我國是世界上災(zāi)害最為嚴重的國家之一，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)國家統(tǒng)計局近10年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，我國年均受災(zāi)人口約為2.5×108人次，年均因災(zāi)死亡人口約為1800 人，年均直接經(jīng)濟損失約為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。

面對嚴峻復(fù)雜的自然災(zāi)害和生產(chǎn)安全形勢，國家應(yīng)急管理體系和能力仍然相對落后，應(yīng)急管理信息化水平不高，急迫需要運用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、無人機等新技術(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)施性能強大、穩(wěn)定可靠，大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人、移動互聯(lián)等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，形成高度智能、自我進化、共享眾創(chuàng)的應(yīng)急管理信息化新生態(tài)，實現(xiàn)應(yīng)急管理全面感知、動態(tài)監(jiān)測、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，無人機技術(shù)的廣泛應(yīng)用成為重要環(huán)節(jié)。

一、無人機在應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢

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

《框架》中明確提出：利用直升機、無人機等空中平臺搭載的圖像、紅外、激光、氣體等探測設(shè)備，采集監(jiān)測監(jiān)管對象、災(zāi)害事故現(xiàn)場、災(zāi)害態(tài)勢演變的信息。那么，與直升機等其他手段相比，無人機在智慧應(yīng)急領(lǐng)域的應(yīng)用中有哪些特點和優(yōu)勢?

首先，無人機具有較高的安全性。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。事故災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，不穩(wěn)定因素較多，對應(yīng)急救災(zāi)人員的人身安全構(gòu)成了極大的威脅，近年來事故災(zāi)害救援人員損失的事件時常發(fā)生。無人機的操作是通過無線電、通信網(wǎng)絡(luò)等手段實現(xiàn)“人機分離”，因此可以有效規(guī)避傳統(tǒng)滅火救援行動中存在的短板，最大限度避免應(yīng)急救援人員身陷險境，減少救援人員傷亡。

其次，無人機靈活機動、易于部署、可快速響應(yīng)。一般情況下，一個無人機機組僅需要2-3人，部分輕小型無人機系統(tǒng)單人即可同步實現(xiàn)飛行和作業(yè)的功能。無人機攜帶方便，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，且起飛條件很簡單，對地形無要求，所以具有很強的靈活性。因此，在事故災(zāi)害的第一時間就可以實現(xiàn)部署。未來，隨著“無人機機巢”等概念的落地與發(fā)展，無人機在應(yīng)急應(yīng)用中的巡查、監(jiān)測作業(yè)將實現(xiàn)常態(tài)化。

最后，與衛(wèi)星、直升機等手段相比，無人機的成本更低。這不僅是無人機本身的制造成本，還包括人才培養(yǎng)成本。無人機操作簡便，一般人也可以快速上手。根據(jù)現(xiàn)行的民用無人機駕駛員培訓(xùn)機制，一般人員通過1個月以內(nèi)的培訓(xùn)，即可達到民航局對于無人機駕駛的基本要求，獲得民用無人機駕駛員執(zhí)照。

二、四大應(yīng)用場景凸顯無人機“英雄本色”

無人機擁有如此鮮明的特點和優(yōu)勢，那么在“智慧應(yīng)急”場景中究竟能扮演怎樣的角色呢?

場景一：事故災(zāi)情勘察

由于采用了技術(shù)先進的飛控平臺及前后臺視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，配合完善的飛行及地勤保障系統(tǒng)，無人機可對地面實施完備的長時間空中監(jiān)控，從而實現(xiàn)較低的綜合成本對傳統(tǒng)手段無法涉足的區(qū)域進行實時監(jiān)控。其智能化和先進性突出體現(xiàn)在巡查路徑規(guī)劃、智能分析、定點持續(xù)監(jiān)控、火情報警等，并且在制定應(yīng)急預(yù)案、建立快速響應(yīng)機制、現(xiàn)場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，利用COFDM無線圖傳技術(shù)，無人機可實時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，無人機視頻可同時被指揮車、指揮中心、操控手微型便攜終端等多終端接收，從而實現(xiàn)指揮中心對事故災(zāi)害救援現(xiàn)場情況全面、細致的掌握以及救援部署的遠程調(diào)度。

場景二：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)、寬窄帶無線通信網(wǎng)、北斗衛(wèi)星、通信衛(wèi)星、無人機、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，一套由中國移動研發(fā)的無人機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多平方公里的移動通信信號。這是中國移動首次在地震中嘗試用無人機搭載基站進行通信搶險作業(yè)，實現(xiàn)了在應(yīng)急通信車不能到達區(qū)域的情況下迅速搶通網(wǎng)絡(luò)。此后，在 2018年廣東“山竹”臺風(fēng)、山東壽光抗洪，2019年木里森林火災(zāi)等救援中，不斷驗證了無人機高空基站是地震、洪水、泥石流等受災(zāi)面積大、道路損毀嚴重的災(zāi)害場景下，最為有力的通信保障利器之一。

場景三：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聽力和視力查找受害者，在復(fù)雜多變的災(zāi)害現(xiàn)場很難起到充分的效果。即使是利用警犬靈敏的嗅覺，也會存在較大的范圍局限性，無人機則提供了另一種選擇。

在搜救場景中，無人機可以通過紅外線設(shè)備快速的從廢墟中搜尋生命，通過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，無人機有很大的發(fā)揮空間，高空360度無死角偵查，空中飛行可以輕易越過地面障礙物，尤其是在水災(zāi)中快速排查搜索整個水域，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，無人機可以無視現(xiàn)場環(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，幫助其實現(xiàn)基本的安全自救。

場景四：災(zāi)后重建

在大規(guī)模災(zāi)害之后，盡快進行重建和維修，將經(jīng)濟損失降至最低是當(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，評估損壞，進行合理統(tǒng)籌能大幅提升工作效率。迅速搜集信息是無人機的優(yōu)勢，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，無人機的機動性可以幫助工作人員進行快速勘測。無人機能通過搭載傾斜攝影相機等設(shè)備，全方位拍攝、感知復(fù)雜場景，全面、具象地反映受災(zāi)情況。除此之外，還能通過高性能GPU將采集圖像進行快速3D建模，為后續(xù)的災(zāi)后重建工作提供數(shù)據(jù)支持。

三、未來發(fā)展方向：創(chuàng)新與融合

科技的進步?jīng)]有止境，無人機在“智慧應(yīng)急”領(lǐng)域的應(yīng)用也是如此。無人機在“智慧應(yīng)急”領(lǐng)域的未來發(fā)展必將是人才與技術(shù)的結(jié)合。而人才短板是當(dāng)前亟待面對的問題。

首先，無人機培訓(xùn)尤其是針對特定應(yīng)急實戰(zhàn)場景的培訓(xùn)需求將不斷增加。當(dāng)前市場上的無人機培訓(xùn)均是針對無人機基礎(chǔ)飛行的固定培訓(xùn)體系，僅僅滿足于會飛的層面，遠遠沒有達到應(yīng)急救援的實際需求。究其原因，在于應(yīng)急救援場景的還原難度大，針對性培訓(xùn)的成本過高。隨著VR(虛擬現(xiàn)實技術(shù))的快速發(fā)展，這一問題將迎刃而解。利用VR技術(shù)，可以快速生成多種復(fù)雜的應(yīng)急救援場景，全面系統(tǒng)地訓(xùn)練學(xué)員應(yīng)對各種復(fù)雜問題的能力。通過高強度的模擬系統(tǒng)訓(xùn)練，充分提升學(xué)員的技戰(zhàn)術(shù)素養(yǎng)，確?？梢赃m應(yīng)不同種類的無人機搭載不同的吊艙載荷，提升救援現(xiàn)場的實戰(zhàn)能力，系統(tǒng)高效地培養(yǎng)專業(yè)的應(yīng)急救援無人機人才。

其次，有了大規(guī)模的人才培養(yǎng)，將會出現(xiàn)大規(guī)模的無人機應(yīng)急救援專業(yè)隊伍，從而催生無人機服務(wù)市場的飛速發(fā)展。在近些年的自然災(zāi)害應(yīng)急救援現(xiàn)場，經(jīng)常能夠看到來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，良好的無人機駕駛技術(shù)，在當(dāng)?shù)叵?、?yīng)急主管單位統(tǒng)一布署下，有序開展無人機應(yīng)急救援技術(shù)支持，及時、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。無人機作為空中飛行平臺技術(shù)，融合創(chuàng)新的屬性更加明顯。無人機+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;無人機+VR，有助于培訓(xùn)效率的提升，實現(xiàn)飛行人才快速培養(yǎng);無人機+5G，可以實現(xiàn)高清視頻畫面的遠距離傳輸，使得事故現(xiàn)場的指揮調(diào)度更加及時有效;無人機+云計算，可以實現(xiàn)災(zāi)害現(xiàn)場三維模型快速構(gòu)建，實現(xiàn)災(zāi)害評估與災(zāi)后重建的精準(zhǔn)決策。

結(jié)語

提高國家應(yīng)急管理水平，提升防災(zāi)減災(zāi)救災(zāi)能力，是實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標(biāo)、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的必然要求，是關(guān)系人民群眾生命財產(chǎn)安全和國家安全的大事，是我黨治國理政的一項重大任務(wù)。無人機作為智慧應(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)展與進步，將為構(gòu)建與大國應(yīng)急管理能力相適應(yīng)的中國現(xiàn)代應(yīng)急管理體系提供有力支撐。