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無人機整機
無人機配件
無人機服務(wù)
設(shè)備與工具無人機是近些年來的熱門話題，并且無人機的應(yīng)用領(lǐng)域也不在局限于航拍，在搶險救災(zāi)、資源勘探、環(huán)境監(jiān)測、自然災(zāi)害監(jiān)測與評估、林火病蟲害防護與監(jiān)測等都能用的到無人機。其中森林防火任務(wù)更是有待提高，傳統(tǒng)的現(xiàn)場偵查手段的局限性已經(jīng)日益突出，并且森林防火耗費了大量的人力物力，而一旦起火，森林火災(zāi)對整個生態(tài)環(huán)境的破壞損失難以估計。如何利用科技的手段防火于未燃是一個重要的課題。
一、國外的森林消防技術(shù)
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(dāng)檢測出溫度達到150°~200°的時候，并且紅外線的波長達到了37mm時，便是火災(zāi)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(zāi)。
2002年，德國投入使用Fire-Watch System森林火災(zāi)自動預(yù)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(zāi)。此后該林區(qū)共發(fā)生了近120次森林火災(zāi)，沒有一次漏報。Fire-Watch System正常監(jiān)測半徑10公里，最遠(yuǎn)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(zāi)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(zāi)圖像，為消防人員提供了態(tài)勢感知能力。此次任務(wù)的完成也標(biāo)志著美國聯(lián)邦航空局首次批準(zhǔn)民用無人機在國家空域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)。
二、無人機在森林消防的優(yōu)勢
我國將無人機技術(shù)應(yīng)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(wù)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(shè)備可根據(jù)需求進行調(diào)整，如執(zhí)行某項特殊任務(wù)，針對性地搭載所需設(shè)備。執(zhí)行多項任務(wù)時，將搭載設(shè)備進行整合，任務(wù)可同時進行。
(二)視野全面。無人機在高空對目標(biāo)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(shù)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(zhǔn)確地傳遞火災(zāi)信息。
(三)成本低廉。無人機本身制造生產(chǎn)成本相較其他滅火設(shè)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(wù)。隨著相關(guān)管理條例的出臺，操控?zé)o人機的飛手應(yīng)考取被法律認(rèn)可的“無人機駕照”，同時在執(zhí)行任務(wù)過程中，切勿抱有僥幸心理，應(yīng)認(rèn)真對待。
(五)安全可靠。操作人員遙控或編程執(zhí)行任務(wù)，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(yù)設(shè)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(wù)載荷在執(zhí)行火場偵查任務(wù)，獲取火災(zāi)損毀評估實時圖像，可對重點區(qū)域獲取非常詳細(xì)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(biāo)、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(wù)設(shè)備，在過火地區(qū)進行紅外探測，紅外探測設(shè)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(diào)配地面人員對火場區(qū)域進行撲救。
四、無人機消防救災(zāi)流程
無人機的巡護效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的人工巡護，能在短時間內(nèi)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(zāi)，經(jīng)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(jīng)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(biāo)。
2、快速確定火情。當(dāng)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(diào)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(fēng)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(zāi)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(wù)
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(xué)品，爆炸后產(chǎn)生大量有毒有害氣體，直接對一線作戰(zhàn)人員生命構(gòu)成嚴(yán)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(diào)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(zāi)害現(xiàn)場圖像，對災(zāi)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(wù)，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(zāi)情動態(tài)圖像信息，為現(xiàn)場指揮科學(xué)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(yuǎn)地區(qū)發(fā)生林火的問題，以及對重大森林火災(zāi)現(xiàn)場的各種動態(tài)信息的準(zhǔn)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(shù)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(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
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