无人机应急应用践行崇高使命
发布时间：2023年01月16日
作者：应急管理局
来源：应急救援保障科
浏览次数：
“十四五”国家应急体系规划》中强调，要推广应用无人机等高技术配送装备，提升应急运输调度效率。随着人工智能和新一代信息技术的开展，无人机在应急范畴的应用越来越广泛，已经成为全球航空应急应用不可或缺的重要科技力量。无人机应急应用应立足平时，有标准、有目标、有规划地进行系统化、常态化的准备与演练，确保需要时想得起、预备时派得上、应急时用得好。 2020年8月，受涪江上游持续强降雨影响，洪峰过境四川遂宁城区段，圣平岛部分群众紧急转移至岛内防洪救生台。洪峰过境期间，江面水位居高不下，洪流湍急，消防冲锋舟根本无法过江对群众实施转移救援。岛内群众的日常生活保障成为防洪救灾指挥现场的一场考验。紧急情况下，区防汛抗旱指挥部果断启用物资投送无人机，共计飞行80余架次，有效投送火腿肠2000支、方便面1080盒、面包3000个，为圣平岛内群众送去生的希望。 随着应用的普及，无人机在社会生产、生活中早已屡见不鲜。相比于军用战斗机、运输机，民航客机，以及通航直升机等较大型的有人飞行器，无人机似乎更贴近于社会群众的生活日常。与群众联系更紧密的事物，往往更有生命力。除了在应急物资投送方面，无人机能够大展拳脚，其他的与群众生产、生活息息相关的包括应急救援测绘、应急通信中继、应急搜救、应急救援照明、灾后防疫消杀以及高层建筑应急消防等场景，无人机都能够充分发挥所长，切实践行“利民、助民、救民”的崇高使命。 传统的灾害发生后应急环境下的地理信息获取方式是依靠专业调查人员进行灾区地理环境勘测，其工作量非常大；且灾害发生后的地理环境通常比较复杂、险恶，对调查人员的人身安全构成极大威胁，导致无法及时、高效、全面地掌握灾区损毁信息。 而无人机遥感作为我国当前和未来获取厘米级超高分辨率、小时级即时响应遥感数据的主要途径，能够迅速地在灾害救援过程中提供有效信息，为灾害预判、灾情控制及灾后重建等方面提供可靠的支持。一般有正射和倾斜摄影两种技术类型。 无人飞行平台搭载专业的可见光、红外、激光等成像设备，获取厘米级地理正射影像信息，并基于此建立树木、路灯、电杆、农棚、厂房、民房、积水区等多目标受灾体的无人机影像解译标志，设计无人机应急制图的信息内容、符号表达、图件版式，解译并编制灾损数据库。在解译数据库的基础上，结合影像分析、地面调查、三维激光扫描等手段，扩充属性内容，并进一步进行专题分析。对受损物体的受损等级、伤害特征等属性进行分析，并将其与公共设施等要素的关联性进行分析，确定要素间的互相影响关系及灾后的重点防治区域。利用三维激光扫描技术测算受损物体量级。在建筑受损专题方面，对受损建筑的材料进行专题分析，确定建筑垃圾的主要来源；对屋顶受损情况进行统计及对受损建筑聚集地进行空间分析，分析受损建筑的空间分布与受损程度的关系。采用三维激光扫描技术制作损毁与修复重建的点云模型，编制损毁建筑部件调查清单。（摘自GIS前沿公众号2019年8月文章《台风“利奇马”过后，无人机遥感在城市台风应急测绘中能做什么？》） 而无人机搭载多镜头倾斜摄影成像设备，对灾区进行全方位影像获取，再通过后期对影像数据的处理，则能够实时产出灾区三维实景模型数据，为现场救援提供更加立体、清晰和及时的全方位地理信息数据支持。 在台风、地震、水灾等突发性地质灾害来临时发生时，往往会带来地面大面积的无线通讯系统受损等问题。如何快速有效恢复受灾区域通讯功能，第一时间将灾害现场的信息以数字、文本、图片、语音和视频等方式传至指挥中心，支持抢险救灾决策制定则显得越来越重要。无人机空中应急通信中继就是一种十分靠谱的解决方案。 通过固定翼或多旋翼无人飞行平台搭载小型化的通信中继设备，升空至一定高度，利用特定的空中组网通信算法和技术及骨干传输网络，完全摆脱地面供电、通信回传的束缚，可定向恢复几到几十平方公里的移动公网通信，建立覆盖几千到几万平方公里的音视频通信网络；还可通过融合空中组网、高点中继等技术，实现图像、语音、数据上下贯通横向互联。 在灾害、灾难等应急环境中，人员伤亡、失踪情况普遍，而如何能够在黄金救援72小时的时间内，更快速及时地搜索发现尽可能多的等待救援的人员，是提高应急救援能力水平的关键。 飞越地形与障碍，利用“上帝视角”大面积、快速搜救，是无人机在应急救援中又一个常见的用法。凭借空中优势及变焦、广角、夜视、红外等超强感知能力，应急救援搜寻能力得到强大提升。一方面，无人机搭载的红外热成像相机可帮助采集现场热辐射数据，能够更容易搜寻肉眼不易发现、但与环境存在着较大温差的物体，为白天、夜晚的搜寻与研判提供重要信息支持；另一方面，无人机还可搭载小型生命探测设备，深入地面搜救人员难以到达的受灾地点搜寻幸存者。 应急救援争分夺秒、刻不容缓，但夜间光线不足给救援行动的实施带来巨大限制。要保障夜间救援的正常和高效开展，大面积长时间照明装备的使用成为解决问题的根本。应急照明无人机系统便是为此而生的强大工具。 应急照明无人机系统多采用系留式多旋翼飞行平台，搭载定制的大功率、 高流明照明灯，升空至百米左右高度稳定悬停，通过地面供电设备和直连飞行平台的系留线缆持续不间断供电，可轻松实现24小时全天候留空照明作业。 洪水、地震等自然灾害的发生，极大可能触发山体崩塌或滑坡等次生灾害，导致地面交通瘫痪，车辆无法正常在地面道路上进行大规模的物资配送，能够快速高效地将应急救灾物资发放到各灾民聚集点对救援工作有着重要的实际意义。 无人机可以不受地形因素的限制，对人力难以到达的地震灾后地区进行物资配送无人机参与应急救灾物资运输及投递，可采用“蜂群”战术将食品、饮用水、药品、救援器材等物资快速、及时、有效地运输或投递至救灾一线，有效杜绝陆路隔绝、水路不畅等限制，在救援黄金期内第一时间创造救援减灾有利条件。 洪涝灾害发生后，大批来不及转运的牲畜和其它动物丧生，加上垃圾很难及时清运，由此滋生的病原微生物污染环境、空气、水资源，容易导致传染病的暴发流行，应格外注意预防，及时进行防疫消杀。 喷洒无人机作为高效、科学、无接触式的防疫消杀手段，其消杀具有喷洒均匀、覆盖面广等特点，能够用于面积较大、整体消杀覆盖较难的环境。相比传统的人工消杀，无人机消杀效率更高。 多旋翼飞行平台搭载药箱、小型水泵及特制雾化喷头等作业部件，升空至一定高度后，随着自动航线飞行，机载雾化喷头将消杀药水定量均匀喷洒至空气中。通过无人机进行消杀可以让消毒水在空中扩散，能够持续的时间更长，消杀效果更显著，达到表面消毒和空气消毒的有机结合，既能消杀空气中的飞沫病毒，还能有效阻断病毒传播。 在我国，10层及10层以上或高度超过28m的钢筋混凝土结构称为高层建筑结构。当建筑高度超过100m时，称为超高层建筑。来自消防部门的数据显示，全国现有高层建筑(超过24米)34.7万栋，百米以上超高层近6000栋，数量均为世界第一。近十年全国共发生高层建筑火灾3.1万起，死亡474人，直接财产损失15.6亿元。与日益增长的高层建筑相比，高层建筑消防救援面临困境：消防水枪、水炮喷射高度小于50米；消防员负重登楼并救援的有效救援的高度极限是20层；消防登高车造价昂贵，救援高度受设备局限。目前，全球最高的登高平台消防车，也仅仅有113米的登高高度。高层建筑的消防救援一直是世界难题。（摘自“消防与应急救援装备科技信息”公众号2018年1月文章《“消防无人机”研究国家队集结 有望突破高空灭火救援难题》数据） 无人机在应急消防领域的应用目前主要有两个方面：火情侦查和辅助灭火。 通过搭载可见光、红外相机，无人机迅速升空到达火情现场，掌握第一手火情现场影像资料，并传回指挥中心支持灭火方案制定与决策。同时红外摄像头还能够及时发现新的起火点，确保将火势在扩大之前消灭。 而通过搭载灭火弹或灭火剂，无人机能够在火情发生的第一时间到达现场，对火势暂未扩大的起火点进行快速精准消灭和控制。针对城市高层建筑火情，重型多旋翼无人机平台能够搭载系留式灭火系统，使用提拉水带的方式，将地面灭火剂引升至高层建筑起火点附近，通过机载端定向喷管喷向起火点，实现精准快速灭火。
