无人机在应急救援中的应用前景展望

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  摘 要:进行应急救援任务需要克服恶劣的天气、地形、海况等情形,同时救助人员的生命安全存在隐患,而无人机可在应急救援行动中执行人类生理特点限制任务,无人机技术与搜救相结合可以有效的解决这一问题。本文将重点探讨无人机在未来在应急救援中的应用前景。
  关键词:无人机;应急救援;前景展望
  1 引言
  自1917年英国人研制了世界上第一架无人机以来,无人机已经有了超过一百年的发展历史,特别是以美国、以色列、英国等为主的西方国家对无人家的研究,让无人机距离人们工作、生活越来越近,无人机在现代军事、科研、农业、地质勘察、城市管理、气象、电力、抢险救灾等领域的运用也越来越广泛。
  2 国内外搜救无人机的发展现状
  从1917年第一架无人机诞生至今,无人机已经从最初作为靶机使用,到现在广泛运用于战场侦察、通信中继、电子对抗、空中打击等诸多军事行动。无人机的产品种类繁多,外形千奇百怪。以飞行距离长短分类,有短程无人机、近程无人机、中程无人机和长航时无人机等;以飞机外形分类,有微型无人机、小型无人機、中型无人机和大型无人机;以军事用途分类,有靶机、侦察机、干扰机和攻击机等;以飞行原理分类,有固定翼无人机和旋翼无人机(即无人直升机)等。
  2.1 国外搜救无人机的发展现状
  以色列军用运送伤员无人机。以色列历来重视无人机工业,是仅次于美国的世界上无人机技术最发达的国家,开发了一系列与无人机系统相关的先进技术。在以色列与黎巴嫩的战争中,以色列空军的直升机被迫在对方秘籍的火力下进行医疗救援任务,这对救援直升机机组人员的生命安全是极大的挑战,搜救无人直升机无疑为此提供了有效的支援。目前,以色列空军研发了一套集救助与运送为一体的机动生命支持系统(MLSTAT),同时,这套系统可以远程监视伤员的身体状况和实施远程急救治疗。这种无人机采用涵道风扇技术,最多可以携带两名受伤士兵飞行两小时。
  英国迈拓公司(Matternet)公司医疗救助物资运送无人机。迈拓公司(Matternet)公司总部位于英国伦敦,该公司目前正在研发一种无人机运输系统,该系统可以帮助那些低收入国家在没有适当医疗救助的情况下,为其运输论断治疗等医学临床用品。例如在非洲埃博拉病毒传染区,无人机可以将疫苗、药片和水等紧急物品及时运抵需要救助的区域。
  瑞士“飞行动力”公司研发的耐碰撞无人机Gimball。Gimball的外层是一个超轻且坚实的纤维笼,它具有不怕碰撞,同时保护人员不被其双螺旋浆伤到的功能。其飞行时可以不用躲开障碍物,在碰撞中自行开路,而且可以在狭小的空间内,飞行,如地震后的建筑物内或者地下管道中,在此类的救援行动中具有明显的优势。
  2.2 国内搜救无人机的发展现状
  中国上世纪80年代开始使用无人机,最初主要作为防空系统的靶机和干扰诱饵等。上世纪80年代末,中国从以色列购买一批“先锋”无人机,用于炮兵定位和校射侦察,具有试验性质。上世纪90年代末,某型中低空战术无人机系统定型成功, 正式大量装备部队,并在多次合成军事演习中获得好评。进入21 世纪,世界战机技术由机械自动化迈向电子资讯化, 中国空军的无人机地位也随之迅速跃升, 研制方向朝实战转型,加大了对隐身技术、躲避地空导弹袭击的能力的研制。例如中国自主研制的“翔龙”和“翼龙-1”型直升机。
  3 无人机在应急救援中利弊分析
  3.1 无人机应急救援中的优越性
  火山爆发、台风袭击、地震等自然灾害等事件突发性强、破坏力大,在受灾后往往交通、通信设备受损严重,导致救援力量难以进入受灾地区。无人机体小量轻、准备时间短、起降要求低、自主飞行能力强,具有极高的适应环境能力,承担此类应急救援任务更为机动灵活。无人机监视范围宽,实时性强,无人机巡视面积大,可深入事故灾害中心区域,最大限度接近目标,情报信息可信度高,同时也可以为事故调查取证提供直观有效的证据。
  3.2 无人机海上救援面临的挑战
  相较于有人驾驶的直升机,无人机体积小、重量轻的劣势在于,在火山、地震、台风等自然灾害时事故率高,同时,对于海上救援,海上高温热和高盐度的环境对无人机存在一定的腐蚀性,而且海上风浪比较大,无人机的起飞与降落将面临重大挑战,在恶劣天气下,无人机的工作能力几乎为零。
  无人机的稳定性还存在不足,天气变化,对无线电和GPS导航信号存在较大的干扰,即使是无人机技术最为先进的美国,其无人机的事故率也超过了有人驾驶的飞机。
  4 无人机在应急救援中的应用前景
  4.1 监测应急救援现场数据
  无人机视野广阔,拥有收集救援现场大数据的天然优势,可以为气象监测、交通流量监控、甚至灾难预测等贡献大量多样化的数据。传统的卫星遥感和载人航拍技术,不仅成本高昂、缺乏灵活性,还有一个关键的痛点:清晰度有限,而无人机收集的图片,比卫星图片要清晰很多倍。因为无人机能够在云层之下的低空飞行,飞行高度甚至可以低到近地 50m,分辨率可以达到 0.1m,可以预见,这种强大精确的数据收集功能,未来甚至有可能颠覆谷歌之类的在线地图服务。
  4.2 无人机人工智能化
  无人机热成像技术结合人工智能技术将使视频监控从人力值守、辨别分析发展到机器自动分析的发展过程,让监控设备具备自主感知、图像识别、深度学习能力,不仅实现对事件结果的高效分析和融合应用,还可以形成对事件内在发展规律的结果输出,辅助科学决策,协助搜救人员快速定位被困人员,能极大的提高救援效率。同时,人工智能技术在无人机系统领域的融合应用,无人机将集成先进的机器人技术和算法技术,丰富的传感器和任务设备,可以自动、智能化地完成各项复杂的任务。
  4.3 无人机高度集成化
  和静态的环境,面对不确定性强、动态的复杂环境,无人机的救援样式也要逐步向多平台的“集群”(Swarm)作战方向发展。未来突发事件的处置现场会越来越复杂,单架无人机执行任务的能力有限,多架无人机协同作业、相互互补、行动协调实现任务能力扩展和整体作业效率提升。无人机将具备集群协同执行任务的能力,会极大的降低救援的危险性和短时间救援力量不足的问题。
  5 结语
  固然,无人机与有人驾驶飞机相比,还存在一些不足的地方,且无人机在民用领域的发展技术还相对落后,、运用还不够广泛。但随着无人机技术的发展,不久就将实现技术的量变引起质变的突破,无人机的规模化运用也将随之到来,无人机在应急救援中的运用更加广泛,其经济价值也将得到巨大体现,总之,无人机的市场还有很大的市场空间,其在应急救援中运用前景非常巨大。
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