智能無人機(jī)在火災(zāi)監(jiān)測和救援中的應(yīng)用摘要：我國雖然在火災(zāi)撲救的應(yīng)急處理方面取得了突出成績，但針對(duì)火災(zāi)頻發(fā)且影響巨大的實(shí)際情況，在監(jiān)測及救援方面仍存在很多問題，特別是在應(yīng)對(duì)大規(guī)模高層建筑火災(zāi)、化工廠爆炸、油罐爆炸及大型井噴等傳統(tǒng)災(zāi)害的處理方法較少，火災(zāi)前期監(jiān)測和救援需要更多樣化的處理方法和設(shè)備應(yīng)用。由于無人機(jī)在火場上方高空飛行，視野寬廣，能夠高效大范圍采集火場信息，而且自身風(fēng)險(xiǎn)小，可以大幅避免偵查人員的傷亡，為火災(zāi)現(xiàn)場的救援提供了豐富的處置手段。關(guān)鍵詞：智能無人機(jī)；火災(zāi)監(jiān)測；救援應(yīng)用引言無人機(jī)不是傳統(tǒng)的有載人載物用途的飛機(jī)，無人機(jī)是由人或者電腦系統(tǒng)操作的飛行器。其操作便捷、環(huán)境適用性強(qiáng)，無論溫度多么極端氣候多么惡劣，只要有網(wǎng)絡(luò)就可以進(jìn)行圖像傳輸。另外，無線遙控?zé)o人機(jī)的智能化、自動(dòng)化控制特點(diǎn)在消防滅火救援領(lǐng)域中的應(yīng)用表現(xiàn)為巡查路徑設(shè)計(jì)、智能數(shù)據(jù)分析、定點(diǎn)連續(xù)性監(jiān)控、火情獲取，并在分析和監(jiān)控后可以自動(dòng)制定應(yīng)急方案、快速響應(yīng)機(jī)制、火情存檔和取證，以此有效發(fā)揮出先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的防控作用。1智能無人機(jī)技術(shù)傳統(tǒng)火災(zāi)檢測主要依靠專業(yè)防火人員對(duì)無人機(jī)傳回的圖像信息進(jìn)行判讀，容易發(fā)生誤判或者信息遺漏，且耗費(fèi)的人力巨大。智能火災(zāi)應(yīng)急處置技術(shù)，基于大數(shù)據(jù)火災(zāi)分析技術(shù)和人工智能火災(zāi)檢測技術(shù)，同時(shí)配合具有高機(jī)動(dòng)性、覆蓋范圍廣、操作方便的無人機(jī)，對(duì)圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理，使火災(zāi)應(yīng)急處置更加自動(dòng)準(zhǔn)確，效率大大提高。與傳統(tǒng)火災(zāi)檢測技術(shù)相比，智能火災(zāi)應(yīng)急處置技術(shù)還可利用火災(zāi)圖像中的信息，如火焰形狀、紋理以及煙霧等，具有非接觸式、探測范圍大、響應(yīng)時(shí)間短、自動(dòng)處理等優(yōu)點(diǎn)，由于受現(xiàn)場環(huán)境因素的影響較小，該技術(shù)廣泛用于火災(zāi)應(yīng)急處置和災(zāi)后救援。智能無人機(jī)搭載可完成各種計(jì)算機(jī)視覺及深度學(xué)習(xí)等人工智能計(jì)算，使無人機(jī)具備感知現(xiàn)場環(huán)境、自動(dòng)辨識(shí)各類物體和實(shí)時(shí)有效反應(yīng)的能力，搭配無人機(jī)機(jī)載相機(jī)可實(shí)時(shí)獲取圖像信息，通過圖像處理算法進(jìn)行分析，將采集到的火情數(shù)據(jù)回傳監(jiān)控中心，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，更精確的判斷火情火勢(shì)，為滅火救援工作提供決策依據(jù)，提升火災(zāi)處置救援效率。2滅火救援中無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)2.1全面、寬闊的視野范圍基于網(wǎng)絡(luò)信息環(huán)境，無人機(jī)技術(shù)得到了更多的關(guān)注與重視，使得無人機(jī)技術(shù)的日趨數(shù)字化。例如，它可以實(shí)現(xiàn)寬帶技術(shù)與數(shù)據(jù)鏈技術(shù)之間的緊密融合，在科學(xué)地應(yīng)用無人機(jī)后，能夠獲得更加寬闊的視野范圍。由于不受空間限制，無人機(jī)能夠在各個(gè)角度與距離，完成勘察任務(wù)，以便火災(zāi)救援人員深入掌握現(xiàn)場的環(huán)境情況。除此之外，依靠無人機(jī)技術(shù)，還可以達(dá)到整體與局部的拍攝效果，從而為火災(zāi)救援人員提供有效的參考和幫助，體現(xiàn)出救援工作的科學(xué)性與針對(duì)性。2.2實(shí)現(xiàn)火場情況偵察，為救援提供科學(xué)依據(jù)當(dāng)火災(zāi)出現(xiàn)時(shí)，消防員可以借助無人機(jī)實(shí)現(xiàn)火場情況實(shí)時(shí)勘察。無人機(jī)憑借靈活機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，不會(huì)受地理環(huán)境等因素的影響，且在一些特殊的火災(zāi)現(xiàn)場，還可以承擔(dān)情節(jié)嚴(yán)重、危險(xiǎn)性大的工作，代替人工偵察，高效率、穩(wěn)定、安全地完成偵察任務(wù)。與此同時(shí)，在這個(gè)過程中，相較于人工偵察，無人機(jī)可以顯著提升工作效率，能夠在很大程度上確保偵察的質(zhì)量，明確火災(zāi)發(fā)生的具體原因和著火點(diǎn)位置，為消防員做出正確、科學(xué)的決策提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。除此之外，無人機(jī)能夠降低消防員的勞動(dòng)強(qiáng)度，在預(yù)先的偵查工作中，不需要耗費(fèi)人工成本就可以完成，還能及時(shí)、準(zhǔn)確地把握火場災(zāi)情，在一定程度上幫助消防員規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。另外，部分火災(zāi)發(fā)生的原因是現(xiàn)場存有化學(xué)物品。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，化學(xué)物品會(huì)發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生有毒有害氣體，存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)，利用無人機(jī)可以有效探明現(xiàn)場的情況，獲得關(guān)鍵信息。2.3機(jī)動(dòng)靈活性十分突出由于無人機(jī)的一大特征便是體積小，所以，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，能夠凸顯其機(jī)動(dòng)靈活性的優(yōu)勢(shì)和作用。操作人員可以把控?zé)o人機(jī)的飛行方向，其應(yīng)用效率會(huì)變得更高，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)跟蹤拍攝的效果。與此同時(shí)，鑒于無人機(jī)自身的反應(yīng)十分靈敏，可以在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到相關(guān)要求，有助于滅火救援工作的有序進(jìn)行。通過測試無人機(jī)的具體運(yùn)行情況可以獲悉，無人機(jī)不會(huì)受天氣、起飛條件等各種外部因素干擾，獲得影像的速度非?？欤跍缁鹁仍ぷ髦锌砂l(fā)揮很好的作用。3智能無人機(jī)在火災(zāi)監(jiān)測和救援中的應(yīng)用3.1集群突破火線突破火線是指利用一切能夠利用的滅火裝備在火強(qiáng)度低、地勢(shì)相對(duì)平坦、可燃物稀少的地段，迅速撲滅明火，然后實(shí)施滅火的方法。突破火線是滅火的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，極易發(fā)生危險(xiǎn)，突破火線后人員迅速進(jìn)入火燒跡地可有效避免傷亡，為此，使用無人機(jī)突破火線可較大降低危險(xiǎn)。集中所有無人機(jī)分（載水、化滅藥劑、滅火彈等），在一點(diǎn)上進(jìn)行滅火，使之快速出現(xiàn)一處熄滅地段，而后一點(diǎn)兩面實(shí)施滅火。（可配合地面滅火隊(duì)伍共同實(shí)施）。3.2科學(xué)應(yīng)用無人機(jī)進(jìn)行災(zāi)情偵察當(dāng)火災(zāi)事故發(fā)生時(shí)，無人機(jī)一般可以在以下幾方面開展偵察工作：第一，不需要考慮現(xiàn)場地形和環(huán)境條件，靈活開展偵察工作，對(duì)一些隱蔽性、突遇緊急情況的火災(zāi)發(fā)生地，可以利用無人機(jī)代替消防人員進(jìn)行現(xiàn)場偵察，提高偵察效率。第二，利用無人機(jī)增強(qiáng)偵察效率。利用無人機(jī)可以及時(shí)了解火災(zāi)發(fā)生的原因、火災(zāi)類型、火災(zāi)破壞程度，針對(duì)性地制定救援對(duì)策，提高救援效率。第三，利用無人機(jī)可以減少人員傷亡。在一些空間狹小或者空氣稀薄的環(huán)境中，可以采用無人機(jī)代替消防救援人員進(jìn)行火場偵察，有效偵察現(xiàn)場火災(zāi)情況。第四，利用集成勘檢模塊進(jìn)行監(jiān)測。對(duì)于火災(zāi)現(xiàn)場的一些有毒氣體、可燃?xì)怏w可以利用探測儀進(jìn)行監(jiān)測，以此獲取危險(xiǎn)源關(guān)鍵信息，也可以攜帶一些測溫、測風(fēng)速設(shè)備，精確了解火災(zāi)現(xiàn)場的情況。3.3機(jī)載輔助救援功能可以在無人機(jī)上懸掛簡易的火災(zāi)救護(hù)設(shè)備，如防毒面具、纜繩等。如果出現(xiàn)人員困在樓頂?shù)那闆r，無人機(jī)則能夠在樓頂給受困人員提供救援設(shè)備，幫助其盡快脫困；其四，機(jī)載語音交互功能?？稍跓o人機(jī)上設(shè)計(jì)大功率揚(yáng)聲器，方便地面操作人員向困在建筑物中的人員發(fā)送語音提示，幫助其完成逃生；其五，機(jī)載強(qiáng)光照明功能。無人機(jī)前端可以安裝強(qiáng)光照明系統(tǒng)，保證其與空中監(jiān)控?cái)z像頭的方向一致。在光線受限的環(huán)境中，依靠空中的強(qiáng)光照明，能夠獲得良好的空中拍攝效果。在晚間執(zhí)行任務(wù)時(shí)，也能夠利于火災(zāi)現(xiàn)場的照明，進(jìn)行迅速定位。3.4借助擴(kuò)展性，投入火場收尾工作無人機(jī)的擴(kuò)展性還能夠使其完成火場救援的后續(xù)收尾工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)后續(xù)火場著火點(diǎn)的監(jiān)控，發(fā)揮預(yù)防火災(zāi)的作用。在火場救援基本完成后，消防部門會(huì)利用無人機(jī)對(duì)火場進(jìn)行監(jiān)督，如果發(fā)現(xiàn)疑似著火點(diǎn)可以及時(shí)采取措施。同時(shí)，無人機(jī)監(jiān)控、拍攝的信息可作為消防員后續(xù)火場救援的重要數(shù)據(jù)支撐，有利于開展資料的整理工作。除此之外，相較于消防員，無人機(jī)可以進(jìn)入人難以到達(dá)的火場區(qū)域，拍攝、傳輸此區(qū)域的信息，幫助消防員制定科學(xué)的救援策略。結(jié)束語智能無人機(jī)火災(zāi)檢測技術(shù)在火焰檢測實(shí)時(shí)性等方面的要求非常高，采用傳統(tǒng)圖像處理技術(shù)，需要人工提取火焰特征，速度慢，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測等問題。利用機(jī)器學(xué)習(xí)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化了火焰圖像檢測過程，但在無人機(jī)機(jī)載平臺(tái)硬件設(shè)備上的運(yùn)行速度難以滿足實(shí)時(shí)性要求。參考文獻(xiàn)[1]徐鑫.基于無人機(jī)的森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)研究[D].武漢理工大學(xué),2019[2]周子肖,朱嘉林,程進(jìn),李光東,劉寶宇,王駿琦,常創(chuàng)創(chuàng),姚宇軍,程景華,孫瑞卿,馮平平,