無人機(jī)在消防滅火中的作用


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一、無人機(jī)概念及技術(shù)優(yōu)勢
1、無人機(jī)概念
無人機(jī)UAV(UnmannedAerialVehicle)是無人駕駛飛機(jī)的簡稱,是利用無線電遙控設(shè)備和自備程序控制的不載人飛機(jī),包括無人直升機(jī)、固定翼機(jī)、多旋翼飛行器、無人飛艇和無人傘翼機(jī)等。從結(jié)構(gòu)組成上講,一個完整的無人機(jī)系統(tǒng)主要包括機(jī)上部分和地面控制部分,如圖1所示,其中機(jī)上部分主要包括無人機(jī)的自主飛行控制系統(tǒng)、姿態(tài)傳感器系統(tǒng)和動力系統(tǒng),地面控制部分主要包括遙控操縱系統(tǒng)和數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)等。
2、無人機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢
(1)執(zhí)行高危險任務(wù)。無人機(jī)可以代替人類飛行員執(zhí)行高危險任務(wù),減少駕駛員培訓(xùn)成本,降低潛在的人員傷亡危險。
(2)執(zhí)行人類生理特點限制任務(wù)。相比于人類飛行駕駛員,無人機(jī)作為機(jī)器,可以超越人類生理特性極限,執(zhí)行長時間、高機(jī)動性的任務(wù)。
(3)執(zhí)行低成本和多樣性任務(wù)。由于無人機(jī)無需裝備生命保障系統(tǒng),因此可以代替其他造價昂貴的設(shè)備深入火場或救援現(xiàn)場一線進(jìn)行多種任務(wù)。
(4)執(zhí)行任務(wù)靈活,操作方便。對無人機(jī)進(jìn)行操作的人員無需親歷現(xiàn)場和進(jìn)行全面完善的作戰(zhàn)培訓(xùn),同時,無人機(jī)可以在各種平臺進(jìn)行起降,具有操作靈活的特點。
二、無人機(jī)在滅火救援領(lǐng)域的應(yīng)用
1、現(xiàn)場偵查
(1)火情偵查
火場環(huán)境具有很多不確定性,對于開敞的大面積火場,僅憑觀察和經(jīng)驗難以確定現(xiàn)場實際情況,因此,需要搭載各種偵查設(shè)備的無人機(jī)來進(jìn)行火場的初步觀測偵查,確定火點位置,有無被困人員,危險信息等。在偵查模塊的工作模式下,無人機(jī)可以有效地對火災(zāi)損毀情況進(jìn)行實時評估,可以獲取部分重點部位的清晰圖像,同時,對于高層建筑中的可疑部位和重點區(qū)域,地面人員還可以利用基站控制臺操控?zé)o人機(jī)進(jìn)行全方位偵查,第一時間獲取火點位置,燃燒面積,火勢蔓延情況等重要信息。
(2)地震、泥石流等災(zāi)害災(zāi)情監(jiān)測
在某些交通受阻的災(zāi)情如地震、泥石流中,通過現(xiàn)場測繪情況,可以初步評估災(zāi)害損失率,及時掌握災(zāi)情發(fā)展趨勢,可以為快速疏散現(xiàn)場人員和作戰(zhàn)服務(wù)保障提供關(guān)鍵信息,為災(zāi)后重建工作提供有力保障,此外,還可以結(jié)合無人機(jī)傳回的資料,開發(fā)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫,為災(zāi)害預(yù)警提供依據(jù)和指導(dǎo)。
同樣,得益于近年來遙感技術(shù)的飛速發(fā)展,我國已經(jīng)建立了1:50000地形圖的數(shù)字高程模型(DtalElevati0nM0de1)數(shù)據(jù)庫,在地震、泥石流災(zāi)害中,可以由無人機(jī)搭載測繪儀器,建立現(xiàn)場的高程模型,形成地形地貌形變統(tǒng)計數(shù)據(jù),快速確定地震損毀情況,尋找安全快速的救援路線,預(yù)測搶險救援力量到達(dá)時間等。
2、人員搜索
在山岳事故救援中,人員無法準(zhǔn)確定位的一個重要原因是,受到山岳地區(qū)地形限制,無法在山區(qū)建立完善的手機(jī)基站網(wǎng)絡(luò),導(dǎo)致被困在山區(qū)的人員無法通過手機(jī)進(jìn)行求救。此外,不同于其他開闊地帶的救援情形,山區(qū)地帶植被茂密,難以利用攝像機(jī)或紅外設(shè)備搜索密林下的被困人員。據(jù)此提出一種利用無人機(jī)搭載偽基站進(jìn)行人員搜救的方式。利用無人機(jī)搭載小型手機(jī)通信基站,該基站可以隨時搜索手機(jī)信號,這樣,被困人員無需時刻注意上空飛過的搜救無人機(jī),也無需在短時間內(nèi)發(fā)出救援信息,這樣既可降低傳統(tǒng)的人工搜索所需要的人力物力,也可以節(jié)省和縮短救援時間。
3、人員疏散
第一到場的消防力量需要迅速判斷事故類型,判斷現(xiàn)場危險源,根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定是否需要開展人員疏散工作,如果需要進(jìn)行人員疏散,則應(yīng)根據(jù)過火面積、火勢蔓延情況、現(xiàn)場風(fēng)速風(fēng)向等環(huán)境確定人員疏散半徑和方向等,如果是夜間環(huán)境,還需為疏散人群提供基本的照明和語音引導(dǎo),防止群眾錯誤地向燈光明亮的事故現(xiàn)場聚集,產(chǎn)生更大的安全隱患。因此可以由無人機(jī)搭載照明指示燈和廣播引導(dǎo)系統(tǒng),直接引導(dǎo)高層建筑內(nèi)的人員向正確的樓層疏散,如果是對地面的群眾進(jìn)行疏散,還可以由無人機(jī)搭載攝像系統(tǒng),全面宏觀地協(xié)調(diào)整個疏散工作。
4、應(yīng)急通信
多數(shù)火災(zāi)現(xiàn)場需要深入內(nèi)部進(jìn)行人員的搜索救援工作,而對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑和大面積救援環(huán)境,現(xiàn)場的通信往往無法得到有效的保障,這就為救援工作埋下了嚴(yán)重的安全隱患。無人機(jī)因其靈活的操作控制性能,可以通過搭載相關(guān)的通信中繼儀器,在最短的時間內(nèi)在現(xiàn)場建立起通信鏈路,自動或者無線遙控調(diào)節(jié)頻率、傳輸報警器報警信息甚至是進(jìn)入火場的救援人員的空呼壓力信息,通過多臺無人機(jī)設(shè)備定位火場人員位置并共享位置信息,或者配備現(xiàn)場指揮人員專用無人機(jī),由指揮員通過無人機(jī)進(jìn)行力量調(diào)度,協(xié)調(diào)整個現(xiàn)場的力量部署。
5、人員物資轉(zhuǎn)運
在滅火救援領(lǐng)域,無人機(jī)的人員物資轉(zhuǎn)運功能同樣值得考慮。例如,在某些農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū),受道路交通條件限制,第一出動力量往往無法快速到達(dá)現(xiàn)場,因此可以采取一個作戰(zhàn)分隊配備一架運輸無人機(jī)的戰(zhàn)斗編成模式,火災(zāi)發(fā)生后,由后方迅速調(diào)派運輸無人機(jī)攜帶相關(guān)輕便器材飛赴現(xiàn)場,進(jìn)行有效的先期控火和搶險救援,阻止火勢進(jìn)一步蔓延,迅速搶救被困人員生命。
無人機(jī)還可以在急難險重危險地區(qū)代替救生拋投器的作用,在災(zāi)害現(xiàn)場攜帶引導(dǎo)繩往返于被困者和施救者之間,建立堅固穩(wěn)定的救援系統(tǒng)。另外,在一些急難險重的洪澇災(zāi)害事故救援中,無人機(jī)還可以攜帶救生設(shè)備,代替救援人員進(jìn)行定點拋投,快速營救遇險群眾。
三、無人機(jī)的改進(jìn)和功能拓展
1、針對專業(yè)測繪、偵檢、探測、通信儀器的改進(jìn)
為了配備與不同種類的元人機(jī)和適應(yīng)不同的任務(wù)需求,無人機(jī)所攜帶的相關(guān)儀器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn),主要包括以下幾方面:
(1)進(jìn)一步減小尺寸和重量,以提高無人機(jī)的器材裝備數(shù)量,增加無人機(jī)的續(xù)航時間。
(2)統(tǒng)一各類軟硬件接口,方便不同種類的器材能夠駁接不同種類的無人機(jī)設(shè)備,同時加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸、軟件參數(shù)設(shè)置的統(tǒng)一。
(3)增加各類器材裝備的集成度,例如需要同時使用到的音視頻和紅外探測儀可以進(jìn)行集成,探測環(huán)境的溫度、高度、壓力等傳感器可以進(jìn)行集成等。
2、防火防爆及操控性能化改善
近日,在全球最大的石油展上,由中航鷹航科技有限公司展示的一款多功能防爆無人機(jī)——赤鳶,吸引了大量的參展者。該款無人機(jī)采取了先進(jìn)的電器隔離技術(shù)和新型防爆電池和電機(jī),避免在工作過程中產(chǎn)生電火花,在設(shè)計消防用無人機(jī)時,可以借鑒相關(guān)的設(shè)計制造技術(shù),進(jìn)一步增強(qiáng)無人機(jī)的防火防爆性能,以適應(yīng)惡劣環(huán)境和危險場所的需求。
3、載量和續(xù)航的改進(jìn)
現(xiàn)在投入使用的無人機(jī)多為鋰電池供電,存在的一個不足是續(xù)航時間較短,載重較輕。圣彼得堡消防隊大學(xué)研制了一種能夠垂直起飛,并用電纜系留的消防無人機(jī),理論上,該款無人機(jī)可以實現(xiàn)全天候不間斷續(xù)航,得益于系留式電纜,該款無人機(jī)可以實現(xiàn)多達(dá)600kg的載重量,但是受到電纜長度和重量的限制,該無人機(jī)只能在小范圍內(nèi)使用,主要用于現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控和通信保障。
4、與通信指揮組網(wǎng)、地理信息系統(tǒng)的聯(lián)動
得益于我國消防部隊的信息化建設(shè),基層消防部隊裝備了多類消防指揮系統(tǒng),配備了實用的滅火救援指揮箱,GIS(GeographicInformationSystem)系統(tǒng)在基層指揮中心的應(yīng)用也對一線滅火救援工作起到了重要的保障作用,而消防無人機(jī)要投入實際的使用,必須加強(qiáng)與此類軟件平臺和系統(tǒng)的聯(lián)動,可以做到直接在平臺界面操作無人機(jī),共享無人機(jī)采集的數(shù)據(jù)信息,利用無人機(jī)進(jìn)行通信組網(wǎng)和力量調(diào)度,以加強(qiáng)無人機(jī)的適用性和可移植性。
5、與其他消防力量的聯(lián)動
消防無人機(jī)還應(yīng)加強(qiáng)與其他消防力量的聯(lián)動,以消除潛在的安全隱患,加強(qiáng)其他器材裝備的使用效能,例如為舉高類車輛的準(zhǔn)確定位提供依據(jù),在大型破拆現(xiàn)場進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)評估,當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生較大位移改變時提供進(jìn)行報警等。同時,在危險搜索救援現(xiàn)場,無人機(jī)還可以與搜救犬配合工作,發(fā)布指令,傳遞信息等,進(jìn)一步保障救援人員自身的生命安全。
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(一)參加全科(三科)報考條件
凡中華人民共和國公民,遵守國家法律、法規(guī),恪守職業(yè)道德,并具備下列條件之一的,可申請參加一級注冊消防工程師資格考試:
1.取得消防工程專業(yè)大學(xué)??茖W(xué)歷,工作滿6年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿4年;或者取得消防工程相關(guān)專業(yè)大學(xué)??茖W(xué)歷,工作滿7年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿5年。
2.取得消防工程專業(yè)大學(xué)本科學(xué)歷或者學(xué)位,工作滿4年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿3年;或者取得消防工程相關(guān)專業(yè)大學(xué)本科學(xué)歷,工作滿5年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿4年。
3.取得含消防工程專業(yè)在內(nèi)的雙學(xué)士學(xué)位或者研究生班畢業(yè),工作滿3年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿2年;或者取得消防工程相關(guān)專業(yè)在內(nèi)的雙學(xué)士學(xué)位或者研究生班畢業(yè),工作滿4年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿3年。
4.取得消防工程專業(yè)碩士學(xué)歷或者學(xué)位,工作滿2年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿1年;或者取得消防工程相關(guān)專業(yè)碩士學(xué)歷或者學(xué)位,工作滿3年,其中從事消防安全技術(shù)工作滿2年。
5.取得消防工程專業(yè)博士學(xué)歷或者學(xué)位,從事消防安全技術(shù)工作滿1年;或者取得消防工程相關(guān)專業(yè)博士學(xué)歷或者學(xué)位,從事消防安全技術(shù)工作滿2年。
6.取得其他專業(yè)相應(yīng)學(xué)歷或者學(xué)位的人員,其工作年限和從事消防安全技術(shù)工作年限均相應(yīng)增加1年。
(二)參加免1科報考條件
符合以上報名條件,并具備下列一項條件的,可免試《消防安全技術(shù)實務(wù)》科目,只參加《消防安全技術(shù)綜合能力》和《消防安全案例分析》2個科目的考試。
1.2011年12月31日前,評聘高級工程師技術(shù)職務(wù)的;
2.通過全國統(tǒng)一考試取得一級注冊建筑師資格證書,或者勘察設(shè)計各專業(yè)注冊工程師資格證書的。
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