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无人机全面助力“应急产业”进入智能时代

时间:2023-03-21 12:54:58 科技观察

中国是世界上灾害最严重的国家之一。自然灾害普遍呈现灾害类型多、影响范围广、灾害损失大的特点。据国家统计局近10年统计数据,我国年均受灾人口约2.5×108人,年均因灾死亡人数约1800人,年均直接经济损失约3800亿元。紧急情况很容易发生。安全生产事故总量仍然较大。2019年,各类生产安全事故死亡人数29519人。面对严峻复杂的自然灾害和安全生产形势,国家应急管理体系和能力还比较落后,应急管理信息化水平不高。迫切需要利用云计算、大数据、人工智能、无人机等新技术,构建全面支撑系统化、扁平化、立体化、智能化、人性化、兼容并蓄的现代应急管理体系。主要国家的应急管理能力。2018年发布的《应急管理信息化发展战略规划框架(2018-2022年)》(以下简称“《框架》”)提出目标:到2022年,应急管理信息化体系全面形成,感知网络实现全覆盖,天地一体化应急通信网络将具有弹性、高速、智能、一体化的特点。信息化基础设施强大、稳定可靠,大数据、人工智能、机器人、移动互联网等技术得到广泛应用,形成了高度智能、自我进化、共享创新的应急管理信息化新生态,实现应急管理全面感知、动态监控、智能预警、扁平化指挥、快速处置、精准监管、人性化服务。其中,无人机技术的广泛应用成为重要的一环。一、无人机在应急领域的应用优势无人机(简称“无人机”)(简称“UAV”)是一种由无线电遥控设备和自备程序控制装置控制的无人飞行器。无人机其实是无人机的统称。根据飞行平台不同,可分为:固定翼无人机、多旋翼无人机、无人直升机、无人飞艇、无人滑翔伞。《框架》明确:利用直升机、无人机等空中平台搭载影像、红外、激光、气体等探测设备,采集监测监管对象、灾害事故现场、灾情演变等信息。那么,与直升机等其他手段相比,无人机在智能应急应用中有哪些特点和优势呢?首先,无人机具有更高的安全性。这里的安全主要体现在降低应急一线工作人员的安全风险。事故灾害环境复杂,不稳定因素多,对应急救援人员的人身安全构成极大威胁。近年来,事故和灾害救援人员伤亡时有发生。无人机作业是通过无线电、通信网络等方式实现“人机分离”,因此可以有效避免传统消防救援作业中的弊端,最大程度避免应急救援人员身处险境,减少救援人员伤亡。其次,无人机灵活、部署方便、反应迅速。一般情况下,一个无人机机组只需要2-3人,一些轻小型无人机系统可以单人同时实现飞行和操作的功能。无人机携带方便。在路况不佳、交通中断的情况下,可步行运送到灾害事故现场。起飞条件非常简单,对地形没有要求,灵活性强。因此,可以在事故灾难发生的第一时间实现部署。未来,随着“无人机巢”等概念的落地和发展,无人机在应急应用中的巡检监控作业将常态化。最后,无人机比卫星、直升机等成本更低,这不仅是无人机本身的制造成本,还有人员培训成本。无人机操作简单,普通人也能快速上手。根据现行民用无人机驾驶员培训机制,普通人员在一个月内即可达到民航局对无人机驾驶员的基本要求,并在培训后取得民用无人机驾驶员执照。2、四大应用场景彰显无人机“英雄本色”。如此鲜明的特点和优势,无人机在“智慧应急”场景中又能发挥怎样的作用呢?场景一:事故灾害调查使用先进的飞行控制平台和前后视频监控传输系统,结合完善的飞行和地面保障系统,无人机可以对事故现场进行完整的长时间空中监控。地面,从而达到较低的综合成本。该区域受到实时监控。其智能化和先进性突出体现在巡逻路线规划、智能分析、定点连续监测、火灾报警等方面,充分发挥技术防范手段在制定应急预案、建立快速反应机制、现场消防归档取证等重要作用。同时,采用COFDM无线图传技术,无人机可将高清图像实时传输至地面接收终端,传输1080p甚至更高清的视频质量。由于COFDM技术具有广播传输的特点,无人机视频可同时被指挥车、指挥中心、操作员微型便携终端等多个终端接收,使指挥中心能够全面细致地掌握事故现场抢险救灾远程调度部署。场景二:建设应急通信网络根据《框架》的建设要求,需要建设天地合一的应急通信网络:采用5G、软件定义网络(SDN)、IPv6、专业数字集群(PDT))等技术,融合专网、互联网、宽窄带无线通信网络、北斗卫星、通信卫星、无人机、单兵装备等手段,构建天地一体、覆盖全领域的应急通信网络,贯穿全过程,坚韧不拔,坚不可摧。2017年8月8日九寨沟地震期间,中国移动研制的一组高空无人机基站在九寨沟风景区荷叶村冲天而起,在光缆断裂、飞石不断飞扬的地方,迅速打通半径30平方公里以上的移动通信。信号。这是中国移动首次尝试利用无人机搭载基站开展地震通信救援行动,实现了应急通信车辆无法到达区域时的快速入网。此后,在2018年广东“山竹”台风、山东寿光抗洪救灾、2019年木里森林火灾期间,不断验证无人机高空基站是大面积受灾现场。地震、洪水、泥石流等破坏和严重的道路破坏。最强大的通信保护武器之一。场景三:人员搜救灾害事故,尤其是重大自然灾害发生后,人员搜救往往是重中之重。传统的人工搜救只能通过听觉和视觉找到遇难者,在复杂多变的灾害现场难以取得充分的效果。即使使用警犬敏锐的嗅觉也会有很大的范围限制,无人机提供了另一种选择。在搜救现场,无人机可以通过红外设备从废墟中快速搜索生命,并通过红外传感器将夜视生命图像图像传输到屏幕上,帮助搜救人员准确快速地找到幸存者。此外,无人机发挥空间大,高空360度无死角探测,空中飞行可轻松穿越地面障碍物,尤其是在洪水泛滥时能够快速搜索整个水域,大大提高搜救效率,在天灾面前,每一秒都是与死神的赛跑。在救援中,灾害的发生必然伴随着道路不通,洪水中形成“孤岛”。无人机可以无视现场环境,提前将医疗急救包、应急食品、救生圈等自救工具投递给灾民。帮助他们实现基本的安全和自救。场景四:灾后重建大规模灾害发生后,必须尽快进行重建和修复,将经济损失降到最低。面对大量的重建工作,定位需要修复的设施,评估损坏情况,合理安排,可以大大提高工作效率。快速采集信息是无人机的优势,尤其是在灾害发生后交通和通讯基础设施遭到破坏的环境中,无人机的机动性可以帮助工作人员进行快速勘察。无人机可搭载倾斜摄像头等设备,全方位拍摄,感知复杂场景,全面具体反映灾情。此外,还可以通过高性能GPU对采集到的图像进行快速3D建模,为后续灾后重建工作提供数据支持。3、未来发展方向:创新融合技术的进步是无止境的,无人机在“智慧应急”领域的应用也是如此。未来无人机在“智慧应急”领域的发展必将是人才与技术的结合。人才短缺是当前亟待解决的问题。首先,无人机训练需求,尤其是针对特定应急作战场景的训练需求将不断增加。目前市场上的无人机培训是针对无人机基础飞行的固定培训体系,仅满足于飞行水平,远远不能满足应急救援的实际需求。原因是应急救援现场难以还原,针对性训练成本过高。随着VR(虚拟现实技术)的快速发展,这个问题将迎刃而解。利用VR技术,快速生成各种复杂的应急救援场景,全面、系统地训练学生应对各种复杂问题。通过高强度模拟系统训练,全面提升学员技战术素养,确保不同型号无人机适应不同吊舱载荷,提升救援现场实战能力,系统高效培训专业应急救援无人机人才。其次,随着人才的大规模培养,将会有一支规模庞大的专业无人机应急救援队伍,带动无人机服务市场的快速发展。在近年来的自然灾害应急救援现场,我们经常可以看到群众救援力量的身影。他们往往具备丰富的应急响应经验和良好的无人机驾驶技术。在各地消防和应急管理单位的统一部署下,有序开展无人机应急救援技术保障,及时、高效、安全地完成救援任务。当然,这一切的方向是创新和融合。无人机作为一种空中飞行平台技术,具有更加明显的融合创新属性。无人机+人工智能可以更准确地感知复杂环境的变化,提高人员搜救效率;无人机+VR有助于提升训练效率,实现飞行人才的快速培养;无人机+5G可实现高清视频图像的远距离传输,让事故现场的指挥调度更加及时有效;无人机+云计算可实现灾害现场三维模型的快速构建,实现灾害评估和灾后重建的精准决策。结论提高国家应急管理水平,提高防灾减灾救灾能力,是实现“两个一百年”奋斗目标、实现中华民族伟大复兴中国梦的必然要求。这是我们党治国理政的重大任务。作为智慧应急感知网、通信网等系统的重要组成部分,其技术的发展进步将为我国建设与主要国家应急管理能力相适应的现代应急管理体系提供有力支撑。