一、城(chéng)市消防

（一）需求分(fēn)析

當火(huǒ)災險情發生(shēng)時，與時間賽跑，就(jiù)是在追趕生(shēng)命。無人(rén)機(jī)機(jī)動性強，無場地限制，在消防車遭遇堵車等無法通行的情況下，無人(rén)機(jī)則可(kě)快(kuài)速到達目的地執行任務。同時，無人(rén)機(jī)具有高度上的優勢，有一些高壓水槍無法到達的高度，無人(rén)機(jī)則可(kě)以懸停到火(huǒ)源上空進行精準抛投滅火(huǒ)。

同時，我國(guó)高層建築具備體(tǐ)量龐大(dà)、功能複雜、人(rén)員(yuán)密集、危險源多、火(huǒ)災荷載大(dà)等特點，給火(huǒ)災防控帶來(lái)嚴峻挑戰。多旋翼消防無人(rén)機(jī)可(kě)以從(cóng)空中由外向裡(lǐ)，對高層建築發生(shēng)火(huǒ)災的房(fáng)間玻璃實施破窗(chuāng)及向着火(huǒ)房(fáng)間内噴射滅火(huǒ)幹粉，能迅速撲滅火(huǒ)災，這樣就(jiù)爲解決以往長期困擾人(rén)們的高層建築消防滅火(huǒ)這一世界性難題提供了嶄新的思路(lù)和方法。無人(rén)機(jī)在消防上的應用，可(kě)作(zuò)爲消防車滅火(huǒ)的有力補充，能提高作(zuò)業效率、保護人(rén)民(mín)生(shēng)命财産安全。

（二）解決方案

消防應急平台是運用GPS定位、GIS分(fēn)析查詢、無人(rén)機(jī)航拍(pāi)傾斜攝影(yǐng)模型、模型後期高質量高效率應用等多項國(guó)内外領先技術(shù)，依托強大(dà)的二三維地理(lǐ)信息平台，構建的一套包括二三維數據錄入、數據利用和分(fēn)析、三維可(kě)視化展示、數據庫管理(lǐ)的消防應急規劃、仿真、展示平台。

三維可(kě)視化及路(lù)線規劃最佳路(lù)徑和最短(duǎn)路(lù)徑選擇

通過分(fēn)析火(huǒ)災發生(shēng)地周邊的環境進行消防車配比，指定多條路(lù)徑供決策者選擇，決策者可(kě)根據火(huǒ)災地的地形和環境選擇最短(duǎn)路(lù)徑及消防車停車位置，根據停車位置的面積大(dà)小及消防車進出的難易程度科(kē)學地分(fēn)配出警車輛(liàng)，合理(lǐ)分(fēn)配應急資源（見(jiàn)圖9-8）。

（1）最佳路(lù)徑和最短(duǎn)路(lù)徑選擇	（2）出警消防車數量
（3）起火(huǒ)點最近停車位置	（4）起火(huǒ)點周邊情況查看(kàn)

圖9-8無人(rén)機(jī)城(chéng)市消防應用

無人(rén)機(jī)消防滅火(huǒ)

消防滅火(huǒ)多旋翼無人(rén)機(jī)是利用無線電遙控設備和自(zì)備程序控制的無人(rén)機(jī)，從(cóng)結構組成上講，一個完整的無人(rén)機(jī)系統由機(jī)上部分(fēn)和地面控制部分(fēn)兩部分(fēn)組成，其中機(jī)上部分(fēn)主要包括無人(rén)機(jī)的自(zì)主飛行控制系統、機(jī)載滅火(huǒ)系統和動力系統;地面控制部分(fēn)主要包括遙控操縱系統和數據接收系統等。

高層建築消防滅火(huǒ)多旋翼無人(rén)機(jī)以無刷直流電動機(jī)作(zuò)爲動力裝置，一般采用4軸8旋翼結構形式，爲了運輸方便，旋翼可(kě)折疊。一旦有高層建築發生(shēng)火(huǒ)災，消防滅火(huǒ)多旋翼無人(rén)機(jī)由消防車搭載運送到火(huǒ)災現場附近，随即無人(rén)機(jī)旋翼展開，搭載數十公斤的滅火(huǒ)幹粉、玻璃破拆槍和自(zì)救裝備發射裝置垂直起飛，直接飛到火(huǒ)災樓層外面，作(zuò)爲空中懸停平台，遙控對準目标，首先用玻璃破拆槍發射高速沖擊彈，擊碎高層建築上起火(huǒ)房(fáng)間的玻璃窗(chuāng)，然後向室内噴灑滅火(huǒ)幹粉，在一分(fēn)鍾内滅火(huǒ)面積可(kě)達100立方米;也可(kě)以噴水或發射滅火(huǒ)彈，有效撲滅火(huǒ)焰;還(hái)可(kě)攜帶消防水槍飛到空中，對起火(huǒ)點連續噴水滅火(huǒ)（見(jiàn)圖9-9）。

發射高速沖擊彈	向室内噴灑滅火(huǒ)幹粉
發射滅火(huǒ)彈	消滅火(huǒ)勢

圖9-9無人(rén)機(jī)消防滅火(huǒ)

（三）應用案例

2018年(nián)，具有800多年(nián)曆史的古建築，被視爲歐洲文明薪火(huǒ)相(xiàng)傳象征的法國(guó)巴黎聖母院，數小時内就(jiù)在大(dà)火(huǒ)中灰飛煙滅。但(dàn)萬幸的是其建築結構得(de)到拯救和保護，消防部門(mén)通過操控大(dà)疆MavicPro和M210兩種無人(rén)機(jī)，飛越巴黎聖母院，尋找最佳位置來(lái)瞄準灑水滅火(huǒ)點，獲得(de)了控制火(huǒ)勢的必要數據。

二、森林消防

（一）需求分(fēn)析

我國(guó)作(zuò)爲森林資源大(dà)國(guó)，森林覆蓋率約爲18.2%，又是森林火(huǒ)災多發國(guó)家，如(rú)何解決森林防火(huǒ)的問(wèn)題，又成爲林業工(gōng)作(zuò)的重中之重。目前，國(guó)外森林防火(huǒ)中應用了較多的新技術(shù)和新設備,國(guó)内在此方面的應用需求也日(rì)益增加，對森林保護的投入逐漸加大(dà)，先後運用衛星進行資源普查、森林火(huǒ)場監視,而使用無人(rén)機(jī)系統對森林火(huǒ)情監測則還(hái)是初始階段。

無人(rén)機(jī)中低空監測系統具有機(jī)動快(kuài)速、使用成本低、維護操作(zuò)簡單等技術(shù)特點，具有對地快(kuài)速實時巡察監測能力，是一種新型的中低空實時電視成像和紅(hóng)外成像快(kuài)速獲取系統。在對車、人(rén)無法到達地帶的資源環境監測、森林火(huǒ)災監測及救援指揮等方面具有其獨特的優勢（見(jiàn)圖9-10）。

圖9-10無人(rén)機(jī)森林防火(huǒ)

（二）解決方案

全天候監測

在森林防火(huǒ)過程中，無人(rén)機(jī)可(kě)以作(zuò)爲紅(hóng)外和可(kě)見(jiàn)光(guāng)設備的載體(tǐ)來(lái)按照(zhào)預先設定好的軌迹進行巡邏，并把收集到的遙感資料傳輸至地面監控站(zhàn)，并借助信息系統來(lái)把數據資料繼續傳輸到防火(huǒ)部門(mén)，對于無人(rén)機(jī)巡查過程中傳輸的可(kě)疑資料，執勤人(rén)員(yuán)可(kě)以通過遠(yuǎn)程遙控來(lái)控制無人(rén)機(jī)進行多次勘察，便于火(huǒ)情的及時發現和處理(lǐ)。在森林防火(huǒ)中，無人(rén)機(jī)技術(shù)得(de)到了廣泛的應用，并取得(de)了良好的應用效果，有效提升了對森林火(huǒ)災的滅火(huǒ)能力和預防能力（見(jiàn)圖9-11）。

圖9-11無人(rén)機(jī)森林防火(huǒ)全天候檢測

對火(huǒ)場情況及時傳達

當前無人(rén)機(jī)的遙感技術(shù)和性能得(de)到了前所未有的提升，而且專業人(rén)員(yuán)可(kě)以借助無人(rén)機(jī)來(lái)對火(huǒ)場進行懸停觀察，尤其是在火(huǒ)勢比較嚴重的情況下，人(rén)員(yuán)和設備不能到達指定地點時，可(kě)以通過無人(rén)機(jī)及時對火(huǒ)場情況進行反饋，爲滅火(huǒ)隊伍提供最新情況，保證救火(huǒ)路(lù)線和方案的有效性。将風(fēng)速儀裝備在無人(rén)機(jī)上，還(hái)可(kě)以采集火(huǒ)場全區域的圖像、風(fēng)力風(fēng)向及火(huǒ)場燃燒程度等信息，以确保滅火(huǒ)人(rén)員(yuán)能夠及時了解和掌握火(huǒ)場範圍及火(huǒ)災發展趨勢和蔓延方向。

構建遠(yuǎn)距離(lí)空中通信

森林往往具有地理(lǐ)環境複雜，山(shān)高林密的特點，而且與外界通信也很困難，無線電通信和各種衛星信号都(dōu)很差，但(dàn)是無人(rén)機(jī)能夠搭建中繼通信設備，并及時構建應急指揮系統，以便覆蓋整個任務區域，同時還(hái)可(kě)以在現場與指揮中心之間搭建信息橋梁，以确保在極端惡劣的情況下，能夠搭建高效的無線通信線路(lù)，構成無線通信網，保證火(huǒ)災現場的救援人(rén)員(yuán)可(kě)以通過信息終端來(lái)共享森林火(huǒ)災的動态信息，将火(huǒ)災現場的信息及時傳遞，方便計(jì)劃和方案的制定。

輔助救援

現代測繪技術(shù)與無人(rén)機(jī)的融合能夠應急測繪森林火(huǒ)災救援現場，爲森林火(huǒ)災的滅火(huǒ)提供技術(shù)支撐，也可(kě)以通過無人(rén)機(jī)下達指令，在無人(rén)機(jī)上安裝語音傳輸和擴音模塊，可(kě)以及時告知火(huǒ)場人(rén)員(yuán)撤退線路(lù)和危險區域，并借助無人(rén)機(jī)來(lái)傳遞呼吸器和救援繩等救援設備，無人(rén)機(jī)還(hái)可(kě)以起到輔助救援的作(zuò)用。随着無人(rén)機(jī)技術(shù)的快(kuài)速發展，相(xiàng)信未來(lái)的無人(rén)機(jī)系統會給國(guó)内的林業發展帶來(lái)重要貢獻。

森林防火(huǒ)系統

“立體(tǐ)監管無人(rén)機(jī)系統”是一套穩定的森林防火(huǒ)系統。該系統是以森林火(huǒ)情監測爲主，将GPS技術(shù)、數字圖像傳輸技術(shù)等高新技術(shù)綜合應用于森林資源管理(lǐ)中的系統平台（見(jiàn)圖9-12）。

圖9-12森林防火(huǒ)系統

可(kě)根據不同火(huǒ)災情況分(fēn)配利用好不同資源（見(jiàn)圖9-13）。

圖9-13多旋翼無人(rén)機(jī)火(huǒ)災現場及固定翼無人(rén)機(jī)森林巡檢

無人(rén)機(jī)巡檢及無人(rén)機(jī)熱(rè)成像（見(jiàn)圖9-14）。

圖9-14無人(rén)機(jī)巡檢及無人(rén)機(jī)熱(rè)成像

（三）應用案例

2019年(nián)，廣東省雲浮市雲安區爲有效減少和預防森林火(huǒ)災的發生(shēng)，啓用無人(rén)機(jī)對全區森林防火(huǒ)重點區域進行防火(huǒ)巡查。在使用無人(rén)機(jī)開展森林防火(huǒ)巡查的同時，還(hái)結合地面視頻監控系統、檢查站(zhàn)與巡山(shān)護林員(yuán)人(rén)技協同、地空配合，形成了“空陸立體(tǐ)式”火(huǒ)情監測格局。這一舉措有效縮短(duǎn)了森林巡查時間，一旦發現着火(huǒ)點，可(kě)以第一時間調配人(rén)員(yuán)進行滅火(huǒ)，極大(dà)提高了預防與撲救森林火(huǒ)災的綜合能力（見(jiàn)圖9-15）。

圖9-15森林消防隊員(yuán)進行防火(huǒ)巡查

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