无人机系统具(jù)有机(jī)动快速、使用成(chéng)本低、维护操作简单(dān)的技术(shù)特(tè)点。利用固定翼无人机续(xù)航时间长、使用成(chéng)本低的优势,对某一林区(qū)进(jìn)行巡护或卫星热点(diǎn)侦察,能大大提高防扑火能力(lì);利用旋翼无人(rén)机(jī)飞(fēi)行(háng)方式灵(líng)活、飞行气象条件要求不高的优势进行火场(chǎng)侦察,和有人机进行配合进行火场扑(pū)救(jiù),能大大提高地(dì)面指挥(huī)部的指挥效率和(hé)有人(rén)机吊桶洒水的效益。
一(yī)、无人机在森林消(xiāo)防应用(yòng)上的优(yōu)势
(一)弥补有人机数量少、机种单一(yī)的问(wèn)题
受我国通(tōng)用航(háng)空(kōng)发展技术的影响,我国通用航空飞机数量较少,用在森林防火(huǒ)的(de)飞(fēi)机少之又少,并且受(shòu)国家(jiā)统一调配(pèi)。往往一架直升机要承担林区巡护(hù)、火场侦察、兵力(lì)运送(sòng)、领导巡视、防火宣传、吊桶灭火(huǒ)等(děng)多种(zhǒng)任务。火灾的(de)前期发现和火灾扑救不(bú)能同时兼顾。如果能利用无人机(jī)技术对(duì)林(lín)区(qū)进行(háng)巡护监测,使有人机更多地应用 在火场扑救(jiù)上,这样森林航(háng)空消防的优势会(huì)将更全面的(de)发挥。
(二)弥补(bǔ)有人机扑火综合(hé)效益问题(tí)
由于(yú)受有人(rén)机数量和油量得影响,有人机真正在火场上空(kōng)作业时(shí)间较短,火(huǒ)场(chǎng)前线指挥部很(hěn)少能获(huò)得有人机空中洒水实时图像(xiàng),影(yǐng)响(xiǎng)了火场前线指挥部对火场的判断(duàn)、吊桶灭火时的实施指挥、地(dì)空(kōng)配合等(děng)扑火效益。利用无人机参与火场(chǎng)扑救,可以将火场实时图(tú)像传到(dào)火场前线指挥部,指挥部(bù)可以根据火场情况(kuàng)现场(chǎng)指挥飞机扑火(huǒ),并且可以指挥地面(miàn)扑火力量配合空中扑救,使森林航(háng)空消防空中优势得到充分发(fā)挥。
(三)弥(mí)补森林航空(kōng)消防航(háng)期较(jiào)短的问题(tí)
我国各省航期(qī)一般在11月份到来年的3月(yuè)中旬,而(ér)火灾高(gāo)发(fā)期从3月初开(kāi)始到4月底(dǐ)结(jié)束,往往在(zài)森林火(huǒ)灾(zāi)高发期,直(zhí)升机(jī)已(yǐ)经(jīng)被调走,严重制约着森林航空消防优势的充分(fèn)发挥。特别是近几年,夏季森林(lín)防(fáng)火工作也受到各(gè)级政(zhèng)府(fǔ)的重视,因此,利用无人(rén)机在重点(diǎn)林(lín)区(qū)或风景区进行巡(xún)护(hù)和监(jiān)测,可以弥补航(háng)期较短(duǎn)的问题,并(bìng)且也(yě)可以在(zài)夏季(jì)继续开展森林航空消防。
三、固定翼和旋翼无人(rén)机在森林(lín)航空消防中(zhōng)的具体应用
森林消防(fáng)对无人机的(de)需(xū)求(qiú)主要集中在林区巡护(卫(wèi)星热点侦察(chá))和火(huǒ)场侦察上。林区巡护或热点侦察主要要求飞机有较长(zhǎng)时间(jiān)的续航能力,和较快的巡航速(sù)度,在这方面固定翼无(wú)人机(jī)有较大(dà)的(de)优势。火(huǒ)场侦察主要是对火场进行(háng)灵活、方(fāng)便的监测,在这方面(miàn)直升机比(bǐ)较有(yǒu)优势。
固定翼(yì)型(xíng)无人机机动灵活、外场展开(kāi)迅速,操作使用简便,自成体(tǐ)系执行(háng)巡护、监测、定位等任务,其中的长航时无人机,具(jù)有超(chāo)长(zhǎng)续航能力,可对指定区域实施不(bú)间断覆盖巡护或(huò)卫星(xīng)热点侦察。旋翼型无人机(无人直升(shēng)机)可以垂直起(qǐ)降、空中悬停、原地(dì)转弯、侧飞、倒飞(fēi),其性能(néng)可靠(kào)、结构紧凑、便于携带、使(shǐ)用成本低、维护便利(lì),操作人员(yuán)经过培训即可以灵活操(cāo)控直升机(jī)飞行。
(一(yī))固(gù)定翼无(wú)人机在林(lín)区巡护或卫星热点侦察上的应用
固定翼无人机可以在目前(qián)有人机数量较少的情(qíng)况下,参与林区巡护(hù)或热点侦察。它可(kě)以按照预设的(de)航线飞行,同时(shí)使用任务载荷对林(lín)区作大面积的扫描、录像、拍照,可以将(jiāng)重点区域(yù)的图像信息(xī)传回地面,由地面(miàn)传回指挥部。受目前我国无(wú)人(rén)机技术影响,市场上的无人机控制半径最(zuì)大在150Km内,虽(suī)然无(wú)人(rén)机(jī)理论上可以按照有人机一样飞(fēi)大航线,但超(chāo)出控制半径范围,飞机完(wán)全是自主飞行,完全不可控,不可控(kòng)因素太(tài)多。因此,在控制(zhì)半径以内,派出固定翼无人机对某一区域进(jìn)行长时(shí)间的巡查或热点侦察是其(qí)优势(shì)。加上无人机在飞行时(shí)成本低,特别是在某一地区(qū)出现(xiàn)高森林火险等(děng)级时(shí),派出无人机对此地区进行连续的(de)、不间断的巡查(chá),对火(huǒ)情进(jìn)行(háng)早发现、早预报,变有灾为无灾、变大(dà)灾为小灾,更是有(yǒu)人机不可比拟的。
(二)旋翼无(wú)人机在火(huǒ)场侦察方面上的(de)应用
森(sēn)林消防(fáng)有(yǒu)人机,在对火场进行侦察或扑救时(shí),飞机空中作业有效时间短,优(yōu)势不能充分发(fā)挥(huī)。而(ér)利用旋翼无人(rén)机(直升机)在有人机扑救火场时(shí),承担火场侦察(chá) 任务(wù),不(bú)仅能增加有人机直(zhí)接(jiē)扑火(huǒ)时(shí)间,使有人机空中扑火能力得以充分发挥。而且(qiě)还可(kě)以(yǐ)把火场(chǎng)适时图像(xiàng)传至指挥(huī)部,使指挥部全(quán)方位了解火场蔓延和扑救情况, 从(cóng)而及(jí)时调配兵力和指挥(huī)飞机进行扑救,真正实现地空配合。火灾扑灭(miè)后,在(zài)留守扑火队员清理火(huǒ)场,防(fáng)止复(fù)燃(rán)的情况下,无人机可以搭载红外探测任务(wù)载荷,对火(huǒ)烧(shāo)迹地进行红外探测,获取火场内完整的地面温度分布状态图像,从(cóng)而及时发(fā)现存在暗火,使指挥部能及时调配扑火队员(yuán)清理暗火,保证扑(pū)火队(duì)员的生命安全,有效防止(zhǐ)火灾复燃。
四、森林消(xiāo)防无人机实际配(pèi)置
一般无人(rén)机(jī)系统实现基本的应(yīng)用任务、日常维护及(jí)维修,标(biāo)准机组至(zhì)少需(xū)要设置3个(gè)岗位,分别是飞(fēi)行指挥员、飞行操作(zuò)员、地勤人员。如果(guǒ)野外起(qǐ)降条件较复杂,特别是固定翼无人机还应在专门的车辆上安装弹射装置,以便(biàn)安(ān)全、快速起飞。无人机操作人员还应接(jiē)受(shòu)专门飞行操作培训,包括(kuò)基本(běn)的飞行原理、系(xì)统通(tōng)晓、操作(zuò)员维修(xiū)、模拟操作等。
云南昆明劲鹰无人机的森林(lín)防火无人(rén)机解决方案将无人(rén)机技术、GPS技术、高清数(shù)字图像(xiàng)传输(shū)技术(shù)等高新技术(shù)综合应用于森林资源(yuán)管理(lǐ),以国内价格提供(gòng)国际品质的优质、稳定的森林防(fáng)火无人(rén)机系统。自主设(shè)计的(de)劲鹰1型汽油航测(cè)航拍无人机、劲鹰2型垂直起飞固定翼无人机、劲鹰3型可(kě)垂直起飞悬停固(gù)定翼无人机、劲鹰650航拍专用飞行器、劲鹰1000型八(bā)轴航拍航测(cè)无人机、劲鹰1600大型载重旋(xuán)翼飞行(háng)平台、劲鹰X8120和劲鹰S1型汽油航测航拍水(shuǐ)上无人机等多种型号(hào)的无人机,避免(miǎn)了原始(shǐ)人工了望观察火情(qíng)的局(jú)限,实(shí)现(xiàn)了林区(qū)管(guǎn)理数字化、科学化,大大减少了林业(yè)部(bù)门的费用支出和管理成本,提高了林区企业的效应。在监控森林(lín)火情的同时,还可以对森林资源、生态环境、森林病虫害及野生(shēng)动(dòng)物等进行有效监控。
其无(wú)人机系统有如下优点:
1、飞(fēi)机造价低,维护(hù)方便,自(zì)主知识产权,价格更便宜;
2、点(diǎn)哪飞哪,具备傻(shǎ)瓜式操作,一键式回收;
3、清晰摄像头,清晰成像,实时了解(jiě)火险数据;
4、无线数字传输,避免(miǎn)野外架线;
5、可以组合成空(kōng)中飞(fēi)行监控系统(tǒng),可(kě)大范(fàn)围、多区域在森林区域进行防火侦察(chá);
6、数字云(yún)台结合GPS,火点精(jīng)确定位,险情现场回馈(kuì),辅助抢险救(jiù)灾(zāi)指挥决(jué)策;
7、人机分离,安全性高。
五、无人机空(kōng)中管制(zhì)情况
无(wú)人机小巧,也是一种飞(fēi)行器,在空中(zhōng)飞(fēi)行也需要报空管部门审批。但是无(wú)人(rén)机更多的是在某一区域低(dī)空活动(dòng),因此需向空管部门(mén)申请区(qū)域飞行。特别(bié)是火(huǒ)灾扑救(jiù)时,由于(yú)无人(rén)机和有人机(jī)都在(zài)同一空域(yù)进行低(dī)空作业(yè),为保证安(ān)全(quán)应成(chéng)立专门(mén)的指挥小组,对(duì)无(wú)人机、有人机(jī)进行统一(yī)指挥。劲鹰无(wú)人机是空(kōng)军(jun1)航管(guǎn)政策宣传(chuán)人及手续办理(lǐ)人,只要不影响民(mín)航、军(jun1)事保(bǎo)密及飞出国界,航飞均可获得审批和支持(chí)。
图示:劲鹰X8120,大起飞重量80KG,空(kōng)机自重11KG,任务载(zǎi)荷5-40KG,留空(kōng)时间30-60分钟,测试起吊10公斤的灭火器,不费吹灰之力。

参考文献(xiàn):
[1]李(lǐ)春锦,文泾,《无人机系统的运行管理》;
[2]都基焱(yàn),《无人(rén)机(jī)电视侦察目标(biāo)定位原(yuán)理》;
[3]郭少东,《浅议无人(rén)机在森林(lín)航空消防中的应用(yòng)》。
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