消防无人机负载的种类?

近些年来,城市消防安全重点单位火灾事故频发,消防应急救援技术及装备的不足无疑加重了事故灾害的损失。

2015年8月12日天津滨海新区瑞海国际物流公司危险品仓库发生爆炸。此次爆炸事故共造成165人遇难、8人失踪、798人受伤,直接经济损失68.66亿元,这其中救援人员的伤亡多达110人。在灭火救援的过程中,指挥人员未能快速、准确的获取着火物质及其周边危险品的种类和数量,导致其难以对火场做出正确的危险预估。在毫无征兆的情况下,短时间内接连发生两次大爆炸,致使救援力量损失惨重。2016年4月22日江苏德桥仓储有限公司储罐区2号交换站发生火灾,1名消防战士死亡,直接经济损失2 532.14万元。在灭火过程中,消防指挥人员未能对火场危险区域进行精准预测,导致一名公安消防战士在灭火救援过程中不幸遇难。上述事故均暴露出我国消防应急救援领域的短板:现有的应急救援技术与装备已不能满足大型火灾事故救援的需要。目前,我国消防应急救援技术与装备方面存在如下问题:

灾害现场信息局限于二维平面化,火场单位消防基本信息包括人员信息、图纸资料等严重缺失。灾情发生时,消防部门很难在短时间内全面摸清受灾区域三维基本信息,从而大大降低了灭火救援的效率。现有的单一二维平面化的消防信息,更加剧了救援黄金时间的流失。

救援人员火场灾变感知能力弱,火场信息侦测手段匮乏。包括火场周围温度场分布、有毒有害气体浓度在内的灾害信息几乎一无所知,救援过程存在极大隐患。信息传输困难,救灾过程中的进攻路线、灭火工艺、人员部署方案的制定存在滞后性,无法做到随着灾变信息及时更新,救援效率大打折扣。

消防指挥人员作战指挥依赖经验,缺乏科学依据。目前消防部队在力量部署、进攻方向、灭火工艺选择等方面极大地依赖灭火指挥人员的个人作战经验,而个人作战经验是在有限的救援作战中积累而成,存在着偶然性和不科学性,并且因时间、成本等条件限制,不能大范围的对火灾重点单位进行火灾预案演练,更限制了消防指挥人员的作战水平。

习总书记在国家安全工作小组会议中谈到:要加强消防、危险化学品等重点领域安全生产治理。要加大对维护国家安全所需的物质、技术、装备、人才、法律、机制等保障方面的能力建设,更好适应国家安全工作需要。中共中央、国务院、中央军委也多次下达文件要求加强应急救援力量建设,资助发展应急救援技术。

为了让消防救援人员准确、有效地获得建筑基本情况,及时制定可靠的应急救援方案,提高消防指挥人员作战指挥水平和消防队的灭火救援能力,最大程度的降低火灾造成的人员伤亡和财产损失,迫切需要构建一套三维可视化的应急救援系统,于是有了这个作品,基于GIS与无人机的三维智能消防应急救援系统。

本系统基于、GIS三维建模技术、火灾动力学模型、消防作战理论,研发了一款三维智能消防应急救援系统。它能够实现城市建(构)筑物的快速三维建模,火场灾变信息的全方位实时侦测。与此同时,该系统还添加了预案演练和沙盘推演等模块,可以辅助救援指挥决策人员制定出一套针对性强、效率高、安全系数大的灭火救援策略,提升消防队伍的灭火作战效率,在火场中为人民和消防员的安全保驾护航。

团队以消防安全重点单位为研究对象,为解决火场信息缺失、灾害信息探测手段不足、指挥决策缺少科学依据等问题,设计了一种新型消防应急救援系统。该系统以建(构)筑物的GIS三维模型为基础,以火灾模型与消防作战理论为主体,并且对接了无人机监测信息与消控室物联网,实现了接警、出警、火场信息获取、指挥决策、力量部署的辅助功能,推动了智能化应急救援的发展。

本系统是基于三维GIS建模技术、无人机技术、火灾动力学模型、应急救援理论等先进技术,开发出的一套三维智能消防应急救援系统。系统总体思路如下:

(1)实现城市消防安全重点单位的三维可视化。引入地理信息系统(GIS)三维建模技术,通过无人机挂载倾斜相机对地表物、特征点快速有效的覆盖并且基于图形运算单元GPU的后处理三维建模技术,实现快速、简单、全自动的三维建模,建立了城市消防区域和消防重点单位的三维模型,并且实现了三维模型的快速直接测量。

(2)构建灾害现场实时监测系统。实现消防控制室实时监测信息的对接,包括视频监控信息、火灾联动报警信息、水灭火系统装备信息;实现无人机采集灾情信息的实时传输,包括火场的温度分布信息、有毒有害气体浓度分布信息。

(3)搭建可控虚拟火灾模型与救灾模型。开发沙盘演练与预案演练功能模块,建立人车三维封装模块,既能用于战时指挥也能用于常时演练。基于火灾动力学模型与3D技术开发三维虚拟火灾模型。依据消防救援理论与三维虚拟火灾模型智能划定的危险区域范围,实现救援力量的科学合理部署,做到消防救援有据可依。

依据上述思路,提出了本系统构成及基本原理,如下图所示:

(1)无人机搭载倾斜相机对大型建(构)筑物进行高清拍摄,将拍摄高清图片导入Smart 3D生成软件可调用的三维模型基本图层文件。将图层文件导入至软件中,通过3D引擎驱动实现三维模型在软件中的三维漫游。

(2)无人机搭载有毒有害气体分析仪与三光吊舱,对地面灾害现场进行监测。实时采集灾害现场的高清画面、红外热成像以及有毒有害气体浓度等数据,通过4G网络实时传输到地面服务器,供用户进行实时调取。

(3)设计人车三维封装模块,实时接收位置信息与状态信息。明确灾害现场救援力量布局,并做到对于人车装备的实时调度部署。

(4)应急救援软件对接事故现场消防控制室信息,实现对灾害现场视频监控信息、联动报警信息、主动灭火设备信息等消防物联网信息的实时接收。

(5)将火灾理论模型开发为软件代码。利用经典池火模型Thomas经验公式、点火源计算法、Mudan计算法编写出用于确定人员安全距离与罐区危险范围的程序,并且实现火灾理论模型在软件中的三维展示。系统内嵌油灌厂区火灾救援理论。依据所划定危险范围,科学化部署救援力量,辅助制定救援决策。

(6)应急救援软件嵌套整套科学救援流程。软件将从消控室警报、消防队接警、出警、火场信息获取、消防救援力量部署这一系列的科学救援决策流程转变为功能模块,辅助消防人员开展每一步的救援工作,提供指挥便利,提高作战能力。

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消防无人机消防作为一种新型工业技术,已被广泛应用于各种领域,在国内已有不少消防机构使用无人机成功进行过火场侦查监测、抛投救援物资等尝试,利用无人机对事故现场进行高空侦查,为救援决策提供了部分的参考依据,效果非常明显。
特点:精准、直观、全面的火场分析数据的整体解决方案可以使得现场救援得到及时的信息。
举例说明应用场景:火灾,爆炸事故,救援等。
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  随着无人机技术的发展,无人机在救灾救援中发挥着重要作用,已被广泛应用于森林防火、山区救灾、海上救援等。我们今天就来了解下无人机在中的用途。

  无人机在森林防火中的特定用途

  无人机巡逻效率远高于传统巡逻。它可以完成原本需要很多人在短时间内同时完成的巡逻工作。而且其运行成本极低。

  森林火灾由红外和可见光摄像机监控。然后,视频和数据将通过实时数字视频无线传输链路和数控遥测电路传输到地面控制站。着火点和热点将显示在地面站的数字地图上。然后识别系统将确定它是否是着火点。如果是,系统将准确定位火点,并首次向地面消防部门提供火场的地理坐标(经度,纬度)。

  3、快速判断火灾情况

  当无人机在火上空飞行时,它会将火的轮廓,面积和传播速度实时传输到地面指挥中心。有了这些可靠的信息,指挥中心就可以快速有效地组织和部署消防员,从而大大提高了消防工作效率并防止消防员的受伤。

  4、为消防部队提供最佳疏散路径

  各种信息的有效沟通,不仅使消防队能够快速部署人员在关键区域进行灭火工作,而且能够及时通知消防人员撤离危险区域,并根据消防图像数据为消防员提供最佳的疏散路线。

  该无人机系统可用于人工降雨。众所周知,它易于使用,高度灵活性和安全性。因此,它适合于人工预防森林火灾中的降水。一架无人机可以在腹部和起落架之间携带10个人造降雨火焰条。飞行期间,地面站可以通过遥测信息远程控制点火并显示火焰状态。可以根据不同情况同时点燃多个火焰条。根据碘化银量与工作区域之间的关系,10条阻燃带中的碘化银含量可以满足100平方公里森林的要求。

  6、配备不同的负载以提高工作的机动性和搜索效率

  无人机通过红外成像仪:具有中央跨线测温功能,区域温差显示功能,区域最高温度定位功能,全红外,视频图像和双视频通道,可穿透烟雾进行人员搜救。

  实时图像传输系统和地面控制系统:它可以有效地确定人员和危险品等关键物品的方向。

  高分辨率数码相机:可形成一个具有强烈相位的正区域遥感影像图,这使任务决策、灾害管理和灾后报告更加直观和有效。

  其他:广播,照明和通讯设备。

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