隨著無人機技術的日趨成熟和航空攝影技術的進一步拓展，民用無人機應用領域日益廣泛，包括電力巡線、搶險救災、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、自然災害監(jiān)測與評估、林火病蟲害防護與監(jiān)測等。其中森林防火任務日益加重，我國消防部隊面臨著復雜的滅火救援和社會救助形勢，傳統(tǒng)現(xiàn)場偵查手段的局限性已日益凸顯，同時為撲救森林火災也耗費了大量的人力、物力和財力，森林火災對森林資源和生態(tài)環(huán)境的破壞所造成的損失難以估量。因此，如何將高科技手段應用到森林資源監(jiān)測，有效實施消防預警和現(xiàn)場偵測，并迅速、準確處置災情已成為森林防火工作的一項迫在眉睫、亟待解決的重大課題。

一、國外的森林消防技術

加拿大采用從衛(wèi)星上發(fā)射電磁射線檢測林區(qū)溫度，當檢測出林區(qū)局部溫度上升到150℃~200℃，紅外線波長達3.7微米時，便是火災前兆，立即測定具體溫度，采取措施及時防火。同時，加拿大林區(qū)采用多架配備先進的直升飛機輪流監(jiān)測森林火災，飛行費每小時需5000-6000歐元。

2002年，德國投入使用Fire-Watch System森林火災自動預警系統(tǒng)，在勃蘭登堡州、梅克倫堡-切波莫瑞州與薩克森州安裝了24套這種攝像系統(tǒng)以及7套第二代Fire-Watch裝置，它能夠及時識別與定位森林火災。此后該林區(qū)共發(fā)生了近120次森林火災，沒有一次漏報。Fire-Watch System正常監(jiān)測半徑10公里，最遠可達40 km,安裝該系統(tǒng)每套需7.5萬歐元。

2006 年10 月，美國航空航天局（NASA）和林業(yè)局在加州使用"牽牛星（Altair）"無人機在森林大火上空進行了兩次飛行。使用紅外掃描器查明主要火災點，并將數(shù)據(jù)發(fā)送給地面站，大約每隔30 分鐘就向地面中繼傳輸火災圖像，為消防人員提供了態(tài)勢感知能力。此次任務的完成也標志著美國聯(lián)邦航空局首次批準民用無人機在國家空域內執(zhí)行任務。

二、無人機在森林消防的優(yōu)勢

我國將無人機技術應用于森林消防，優(yōu)勢越來越明顯，它彌補了現(xiàn)階段我國森林航空消防有人機的許多不足，并通過搭載不同的任務載荷在林區(qū)巡護、衛(wèi)星熱點偵察、火場偵察等方面發(fā)揮監(jiān)測功能。消防無人機與傳統(tǒng)消防方式相比，有以下優(yōu)勢：

（一）機動靈活。小型無人機一般只有100千克以下的重量，依托飛行控件就可以對其進行操控。由于不受交通路線限制，在續(xù)航滿足的情況下，可以及時補充滅火彈藥、傳遞救援物資，為指揮提供可靠資料。再者無人機搭載設備可根據(jù)需求進行調整，如執(zhí)行某項特殊任務，針對性地搭載所需設備。執(zhí)行多項任務時，將搭載設備進行整合，任務可同時進行。

（二）視野全面。無人機在高空對目標進行全局性拍攝，可將地面情況"盡收眼底",同時通過寬帶、數(shù)據(jù)鏈技術可以實現(xiàn)超視距控制，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行作業(yè)，更加準確地傳遞火災信息。

（三）成本低廉。無人機本身制造生產成本相較其他滅火設備（如消防車、消防直升機等）更加廉價。同時取消人員登機、登車等過程，直接操作減少時間成本。

（四）操作簡單。無人機操作簡單，只需要1-2人就可以完成此類操作任務。隨著相關管理條例的出臺，操控無人機的飛手應考取被法律認可的"無人機駕照",同時在執(zhí)行任務過程中，切勿抱有僥幸心理，應認真對待。

（五）安全可靠。操作人員遙控或編程執(zhí)行任務，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，提高安全系數(shù)，降低了二次事故的發(fā)生頻率。

三、無人機在消防中的功能

（1）林區(qū)巡護、衛(wèi)星熱點偵察

無人機系統(tǒng)根據(jù)航路規(guī)劃或地面指令，控制無人機按照預設的航路飛行，同時使用機載可見光攝像機和紅外熱像儀，對所要監(jiān)控的林區(qū)作大面積的掃描、錄像、拍照及巡查，實時獲取重點區(qū)域的圖像信息并傳回地面控制站。

（2）火場偵察

無人機搭載任務載荷在執(zhí)行火場偵查任務，獲取火災損毀評估實時圖像，可對重點區(qū)域獲取非常詳細的圖像數(shù)據(jù)，對于可疑點或區(qū)域，地面人員通過遙控指令可改變無人機飛行航線及飛行高度進行詳查。詳查圖像通過無線電路傳回地面，第一時間提供火場地理坐標、過火面積、火場蔓延趨勢等火場態(tài)勢信息。無人機配備紅外探測任務設備，在過火地區(qū)進行紅外探測，紅外探測設備可穿透煙霧敏感到地表的溫度情況，獲取火場區(qū)域完整的地面溫度分布狀態(tài)圖像，可使指揮部及時了解滅火效果，及時調配地面人員對火場區(qū)域進行撲救。

四、無人機消防救災流程

無人機的巡護效率遠遠高于傳統(tǒng)的人工巡護，能在短時間內完成原本需要多人進行的巡護工作，同時，運行成本也極為低廉。

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)測森林火災，經數(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，經過識別系統(tǒng)確定是否是火點，并進行精確的火點定位，為地面消防部門第一時間提供火場地理坐標。

2、快速確定火情。當無人機在火場上方飛行時，還可將火場的輪廓、面積、蔓延速度等數(shù)據(jù)實時傳回地面控制中心，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、布署滅火隊伍，提高滅火作戰(zhàn)效率，防止救火人員的傷亡。

3、為消防部隊提供最佳撤離路徑。各項信息的有效傳達不僅使消防部隊能迅速調配人員進行重點區(qū)域滅火工作，還能及時通知消防人員撤離危險地區(qū)，并根據(jù)火場圖像資料為消防人員提供最佳撤離路徑。

4、人工增雨。無人機系統(tǒng)可用于人工增雨，其以使用簡便，機動性好，便于投放，又沒有人員安全的風險等特點而見長，因此特別適合森林防火作業(yè)中的人工增雨。例如，要對100 平方公里作業(yè)區(qū)域進行人工降雨，無人機需攜帶10 枚增雨焰條。通過掛架掛載在機腹與起落架中間，在飛行中由地面遙控進行控制點燃某枚焰條，遙測信息顯示焰條是否點燃，每次可根椐情況同時點燃多根發(fā)煙管。

五、無人機消防救災在實際中的案例

天津港爆炸救援現(xiàn)場：8架消防無人機執(zhí)行任務

2015年8月12日，位于天津濱海新區(qū)塘沽開發(fā)區(qū)發(fā)生一起危險品爆炸事件，由于現(xiàn)場存放了大量危險化學品，爆炸后產生大量有毒有害氣體，直接對一線作戰(zhàn)人員生命構成嚴重威脅，傳統(tǒng)的人工采集圖像手段已無法有效開展。

因此，公安部消防局第一時間緊急調集北京、河北、山西、山東總隊8架消防無人機，隨同31名通信骨干連夜馳援天津，充分利用消防無人機實時獲取全方位的高空、高清災害現(xiàn)場圖像，對災情和救援實現(xiàn)有效的動態(tài)監(jiān)控。

截至8月19日13時，消防無人機已累計執(zhí)行87次偵查飛行任務，傳送爆炸核心區(qū)域圖像750余分鐘，向指揮部提供了大量詳實的災情動態(tài)圖像信息，為現(xiàn)場指揮科學決策發(fā)揮了獨特的作用。

無人機參與森林消防解決了地面巡護無法顧及偏遠地區(qū)發(fā)生林火的問題，以及對重大森林火災現(xiàn)場的各種動態(tài)信息的準確把握和及時了解。作為現(xiàn)有林業(yè)監(jiān)測手段的有力補充，無人機顯示出其它手段無法比擬的優(yōu)越性，隨著無人機技術的不斷發(fā)展，無人機必將會在森林航空消防工作中扮演重要角色，在未來消防救援領域具有廣闊的應用前景。

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