无人机助力应急救援与消防安全，引领空地一体协同作战新篇章

　　“零距离”空地一体作战指挥平台是一个通过基于5G网络的“无人机+”空地协同作业模式，将消防指挥系统、无人机系统和消防救援力量整合成信息互通的整体的系统平台。从基层角度出发，将人员、车辆、药剂装备进行动态化管理，提高指挥救援的合理性，推演战平、高清图上标绘以及无人机作战等模块的建设将从作战指挥体系角度出发，解决现场反馈难、定位差、指挥慢以及指挥不同步等问题。

　　一、消防应急救援存在的主要问题

　　(一)指挥中心无法及时掌握警情，影响力量调度精准性

　　指挥中心接报警情后，需准确获取灾情类别、灾情发生地点、发生灾情的建筑等信息，第一时间调集足够的救援力量赶赴现场。指挥中心目前主要通过电话回访向报警人了解现场灾情信息。受限于报警人的心态、感知、表达能力等因素的影响，指挥中心从报警人处获取的信息不一定准确，甚至存在错误信息。因此指挥中心往往需要首战救援力量或者辖区公安派出所民警到场后才能准确获得灾情地点、灾情图像。

　　(二)救援力量途中获取信息有限，影响初战部署科学性

　　救援途中，指挥员主要通过联系报警人、指挥中心信息推送了解灾情。因无法直观、准确地掌握灾情和周边环境，指挥员途中只能凭经验预判灾情，开展预部署，到场后需开展侦察、询情，重新调整作战部署，一定程度上延长了救援到场展开时间。

　　(三)一线救援人员空地信息割裂，影响现场救援高效性

　　现阶段，无人机采集的灾情画面无法直观地同步给各参加救援的队伍，需飞手通过对讲机、电话等口头描述传递，无法充分发挥无人机侦察的优势。以大跨度厂房火灾扑救为例，高喷车水炮操作手看不到水柱落点，只能凭经验估计，无法实现水炮的精准打击，灭火效率大打折扣。

　　(四)灾情发展态势无法全局掌控，影响现场救援安全性

　　当前，在应急救援实施过程中，消防安全员通常驻守进攻出入口，观察视角受限，无法全局掌控灾害发展态势，及时向参与救援人员发出紧急撤离信号。且紧急撤离信号目前主要采用汽笛，受环境噪声影响，特别是进入建筑内部，消防救援人员接收撤离信号效果较差，易造成安全事故。

　　二、无人机空地协同作业研究

　　针对当前消防救援存在的问题，安邦护卫“零距离”空地一体作战指挥体系设计了四个应用场景：即“无人机+辅助调度”、“无人机+辅助指挥”、“无人机+辅助作战”、“无人机+辅助安全”。

　　选取衢州高新技术产业开发区作为试点区域，园区面积约36.4平方公里。借鉴中国科学院地理科学与资源研究所鹿明等人的研究成果，在园区内设置3个无人机自动机巢，每个机巢可实现28平方公里的航线覆盖，实现园区全覆盖。机巢内分别放置1架大疆M300无人机，搭载H20T镜头。

　　(一)无人机+辅助调度，提升调度精准性

　　1.应用场景

　　指挥中心接警员接警立案后，将调派指令同时下达给辖区消防站和“零距离”平台。“零距离”平台根据报警定位就近调度机巢放飞无人机前往灾害点。无人机起飞后，通过5G网络实时回传航拍画面至指挥中心。指挥中心根据无人机实时回传的航拍画面研判灾情态势，优化调度方案，确保第一时间调集充足、有效的救援力量到场处置。

　　2.效能测试

　　考虑到不同化工灾害产生的浓烟等灾害特征可视范围不同，根据图传画面判断灾情等级具有主观性，无法定量对比，为统一标准，测试采用接警后无人机和消防车到达模拟灾害点的用时作为评测标准。测试组在园区内选择1处厂区模拟灾害点，拨打119报警电话。119指挥中心接警调派力量，测试组开始计时，测试对象到达模拟灾害点停止计时。测试1组测试无人机自动巡航到场用时，无人机根据警情定位从自动机巢起飞，飞往模拟灾害点。测试2组测试消防救援力量到场用时，消防救援人员接到调度指令后蹬车前往模拟灾害点。测试数据(见表1)。

表1 测试数据

　　从测试结果看，采用无人机自动巡航形式无人机到场用时小于消防救援力量到场用时，且距离越远越明显。“无人机+辅助调度”的模式可提升指挥中心获取现场情报，优化调度方案的效率。

　　(二)无人机+辅助指挥，提升部署科学性

　　1.应用场景

　　借助“零距离”平台，指挥员在救援途中即可通过随车平板电脑、手机查看无人机回传的航拍画面，掌握灾情发展态势，预部署作战任务;增援力量途中就可以较为全面地共享灾情信息，领受作战任务，规划停车位置，到场即可投入战斗。

　　2.效能测试

　　由于初战部署的科学性无法定量分析，救援力量到场后展开速度因人而异无法作为标准，测试组采用救援力量出动后停靠指定点的用时作为评测标准。测试组选取园区内一家化工企业，在企业内设置模拟目标停靠点。从119接警系统立案派单开始计时，救援力量停靠目标停靠点停止计时。测试1组途中共享无人机航拍画面，通过航拍画面确定停靠位置;测试2组途中无法看到现场画面，到场后通过无人机侦查确定停靠点，调整车辆停靠位置;测试3组途中无法看到现场画面，到场后通过指挥员侦查确定停靠点，调整车辆停靠位置。测试数据(见表2)。

表2 测试数据

　　从测试结果看，通过途中共享无人机航拍画面，救援力量可快速停靠指定位置。“无人机+辅助指挥”的模式可提升救援力量到场部署展开的效率。

　　(三)无人机+辅助作战，提升救援高效性

　　1.应用场景

　　在救援现场设置基站无人机、照明无人机，增强救援现场信号覆盖范围，提升光照强度;侦查无人机不间断绕飞现场，向指挥部提供稳定的航拍画面;为高喷车、消防机器人遥控器增配边缘计算机，共享航拍画面，实现空地协同作业，保证操作员操作设备精准打击火点。

　　2.应用效能

　　支队设置两个测试实验检验无人机与高喷车、无人机与灭火机器人协同作业效能。通过测试对比不同条件下消防员操作消防机器人和高喷车打击火点的用时，与无人机协同作业用时最短，效率最高。

　　(四)无人机+安全监管，提升作战安全性

　　1.应用场景

　　救援开展前，侦检无人机先行测试，回传现场环境污染指数，为指挥部划定警戒区域提供依据。救援现场设置安全管控无人机，不间断环绕飞行，开展安全监测，实时回传航拍画面。安全员配置平板电脑查看无人机画面，全局观察救援现场，并通过无人机高音喇叭播放安全提示。发现安全隐患后，安全员通过汽笛、无人机高音喇叭发出紧急撤离信号，辅助无人机强光爆闪，在救援现场构建“声光一体，空地结合”的报警环境。

　　2.应用效能

　　测试了不同距离下无人机发布预警信息的效果，从测试结果看，通过无人机辅助发布紧急撤离信号，可以提升紧急撤离信号的有效覆盖范围。夜间作业时，通过高空爆闪灯，可以使救援人员在更大范围内接收到紧急撤离信号，提升救援现场的安全性。

　　通过以上4个场景，无人机全面、有效地将消防接警调度、初战部署、指挥作战和安全监管4个方面大幅提升。以上测试中提高的每一个时间点，并不是冷冰冰的数字，它们对应的是真真切切的救灾现场被困人员的度秒如年，是被困人员和消防救援人员的生死之线，是用最小代价减小事故灾害对环境、对人民财产的损害。

　　三、经济与社会效应

　　衢州市消防“零距离”空地一体作战指挥系统，发挥整合效应，降低行政成本，节约开支，产生经济效益。可以提高灭火救援体系的科学规划和科学决策，间接减少不必要的开支，节约决策时间和提高决策快捷性，提高服务公众的响应时间，减少不恰当决策所带来的经济损失。

　　1.提高工作效率，降低消防应急救援的服务成本。通过引进无人机等智能化手段，有效提升消防现场处置效率，提升协同共享工作能力，科学合理分配消防资源，提高应急救援工作的效率和效能，降低工作成本。

　　2.提高消防应急救援处置能力，减少经济损失。衢州市消防“零距离”空地一体作战指挥系统建成投入运行后，能够有效地解决指挥中心与执勤作战力量协同处置问题，通过高清图像标绘提高实战指挥的准确性与及时性，帮助领导更好地决策，提升应急救援处置能力，最大限度降低灾害带来的损失，间接提升经济效益。

　　3.减少信息化项目重复投资。系统应用场景及业务通用能力建设项目不断整合服务资源和服务手段，最大限度地利用现有信息化建设成果，整合存量信息化资源，防止重复建设，有效减少信息化建设重复投资。