岳博学

（北京市消防救援总队，北京 100032）

0 引 言

无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是一种机动性较强的高空作业工具，能够完成信息采集和信息传递等各项任务，在各行业中都具有良好的应用。无人机在消防应急通信保障中有较高的应用价值，其具有的高空侦查和搜寻能力可以更加快速准确地对消防救援现场实际情况进行调查，采集现场的有效信息，对复杂的救援环境进行分析，提高救援效率。无人机所搭载的功能比较完善，能够在消防应急救援中发挥良好的作用，可进一步提高其通信保障质量。

1 消防应急通信的特点

1.1 实时性

消防应急通信需要保证消防救援现场的群众生命和财产安全，工作任务重、时间紧迫，还需要保证通信的实时性，便于第一时间为指挥机构提供充足的信息。消防应急通信的实时性要求将灾害现场的各类数据信息传输到决策和指挥机构，信息传输内容和数量应充分，可以通过声音和图像等方式传递数据信息，对灾害现场的火势蔓延情况、人员信息等及时反馈，以确保后续救援统筹规划的合理性。消防应急通信要求在救援现场构建完整的信息通信网络结构，建立自上而下、由点及面的立体化应急通信体系。这一过程中，消防应急通信提供的通信条件实时性越强，信息越准确，对现场条件的管控效果越好[1]。

1.2 可靠性

由于消防灭火和抢险救援任务涉及到生命财产安全，且救援场所大多为人员密集场所，如各类建筑物、厂房等，实际救援时对信息的可靠性要求较高。消防应急通信必须能够克服火灾现场的各项干扰因素，具有足够的安全性，可以将现场的信息准确无误地传递出来。另外，消防救援现场的场所环境复杂，现场噪声与干扰源较多，通信搭设不便利，常规通信系统在火情中发挥作用有限，必须依靠更加稳定、可靠的通信系统提供良好的信息传输条件，确保消防救援的安全性和可靠性[2]。

2 无人机在消防应急通信保障中的具体作用

无人机是一种新型的具备通信功能的设备，在消防应急通信保障中可为指挥部采集现场信息，传递现场信息，并且可以协助完成现场人员的疏散。无人机具有较高的机动性，能够完成高空作业，在消防应急通信保障中可以搭载专业模块构建通信网络，并通过摄影设备的应用提供可靠的现场信息，便于救援人员确认消防现场的具体情况，有利于为后续的人员疏散和物资抢救等提供良好帮助，降低事故损失。

2.1 大区域遥感监测

无人机可用于消防应急通信的大区域遥感监测，对大范围的消防救援现场进行实施侦查，了解救援作业的现场情况，为消防救援提供帮助。无人机可以搭载摄影遥感技术设备，应用范围摄影机对目标物和目标范围进行摄影，遥感装置可以对土地、植被以及人员等目标物的电磁波反射差异，利用感光胶片感光记录得到不同图像，从而对区域内的具体情况进行分析。无人机的大区域遥感监测可以借助无人机的机动性实现对现场实际情况的侦查，从而有效保证救援现场的信息采集准确性[3]。在实际应用中，由于无人机的质量轻、体积小，本身能搭载的载荷和自重有限，所能承载的遥感平台也有一定限制，在实际工作中可能出现颠簸和摆动等问题，对拍摄测绘效果有一定影响，在实际工作中需要进行适当调整。目前采用无人机集群技术，借助大量无人机设备提供多点化、自动校正等操作，可以有效弥补无人机载荷不足和振动引起的数据误差。通过大数据辅助技术可以有效提升无人机采集数据的精确度，有利于提高侦查结果准确性，满足数据信息采集需要。无人机在使用中可以发挥其夜间大区域照明功能，为消防夜间救援提供良好的辅助，帮助工作人员拓宽视野[4]。

2.2 多路音视频通信

无人机可为消防应急通信提供多路音视频通信条件，以构建立体化和完整的通信网络，保证消防应急通信的可靠性。无人机可用于消防应急通信的调度网建立和连接，不仅可以提供准确的现场侦查和监测，还能够搭载音视频图传设备和通信模块，将现场的信息以音视频形式传输，满足消防调度指挥中心的通信需求。无人机的多路音视频通信技术能够依托音视频多路发送器和专业的软件系统将全景图像与声音传输到指挥中心，便于消防人员开展现场救援[5]。无人机在侦查过程中的机动性和其自身较强的抗干扰能力，都能够为消防救援的音视频通信提供更加可靠的条件。无人机的多路音视频通信可以有效传输现场救援图像，随着5G 网络的推广及应用，无人机视频终端传输的音视频信息更加全面，信号更稳定，可以帮助救援人员更加有效地了解现场情况，满足消防救援的需求。

2.3 高空送物及喊话

无人机在高空送物和喊话方面有着良好的应用，可以为消防应急通信提供有效支持。在消防应急通信中除了需要了解现场情况，及时与火灾现场的被困群众进行交流与联系也极为关键，无人机可以搭载扩音设备和拾音器，利用移动通信链路与控制中心人员建立联系，并借助扩音器等设备实现高空喊话，通过拾音器采集救援人员的声音，为现场救援提供良好的信息通信条件。无人机还具备高空送物条件，专用无人机的抗辐射性和耐高温性使其能够在消防现场进行高空作业，可以提供氧气面罩、食品以及药品等救援物资的投送，为群众提供有效的帮助，使其能够第一时间得到消防救援[6]。无人机的高空送物和喊话可以让指挥部与现场被困群众之间建立良好联系，满足消防救援的需求。

2.4 扩展通信区域

无人机可以帮助消防应急通信扩展通信区域，扩大通信范围，保证消防应急通信的有效性。无人机技术在消防应急通信中可以与现有的通信条件共同构建良好的通信网络，有效提高通信覆盖范围，满足救援现场的通信要求。消防应急通信中无人机通信系统可以配合消防员的单兵设备对现场视音频通信和对讲系统等提供帮助，利用移动网络实现信号传输，为指挥控制中心和车载指挥中心提供火灾现场最新的信息。在实际应用无人机设备时，救援人员可以利用无人机集群开展大范围作业，将汇聚机安装至无人机中，通过无人机集群作用，利用路由器、终端机等条件，有效扩展通信区域，实现更广阔的信号和通信覆盖，满足救援现场的工作需求[7]。

2.5 视觉跟踪

无人机可以为消防应急通信提供有效的视觉跟踪条件，充分了解救援现场的环境条件，对现场进行有效侦查，便于开展救援活动。无人机所搭载的视觉跟踪系统由多个模块共同组成，其中无人机的机载视觉导引模块可基于视觉导航的视觉同步定位，对物体进行视觉检测，实现高精度的自动跟踪，提高无人机的感知能力。无人机可通过图传和数传链路将其所检测的信息传输至地面控制站，地面控制站可通过目标指示信息进行后续的指挥操作。随着技术的不断进步，无人机可以搭载更加微型的摄像头和小型设备，实现更加精准可靠的视觉分析，在复杂的消防救援现场可以有效识别各种干扰物，智能精准地躲避现场障碍物，并对物体实现环绕和跟踪式拍摄，为地面指挥中心提供良好的信息数据，便于后续救援方案的应用[8]。

2.6 GPS 模块应用

无人机搭载的全球定位系统（Global Positioning System，GPS）模块可以提升无人机侦查的精准度，满足现场救援的需求。GPS 模块是无人机最为关键的模块之一，能够帮助消防救援人员分析灾害现场的空间距离，了解现场内各关键点的精准位置。消防救援人员随身携带的跟随GPS 模块能够保证无人机与救援人员保持跟随距离，完成无人机跟随巡航，而其携带的GPS 遥控器可以远程遥控无人机与自己的距离，确保无人机能够执行音视频信息采集任务，对救援现场的音视频信号进行有效传输，为救援工作开展提供有效帮助。无人机GPS 模块在消防通信中能够更加有效地对现场救援环境进行分析，帮助救援人员了解救援的详细距离，方便救援活动的开展。

3 提升无人机应用质量的有效途径

3.1 提高无人机稳定性

无人机具有自重轻、体积小等特点，在执行任务时容易受环境因素影响而产生颠簸、摆动、倾斜等问题，在一定程度上影响监测质量，因此需要重视无人机的稳定性和安全性。一方面，选择消防救援专用无人机时，需要考虑到救援现场的环境条件，分析可能出现的火情和空气流动变化，选择耐高温、耐辐射且稳定性更高，可搭载足够摄影设备和通信模块的无人机，使其能够在救援中发挥更好作用。另一方面，在无人机实际应用中，应该考虑通过有效规划提升无人机稳定性，如利用无人机集群提供多点位拍摄，保证传输的信息充分，能够为救援提供更加充足的数据支持。

3.2 合理布置无人机

无人机可以进行消防救援现场的信息采集工作，但采集效率的高低与无人机布置存在密切关系，在救援过程中应该结合实际情况合理布置无人机，保证无人机可以发挥良好的作用。工作人员需要结合消防应急通信的具体要求合理布置无人机数量、位置，确保无人机能够对消防现场形成良好监控。在无人机数量布置中，考虑到救援作业的范围和环境复杂性，应该选择合适数量的无人机集群，提供多角度的音视频信号传输，利用无人机搭载的通信模块，为现场救援构建全覆盖的通信网络，保证信号传输的稳定性。在位置布置中，同样需要结合现场的具体环境，对救援现场的关键位置和覆盖区域进行分析，在不同位置布设无人机设备，使无人机之间能够相互配合，发挥其协同功能，提高救援质量。

3.3 培养专业操作人员

专业操作人员的水平影响着无人机的应用质量，应该积极培养专业的操作人员，为无人机的消防应急通信保障提供良好的条件。开展专业的无人机操作员培训，培养无人机操作员的无人机设备组装、调试以及检修能力，便于在消防任务发布的第一时间科学准确地布设无人机，并利用无人机功能进行作业，在消防现场构建有序的通信网络。此外，无人机操作员需要具备极强的操作能力，利用操作技巧可以对消防现场复杂的环境进行分析和处理，操作无人机完成侦查任务并及时躲避障碍。因此，在实际工作中应该组织消防应急人员的专业化和集中化培训，提升其操作能力。

4 结 论

消防应急通信对实效性、可靠性的要求较高，无人机的应用极大满足了消防应急通信要求，能够及时可靠地完成救援现场的信息采集和传递工作，为人员安全疏散提供良好的保障。无人机的遥感监测技术、多录音视频通信、高空送物以及视觉跟踪等功能都可以为消防应急通信提供良好的帮助，在实际运用无人机进行消防应急通信保障时，应该结合救援现场的实际情况进行合理运用，最大限度地发挥无人机的作用，保障群众的生命和财产安全。