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无人机救灾专题:高科技救灾—无人机在救灾上的应用

发布时间:2019-04-17点击量:754

一、无人机发展简史

无人机是无人驾驶飞机的简称(UAV),是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低等优点,与普通驾驶飞机相比,无人机更适合危险的任务。它最早构思于1917年一战期间,应用于军事空投以达到破坏特点目标的目的。在1945年,退役的飞机被改装成靶机用以训练防空炮手,成为了无人机使用的先驱。

美国研发第二架隐形无人机靶机

美国研发第二架隐形无人机靶机

1982年以色列首创以无人机担任其他角色的军事任务,它频繁被应用于侦察,情报收集,跟踪和通讯等,实现高空长航时化、隐形无人机化、空中预警化和空中格斗化,这是无人机在军事领域应用的一大跨越。自20世纪末后,在新技术的支持下,无人机的遥感技术、飞行控制技术以及发动机的改造等极大提升,使得无人机的应用环境也越加广泛。

以色列研发的苍鹭无人机

以色列研发的苍鹭中空长时航无人机

进入21世纪,无人机除了在军事领域的应用之外,开始广泛应用于救援领域。而由于无人机在搜救方面的出色表现及其独特的优点,使得它在各类突发事故和安全隐患现场,在执行巡查、侦测、现场救援指挥等任务上面大放光彩,被誉为“空中的机器人”。

二、国外无人机救援情况

国外无人机在救援方面的应用较早,常被用于突发灾害事件中。

2011年3月11日日本福岛第一核电站在地震引发的海啸中发生严重的核泄漏事故,美国军方派出全球鹰无人机侦察核反应堆,并派出搭载测辐射传感器的微型无人机监测检查核电站附近的辐射水平。

美国军方全球鹰无人机侦察福岛核泄漏图

美国军方全球鹰无人机侦察福岛核泄漏图

2015年3月13日,法国巴黎发生人质劫持事件,警方动用无人机参与救援行动。以色列使用“火鸟”无人机探测监视火情。

火鸟无人机

火鸟无人机(美式)

美国使用“牵牛星”、“捕食者”B无人机参与森林大火救援,还使用无人机进行飓风监测和灾后搜救,使用特战无人机空投宣传品或广播对灾民进行心理干预。

针对救援情况,国外还研制了耐碰撞、防水、利用Wifi信号搜救、可及时运送除颤器、药品的医疗救助、通过网络远程救援、能投放救生圈的海上救援等类型无人机。

牵牛星无人机

牵牛星无人机

三、无人机在我国应急救援中的应用

我国第一次将无人机应用在救助工作是在2008年的冰冻灾害中,同年的汶川大地震中,无人机作为航拍应用在了地震救援工作。近年来的各种灾害的现场都有无人机的应用,为灾难的救援工作提供了非常可靠的相关资料。

2008年汶川地震,主干道严重破坏,对外通信、交通瞬间中断,救援人员无法进入灾区,情况不明。当时国家相关部门调集了多颗卫星和航测飞机对灾区进行航空遥感拍摄,但受四川恶劣天气(多雾多雨)和地形条件(山高、林密)影响,不能航拍,未能及时了解震区情况。在这种情况下,利用无人机遥感航拍成为当时最有效的手段,中国政府相关部门批准并派出多支无人机队伍。

汶川地震无人机

汶川地震,无人机

2010年4月,青海玉树地震,青藏高原,高山大川,大江大河,地势险峻。青海省第二测绘院采用LT150-M无人机对玉树地区进行震后测绘,并为灾后重建后的地形地貌和建设项目进行了低空航摄工作。

2011年3月,云南盈江地震,中国四维测绘技术有限公司和北京天下图公司派出无人机参与救援工作。

2013年4月,四川雅安地震,灾情严重,无人机救援应用也有所发展,多个单位的无人机赴灾区参与救援工作。民政部国家减灾中心紧急启动重大自然灾害无人机应急合作机制,紧急赶赴灾区现场开展无人机遥感应急监测。中国人保四川分公司的中国人保号航拍无人机,成都市民彭希果的无人机,易瓦特公司的八旋翼无人机和螺旋翼无人直升机,中国国家测绘地理信息局的5架无人机,厦门美亚柏科公司的固定翼无人机和六旋翼无人机,武汉智能鸟无人机,国家地震灾害紧急救援队的旋翼无人机等对灾区地形地貌、受损情况进行空中排查。

雅安地震无人机

应用在雅安震中的两款无人机绘测的地形图

2014年,中国云南省鲁甸发生6.5级地震。武警黄金部队地质灾害调查队携带四旋翼无人机抵达震中,绘制完成首张震区地质灾害排查评估地图,并首次使用无人机快速三维建模技术,实现了地质灾害信息第一时间三维可视化,也是我国首次将无人机快速三维建模技术应用于地质灾害应急救援。

四、无人救援

1)搜索定位

无人机搜索技术巧妙地将射频技术和人身定位搜索相结合,实现了远距离搜救。无人机搜索技术主要由无人机、高清相机、定位搜救器、信标、探测器和地面站六部分构成。

无人机装载的相关设备可以在15公里范围内激活信标,发送事故船员信息,并且可以快速的卫星定位。搜索系统中所用的信标的体积只有火柴盒大,小巧轻便,只需做好防水工作就可以大量应用于船员的救生设备。

2)远距离的视频传输

世界上最为先进的无人机“全球鹰”RQ-4A,这款无人机搭载的电子设备能够在全球的各个地点进行7.4万平方千米的红外图像拍摄,其装载的定位系统误差在20米内可控,并且搭载的相关设备能够穿透云层和雷雨障碍进行连续的监视搜寻工作,实时向地面传播相关图像讯息。

全球鹰无人机

全球鹰无人机

3)投放食物及医疗设备

近年来的海上事故多为小型船舶和运输沙石船舶,这类船只一般救生配置简要。这类船只一旦发生意外,搜救巡逻舰很难准确的找到这类救生配置简要的船只,这样无疑会大大降低搜救率。再者,海上环境复杂,遇险人员可能随时会有生命危险,面临饥饿过度和受伤问题。这时无人机搜救的应用就非常重要。此时,无人机可根据自身搭载的搜索系统进行遇险人员的搜索,并且可搭载必要的食物、淡水和医疗设备,从而使无人机搜救效率大大提升。

无人机投递救生衣

无人机投递救生衣

4)无人机测绘

利用无人机三维建模技术,可以绘制三维灾区图和灾区地质灾害评估二维地图,从不同角度对灾区可能发生的次生灾害类型、规模、区域、临界因素等重要信息进行详细标识,还能估算出滑坡体的最大方量,从而针对性制定施工人员撤离路线图和疏散方案,为救灾工作提供进一步的保障

无人机测绘

无人机地形测绘

5)无人机消防

每年入夏,除了暴雨以外,连绵的高温天更是让人叫苦不迭。而髙温天气对于消防安全来说,无疑是重大威胁,不仅森林防火形势陡然严峻,不少消防隐患比较大的场所也面临着一定危险性。

而通过无人机,可以在空中对复杂地形和复杂结构建筑进行火灾隐患巡査,在发生火灾时能够为现场救援指挥、火情侦测及防控提供快捷、具体的信息参考,为执行空中火场监控任务、抗灾救援提供了有力帮助。

无人机应用于消防

无人机应用于消防

五、结语

伴随着无人机技术的不断发展,在应急救援等专业领域里不断被推广使用。救援专用无人机结合视频、红外等监控及图传设备,可对各类突发事故和安全隐患进行巡查、侦测、现场救援指挥以及防控,极大程度上解决了传统手段勘查难的问题。

此外,无人机的生产成本、研制花销、维修费用远比搜救船舶和普通飞机低得多,还可节省大批的飞机和船舶操控人员的培育费用。

因此,无人机是高科技救灾的首选。

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来源:网络综合
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