消防無(wú)人機(jī)森林防火新利器
傳統(tǒng)的森林防火手段有地面巡視、塔臺(tái)瞭望、衛(wèi)星遙感、飛機(jī)巡視等四種方法:地面巡視,依靠人工在地面巡邏探測(cè)林火點(diǎn),耗時(shí)耗人工,且效率較低;塔臺(tái)瞭望,依靠護(hù)林員等在塔臺(tái)上瞭望偵察的古老方式探測(cè)林火點(diǎn),偵察范圍有限且耗人工;衛(wèi)星遙感,依靠地 球衛(wèi)星的遙感圖像等信息探測(cè)分析出森林區(qū)域的林火點(diǎn),費(fèi)用昂貴,且因?yàn)樾l(wèi)星遙感圖像尺度較宏觀,并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和精 準(zhǔn)定位林火點(diǎn),容易漏報(bào)、延誤火情;飛機(jī)巡視, 森林防火目前使用的航空護(hù)林飛機(jī)在夜間和能見(jiàn)度低的條件下均不能起飛執(zhí)行火場(chǎng)偵察和巡護(hù)任務(wù),不能實(shí)現(xiàn)對(duì)火場(chǎng)全天侯實(shí)施偵察實(shí)時(shí)掌握火場(chǎng)變化態(tài)勢(shì)、而恰恰在這期間比較容易發(fā)生森林火災(zāi),同時(shí)地面各級(jí)森林防火指揮部門(mén)又最需掌握林火發(fā)展態(tài)勢(shì)。
無(wú)人機(jī)能夠晝夜24小時(shí)隨時(shí)起飛執(zhí)行火場(chǎng)偵察任務(wù),克服了有人機(jī)受日落日出時(shí)間、能見(jiàn)度、夜間等因素的限制而不能隨時(shí)起飛執(zhí)行任務(wù)的困難。無(wú)人機(jī)對(duì)白天和夜間沒(méi)有分別,對(duì)能見(jiàn)度的大小也沒(méi)有分別,除了大風(fēng)和降雨外能夠全天候起飛作業(yè)。
無(wú)人機(jī)平臺(tái)通過(guò)搭載攝像設(shè)備和雙向無(wú)線影像和數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備可全天候隨時(shí)執(zhí)行火警偵察和巡護(hù)任務(wù)。地面人員通過(guò)接收來(lái)自無(wú)人機(jī)的無(wú)線信號(hào),隨時(shí)掌握火場(chǎng)動(dòng)態(tài)信息和對(duì)衛(wèi)星林火監(jiān)測(cè)熱點(diǎn)的核查。無(wú)人機(jī)可以全天候地在對(duì)火場(chǎng)進(jìn)行偵察和測(cè)繪,在林區(qū)上空巡護(hù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情、報(bào)告火場(chǎng)位置。
無(wú)人機(jī)林火的巡視監(jiān)測(cè)的對(duì)象有火焰和煙霧以及紅外輻射三個(gè)基本對(duì)象, 因?yàn)樵诹只鹪缙诓⒉蝗菀妆O(jiān)測(cè)到大量的火焰,煙霧卻是森林火災(zāi)早期最顯著的視覺(jué)現(xiàn)象,“先有煙,后有火”,所以監(jiān)測(cè)煙霧是最早發(fā)現(xiàn)林火的可能性,通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感拍攝視頻和高清圖像經(jīng)過(guò)圖傳數(shù)傳一體設(shè)備傳輸?shù)街笓]中心,在指揮中心結(jié)合強(qiáng)大AI技術(shù)和大數(shù)據(jù)處理,能夠迅速的自動(dòng)煙霧識(shí)別,判斷起火點(diǎn),進(jìn)行預(yù)警。
在夜間無(wú)人機(jī)平臺(tái)配備專(zhuān)業(yè)紅外熱成像探測(cè)任務(wù)載荷,在距地面800米到3000米飛行高度對(duì)地面進(jìn)行紅外探測(cè),穿透煙霧遙感到地表的溫度情況,探查地下火和余火,無(wú)人機(jī)配備高速數(shù)據(jù)鏈,將獲取的圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳回地面。為前線指揮部第一時(shí)間提供火場(chǎng)地理坐標(biāo)(經(jīng)、緯度)、火場(chǎng)面積、火場(chǎng)邊界、火場(chǎng)火頭蔓延趨勢(shì)等火場(chǎng)態(tài)勢(shì)情報(bào),通過(guò)任務(wù)分析人員形成火場(chǎng)態(tài)勢(shì)圖并提供給指揮部,使前線指揮部迅速調(diào)配人員進(jìn)行重點(diǎn)區(qū)域滅火工作,及時(shí)通知森林消防專(zhuān)業(yè)隊(duì)撤離危險(xiǎn)地區(qū),并根據(jù)火場(chǎng)圖像資料為消防人員提供撤離路徑。對(duì)于可疑點(diǎn)或區(qū)域,通過(guò)遙控指令可改變無(wú)人機(jī)飛行航跡及飛行高度進(jìn)行詳查。
對(duì)于任務(wù)范圍300km以?xún)?nèi)的森林防火巡護(hù)、火情重點(diǎn)區(qū)域巡查等長(zhǎng)航時(shí)日常作業(yè),可采用中型固定翼無(wú)人機(jī)開(kāi)展工作。相較于大固定翼無(wú)人機(jī),小型固定翼無(wú)人機(jī)具有尺寸小、操作簡(jiǎn)單、使用靈活、便于部署等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)相對(duì)于旋翼類(lèi)無(wú)人機(jī),其具有飛行速度快、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、飛行高度高等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)針對(duì)地形遮擋,可采用小型固定翼無(wú)人機(jī)攜帶中繼。
對(duì)于任務(wù)范圍半徑100-150公里以?xún)?nèi)的區(qū)域性森林火情巡查與監(jiān)視可以采用無(wú)人機(jī)直升機(jī)。相較于固定翼飛機(jī),無(wú)人機(jī)直升機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于可以垂直起降,不需要專(zhuān)用的跑道,部署更加靈活。同時(shí)無(wú)人直升機(jī)彌補(bǔ)了多旋翼無(wú)人機(jī)航程小、航時(shí)短、帶載弱的缺點(diǎn),可實(shí)現(xiàn)區(qū)域固定航線巡查與監(jiān)視等功能。應(yīng)用于森林防火的無(wú)人直升機(jī),使用半徑一般150km左右,具備沿林區(qū)設(shè)定航線勘查的能力。對(duì)于可疑著火點(diǎn)或區(qū)域,能通過(guò)遙控指令改變無(wú)人機(jī)飛行航跡及飛行高度進(jìn)行詳查,完成火情區(qū)域精確定位,并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)視頻回傳,協(xié)助開(kāi)展火情判斷。
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