无人机在突发性公共事件中的应用
中国每年因自然灾害、事故灾害和社会安全事件等突发公共事件造成的人员伤亡逾百万,经济损失高达数千亿。目前,我国正处在突发性公共事件的高发期,而且在未来很长一段时间内都将面临突发性公共事件所带来的严峻考验。从自然角度分析,中国也是世界上受自然灾害影响最为严重的国家之一,灾害种类多、灾害发生频度高、损失严重。自然灾害在中国有着较强的社会性,灾害造成的损失也在逐步增加。突发事件的主要特征,一是突发性和难以预见性;二是破坏性;三是具有紧迫性。因为是突然发生的、非正常的、带有破坏性的事件,极易造成公众的恐慌,所以在处理突发事件时,就带有紧迫性的特点。突发事件对应急管理的要求是:迅速判明情况,查明事件原因;实现快速响应,尽快到达现场;采取果断措施,实施正确指挥;进行紧急救援,防止事态发展;妥善安排善后,尽力减少损失。在这些环节中无人机都能够发挥出重要作用。具体说,无人机在处理突发事件过程中的主要作用体现在以下方面:
(一)实现快速响应,在第一时间到达现场,迅速展开作业
小型无人机只有几千克或十几千克,依靠遥控器或手提电脑就可以对其进行操控。装备该类无人机的小分队只需2—3人就可以完成任务。即使在道路被毁的情况下,徒步也可以到达事故现场。一架未组装起来的无人机,有的仅有一个标准行李箱那么大,放在汽车或飞机上就可以很方便地携运。有些无人机的起飞条件很简单,在汽车上就可以弹射起飞。尤其是无人直升机的起降,有块几平米的平地就行。
如果是中型无人机,通常需要车载控制设备。其保障分队一般需要配备2—3辆军用吉普车,具有一定的越野能力,也能在最短时间内到达现场,实现快速响应。
无人机不仅能够有较快的反应能力,而且对环境和气象条件有较强的适应性,在这方面比有人驾驶飞机更优越。例如:参加“5·12”救援的“华鹰”无人机能在6级风下完成飞行任务,受阴、雨、雾等天气条件的限制比有人驾驶飞机要小得多。固定翼无人机起飞时一般只需要一条100米左右的跑道,只要周围没有突出的障碍物就可以自主起降。如果采用遥控起降方式,则只需要二三十米长的跑道,可以利用震后残存的公路顺利起降。飞机可超低空作业,受天气条件的限制非常小,但是获取地面影像的速度非常快,可在半径15千米的范围内稳定可靠飞行数小时。
(二)采集现场数据,迅速将现场的视、音频信息传送到指挥中心,供指挥者进行判断和决策
无人机通常配置的基本设备就是多媒体采集系统,负责完成视、音频数据的采集,通过无线传输方式,传输到地面的接收机。其机载摄像机能够对视频数据进行编码压缩,以图像方式把视频数据送回指挥中心。如果配置高清晰度的数码摄像机,能够对现场进行高质量的视频采集以及音频的实时采集。比如“华鹰”无人机能够采集稳定的视频画面,其数据传输距离可达30公里。
无人机能方便地使用摄像机、热像仪等各种载荷。即使是普通的民用级专业数码相机,也能安装到飞机的平台上。配合自动曝光摄影等一系列先进技术,就能自动获取高清晰数码照片。通过后期处理,生成的数码影像和地形图可为灾难评估和灾后重建提供可靠的数据保障。在“5·12”抢险救灾过程中,“华鹰”无人机在第一时间获取了大量震后详细影像,为灾后救援提供了可靠的决策依据。
通过对灾区或事故现场进行视、音频图像采集并及时传报给指挥中心,能够使政府相关部门掌握现场情况第一手资料,对情况的分析更加全面、准确,使判断和决策更加及时、正确,反应更加迅速,各部门以及各类救援人员的协调也会更加充分。
(三)能够实现通信中继功能,快速恢复现场局部通信
空中通信中继是无人机的一个重要用途。当自然灾害(如地震、洪水、泥石流、海啸等)发生时,在一定地域内地面原有的有线、无线通信系统均遭到破坏,此时此地,在最需要通信联络的时候信息传递就成为一个大问题。而无人机则可以作为一个便捷的通信中继机,在指挥中心与现场之间搭建一条无形的信息“桥梁”,快速构成一个应急局域无线通信网以解燃眉之急,为救灾赢得宝贵时间。
在“5·12”汶川特大地震中,地面通信遭到破坏,由于其特殊的地理和气象环境,对空通信保障也十分困难,通信联络是抗震救灾指挥中存在的一大难题,为此空军不得不派出一架专用飞机担负中继转讯任务。事实证明,由于该机在灾区上空架设了一条不问断的通信桥梁,扫除了高山峡谷内的通信盲区,为抗震救灾指挥部实时指挥提供了强有力的技术支持。如果在地面通信中使用多个无人机分队进行配合,整个救灾指挥的通信环境就会更加完善。
(四)跟踪事件的发展态势,帮助指挥中心实施不问断指挥处理
由于无人机的使用方便快捷,到达现场之后能够迅速展开,展开之后就能够不间断地跟踪事件的发展,利于指挥中心及时掌握事件态势。在追踪事件态势方面,无人机有大飞机无法比拟的优点。由于其机体小巧,速度容易控制,机动性好,在需要急转弯时,无人机可以一下子转过来,大飞机就不行。此外无人机能超低空飞行,适应性更强,相对而言,大飞机在山区飞行就受限制。因、为飞得低,也能看得更清楚。
使用无人机获取信息的分辨率很高,可以达到0.1米。目前无人机所措载的传感器一般都采用光学传感器,夜间使用还受到限制,如果配备红外或具有夜视功能的系统,其功能就更加强大。