随着社会的发展, 传统的救援方式很难适应如今的社会环境发展需求, 救援也日益受到人们的关注, 人民关注的重点往往是救援的进度, 是否救援成功。因此, 需要一种新的方式来辅助和支持救援人员决策, 提高救援效率。随着控制科学和人工智能的发展, 高科技为无人机注入新生, 逐步凸显了无人机在救援中的作用[1]。无人机因其自身所拥有的独特优势和性能, 为灾害救援提供了更多的参考。近年来, 无人机的研制和发展在许多国家受到极为广泛的重视, 而无人机在消防救援、危险化学品的事故救援及抢险救灾救援中发挥的作用, 充分发挥无人机在救援中的作用, 探讨未来无人机在救援领域的发展趋势具有重要实际意义, 以供在救援无人机的研制和发展方面提供可借鉴的思路。
一、救援无人机应用发展概况
救援无人机主要应用于灭火救援、抢险救灾等任务的危险场所, 避免了传统灾害事故侦检手段, 传统的侦检手段具有风险高、侦检效率低、侦检全面性不够等问题, 因此, 需要一种新的侦检设备, 保障灾害现场救援人员的安全, 提高侦检现场灾害处理效率[2]。而近年来, 无人机技术发展迅速, 因其具有灵活度高、使用环境要求低、起降迅速、操纵简单、机动性强等优点, 广泛应用于救援等领域。
(一) 无人机在消防救援应用
消防部队往往面临的是各种情况复杂的灾害现场, 特别是在火灾现场环境复杂, 需要充分考虑火灾的烟雾、风速风向及放水等各种外界环境因素。通过利用无人机的空中优势, 对救援现场的灾情实现空中全方位、立体式实时侦查。通过运载应急救援物资等功能, 充分发挥无人机在消防救援中的作用, 相对比传统的救援效率和紧急物资运输能力大大提升, 充分发挥无人机空中侦检优势, 降低了地面消防员的安全风险。通过实践表明, 在不超出无人机技术性能的前提下, 无人机适用于危险场所火灾救援和抢险的救灾工作。
(二) 无人机在危险化学品的事故中的应用
危险化学品的泄露事故是消防员面临的救援任务中风险相对较大、消防员安全风险也较大的救援任务, 因化学品中有可燃或有毒气体, 因此对救援人员的救援技巧和处理手段有非常高的要求。通过无人机对泄露的化学品进行侦查检测, 可有效减少或避免救援人员贸然进入危险化学品环境带来的伤害, 因此, 无人机在危险化学品的事故中的广泛应用十分必要。
(三) 无人机在抢险救灾中的应用
在发生地震、泥石流、水灾等自然灾害事故时, 特别是在地理位置较为复杂的地区, 无人机由于具备载重运输能力急空中侦查能力, 可以很好的为救援人员提供灾害现场信息图像传导, 可以提高消防员开展灾后救灾效率, 无人机可在地质灾害救灾中发挥运输平台的作用, 通过搭载紧急药品、呼吸面罩、救生衣、救生圈、救生绳以及应急所需的食品、紧急医疗设备等救物资, 提高受灾群众的生存能力。
二、救援无人机应用需求分析
近年来, 无人机作为一个新兴产业, 得到了各个国家的大力支持, 市场对无人机的消费呈爆发式增长。目前, 无人机的应用早已不仅仅局限于军事领域, 已广泛应用于民用领域。在近十年, 无人机得到了突飞猛进的发展[3]。民用方面, 主用应用在抗震救灾、应急救援等方面, 无人机能实现当城市火灾等事故反生时, 需要对灾害现场进行灾情侦查, 并能灵活地开相关侦查工作。通过无人机的应用能迅速掌握救援现场的具体情况, 更加清楚的明白救援现场的关键性因素和事故发生的原因, 能够掌握救援现场周边情况, 实现对救援现场的实时监控, 辅助携带应急设备, 判断事故发展方向, 避免不必要人员的伤害。
随着社会的发展, 灾害的形式也越来越复杂, 为提高救灾效率和避免不必要的人员伤害, 无人机发挥着不可替代的作用。但目前, 无人机还无法在复杂情况下对救援现场进行准确反应, 如还无法对火灾现场烟雾中的人、危险物品等进行准确分辨, 无法为救援人员的救援决策提供判断。无人机目前也无法满足在化学品泄漏救援中对可燃或有毒气体进行检测和辨别的功能, 而使救援人员无法不断现场泄漏的化学品是否有毒、易燃等。无法对救援人员快速采取正确的救援措施提供参考, 也无法判断泄漏的气体等扩散范围, 易造成二次伤害。
根据救援任务需要, 对无人机的要求会越来越高, 如在执行救援任务时, 要求无人机能实现实时监测, 以便对救援决策提供参考, 这就对无人机的续航能力提出了更高的要求。同时, 因为救援现场的复杂性也要求无人机能够提高抗风防雨、耐温耐腐蚀及防爆等能力, 满足在特殊环境中能够满足救援的需要。目前, 无人机已参与汶川地震、云南鲁甸地震及天津港爆炸等参与灾后救灾, 在突发事件中无人机能够携带一些重要和紧急救援的设备从空中快速完成危险特殊任务, 在不良的天气条件下飞到危险区域执行紧急飞行任务, 提高救援效率, 避免救援侦查人员伤亡。因无人机具备结构简单、易于维护、成本较低、飞行灵活、可空中悬停、低速飞行、垂直起降等特点, 尤其是近几年多旋翼无人机飞控系统的不断成熟, 功能的不断完善, 多旋翼无人机的起飞质量、智能化、可靠性、稳定性、扩展性和兼容性等方面都得到了很大的提升, 飞行操控简单易学, 且配件接口丰富, 便于今后功能扩展, 满足救援形式和特殊救援的需要, 因此多旋翼结构的无人机将作为未来救援无人机的主要需求方向。
三、救援无人机的发展趋势
随着社会的发展, 救援现场的复杂, 要求无人机的发展方向越来越专业化, 功能化, 主要通过提高续航能力、抗风防雨能力等性能, 实现救援无人机的不断发展。影响和引导救援无人机的发展主要通过以下方式:
一是提高续航能力。因为救援现场的复杂性和不可预测, 需要无人机要具备一定的续航能力才能保证救援现场侦查任务的完成, 随着新能源技术的不断进步, 会逐步应用在无人机中, 提升无人机的续航能力。
二是提升抗风防雨能力。在复杂的自然灾害救援中, 救援现场往往伴随着下雨或大风, 救援不会因为下雨或大风就停止救援。因此对无人机的抗风和防雨性能要求就会提高, 因此, 未来无人机不仅可以在6级以下风速的环境中飞行, 更要在一定的雨水中执行救援任务。
三是提高耐温耐腐蚀性能。目前无人机无法在气温较高的火场等场所应用, 接下来会更加注重无人机在化学品泄漏对无人机的腐蚀等的研究, 通过运用新材料, 提高无人机在化学品泄漏、火灾救援中的应用范围。
四是提高无人机的图传效果。目前救援现场需要实时无线传输, 因无人机目前使用的是无线传输, 要求传输图像清晰的回传距离能够确保在10KM范围内, 需要在无人机配置运动摄像机及变焦摄像头, 保证传输的高清数字图像的清晰度。
五是无人机的防爆性能。因为救援现场往往存在易燃易爆等气体、液体及体等未知危险, 往往需要无人机先对救援现场进行侦查, 因此, 对无人机在危险化学品等有防爆要求的救援现场, 无人机应具备相应的防爆要求, 满足救援侦查和救援监测的需要。
六是增加检测性能。在化学品、液化石油气等救灾现场, 需要对未知的化学品等进行远程气体检测, 并对空气中单浓度和扩散范围进行远程检测, 为处置化学品泄漏等事故提供参考, 有效避免消防人员处置有毒化学品等的伤害, 避免二次伤害, 提高救援效果。
四、结语
随着无人机在消防救援、危险化学品的事故救援及抢险救灾救援中的广泛应用, 在信息技术、新能源技术的不断推进中, 无人机在灾害救援等方面能力的不断拓展, 救援无人机的高度智能化及多功能化, 逐步发展成为可载红外热成像设备、通信中继设备、强光照明装置及倾斜摄影等设备, 实现温度探测、夜间搜寻、三维建模成像等多种应急救援的应用。未来, 救援无人机不仅可以提供紧急物资及设备等, 更能满足人民在遇到突发事件时对无人机的需求。无人机根据需要不断加强自身续航里程、检测和鉴定气体危害程度等。随着人工智能技术、新能源技术的不断发展和进步, 无人机在消防救援、危险化学品的事故救援及抢险救灾救援中的应用会也会越来越广, 为救援提供无人机应有的贡献。
摘要：随着新技术、新材料和新能源技术的快速发展和应用, 依托各项新的综合技术成果研制的无人机日趋成熟, 逐步应用于民用领域, 特别是抢险救援中发挥出重要作用, 得到广泛关注。研究介绍了救援无人机的发展概况, 分析了灾害事件中无人机救援的应用需求, 并对未来救援无人机的发展趋势进行了探讨。
关键词：救援无人机,应用,发展趋势
参考文献
[1] 余祖燕.关于无人机航拍技术在消防救援中应用的几点思考[J].消防界 (电子版) .2016 (10) :9-10.
[2] 吕明哲.多旋翼无人机在灭火救援中的应用探析[J].科技创新与应用.2015 (33) :297.
[3] 李云, 徐伟.灾害监测无人机技术应用与研究[J].灾害学, 2011, 26 (1) :138-143.