森林灭火 无人机请战

最近，在600多名官兵奋战九天九夜之后，四川省凉山彝族自治州木里县香角乡的大火被*。可悲的是，3月30日，19名勇士在凉山九龙乡的森林火灾现场丧生。就在一年前，凉山木里的森林大火导致31名消防队员丧生。

今天，当人工智能、5G、大数据等技术在各个领域显示出它们的威力时，无人机技术的发展能在森林灭火中发挥什么作用，无人机的使用能在一定程度上减少人员伤亡和财产损失吗？

让无人机飞起来

“10年前不可能谈论集群无人机灭火。五年前无人机灭火只是拍了照片来看现场。如今，从技术上实现空中三维灭火已经不是梦了。”上海高川智能科技有限公司董事长陈露在接受《中国科学日报》采访时表示，业界对无人机森林灭火存在疑虑，甚至有负面看法。主要原因是无人机在气候多变、火焰肆虐的恶劣环境下，像飞蛾扑火一样飞过森林火场。

事实上，陈露认为，随着大数据、人工智能和5G等技术变得更加成熟和广泛使用，今天的情况不再像几年前那样了。

“使用无人机来预防和扑灭火灾是科技发展的趋势和必然！”西北工业大学航空学院副教授李占科告诉《中国科学》，“传统思维和消防必须符合科学技术的发展。”

去年11月底，李占科一行参加了昆明造船公司组织的无人机森林灭火试验。该小组自主研发的灭火救援无人驾驶飞行器由5架飞机组成，通过灭火弹的集束空投成功扑灭了实验火场的大火，并得到现场专业人员的确认。

早在2018年6月，在大兴安岭森林火灾中，我国首个无人机森林防火智能监控系统就开展了监控任务。这也是无人机森林防火系统首次出现在实际消防中。智能监控系统包括车载监控站、森林防火专用负载、视线链路、卫星通信链路等。视频和火灾现场情况图通过卫星通信链路实时传输到后方指挥中心，为制定救援计划提供依据。

中国低空安全研究中心主任、中国无人机产业创新联盟副主席孙永胜认为，应允许无人机在解决森林防火的难点问题上发挥作用，如“模糊性、不可闻性、盲点多、危险性大”。

在肯定无人机机动性好、使用方便、环境生存能力强等优势的基础上，中国消防救援研究院赵国刚还提出了“提高无人机应用的可靠性，针对消防灭火任务的实际需要，加强无人机作战实战演练”的建议。

“凡事都有一个过程。只有在实际应用中才能真正发现问题。如果有问题，可以不断改进和实践，直到完善为止。”李占科说道。

打得早，打得小是一个优势。

“绝大多数人的观点都是基于森林火灾已经导致灾难的前提下得出的结论。他们忽略了两个关键问题:第一，早期灭火的最佳时机；二是森林气候变化的自然规律。”陈露说，火灾和环境气候变化的发生和发展有一定的规律。例如，在造成30人死亡的四川凉山大火中，专家在事后指出，在下午5点以后的森林气候中，山风和谷风将受到日落前后光照和海拔带来的温差变化的影响。突然，风力大增，风向突然改变，火势蔓延。

“在山区，晚上很容易刮风，但是在中午的天气里可以使用无人驾驶飞行器。无人驾驶飞行器(UAVs)的目的是抓住飞机并放出微小的“火花”。陈露说，“如果没有及时找到答案，解决森林火灾迅速被扑灭的问题的一切努力都将是徒劳的。”。然而，除了集群无人驾驶飞行器，快速攻击和早期打击无法通过任何手段实现。"

在这一点上，李占科有着同样的判断。“早期发现、早期扑灭、消灭萌芽状态和初始状态的火灾是无人机灭火的最大优势，只有无人机才能做到。”李占科说道。

更换和减少人员是一种趋势。

谈到无人机在森林防火灭火中遇到的困难，李占科认为，无人机用于森林防火灭火的技术条件已经初步具备，但中国在应急救援方面的投入远远不够。"如果我们现在不投资购买设备，哪种无人驾驶飞行器能扑灭森林大火？"此外，培养一批能熟练使用新设备、灵活采用集群无人机的人才也是当务之急。

4月9日，国家森林草原防火指挥部办公室常务副主任、应急管理部消防处处长彭表示，从近期川滇森林火灾扑救情况来看，困难在于天气复杂、地形险峻、易死灰复燃、立体扑救困难。此外，从战斗力来看，包括装备在内，也存在一些不足和制约。

应急管理部森林消防处副处长彭彦表示，在谈到消防设备以及如何改进和升级时，下一步将走机械化、信息化和复合化发展的道路。机械化设备、信息通信设备和化学消防设备的比重将不断提高。特别是针对高山陡坡、悬崖峭壁、火势发展迅速、电力输送困难、接近火场困难、扑救和清理困难、扑救时间窗口短等特点，优先发展森林航空消防力量。

陈露的团队目前正在测试一个集群无人飞行器消防技术平台，该平台有望在今年8月和9月通过验收测试。该平台可以根据森林火灾的规模实现攻防的快速切换。如果错过了“早打小打”的最佳时机，技术平台还可以灵活改变战术，使用装有灭火弹和灭火剂的无人机进行隔离打击。

“相比人群战术的低效率和高风险，甚至造成人员伤亡，无人机可以反复装载灭火弹和灭火剂，迅速突破数十米宽的隔离区，甚至根据实际需要打至所需的宽度，其效率远不及人工砍伐。”陈露建议使用自动和智能三维消防设备来替换和减少高危场景中的人员，以便新一代消防队员能够成为智能机器人的主人。