無人機救災專題:高科技救災—無人機在救災上的應用

發布時間:2019-04-17點擊量:22792

一、無人機發展簡史

無人機是無人駕駛飛機的簡稱(UAV),是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器。它具有體積小、造價低、使用方便、對作戰環境要求低等優點,與普通駕駛飛機相比,無人機更適合危險的任務。它最早構思于1917年一戰期間,應用于軍事空投以達到破壞特點目標的目的。在1945年,退役的飛機被改裝成靶機用以訓練防空炮手,成為了無人機使用的先驅。

美國研發第二架隱形無人機靶機

美國研發第二架隱形無人機靶機

1982年以色列首創以無人機擔任其他角色的軍事任務,它頻繁被應用于偵察,情報收集,跟蹤和通訊等,實現高空長航時化、隱形無人機化、空中預警化和空中格斗化,這是無人機在軍事領域應用的一大跨越。自20世紀末后,在新技術的支持下,無人機的遙感技術、飛行控制技術以及發動機的改造等極大提升,使得無人機的應用環境也越加廣泛。

以色列研發的蒼鷺無人機

以色列研發的蒼鷺中空長時航無人機

進入21世紀,無人機除了在軍事領域的應用之外,開始廣泛應用于救援領域。而由于無人機在搜救方面的出色表現及其獨特的優點,使得它在各類突發事故和安全隱患現場,在執行巡查、偵測、現場救援指揮等任務上面大放光彩,被譽為“空中的機器人”。

二、國外無人機救援情況

國外無人機在救援方面的應用較早,常被用于突發災害事件中。

2011年3月11日日本福島第一核電站在地震引發的海嘯中發生嚴重的核泄漏事故,美國軍方派出全球鷹無人機偵察核反應堆,并派出搭載測輻射傳感器的微型無人機監測檢查核電站附近的輻射水平。

美國軍方全球鷹無人機偵察福島核泄漏圖

美國軍方全球鷹無人機偵察福島核泄漏圖

2015年3月13日,法國巴黎發生人質劫持事件,警方動用無人機參與救援行動。以色列使用“火鳥”無人機探測監視火情。

火鳥無人機

火鳥無人機(美式)

美國使用“牽牛星”、“捕食者”B無人機參與森林大火救援,還使用無人機進行颶風監測和災后搜救,使用特戰無人機空投宣傳品或廣播對災民進行心理干預。

針對救援情況,國外還研制了耐碰撞、防水、利用Wifi信號搜救、可及時運送除顫器、藥品的醫療救助、通過網絡遠程救援、能投放救生圈的海上救援等類型無人機。

牽牛星無人機

牽牛星無人機

三、無人機在我國應急救援中的應用

我國第一次將無人機應用在救助工作是在2008年的冰凍災害中,同年的汶川大地震中,無人機作為航拍應用在了地震救援工作。近年來的各種災害的現場都有無人機的應用,為災難的救援工作提供了非常可靠的相關資料。

2008年汶川地震,主干道嚴重破壞,對外通信、交通瞬間中斷,救援人員無法進入災區,情況不明。當時國家相關部門調集了多顆衛星和航測飛機對災區進行航空遙感拍攝,但受四川惡劣天氣(多霧多雨)和地形條件(山高、林密)影響,不能航拍,未能及時了解震區情況。在這種情況下,利用無人機遙感航拍成為當時最有效的手段,中國政府相關部門批準并派出多支無人機隊伍。

汶川地震無人機

汶川地震,無人機

2010年4月,青海玉樹地震,青藏高原,高山大川,大江大河,地勢險峻。青海省第二測繪院采用LT150-M無人機對玉樹地區進行震后測繪,并為災后重建后的地形地貌和建設項目進行了低空航攝工作。

2011年3月,云南盈江地震,中國四維測繪技術有限公司和北京天下圖公司派出無人機參與救援工作。

2013年4月,四川雅安地震,災情嚴重,無人機救援應用也有所發展,多個單位的無人機赴災區參與救援工作。民政部國家減災中心緊急啟動重大自然災害無人機應急合作機制,緊急趕赴災區現場開展無人機遙感應急監測。中國人保四川分公司的中國人保號航拍無人機,成都市民彭希果的無人機,易瓦特公司的八旋翼無人機和螺旋翼無人直升機,中國國家測繪地理信息局的5架無人機,廈門美亞柏科公司的固定翼無人機和六旋翼無人機,武漢智能鳥無人機,國家地震災害緊急救援隊的旋翼無人機等對災區地形地貌、受損情況進行空中排查。

雅安地震無人機

應用在雅安震中的兩款無人機繪測的地形圖

2014年,中國云南省魯甸發生6.5級地震。武警黃金部隊地質災害調查隊攜帶四旋翼無人機抵達震中,繪制完成首張震區地質災害排查評估地圖,并首次使用無人機快速三維建模技術,實現了地質災害信息第一時間三維可視化,也是我國首次將無人機快速三維建模技術應用于地質災害應急救援。

四、無人救援

1)搜索定位

無人機搜索技術巧妙地將射頻技術和人身定位搜索相結合,實現了遠距離搜救。無人機搜索技術主要由無人機、高清相機、定位搜救器、信標、探測器和地面站六部分構成。

無人機裝載的相關設備可以在15公里范圍內激活信標,發送事故船員信息,并且可以快速的衛星定位。搜索系統中所用的信標的體積只有火柴盒大,小巧輕便,只需做好防水工作就可以大量應用于船員的救生設備。

2)遠距離的視頻傳輸

世界上最為先進的無人機“全球鷹”RQ-4A,這款無人機搭載的電子設備能夠在全球的各個地點進行7.4萬平方千米的紅外圖像拍攝,其裝載的定位系統誤差在20米內可控,并且搭載的相關設備能夠穿透云層和雷雨障礙進行連續的監視搜尋工作,實時向地面傳播相關圖像訊息。

全球鷹無人機

全球鷹無人機

3)投放食物及醫療設備

近年來的海上事故多為小型船舶和運輸沙石船舶,這類船只一般救生配置簡要。這類船只一旦發生意外,搜救巡邏艦很難準確的找到這類救生配置簡要的船只,這樣無疑會大大降低搜救率。再者,海上環境復雜,遇險人員可能隨時會有生命危險,面臨饑餓過度和受傷問題。這時無人機搜救的應用就非常重要。此時,無人機可根據自身搭載的搜索系統進行遇險人員的搜索,并且可搭載必要的食物、淡水和醫療設備,從而使無人機搜救效率大大提升。

無人機投遞救生衣

無人機投遞救生衣

4)無人機測繪

利用無人機三維建模技術,可以繪制三維災區圖和災區地質災害評估二維地圖,從不同角度對災區可能發生的次生災害類型、規模、區域、臨界因素等重要信息進行詳細標識,還能估算出滑坡體的最大方量,從而針對性制定施工人員撤離路線圖和疏散方案,為救災工作提供進一步的保障

無人機測繪

無人機地形測繪

5)無人機消防

每年入夏,除了暴雨以外,連綿的高溫天更是讓人叫苦不迭。而髙溫天氣對于消防安全來說,無疑是重大威脅,不僅森林防火形勢陡然嚴峻,不少消防隱患比較大的場所也面臨著一定危險性。

而通過無人機,可以在空中對復雜地形和復雜結構建筑進行火災隱患巡査,在發生火災時能夠為現場救援指揮、火情偵測及防控提供快捷、具體的信息參考,為執行空中火場監控任務、抗災救援提供了有力幫助。

無人機應用于消防

無人機應用于消防

五、結語

伴隨著無人機技術的不斷發展,在應急救援等專業領域里不斷被推廣使用。救援專用無人機結合視頻、紅外等監控及圖傳設備,可對各類突發事故和安全隱患進行巡查、偵測、現場救援指揮以及防控,極大程度上解決了傳統手段勘查難的問題。

此外,無人機的生產成本、研制花銷、維修費用遠比搜救船舶和普通飛機低得多,還可節省大批的飛機和船舶操控人員的培育費用。

因此,無人機是高科技救災的首選。

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來源:網絡綜合
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