森林防火灭火中的无人机应用探讨论文_曹鹏飞,张洪彬

森林防火灭火中的无人机应用探讨论文_曹鹏飞,张洪彬

国家林业局北方航空护林总站

摘要:森林火灾的产生是由于多种原因构成的,有些是不可预料的,但是将森林防火灭火工作做好还是能够在一定程度上降低火灾发生的概率的,这就体现了开展森林防火灭火工作的重要性。防火灭火工作不能一味的采取措施和办法,还要应用一些现代化的技术手段,这是这个时代发展的基本要求,人们应该对此加以重视。无人机就是一种应用了多种技术为手段而研制出来的航空产品,在森林防火灭火中有着较大的应用价值,目前已经成为了人们主要使用的技术手段,在森林火灾的检测、预防、灭火、灾后评估等过程中都有很大的作用。

摘要:无人机:森林防火灭火;应用

无人机具有一定的优越性,与传统设备不同,具有很大的优势,它能实现多种功能于一体,涵盖的技术也全面、先进,所以在众多的领域中都有应用的体现。在我国的森林防火灭火工作中就尤其良好的应用价值,具有行动便捷、成本低、操作性强、效果准确等特点,能够实时的对火情进行监测。实现动态的监控与实时的通信,为我国森林防火灭火工作的有效开展提供了强大的助力,因此被人们看好,也值得加大应用和推广力度,未来此项设备具有更为广阔的发展空间。

一、无人机在森林防火灭火中的应用优势

(一)准确提供火灾信息

无人机与传统的防火设备不一样,具有较强的优势和应用价值,在森林防火灭火的工作中能够准确的提供火灾的基本信息。这主要利用的就是无人机中的红外线技术以及检测技术,能够全天候全方位的监测森林火灾,然后通过遥感技术将信息传回地面,有助于人们能够及时了解火情,对于火势、位置、扩大范围进行掌握和分析,同时对于火势的发展动态也能构建一个基础的模型,为地面指挥救援队伍提供可靠、精准的信息,具有时效性、精准性、便捷性的特点。除此之外,无人机该有一个特点,就是具有安全性,它是依托现代技术为基本手段的航空设备,能够飞到高空进行工作,这是具有航空飞机都不具有的优点,即使航空飞机搭载人员飞到上空,由于能见度低等原因也不利于观测和摄像。所以无人机在提供火灾信息方面具有很大的优势,其他设备技术都远远不及。

(二)帮助制定合理救援方案

近年来,森林火灾频发,因消防员无法靠近或进入到森林火灾现场,救援工作面临着严峻的考验。而无人机可以按照一定的高度、位置进行飞行,这样作为空中的一个制高点,对整个火灾区域进行观察,完成对灭火救援现场的数据采集,为科学调派救援和制订救援方案提供信息支撑。它可以快速将火场的轮廓、面积、蔓延速度等数据实时传回地面控制中心,为地面扑火指挥提供可靠信息,使灭火指挥部门迅速有效地组织、布署灭火队伍,提高灭火作战效率,防止救火人员的伤亡。

(三)保障消防员安全

无人机在森林灭火的过程中还具有其他的优势。能够保障消防人员的安全,加快救援工作的快速展开。森林火灾产生就会有消防员去灭火,而消防员在森林大火中是不能看到实际情况的,暗火更是找不到,对于消防人员的安全也构成了威胁。而无人机就可以在关键时刻体现它的作用,它能为消防部门提供火场的坐标、火情等,加快了人员的调配,同时也能及时通知消防人员撤离危险地带,在撤离路径上也能选择安全的路带,这主要是由于无人机中定位技术的作用,通过它也能帮助人们自救和逃离火灾现场。

(五)预防火灾

若能及时监测到林火的发生,将火灾扼杀在萌芽状态,抢占灭火先机,就能将产生的破坏和损失大大降低。近年来随着无人机技术的快速发展,森林防火越来越多考虑采用基于无人机平台的防火方案,若干数量的无人机以相对稳定的网络拓扑结构构成移动节点群,进行森林日常巡护,可以达到森林防火的最佳事前监控。

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二、无人机在森林消防应用中的技术需求

(一)可靠性

消防部队面对的各种灾害现场,特别是火灾现场,应用环境更为复杂,需考虑风速、烟雾、温度以及防水等各种环境因素,因此,无人侦察机首先要能满足现场的恶劣环境使用条件。一是抗风能力方面。二是耐高温和防爆能力。三是防烟雾能力。

(二)操控性

以18km/h无人机巡航平均速度计算,其可巡视范围在2公里工作半径内,续航能力要求达到单组电池平均30分钟以上,航线巡查要求能够实现不间断监控,两次巡查准备间隙少于15分钟;另外,飞行高度方面,根据调研,灾害事故现场多数飞行高度在200米以下,考虑到高层建筑最高高度,达到0到300米飞行高度应可满足日常现场侦查需要。

(三)稳定性

无人机的图像传输应当力求清晰、连续,因而对图像的无线收发均有较高的要求;通过无线传输易出现干扰,因而要求无人机必须有一定的抗干扰能力,从而达到在使用过程中图像能够不间断。

(四)集成兼容性

无人机在消防部队的应用中要实现很多扩展功能,必须拥有良好的集成和兼容性。因此,在满载重量方面,考虑日常训练及使用配备的机动要求,无人侦查机需能便携或车载到达现场附近,单兵进入现场机动部署,紧急情况下拓展携带器材,因此要求整套系统携带重量不超过50公斤;此外,在实现视频传输外,如果要实现其他辅助功能的集成和传输,这必然要求无人机拥有良好的集成和兼容性。

三、无人机应用的发展

未来对于无人机的应用,我们应当把消防部队实战经验和无人机的研发理论技术有机结合在一起,建立长效合作机制,在一定程度上合理进行革新创造,改善部队内外环境和实战能力,进一步拓宽科技强消的新思路、新方向。同时,就进一步立足实战,发挥无人机灵活快捷和定位系统精确稳定的特点:一是要立足实际,要在实时图像传输、数据采集分析、现场环境勘测等关键功能环节上下功夫,优化设计方案,提高无人机的实用性和操控性。二是要降低成本,要减去不实用的功能用途,尽可能为全体指战员提供更经济合理的火场定位保证,进一步加强对灭火救援现场的控制和部署。三是要便携方便,要遵循高效便捷的设计理念,在各项指标均衡稳定的基础上,减少占用空间和载重量,以适应更为狭小作业空间和更为复杂救援现场的侦查检测工作。

四 结语

近年来我国经济发展的同时,自然资源的开发和利用上也出现了一些问题,导致了资源的需求与经济发展的矛盾愈加严重,这就要求有关部门能够重视此类问题,对此能够加以解决或者缓和矛盾。森林资源就是我国自然资源中的一种,这也是我国紧缺的物质资源之一,然而在这种社会背景下,森林火灾现象还是时有发生,这就更加火上浇油,一定程度上对于我国的森林防火灭火工作的开展提出了新的要求。要想有效的减少火灾现象的发生,保护森林资源不受破坏,工作人员就必须重视自己的工作,与此同时,还要应用先进的技术加强管理。无人机设备中就融合了多种技术,这使得采集的数据更加多元化,也更具有精准度,所以在森林防火灭火中,无人机的应用具有很大的作用和意义,有利于促进我国经济的可持续发展。

参考文献:

[1]刘福,秦军.森林防火灭火中的无人机应用探讨[J].福建林业科技,2016,43(4):220-223.

[2]王元庆.无人机在森林类自然保护区中防火灭火中的运用研究[J].农家参谋,2017(12).

[3]黄金.无人机系统在森林防火方面的应用及发展[J].中国科技投资,2017(26).

论文作者:曹鹏飞,张洪彬

论文发表刊物:《基层建设》2018年第12期

论文发表时间:2018/5/22

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