自主改装无人机、无人车空地一体化协同灭火场景

核心提示

当前，传统的消防救援方式已越来越难以应对现代社会复杂多变的火灾风险，智慧消防正成为消防救援的重要发展方向。

智慧消防依托强大的信息处理和分析手段，可实现防火安全的科学化管理，提升管理效率，从火警预警到灭火救援，全过程提供全方位的安全服务。在实际应用中，通过无人机、视频监控等手段实现远程智能巡检，及时发现火灾隐患。同时，运用智能化调度，能迅速定位火灾，迅速捕捉火情，缩短反应时间，提高救援效率。作为智慧城市的重要组成部分，智慧消防是城市消防建设的必然趋势，为城市的防火安全提供了坚实保障。

11月9日是第33个“全国消防日”。在消防日来临之际，记者深入福州高新区“榕创汇”无人机小镇、周宁县、福州市三坊七巷消防救援站，感受智慧消防带来的全新变化。


无人机高层灭火显身手

高楼火灾灭火救人，是一个世界性难题。

近年来，高层建筑火灾事故频发：从英国伦敦公寓楼“6·14”特别重大火灾事故，到迪拜火炬大厦“8·4”火灾事故……面对熊熊烈火，消防救援人员即便拼尽全力，也难以阻止悲剧的发生。

据省消防救援总队提供的数据，截至2024年8月，我省共有高层建筑40524栋（住宅建筑36323栋，公共建筑4201栋），其中100米以上超高层建筑1025栋（住宅建筑856栋，公共建筑169栋）。

高层建筑的火灾风险，主要表现为扑救难、业态多、蔓延快、疏散难四个方面。其中扑救难，是因为再高的消防车也赶不上高层建筑的高度，考虑登高面、作业面、气象条件等因素，真正有效救援高度也就是50多米。即便有101米的登高云梯，也只能救人之用，不能灭火，更何况还要求行驶的路面足够宽，很多密集型小区根本无法允许登高云梯前行。

伴随着我省首个低空经济小镇——福州高新区“榕创汇”无人机小镇正式启用，今年，福州高新区引进了世界高层消防无人机开拓者——中岳航空。福州高新区与中岳航空、新加坡威克斯公司等分别签约，威克斯公司向中岳航空采购40架高层消防无人机，一期金额达6000多万元，这是我国该类无人机出口的最大单笔订单。

这些高层消防无人机实战表现如何？9月5日，福州高新区“榕创汇”无人机小镇举行了全球首次最大规模的高层无人机灭火实战演练。

超过百米高的大厦高层燃起大火（火场总高130米），其中还有10余吨易燃性材料，总过火面积超500平方米，通往高层的楼道因火势巨大无法通行，消防云梯车作业高度不够……情急之下，多架守望者ZY-XF100无人机拖挂着消防水带迅速升空，10秒内爬升至100米高度，对火场进行精准喷射灭火，巨大的水柱喷向火场，白色雾气顿时腾起。不到半个小时，火情得到控制。

该实战演练在线上进行了全球直播。此次演练不仅高度模拟了超高层建筑火灾的复杂环境，更充分展示了无人机在消防救援领域的战斗力。现场观摩的应急管理部灭火救援专家表示，无人机技术的引入，为高层建筑火灾扑救提供了新的解决方案，为消防安全事业注入了强劲动力。

中岳航空董事长曹兵表示，无人机在低空经济细分市场具有广阔应用前景，通过实战演练，不仅检验了高层灭火无人机在真实火场中的稳定性，还有效解决现代地面装备到不了、靠不上、够不着的消防难题。

曹兵是一位退役军人，1987年复员后从事雷达总装设计，后来辗转从事飞机结构设计和气动布局设计，一场触目惊心的大火让他决心研制消防无人机。

那是2011年除夕夜，沈阳一家五星级酒店突发火灾。曹兵回忆，当时，几乎整个沈阳的消防车都赶来了，100多辆消防车云集在现场，面对越来越大的火势却无能为力。原来，起火的层高在200多米处，而最高的消防云梯车只能升到70多米高。“本来火势并不算大，倘若消防云梯车够得着，应该很快就能灭火，而最终这场大火烧了整整7个小时，酒店损失惨重。”

目睹这一切，曹兵说，痛定思痛，也就是这一刻开始，他决心要研发一种无人机，可以高空拖水带，实现垂直型喷水灭火，或用发射灭火弹、干粉灭火剂的方式，助力高层、超高层灭火。

说干就干，曹兵和志同道合的朋友开始了创业之路。在经历无数次炸机和失败中，这个“飞机灭火梦”终获成功。2015年，曹兵研发的油动变距四旋翼高层灭火无人机试飞成功，获得国家发明专利。随后，曹兵团队又从市场需求出发，研发出了电动高层消防灭火无人机。该无人机载重量大、抗风力强、续航时间长，可搭载干粉25千克，一分钟能扑灭100立方米大火，获得32项专利，其中发明专利12项，改写了高层消防“到不了、靠不上、够不着”的历史。

2012年至今，曹兵和他的团队先后研制出高层喷粉灭火无人机、高层细水雾灭火无人机、高层破窗无人机、高层救援无人机、高层喷水无人机和森林灭火无人机等，在消防、森林、救援、植保和警用方面抓住了行业的急需，填补了产业空白。曹兵也被业内赞誉为“高层消防灭火无人机的拓荒者”。

为应急救援插上“科技翅膀”

10月29日，周宁县森林防灭火训练基地。轰鸣声响起，无人机拖着特制高压水带腾空而起，大约上升30米后，通过高压水带与消防车水罐连接，将水输送到无人机上，刹那间水枪喷口俯射“火点”。在地上，一辆六轮全地形伴随无人运输车装载着水带，沿着40度的斜坡，一次性将水带快速牵引铺设到火点附近，车上水炮对准“火点”一阵猛射，压住火势，形成空地一体化协同灭火，多点发力，有力提升了森林灭火速度和效率。

这是该基地自主改装无人机、无人车灭火救援演练的一幕。接着，消防员分别检验自走式消防供水无人车、全地形轮式森林灭火无人车以及六轮全地形伴随无人运输车三款山地无人车的性能，记录相关技术数据，以期进一步完善。

周宁山高林密、地势复杂，如何高效应对山地救援，适应“全灾种、大应急”任务，成为该县应急管理局与消防救援大队的首要挑战。

“对灭火救援而言，时间就是生命。”周宁县消防救援大队大队长姚朝辉说，一些山地、峡谷救援往往都在较为偏远的地方，地势险要，传统的救援方式需要消防员徒步背着救援设备进行，既费时费力，又存在一定的安全隐患；采用无人机、无人车，恰好能够解决这一问题。对山地、峡谷、密林紧急救援，姚朝辉与县应急管理局局长林为章的想法不谋而合。

从2018年开始，姚朝辉、林为章就为如何得到无人机、无人车而发愁，因为市面上的专业无人机、无人车等消防救援设备弊端颇多：要么无法满足周宁山地救援实际需求，不够实用；要么费用昂贵，不够经济。于是，两人一合计：依靠自己，改造升级。他们将购来的农用植保无人机改装成消防无人机，并想方设法购来零部件，自己设计组装无人车。两人牵头成立团队，利用业余时间，埋头于周宁县应急救援中心的一间办公室里，潜心研究改装设备。

经过反复研制和测试，团队研发改造升级6台无人机设备，分别挂载无人机水枪吊舱、无人机运输吊舱、无人机干粉吊舱用于执行不同任务，并取得“一种灭火无人机”“一种挂载式灭火无人机”“一种无人机挂载装置”3项国家实用新型专利。经过改装后的无人机“战力”升级，具有铺设供水管带，转运水泵、蓄水池、单兵机具等强大功能，在物资远距离投放、水域无接触式救援、特殊地形地貌灭火等方面优势突出。

今年年初，正值春寒料峭之时，周宁县礼门乡陈峭景区3名游客迷路、被困山中，急需救援。接到报警后，消防救援队、公安部门立即成立联合救援队开展救援。当晚6时，联合救援队对被困人员所在的山林进行初步侦查，该地区地势险峻、悬崖峭壁多且伴有雾，无法精准确定被困人员位置。根据现场情况，联合救援队通过电话联系被困人员，让其生火确定位置，同时立即调派由农用植保无人机改装成的消防无人机，对被困人员位置进行精准定位，并利用无人机空投食物、充电宝、水、对讲机等基础生活保障物资。

次日清晨，联合救援队携带干粮、雨衣、备用衣物鞋等救援器材装备，与当地村民一起进山搜寻被困人员，在可见度不足20米的大雾中来回穿梭，不断地呼喊着被困人员的名字。经过6个多小时的跋涉，联合救援队终于找到被困山林50多个小时的3名游客。

设计、组装无人车，技术关键在于架设水炮。经过反复验证，团队最终根据不同任务定型两种水炮系统：50mm口径多功能消防水炮，可以快速安装拆卸，装载在全地形伴随运输无人车上，使用直流、开花两种水流灭火；25mm森林灭火水炮，安装空间小，可直接安装在全地形森林灭火无人车上，出水口采用快拆接口，有直流、开花、鸭嘴等型号，可根据任务快速更换。

2020年以来，周宁县森林火险处置15分钟出动率和6小时扑灭率均达到100%。无人设备在民房火灾扑救和山地救援等领域得到了实战应用，累计参与20余起森林火灾、10余起民房火灾扑救，完成60余名人员搜救任务。

千年巷陌装上智慧“千里眼”

粉墙黛瓦、飞檐翘角、朱漆高门……漫步于福州市三坊七巷，处处都能感受到千年巷陌的古风遗韵。这片被誉为“中国明清建筑博物馆”的古建筑群，现有270座古民居，其中有159处被列入保护建筑，有国家级文物保护单位15处。这片街区大部分建筑为木结构建造，耐火等级差，建筑密度大，街巷狭窄、防火间距不足。但正是这样一片火灾防控压力非常大的古建筑群，却保持了34年无重大火情、12年“零火灾”的纪录。

这一切，与三坊七巷消防救援站的努力分不开。

11月3日上午11点05分，三坊七巷消防救援服务站智慧指挥室，高空“火眼”系统突然报警，监测到葛家大院楼顶有聚焦强光。值班队员范良腾判定为阳光反光，同时他调出高空“鹰眼”系统，目标视频放大45倍，验证确实没有烟雾，随即警报解除。

在这个智慧指挥室里，高空预警系统和全自动无人机系统可以对整个三坊七巷进行全覆盖扫描，并通过全景VR相机进行实时拍摄，监控整片景区情况，一旦发生火情，可通过“电台”进行三方联动。这套系统自2023年7月1日正式投用后，有效缩短了消防员接警到场的时间。

高空预警“鹰眼”“火眼”系统架设在三坊七巷一南一北两个最高点，即澳门公寓和中闽大厦楼顶。这双“千里眼”，时刻守护着古厝的消防安全。

“澳门公寓高空‘火眼’系统监测到一起烟雾事件，请及时查看。”近日，服务站智慧指挥室里传出语音提示。驻点执勤的消防员范良腾在“火眼”系统的“可见光”画面里看到，站点附近的小区居民楼楼顶有烟雾飘散开来，他迅速联系当日值守的队友前去查看，并将此情况向三坊七巷消防救援站报告，仅1分36秒处置完毕。

“高空预警‘火眼’系统可以对景区进行24小时全方位监控和30秒一轮的巡航监测。”范良腾介绍，系统在捕获可疑火源后会放大进行多帧识别确认，根据形状变化、运动趋势等要素，再配合可见光和热成像图像进行综合分析，在确定火源、火点后，第一时间发出提示。

记者在监测系统平台看到，自去年7月1日至2024年11月3日，高空预警系统共发出4850余次异常情况提示。

同时，监测系统中还录入景区内重点防火部位和周边消火栓的定位、建筑面积等基础信息，在实景地图上以标签形式呈现，不仅方便消防救援人员全面掌握三坊七巷火灾防范重点，也方便无人机开展每日定时定点巡逻。范良腾说，结合“鹰眼”“火眼”系统，对无人机设定好路线，就可以对景区人流、就餐时段用电高峰的餐饮场所、名人故居等地开展24小时网格巡检和夜间巡查，努力将火灾隐患遏制于萌芽阶段，确保古厝万一发生火灾能早发现、快处置，为游客、住户提供良好的旅游和生活环境。

“不起火就是最好的赴汤蹈火。”这是三坊七巷消防救援站全体指战员的座右铭。该站借助“智慧消防”成果，自主研发了火灾防控“一张图”系统，优化升级消防车辆装备结构，以及“一二三”灭火救援快速响应机制，即就近微型站1分钟初战控火，辖区中队2分钟到场处置，3分钟高效灭火。全体指战员一直坚持每周2次演练，确保核心景区“不冒烟、不起火”。

同时，三坊七巷消防救援站还专门配备了全地形消防摩托车。和其他消防车、水罐车、登高平台车等大型特种车辆不同，全地形消防摩托车的宽度只有1.3米。因为三坊七巷的巷道十分狭窄，其中最窄的地方，队员的两只手臂都伸展不开，一旦发生火情，常规的消防车辆根本无法进入，而全地形消防摩托车体积小、速度快，是守护古厝的“神器”。这种摩托车能携带0.3吨水，还配备了干粉灭火器、水基灭火器等基础装备，可以迅速抵达火场。这样，通过人防、技防、物防“三位一体”防护，三坊七巷消防救援站有效提升了辖区火灾防控整体水平。（记者 何祖谋 文/图）

周宁县消防救援大队大队长姚朝辉（左）与县应急管理局局长林为章（右）在评估无人机性能。

福州市三坊七巷消防救援服务站的全自动无人机巡检系统

福州市三坊七巷消防救援服务站工作人员调取高空“鹰眼”系统查看报警点。

改装无人机水域救援演练。