上合理進(jìn)行革新創(chuàng)造，改善部隊(duì)內(nèi)外環(huán)境和實(shí)戰(zhàn)能力，進(jìn)一步拓寬科技強(qiáng)消的新思路、新方向。同時，就進(jìn)一步立足實(shí)戰(zhàn)，發(fā)揮無人機(jī)靈活快捷和定位系統(tǒng)精確穩(wěn)

10、定的特點(diǎn)：一是要立足實(shí)際，要在實(shí)時圖像傳輸、數(shù)據(jù)采集分析、現(xiàn)場環(huán)境勘測等關(guān)鍵功能環(huán)節(jié)上下功夫，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高無人機(jī)的實(shí)用性和操控性。二是要降低本錢，要減去不實(shí)用的功能用途，盡可能為全體指戰(zhàn)員提供更經(jīng)濟(jì)合理的火場定位保證，進(jìn)一步加強(qiáng)對滅火救援現(xiàn)場的控制和部署。三是要便攜方便，要遵循高效便捷的設(shè)計(jì)理念，在各項(xiàng)指標(biāo)均衡穩(wěn)定的根底上，減少占用空間和載重量，以適應(yīng)更為狹小作業(yè)空間和更為復(fù)雜救援現(xiàn)場的偵查檢測工作。 結(jié)語 隨著社會經(jīng)濟(jì)開展與科技的進(jìn)步，無人機(jī)遙感在森林資源調(diào)查中的應(yīng)用也在不斷的完善?，F(xiàn)階段的森林調(diào)查中對數(shù)據(jù)的要求逐漸向著多元化的方向開展，對數(shù)據(jù)的精度、實(shí)效以及質(zhì)量等方面的要求也逐漸嚴(yán)格，這就要求明確無人機(jī)遙感在森林資源調(diào)查中的價值，并對其中存在的問題進(jìn)行不斷的完善，從根本上保障我國社會的穩(wěn)定開展。 參考文獻(xiàn) 【1】 康凱.無人機(jī)在消防滅火救援工作中的應(yīng)用研究[J].武警學(xué)院學(xué)報(bào)，2021. 【2】 張釗，劉馳.無人機(jī)在消防滅火救援工作中的實(shí)際運(yùn)用[J].大科技，2021.