我國(guó)是世界上災(zāi)害最為嚴(yán)重的國(guó)家之一，自然災(zāi)害總體上呈現(xiàn)災(zāi)害種類多、影響地域廣、災(zāi)害損失重等特征。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局近10年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)年均受災(zāi)人口約為2.5×108人次，年均因?yàn)?zāi)死亡人口約為1800 人，年均直接經(jīng)濟(jì)損失約為3800億元，突發(fā)事件易發(fā)多發(fā)，生產(chǎn)安全事故總量仍然偏大。2019年各類生產(chǎn)安全事故死亡人數(shù)為29 519人。

面對(duì)嚴(yán)峻復(fù)雜的自然災(zāi)害和生產(chǎn)安全形勢(shì)，國(guó)家應(yīng)急管理體系和能力仍然相對(duì)落后，應(yīng)急管理信息化水平不高，急迫需要運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、無(wú)人機(jī)等新技術(shù)，建設(shè)全面支撐具有系統(tǒng)化、扁平化、立體化、智能化、人性化特征，與大國(guó)應(yīng)急管理能力相適應(yīng)的現(xiàn)代化應(yīng)急管理體系。

2018年發(fā)布的《應(yīng)急管理信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃框架(2018-2022年)》(以下簡(jiǎn)稱“《框架》”)提出目標(biāo)：到2022年，全面形成應(yīng)急管理信息化體系、感知網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全域覆蓋，天地一體化應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)韌性、高速、智能、融合，信息化基礎(chǔ)設(shè)施性能強(qiáng)大、穩(wěn)定可靠，大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人、移動(dòng)互聯(lián)等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，形成高度智能、自我進(jìn)化、共享眾創(chuàng)的應(yīng)急管理信息化新生態(tài)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急管理全面感知、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、智能預(yù)警、扁平指揮、快速處置、精準(zhǔn)監(jiān)管、人性服務(wù)。其中，無(wú)人機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為重要環(huán)節(jié)。

一、無(wú)人機(jī)在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

無(wú)人駕駛飛機(jī)簡(jiǎn)稱“無(wú)人機(jī)”(“UAV”)，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛行器。無(wú)人機(jī)實(shí)際上是無(wú)人駕駛飛行器的統(tǒng)稱，根據(jù)飛行平臺(tái)的不同可以分為：固定翼無(wú)人機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)、無(wú)人飛艇、無(wú)人傘翼機(jī)等。

《框架》中明確提出：利用直升機(jī)、無(wú)人機(jī)等空中平臺(tái)搭載的圖像、紅外、激光、氣體等探測(cè)設(shè)備，采集監(jiān)測(cè)監(jiān)管對(duì)象、災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)、災(zāi)害態(tài)勢(shì)演變的信息。那么，與直升機(jī)等其他手段相比，無(wú)人機(jī)在智慧應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用中有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)?

首先，無(wú)人機(jī)具有較高的安全性。這里的安全性主要體現(xiàn)在降低應(yīng)急一線作業(yè)人員安全風(fēng)險(xiǎn)。事故災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜，不穩(wěn)定因素較多，對(duì)應(yīng)急救災(zāi)人員的人身安全構(gòu)成了極大的威脅，近年來(lái)事故災(zāi)害救援人員損失的事件時(shí)常發(fā)生。無(wú)人機(jī)的操作是通過(guò)無(wú)線電、通信網(wǎng)絡(luò)等手段實(shí)現(xiàn)“人機(jī)分離”，因此可以有效規(guī)避傳統(tǒng)滅火救援行動(dòng)中存在的短板，最大限度避免應(yīng)急救援人員身陷險(xiǎn)境，減少救援人員傷亡。

其次，無(wú)人機(jī)靈活機(jī)動(dòng)、易于部署、可快速響應(yīng)。一般情況下，一個(gè)無(wú)人機(jī)機(jī)組僅需要2-3人，部分輕小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)單人即可同步實(shí)現(xiàn)飛行和作業(yè)的功能。無(wú)人機(jī)攜帶方便，在道路不暢、交通中斷的情況下，徒步就可以攜帶至災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)，且起飛條件很簡(jiǎn)單，對(duì)地形無(wú)要求，所以具有很強(qiáng)的靈活性。因此，在事故災(zāi)害的第一時(shí)間就可以實(shí)現(xiàn)部署。未來(lái)，隨著“無(wú)人機(jī)機(jī)巢”等概念的落地與發(fā)展，無(wú)人機(jī)在應(yīng)急應(yīng)用中的巡查、監(jiān)測(cè)作業(yè)將實(shí)現(xiàn)常態(tài)化。

最后，與衛(wèi)星、直升機(jī)等手段相比，無(wú)人機(jī)的成本更低。這不僅是無(wú)人機(jī)本身的制造成本，還包括人才培養(yǎng)成本。無(wú)人機(jī)操作簡(jiǎn)便，一般人也可以快速上手。根據(jù)現(xiàn)行的民用無(wú)人機(jī)駕駛員培訓(xùn)機(jī)制，一般人員通過(guò)1個(gè)月以內(nèi)的培訓(xùn)，即可達(dá)到民航局對(duì)于無(wú)人機(jī)駕駛的基本要求，獲得民用無(wú)人機(jī)駕駛員執(zhí)照。

二、四大應(yīng)用場(chǎng)景凸顯無(wú)人機(jī)“英雄本色”

無(wú)人機(jī)擁有如此鮮明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，那么在“智慧應(yīng)急”場(chǎng)景中究竟能扮演怎樣的角色呢?

場(chǎng)景一：事故災(zāi)情勘察

由于采用了技術(shù)先進(jìn)的飛控平臺(tái)及前后臺(tái)視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，配合完善的飛行及地勤保障系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)可對(duì)地面實(shí)施完備的長(zhǎng)時(shí)間空中監(jiān)控，從而實(shí)現(xiàn)較低的綜合成本對(duì)傳統(tǒng)手段無(wú)法涉足的區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。其智能化和先進(jìn)性突出體現(xiàn)在巡查路徑規(guī)劃、智能分析、定點(diǎn)持續(xù)監(jiān)控、火情報(bào)警等，并且在制定應(yīng)急預(yù)案、建立快速響應(yīng)機(jī)制、現(xiàn)場(chǎng)火情存檔與取證等方面充分發(fā)揮技術(shù)防范手段的重要作用。

與此同時(shí)，利用COFDM無(wú)線圖傳技術(shù)，無(wú)人機(jī)可實(shí)時(shí)傳輸高清圖像至地面接收終端，傳輸1080p甚至更加高清的視頻畫質(zhì)。由于COFDM技術(shù)具備廣播式傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，無(wú)人機(jī)視頻可同時(shí)被指揮車、指揮中心、操控手微型便攜終端等多終端接收，從而實(shí)現(xiàn)指揮中心對(duì)事故災(zāi)害救援現(xiàn)場(chǎng)情況全面、細(xì)致的掌握以及救援部署的遠(yuǎn)程調(diào)度。

場(chǎng)景二：構(gòu)建應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)

根據(jù)《框架》的建設(shè)要求，要打造天地一體的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)：采用5G、軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)、IPv6、專業(yè)數(shù)字集群(PDT)等技術(shù)，綜合專網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、寬窄帶無(wú)線通信網(wǎng)、北斗衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)、單兵裝備等手段，建設(shè)天地一體、全域覆蓋、全程貫通、韌性抗毀的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)。

2017年8月8日九寨溝地震中，一套由中國(guó)移動(dòng)研發(fā)的無(wú)人機(jī)高空基站在光纜震斷、飛石不斷的九寨溝景區(qū)荷葉寨緊急升空，迅速打通方圓30多平方公里的移動(dòng)通信信號(hào)。這是中國(guó)移動(dòng)首次在地震中嘗試用無(wú)人機(jī)搭載基站進(jìn)行通信搶險(xiǎn)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了在應(yīng)急通信車不能到達(dá)區(qū)域的情況下迅速搶通網(wǎng)絡(luò)。此后，在 2018年廣東“山竹”臺(tái)風(fēng)、山東壽光抗洪，2019年木里森林火災(zāi)等救援中，不斷驗(yàn)證了無(wú)人機(jī)高空基站是地震、洪水、泥石流等受災(zāi)面積大、道路損毀嚴(yán)重的災(zāi)害場(chǎng)景下，最為有力的通信保障利器之一。

場(chǎng)景三：人員搜索救援

災(zāi)害與事故，尤其是重大自然災(zāi)害之后，人員搜救往往是頭等大事。傳統(tǒng)的人工搜救只能通過(guò)聽力和視力查找受害者，在復(fù)雜多變的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)很難起到充分的效果。即使是利用警犬靈敏的嗅覺(jué)，也會(huì)存在較大的范圍局限性，無(wú)人機(jī)則提供了另一種選擇。

在搜救場(chǎng)景中，無(wú)人機(jī)可以通過(guò)紅外線設(shè)備快速的從廢墟中搜尋生命，通過(guò)紅外傳感器將夜視生命體圖像傳到屏幕上，幫助搜救人員準(zhǔn)確快速找到幸存者。并且，無(wú)人機(jī)有很大的發(fā)揮空間，高空360度無(wú)死角偵查，空中飛行可以輕易越過(guò)地面障礙物，尤其是在水災(zāi)中快速排查搜索整個(gè)水域，大大提高搜救效率，在大自然災(zāi)害面前，每一秒都在和死神賽跑。

在救援中，災(zāi)害的發(fā)生必定伴隨著道路被阻隔并形成洪水中的“孤島”等情況，無(wú)人機(jī)可以無(wú)視現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，將醫(yī)療急救包、應(yīng)急食品、救生圈等自救工具提前投送給受災(zāi)人員，幫助其實(shí)現(xiàn)基本的安全自救。

場(chǎng)景四：災(zāi)后重建

在大規(guī)模災(zāi)害之后，盡快進(jìn)行重建和維修，將經(jīng)濟(jì)損失降至最低是當(dāng)務(wù)之急。而在大量的重建工作面前，定位需要維修的設(shè)施，評(píng)估損壞，進(jìn)行合理統(tǒng)籌能大幅提升工作效率。迅速搜集信息是無(wú)人機(jī)的優(yōu)勢(shì)，特別是在災(zāi)后交通和通訊基礎(chǔ)設(shè)施受到破壞的環(huán)境下，無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性可以幫助工作人員進(jìn)行快速勘測(cè)。無(wú)人機(jī)能通過(guò)搭載傾斜攝影相機(jī)等設(shè)備，全方位拍攝、感知復(fù)雜場(chǎng)景，全面、具象地反映受災(zāi)情況。除此之外，還能通過(guò)高性能GPU將采集圖像進(jìn)行快速3D建模，為后續(xù)的災(zāi)后重建工作提供數(shù)據(jù)支持。

三、未來(lái)發(fā)展方向：創(chuàng)新與融合

科技的進(jìn)步?jīng)]有止境，無(wú)人機(jī)在“智慧應(yīng)急”領(lǐng)域的應(yīng)用也是如此。無(wú)人機(jī)在“智慧應(yīng)急”領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展必將是人才與技術(shù)的結(jié)合。而人才短板是當(dāng)前亟待面對(duì)的問(wèn)題。

首先，無(wú)人機(jī)培訓(xùn)尤其是針對(duì)特定應(yīng)急實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景的培訓(xùn)需求將不斷增加。當(dāng)前市場(chǎng)上的無(wú)人機(jī)培訓(xùn)均是針對(duì)無(wú)人機(jī)基礎(chǔ)飛行的固定培訓(xùn)體系，僅僅滿足于會(huì)飛的層面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到應(yīng)急救援的實(shí)際需求。究其原因，在于應(yīng)急救援場(chǎng)景的還原難度大，針對(duì)性培訓(xùn)的成本過(guò)高。隨著VR(虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù))的快速發(fā)展，這一問(wèn)題將迎刃而解。利用VR技術(shù)，可以快速生成多種復(fù)雜的應(yīng)急救援場(chǎng)景，全面系統(tǒng)地訓(xùn)練學(xué)員應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜問(wèn)題的能力。通過(guò)高強(qiáng)度的模擬系統(tǒng)訓(xùn)練，充分提升學(xué)員的技戰(zhàn)術(shù)素養(yǎng)，確保可以適應(yīng)不同種類的無(wú)人機(jī)搭載不同的吊艙載荷，提升救援現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)戰(zhàn)能力，系統(tǒng)高效地培養(yǎng)專業(yè)的應(yīng)急救援無(wú)人機(jī)人才。

其次，有了大規(guī)模的人才培養(yǎng)，將會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的無(wú)人機(jī)應(yīng)急救援專業(yè)隊(duì)伍，從而催生無(wú)人機(jī)服務(wù)市場(chǎng)的飛速發(fā)展。在近些年的自然災(zāi)害應(yīng)急救援現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)常能夠看到來(lái)自民間救援力量的身影。他們往往具有豐富的應(yīng)急處置經(jīng)驗(yàn)，良好的無(wú)人機(jī)駕駛技術(shù)，在當(dāng)?shù)叵馈?yīng)急主管單位統(tǒng)一布署下，有序開展無(wú)人機(jī)應(yīng)急救援技術(shù)支持，及時(shí)、高效、安全地完成救援任務(wù)。

當(dāng)然，這一切的方向都是創(chuàng)新與融合。無(wú)人機(jī)作為空中飛行平臺(tái)技術(shù)，融合創(chuàng)新的屬性更加明顯。無(wú)人機(jī)+人工智能，可以更加精準(zhǔn)感知復(fù)雜環(huán)境變化，提高人員搜救的效率;無(wú)人機(jī)+VR，有助于培訓(xùn)效率的提升，實(shí)現(xiàn)飛行人才快速培養(yǎng);無(wú)人機(jī)+5G，可以實(shí)現(xiàn)高清視頻畫面的遠(yuǎn)距離傳輸，使得事故現(xiàn)場(chǎng)的指揮調(diào)度更加及時(shí)有效;無(wú)人機(jī)+云計(jì)算，可以實(shí)現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)三維模型快速構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)災(zāi)害評(píng)估與災(zāi)后重建的精準(zhǔn)決策。

結(jié)語(yǔ)

提高國(guó)家應(yīng)急管理水平，提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力，是實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)一百年”奮斗目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國(guó)夢(mèng)的必然要求，是關(guān)系人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)家安全的大事，是我黨治國(guó)理政的一項(xiàng)重大任務(wù)。無(wú)人機(jī)作為智慧應(yīng)急感知網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)等體系的重要一環(huán)，其技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，將為構(gòu)建與大國(guó)應(yīng)急管理能力相適應(yīng)的中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)急管理體系提供有力支撐。