童礦
我國作為世界上自然災(zāi)害最嚴重的國家之一，全國70%以上城市、50%以上人口分布在氣象、地震、地質(zhì)、海洋等災(zāi)害的高風(fēng)險區(qū)，災(zāi)害種類多、分布地域廣、發(fā)生頻率高、造成損失重、災(zāi)害風(fēng)險高是我國的基本國情。尤其近年來我國多地遭遇強暴雨襲擊，造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失，凸顯了我國自然災(zāi)害防治的嚴峻形勢。
在應(yīng)對自然災(zāi)害和突發(fā)事件的過程中，無人駕駛航空器（以下簡稱“無人機”）以其安全可靠、高效便捷、成本低廉等特點，有效解決了傳統(tǒng)應(yīng)急救援手段無法安全實施、反應(yīng)速度慢、處置成本高等問題，為應(yīng)急救援帶來革命性的變革。
近年來，國家層面和各部委高位推動無人機在航空應(yīng)急救援中的應(yīng)用。2021年12月，國務(wù)院發(fā)布《“十四五”國家應(yīng)急體系規(guī)劃》，強調(diào)要推廣應(yīng)用無人機等高技術(shù)配送裝備，提高應(yīng)急運輸調(diào)度效率；2022年6月，應(yīng)急管理部發(fā)布《“十四五”應(yīng)急救援力量建設(shè)規(guī)劃》，提出加快構(gòu)建大型固定翼滅火飛機、滅火直升機與無人機高低搭配、布局合理、功能互補的應(yīng)急救援航空器體系；2024年1月，應(yīng)急管理部、工信部發(fā)布《關(guān)于加快應(yīng)急機器人發(fā)展的指導(dǎo)意見》，其中提到推進無人機等應(yīng)急機器人在森林草原火災(zāi)巡檢與救援、巡堤查險、應(yīng)急指揮通信、物資運送等領(lǐng)域的實戰(zhàn)應(yīng)用與示范；2024年3月，工信部、民航局等部門發(fā)布《通用航空裝備創(chuàng)新應(yīng)用實施方案（2024—2030年）》，推動構(gòu)建有人無人、高低搭配、布局合理、功能互補的航空應(yīng)急救援裝備體系，加快無人機在應(yīng)急救援領(lǐng)域的示范應(yīng)用。無人機在災(zāi)前預(yù)防與準備、災(zāi)時監(jiān)測與預(yù)警、災(zāi)中處置與救援和災(zāi)后恢復(fù)與重建四個階段都展現(xiàn)出巨大的潛力與前景。
覆蓋各階段 無人機應(yīng)急救援嶄露頭角
我國無人機在航空應(yīng)急救援中的應(yīng)用較晚。2008年汶川大地震期間，無人機第一次出現(xiàn)在我國的災(zāi)害事故救援現(xiàn)場，隨后在玉樹地震、新冠肺炎防控、松遼流域暴雨洪澇等災(zāi)情和疫情中，無人機在應(yīng)急救援災(zāi)前、災(zāi)時、災(zāi)中和災(zāi)后四個階段都發(fā)揮著重要的作用。
借助無人機的喊話功能，開展災(zāi)害預(yù)防知識普及、避難場所和逃生路線宣傳等工作，既緩解了人員不足，又擴大了覆蓋面，有力增強廣大居民防災(zāi)減災(zāi)意識。與此同時，在災(zāi)害發(fā)生前，利用無人機對河道、山體、道路、橋梁、電力設(shè)施等重要設(shè)施進行定量檢測，為后續(xù)的災(zāi)時監(jiān)測與預(yù)警提供基準數(shù)據(jù)，可提高災(zāi)時監(jiān)測效率和增強預(yù)警準確性。
在災(zāi)情監(jiān)測與預(yù)警方面，實時監(jiān)測是掌握災(zāi)情、預(yù)防二次災(zāi)害發(fā)生的重要手段。通過對災(zāi)情的實時監(jiān)測，無人機為指揮中心提供了準確的災(zāi)情信息，使得指揮決策更加科學(xué)和及時。與此同時，利用無人機對變形率、風(fēng)速、流速等關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測，可以有效預(yù)防二次災(zāi)害的發(fā)生。
自然災(zāi)害往往伴隨著次生災(zāi)害的風(fēng)險，如水質(zhì)污染、空氣污染、地質(zhì)災(zāi)害等。無人機通過搭載各類環(huán)境監(jiān)測設(shè)備，能夠持續(xù)監(jiān)測災(zāi)區(qū)環(huán)境質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)并預(yù)警潛在的次生災(zāi)害風(fēng)險，為防災(zāi)減災(zāi)工作提供有力支持。
在災(zāi)害發(fā)生時，往往會帶來地面大面積的無線通訊系統(tǒng)受損等問題，如何有效開展災(zāi)中處置與救援的通訊工作變得越來越重要。通過中大型固定翼無人機或系留式多旋翼無人機搭載小型化通信中繼設(shè)備，可快速有效恢復(fù)災(zāi)區(qū)通信功能，保障救災(zāi)指揮調(diào)度和滿足災(zāi)區(qū)民眾的聯(lián)絡(luò)需求，打通災(zāi)區(qū)通信“生命線”。
在黃金救援72小時的過程中，更快速及時地搜索發(fā)現(xiàn)等待救援的人員，是提高應(yīng)急救援能力水平的關(guān)鍵，而無人機在應(yīng)急照明、物資配送、人員搜救等場景中正發(fā)揮著越來越重要的作用。
通過搭載定制的大功率、高流明照明燈，系留式多旋翼無人機與地面供電設(shè)備直連，可實現(xiàn)24小時全天候留空照明作業(yè)，有效保障災(zāi)區(qū)夜間救援的正常、高效開展。無人機不受地形因素的限制，能夠?qū)θ肆﹄y以到達的災(zāi)區(qū)進行物資配送，目前在實踐中主要采用“蜂群”戰(zhàn)術(shù)，將食品、飲用水、藥品和救援器材等物資快速、及時、有效地運輸或投遞至救災(zāi)一線；無人機通過自身搭載的紅外熱成像相機，可幫助采集現(xiàn)場熱輻射數(shù)據(jù)，便于搜尋肉眼不易發(fā)現(xiàn)但與環(huán)境存在著較大溫差的物體，為白天、夜晚的搜尋與研判工作提供重要信息支持；無人機還可搭載小型生命探測設(shè)備，深入地面搜救人員難以到達的受災(zāi)地點搜尋幸存者。
在災(zāi)后恢復(fù)與重建過程中，植保類無人機作為高效、科學(xué)、無接觸式的防疫消殺工具，其消殺作業(yè)具有噴灑均勻、覆蓋面廣等特點，能夠用于面積較大、整體消殺覆蓋較難的環(huán)境。此外，搭載多視角影像采集裝置的無人機還可用于災(zāi)區(qū)實景三維地圖的繪制，確定災(zāi)區(qū)受損情況、對損失進行估值，幫助政府和相關(guān)部門制訂科學(xué)合理的恢復(fù)重建方案。
各方齊發(fā)力 無人機應(yīng)急救援未來可期
隨著我國低空經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展和無人機相關(guān)技術(shù)的不斷進步，無人機在災(zāi)難管理中的作用將越來越重要，無人機應(yīng)急救援市場未來將是一片新“藍海”。同時，我們要清醒地認識到無人機航空應(yīng)急救援在“人、機、環(huán)、管”四個方面所面臨的挑戰(zhàn)及其未來發(fā)展方向。
人機結(jié)合深化、人機協(xié)同加速是重要發(fā)展方向。未來，借助增強現(xiàn)實技術(shù)，救援人員可佩戴特殊設(shè)備，實現(xiàn)沉浸式指揮與操作，這種人機結(jié)合的深化將極大地提高救援效率和增強準確性。
通過智能化的任務(wù)分配系統(tǒng)，根據(jù)災(zāi)情嚴重程度、環(huán)境復(fù)雜度等因素，無人機作為空中快速響應(yīng)力量，將與地面救援隊伍無縫對接，實現(xiàn)救援力量的最優(yōu)配置，通過精準定位、物資投送、傷員轉(zhuǎn)運等功能，加速救援進程。
空地一體化、有人/無人協(xié)同是大勢所趨。無人機航空應(yīng)急救援將更加注重包含無人機、衛(wèi)星、地面?zhèn)鞲衅鞯仍趦?nèi)的多維監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)空地一體化救援體系的構(gòu)建，實現(xiàn)全天候、全地形的災(zāi)情監(jiān)測與評估。同時，空地一體的應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)實現(xiàn)了信息共享、資源調(diào)度、任務(wù)分配的一體化管理，將進一步提升整體救援效能。
憑借其靈活性、長航時和低成本的優(yōu)勢，無人機與有人機配合，利用其載重能力、復(fù)雜環(huán)境下的操控性能和人員轉(zhuǎn)運能力，兩者之間的數(shù)據(jù)共享、實時通信和任務(wù)協(xié)同作戰(zhàn)將成為常態(tài)，共同提升救援行動的效率和成功率。
隨著自然災(zāi)害和人為災(zāi)害的頻發(fā)，應(yīng)急救援環(huán)境日益呈現(xiàn)出復(fù)雜多變且突發(fā)的特征，這就要求無人機具備更強的環(huán)境適應(yīng)能力和抗干擾能力，能夠在惡劣條件下穩(wěn)定飛行并準確執(zhí)行任務(wù)。與此同時，無人機與其他應(yīng)急設(shè)備、系統(tǒng)要加快實現(xiàn)無縫對接，并形成高度集成的應(yīng)急響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。
隨著社會的不斷發(fā)展和應(yīng)急救援領(lǐng)域的進一步拓展，無人機應(yīng)急救援任務(wù)需求將更加多樣化。除傳統(tǒng)的災(zāi)情監(jiān)測、物資配送等任務(wù)外，還可能涉及化學(xué)泄漏的空中監(jiān)測與處置等更加復(fù)雜和專業(yè)的救援行動。
未來，隨著無人機技術(shù)在應(yīng)急救援領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，政策將趨于完善，協(xié)同監(jiān)管也會不斷加強。政府及相關(guān)部門將加大對無人機應(yīng)急救援的監(jiān)管力度，制定更為明確、具體的法規(guī)和標準，以確保無人機在救援行動中的安全、有效運行。
可以預(yù)期，對無人機應(yīng)急救援的監(jiān)管將不再僅僅依賴于單一部門或機構(gòu)，而是會形成一個多方協(xié)同的監(jiān)管機制。這包括政府、企業(yè)、行業(yè)協(xié)會以及社會公眾等多方面的參與，這種多方協(xié)同的監(jiān)管機制將有助于提高無人機應(yīng)急救援的整體監(jiān)管水平，保障救援活動的順利進行。
（作者單位：中國民航科學(xué)技術(shù)研究院運輸所低空經(jīng)濟室）