一、城市消防

（一）需求分析

当火灾险情发生时，与时间赛跑，就是在追赶生命。无人机机动性强，无场地限制，在消防车遭遇堵车等无法通行的情况下，无人机则可快速到达目的地执行任务。同时，无人机具有高度上的优势，有一些高压水枪无法到达的高度，无人机则可以悬停到火源上空进行精准抛投灭火。

同时，我国高层建筑具备体量庞大、功能复杂、人员密集、危险源多、火灾荷载大等特点，给火灾防控带来严峻挑战。多旋翼消防无人机可以从空中由外向里，对高层建筑发生火灾的房间玻璃实施破窗及向着火房间内喷射灭火干粉，能迅速扑灭火灾，这样就为解决以往长期困扰人们的高层建筑消防灭火这一世界性难题提供了崭新的思路和方法。无人机在消防上的应用，可作为消防车灭火的有力补充，能提高作业效率、保护人民生命财产安全。

（二）解决方案

消防应急平台是运用GPS定位、GIS分析查询、无人机航拍倾斜摄影模型、模型后期高质量高效率应用等多项国内外领先技术，依托强大的二三维地理信息平台，构建的一套包括二三维数据录入、数据利用和分析、三维可视化展示、数据库管理的消防应急规划、仿真、展示平台。

三维可视化及路线规划最佳路径和最短路径选择

通过分析火灾发生地周边的环境进行消防车配比，指定多条路径供决策者选择，决策者可根据火灾地的地形和环境选择最短路径及消防车停车位置，根据停车位置的面积大小及消防车进出的难易程度科学地分配出警车辆，合理分配应急资源（见图9-8）。

（1）最佳路径和最短路径选择	（2）出警消防车数量
（3）起火点最近停车位置	（4）起火点周边情况查看

图9-8无人机城市消防应用

无人机消防灭火

消防灭火多旋翼无人机是利用无线电遥控设备和自备程序控制的无人机，从结构组成上讲，一个完整的无人机系统由机上部分和地面控制部分两部分组成，其中机上部分主要包括无人机的自主飞行控制系统、机载灭火系统和动力系统;地面控制部分主要包括遥控操纵系统和数据接收系统等。

高层建筑消防灭火多旋翼无人机以无刷直流电动机作为动力装置，一般采用4轴8旋翼结构形式，为了运输方便，旋翼可折叠。一旦有高层建筑发生火灾，消防灭火多旋翼无人机由消防车搭载运送到火灾现场附近，随即无人机旋翼展开，搭载数十公斤的灭火干粉、玻璃破拆枪和自救装备发射装置垂直起飞，直接飞到火灾楼层外面，作为空中悬停平台，遥控对准目标，首先用玻璃破拆枪发射高速冲击弹，击碎高层建筑上起火房间的玻璃窗，然后向室内喷洒灭火干粉，在一分钟内灭火面积可达100立方米;也可以喷水或发射灭火弹，有效扑灭火焰;还可携带消防水枪飞到空中，对起火点连续喷水灭火（见图9-9）。

发射高速冲击弹	向室内喷洒灭火干粉
发射灭火弹	消灭火势

图9-9无人机消防灭火

（三）应用案例

2018年，具有800多年历史的古建筑，被视为欧洲文明薪火相传象征的法国巴黎圣母院，数小时内就在大火中灰飞烟灭。但万幸的是其建筑结构得到拯救和保护，消防部门通过操控大疆MavicPro和M210两种无人机，飞越巴黎圣母院，寻找最佳位置来瞄准洒水灭火点，获得了控制火势的必要数据。

二、森林消防

（一）需求分析

我国作为森林资源大国，森林覆盖率约为18.2%，又是森林火灾多发国家，如何解决森林防火的问题，又成为林业工作的重中之重。目前，国外森林防火中应用了较多的新技术和新设备,国内在此方面的应用需求也日益增加，对森林保护的投入逐渐加大，先后运用卫星进行资源普查、森林火场监视,而使用无人机系统对森林火情监测则还是初始阶段。

无人机中低空监测系统具有机动快速、使用成本低、维护操作简单等技术特点，具有对地快速实时巡察监测能力，是一种新型的中低空实时电视成像和红外成像快速获取系统。在对车、人无法到达地带的资源环境监测、森林火灾监测及救援指挥等方面具有其独特的优势（见图9-10）。

图9-10无人机森林防火

（二）解决方案

全天候监测

在森林防火过程中，无人机可以作为红外和可见光设备的载体来按照预先设定好的轨迹进行巡逻，并把收集到的遥感资料传输至地面监控站，并借助信息系统来把数据资料继续传输到防火部门，对于无人机巡查过程中传输的可疑资料，执勤人员可以通过远程遥控来控制无人机进行多次勘察，便于火情的及时发现和处理。在森林防火中，无人机技术得到了广泛的应用，并取得了良好的应用效果，有效提升了对森林火灾的灭火能力和预防能力（见图9-11）。

图9-11无人机森林防火全天候检测

对火场情况及时传达

当前无人机的遥感技术和性能得到了前所未有的提升，而且专业人员可以借助无人机来对火场进行悬停观察，尤其是在火势比较严重的情况下，人员和设备不能到达指定地点时，可以通过无人机及时对火场情况进行反馈，为灭火队伍提供最新情况，保证救火路线和方案的有效性。将风速仪装备在无人机上，还可以采集火场全区域的图像、风力风向及火场燃烧程度等信息，以确保灭火人员能够及时了解和掌握火场范围及火灾发展趋势和蔓延方向。

构建远距离空中通信

森林往往具有地理环境复杂，山高林密的特点，而且与外界通信也很困难，无线电通信和各种卫星信号都很差，但是无人机能够搭建中继通信设备，并及时构建应急指挥系统，以便覆盖整个任务区域，同时还可以在现场与指挥中心之间搭建信息桥梁，以确保在极端恶劣的情况下，能够搭建高效的无线通信线路，构成无线通信网，保证火灾现场的救援人员可以通过信息终端来共享森林火灾的动态信息，将火灾现场的信息及时传递，方便计划和方案的制定。

辅助救援

现代测绘技术与无人机的融合能够应急测绘森林火灾救援现场，为森林火灾的灭火提供技术支撑，也可以通过无人机下达指令，在无人机上安装语音传输和扩音模块，可以及时告知火场人员撤退线路和危险区域，并借助无人机来传递呼吸器和救援绳等救援设备，无人机还可以起到辅助救援的作用。随着无人机技术的快速发展，相信未来的无人机系统会给国内的林业发展带来重要贡献。

森林防火系统

“立体监管无人机系统”是一套稳定的森林防火系统。该系统是以森林火情监测为主，将GPS技术、数字图像传输技术等高新技术综合应用于森林资源管理中的系统平台（见图9-12）。

图9-12森林防火系统

可根据不同火灾情况分配利用好不同资源（见图9-13）。

图9-13多旋翼无人机火灾现场及固定翼无人机森林巡检

无人机巡检及无人机热成像（见图9-14）。

图9-14无人机巡检及无人机热成像

（三）应用案例

2019年，广东省云浮市云安区为有效减少和预防森林火灾的发生，启用无人机对全区森林防火重点区域进行防火巡查。在使用无人机开展森林防火巡查的同时，还结合地面视频监控系统、检查站与巡山护林员人技协同、地空配合，形成了“空陆立体式”火情监测格局。这一举措有效缩短了森林巡查时间，一旦发现着火点，可以第一时间调配人员进行灭火，极大提高了预防与扑救森林火灾的综合能力（见图9-15）。

图9-15森林消防队员进行防火巡查

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