无人机森林消防应急救援:侦察灭火与集群协同

2025-04-07

|方案背景

森林火灾具有突发性强、蔓延速度快、扑救难度高的特点,传统地面灭火手段受限于地形、交通及人员安全等因素,难以快速控制火势。无人机技术凭借其高空视野、快速机动、无惧地形限制的优势,正成为森林消防的核心力量。

|核心架构

无人机在火场侦察监测与精准灭火执行两大核心环节的任务分工与协同,构建“侦察-决策-执行”一体化灭火体系。

1-侦察监测:火场态势感知

火场侦察

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搭载高清视频+红外热成像传感器,快速识别火场边界、明火点及阴燃区域。

实时传输

通过5G+Mesh网络构建超视距通信链路,将侦察数据(视频、热成像图、火点坐标)实时回传指挥中心,确保灭火任务规划的时效性与精准性。

2-精准执行:任务导向的模块化装备

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以任务需求为核心,通过模块化设计实现载荷灵活配置与高效执行。

精准打击(针对明火点)

挂载灭火弹发射器,执行对明火点的点对点打击,灭火弹含超细干粉与阻燃凝胶,持续阻燃。

广域覆盖(阻断火势蔓延)

配备干粉喷洒系统或者水基灭火剂,对火势蔓延路径进行带状覆盖,阻断飞火传播。适合树冠火与地表火复合场景。

辅助支援(定点降温)

水枪/喷水带配置,利用机载热成像仪定位火源中心,调整喷水枪/水带喷射角度与覆盖范围。

3-协同作战:平台驱动的智能集群

统一指挥平台为核心,通过平台化控制实现无人机蜂群与有限救援力量的高效协同,确保任务执行的精准性与实时性。

集群灭火模式

无人机根据火场动态数据(火势强度、蔓延方向),定制任务目标,形成“灭火蜂群”。

|典型应用场景

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1-初期火情处置

针对林火初发阶段的零星火点,采用多旋翼无人机 + 双光吊舱组合实施快速响应。

快速部署

搭载红外热成像仪与气体传感器的无人机从就近起降点起飞,10 分钟内抵达火场,通过厘米级精度定位锁定初期火点。

智能打击模块

切换至灭火弹发射模式,基于火点三维坐标自动计算投放轨迹,6 联装发射器可在 30 秒内完成单批次打击,单枚灭火弹覆盖火场区域,确保 “发现即消灭”。

防控预警机制

同步对火点周边50米范围进行红外扫描,识别潜在热异常区域,通过喷洒水基阻燃剂形成防火隔离圈,阻断火势向周边植被蔓延。

2-中期火势控制

当火势进入发展期,多旋翼无人机编队协同作战。

隔离带快速构建

多架无人机组成 “矩阵编队”,沿火场逆风方向喷洒超细干粉,形成防火隔离带,阻断火势蔓延。

动态压制策略

旋翼无人机集群针对火线前沿的高危火点实施 “定点” 打击,将火势控制在预设隔离区域内;

3-高危场景支援

深入复杂危险区” 执行侦察与灭火任务,保护关键设施(如输电塔、居民区)安全。

复杂地形穿透侦察

可在无地面起降条件的峡谷、陡坡区域垂直起降,通过红外与可见光融合探测,快速识别隐蔽火源,实时回传火场三维态势,解决传统侦察盲区问题。

极端环境稳定作业

在浓烟、低能见度或强电磁干扰环境下,深入火场核心区执行侦察与初期灭火任务,为地面救援提供关键决策依据。



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