縱觀人類數千年連綿不斷的世界發展史,就是一部人類與自然所發生的地震、火山爆發、泥石流、海嘯、臺風、洪水、臺風、凍害、瘟疫、疫情、暴雨等災害災難抗爭的歷史。
人類與災害災難抗爭中離不開科技,無人機成為戰疫戰洪戰震(以下簡稱“三戰”)中重要科技力量。近年來,無人機不斷被運用于世界各國戰災中。馬來西亞在2015年水災中,使用無人機將救援物資空投給洪水避難所。2017年,紐約一棟6層居民樓著火,無人機飛到樓頂上空將現場實時畫面傳給應急指揮中心,為應急救援贏得了寶貴時間。2020年1月,西班牙首相桑切斯宣布在全國范圍內實施限制措施后,西班牙警方采用了與中國一些地市類似的方案,使用警用無人機對在外活動人群喊話,勸導群眾返回家中進行隔離。2020年3月,英國借鑒中國無人機防疫案例后,使用無人機在英國各地高危地區開展消毒工作。
中國是世界上自然災害種類最多的國家之一,中華民族歷史上經歷過很多自然災害磨難,但從來沒有被壓垮過、被屈服過、被妥協過,而是愈挫愈勇、勇往直前、披荊斬棘,不斷在與災害災難抗爭中成長、在與災害災難較量中奮起、在與災害災難斗爭中崛起,不斷在實踐中總結經驗、汲取教訓、運用“三戰”新科技--無人機。
一、無人機具備“三戰”獨有優勢
自然災害事發突然、猝不及防,第一時間掌握災區情況是“三戰”的前提條件,關系到世界各國應急指揮中心決策部署的下達執行、救援力量的排兵布陣、物資保障的科學調配、被困人員的生命安危、人民群眾的財產損失。
無人機,是一種由無線電遙控設備或由自身程序控制裝置操縱的,執行各種任務的非載人飛行器。
20世紀60年代初以來,無人機依靠裝在機上的可見光照相機、電影攝像機、標準或微光電視攝像機、紅外掃描器和雷達等設備,被廣泛運用于越南戰爭、中東戰爭、海灣戰爭、波黑戰爭、科索沃戰爭、美軍打擊塔利班作戰、伊拉克戰爭中,執行各種偵察、監視、照相、攝像等作戰保障任務。
2019年,世界上大約有30多個國家已研制出了50多種類型無人機,有50多個國家裝備了無人機。主要種類:“密碼”無人機、多功能無人機、人工智能無人機、長時留空無人機、反導彈無人機、預警無人機、隱身無人機、微型無人機、空戰無人機、測繪無人機、航拍無人機、武裝無人機,等等。主要回收方式:自動著陸、降落傘回收、空中回收、攔阻回收。
一般來說,一架無人機可攜帶一種或幾種偵察設備,按預定的程序或地面指令進行工作,最后將所獲得的信息和圖像隨時傳送回地面,供有關部門使用;也可以將獲得的所有信息記錄下來,待無人機回收時一次取用。
無人機因其體積小,具有操作簡單、靈活機動、適合復雜氣象條件作業、受交通條件限制小等優點,可以代替人、載人飛機執行觀察災情、評估災情、拍照攝像、空投物資、空中喊話、通信中繼等任務,既能有效補充衛星偵察等手段的不足,也能執行抗震救災、抗洪搶險等多樣化任務。在災害評估方面,無人機可以進行大范圍地理信息搜集,采集指定區域遙感影像,為指揮部快速精確完成災情評估提供圖像。如果有人員被困,無人機可運用配備的專用設備深入開展檢索、精準定位、應急物資精確投遞,進行全方位緊急救援,并把拍攝的圖像實時傳回應急指揮部。如果有人落入水中,周邊無人能救,無人機可以快速把救生圈從空中精確拋給落入水中之人。無人機可快捷穿越山區地帶、跨越江河、越過高樓大廈、穿過大街小巷等,實時傳遞災區實地圖像影像,并對災區情況進行應急測繪,預估災害波及范圍。無人機可以攜帶有關生活用品、救援設備,以空投的方法快捷精準投放到被困者手上或者避難地區,提升被困人員的存活幾率,為緊急救援努力爭取更多的時間。災情發生時,無人機可通過掛載擴音設備,發揮高空喊話、安撫情緒的作用。系留無人機可作為應急通信基站,具有快速部署、輕便靈活、起降環境要求低等特點,能實現幾十公里范圍內快速、可靠、廉價的寬帶通信,在突發自然災害、通信基礎設施受到破壞、通信環境惡劣等條件下,可以快速建立空中通信基站,其應急通信能力優勢明顯。
二、中國無人機在“三戰”中顯身手
近年來,中國非常重視無人機在“三戰”中運用,凸顯無人機的地位和作用。
(一)無人機戰疫實踐
2020年1月23日,武漢封城,全世界媒體的目光聚焦這個剛剛舉辦完世界軍人運動會的城市。武漢暴發新冠肺炎疫情初期,武漢人員外出沒有被完全禁止,首先就是使用人工監控,無人機在高空盤旋,看到目標人群后,使用30X變焦相機放大,查看該目標是否有佩戴口罩,發現未佩戴情況下,通知執勤人員上前進行勸阻。此后,為了加強疫情防控交通管制,全國各地啟用線上車輛申報登記,搭載喊話器、懸掛申報二維碼的無人機成為防疫一線工作人員的得力助手。交警操作無人機在車輛隊伍中穿梭,并通過喊話器提醒駕駛員掃碼登記,減少人員接觸的同時提高了效率。
自武漢暴發新冠肺炎疫情以來,無人機因其可以利用空中廣播速度快、受地形影響小、覆蓋面廣的特點,可以對路面異常情況做到及時發現、及時喊話、及時管控,既降低交叉感染風險,又節省了疫情防控工作的接觸性巡查巡邏人員力量,已被實踐證明可以滿足大面積快速測試人群體溫、實時交通管控、大范圍消毒消殺、空中喊話等應用需求。在高速公路出口,無人機腹部下面懸掛的二維碼可供司機提前錄入個人信息;在醫院和疾控中心之間,無人機自動化轉運疫情防控急救藥品和標本;在社區和農村,無人機“空中喊話”進行宣傳勸導……疫情防控工作中,無人機以其獨特的優勢,發揮了重要作用。
2021年8月初,中國國內多地出現確診病例,有的在高速出口上空,使用無人機懸掛著二維碼緩慢飛行,提醒進入車輛駕駛員掃碼通過防疫檢查。如此,減少車主、車輛聚集,堵塞疫情防控漏洞,提高通行效率。2021年8月2日,鹽洛高速鹽城南出口的上空,一架無人機懸掛著二維碼緩慢飛行,提醒入城車輛駕駛員快速掃碼通過防疫檢查。鹽城警方在 6 個高速口各安排了一架無人機。
(二)無人機戰洪實踐
2010年,因暴雨導致舟曲發生特大泥石流災害后,受災面積到底有多大?災情是否會蔓延?救災排險的危險性有多大?需要投入多少兵力?當時,這一切都是“未知數”。而此時,空軍某航測機組聞令而動,召之即來,迅速進入戰斗狀態,赴舟曲上空在密布的烏云縫隙中“搶”回第一手災情圖片,拿回第一手災區影像資料,為國家救災指揮機構提供了重要的決策依據。
2016年6月30日20時至7月6日10時,武漢強降雨突破武漢自有氣象記錄以來周持續性降水量最大值,甚至超過1998年周持續性降水。為了在抗洪報道中開展航拍,實現新聞的可視化和全景、直觀呈現,7月6日晚11時,小米科技提供兩臺小米無人機加入抗洪報道組,并在抗洪報道中大顯身手。
2020年5月24日,云南貢山縣持續強降雨,引發泥石流等多種自然災害。云南省自然資源廳緊急調配彩虹-4無人機前往獨龍江鄉災區,完成災害重點區域圖像實時獲取、傳輸。
2020年7月21日,湖北省恩施市屯堡鄉馬者村因山體滑坡淤塞清江發生堰塞湖險情,嚴重威脅下游屯堡鄉及恩施州城區清江沿線群眾生命財產安全,中國電信系留式無人機參與湖北恩施防汛通信保障,為恩施州屯堡鄉馬者村指揮部提供了通信保障。
2020年8月江西抗洪一線,武警官兵利用無人機進行汛情監測,并負責巡查堤壩、排查水下險情等任務。官兵們使用的是一款中國擁有完全自主知識產權的無人機。這款無人機擁有高清4K、8K畫面錄影功能,遙控距離最長達8000米。
2021年7月中旬、下旬河南等地持續遭遇強降雨,鄭州等城市發生嚴重內澇,一些河流出現超警水位,個別水庫潰壩,部分鐵路停運、航班取消,造成重大人員傷亡和財產損失。在近10多天日日夜夜抗洪搶險中,暴雨導致部分地區通信中斷,無人機協助受災地區恢復應急通信并對災情進行評估。“翼龍”-2H全天候、長航時無人機曾兩度從貴州飛往河南,經過4小時飛行,抵達了洪災重災區、位于鄭州以西的鞏義市,充當為該地區居民提供通信服務的空中基站和災情評估,為鄭州市中牟縣一家醫院的救援工作提供網絡保障。在應急救援方面,指揮中心利用無人機開展晝夜間大范圍巡查和監視,掌握洪水受災面積和實時數據,搜索地面需要救援的目標,發送目標實時圖像與坐標位置,為應急救援力量引導目標。同時,物流無人機投放醫療和生活物資,從空中開辟緊急通道,為群眾解決物資短缺問題。7月22日23時,湖北機動通信局第二梯隊11名突擊隊員攜帶系留式無人機基站、背負式基站等23臺/套應急裝備抵達鄭州市。通信保障突擊隊第二梯隊到達米河鎮后,迅速利用KA衛星便攜站開通系留式空中無人機基站,覆蓋范圍達50平方公里,使米河鎮災區的通信全面恢復。
(三)無人機戰震實踐
2008年汶川地震,無人機被運用于震中災情航拍,開展堰塞湖動態監測與風險評估,這是中國首次使用無人機開展災害救援行動。2008年5月14日,四川特大地震的第3天,災區的通訊、道路中斷,汶川、北川等重災區幾乎成為與世隔絕的“孤島”,里面災情究竟是什么情形,救援指揮部的每個人都心急如焚。而此時,北京觀典航空設備有限公司20多位航拍技術人員趕赴災區。由于連日的陰雨天氣,霧氣很重,災區厚重的云層使衛星根本無法監測到地面的受災情況,而載人飛機在如此惡劣條件下也無法起降。當時當地,啟用無人小飛機航拍是最佳選擇。5月14日下午3時30分,作為第一家到達災區的無人機飛行團隊,技術人員進行了簡單的試飛。5月15日清晨6點,機組成員拿著由原成都軍區抗震指揮部特批的最高級別通行證,進入距都江堰30公里的漢旺鎮進行了災后第一次空中拍攝。此次帶去災區進行航拍的是“禁毒者”A2型無人機,這部飛機在設計之初,原本是針對毒品原植物非法種植進行航測的。“禁毒者”可以借助系統自帶的一個名為“面陣CCD”的數碼相機,對地震災區的地面狀況,包括道路毀壞狀況、建筑物坍塌情況進行偵察,并利用毒品原植物種植地塊識別系統對災區重點區域標定準確坐標,為救援提供最佳路徑。2008年6月10 日,機組成員第一次空中拍攝距都江堰30公里的漢旺鎮受災情況。
2011年3月10日,云南盈江地震災情發生后,裝載有低空無人機航攝系統的測繪應急車連夜趕赴盈江縣執行無人機航拍任務。3月11日上午,第一架無人機于9:00在盈江縣城順利起飛,對災區全境進行了長達50分鐘的航空攝影,成功獲取盈江災區首批震后20平方千米、1000多張0.1米的高分辨率航空影像。3月11日下午,無人機再次起飛,成功獲得第二批航空影像數據并在第一時間傳回北京。
2013年4月20日8時2分四川省雅安市蘆山縣發生7.0級地震后,原成都軍區某陸航部隊利用無人機航拍技術,傳回災情第一手資料。
三、“三戰”必須多種科技并用,做到人機(無人機)結合
從2008年汶川特大抗震到2008年南方雨雪冰凍災害,從2013年雅安地震到2010年舟曲特大泥石流,從2020年1月以來疫情科學防控到2021年7月鄭州抗洪搶險,一次次鮮活偉大斗爭實踐都有力證明:戰災戰疫離不開科技支撐、離不開科學的“硬核力量”,科技是戰災戰疫的利器。
隨著人工智能、大數據等高新技術的發展,無人機上的設備性能也在不斷提高,將集偵察、監視、評估、目標識別、指示引導、無線電中繼、物資配送等多功能于一體,將無人機推向“三戰”的前沿。
中國無人機研制始于20世紀60年代,逐步形成了“長空一號”靶機、“無偵5”高空無人照相偵察機等系列,具備自行設計與小批生產能力。20世紀90年代初,中國開展配制無人機,主要搭載照相機、攝像機、氣象探測設備等。
目前,中國無人機之所以引人矚目,不僅在于已經形成了品種齊全、功能多樣的完備系列,而且在于其不斷提升性能指標。近年來,珠海航展和北京航展成為中國無人機的最佳秀場,“翼龍”“天翼”“藍狐”“夜鷹”“鷂鷹”等多型號、多用途的無人機爭奇斗艷,在抗震救災、抗洪搶險、防災減災、搜索營救、交通監管、資源探測、森林防火、氣象探測、疫情防控等領域大顯身手,逐步構建新時代應急救援體系。
戰災戰疫單靠無人機無法完成任務,必須運用多種科技手段,做到人機(無人機)結合。隨著國家防汛減災體系的逐漸完善,更多智慧防汛手段亮相,手機程序及時更新最近的汛情和預警,無人機“沖”在“三戰”第一線……讓“三戰”變得更智慧、更便捷、更高效。隨著人工智能技術發展進步,以無人機為代表的新型智能救援產品逐漸嶄露頭角,前景可期,無人機不斷被世界各國運用于應急救援和“三戰”
無人機、機器人、5G技術在今年的防汛抗洪中大顯身手,一系列新科技從全方位幫助防洪抗洪工作,有效提高了預警搶險的機動性和時效性。大數據、人工智能等技術在中小河流預警預報上得到有效應用,顯著提升中國洪水預報能力。在江西,利用掃碼技術實現防洪地點“身份識別”和巡查人員GPS定位功能,是今年汛期該段實施“智慧防洪”的新舉措。搶險人員只需用手機掃描“二維碼”,就會收到所在地的名稱、里程和地理概況的文字短信,同時,定位信息也被傳輸到了千里之外的防洪系統終端。通過手機短信、微信消息、微信群等手段實現防汛預警,已在中國多個省市普及開來。同時,中國水利部門通過加強與工信部合作,依托三大運營商向社會公眾、外來人員發送預警信息。面對汛情,各基礎電信企業和鐵塔公司密切協同、互相配合,優先搶通國家級干線光纜等重要通信設施,滿足群眾24小時不間斷的通信需求。中國北京移動在2021年6月陸續組織了十數次防汛信息上報演練,通過自主研發的“多場景綜合監控支撐系統”,模擬當降雨強度達到藍色及以上預警時啟動防汛應急預案。在汛情的監測預報方面,湖北省研發了巡視無人機、5G智慧無人救生船、水下探視儀等一系列監測設備,并利用無人機對電站水庫進行檢查,排查大壩和庫區安全隱患。
作者:人民網、中華網、宣講家網等有專欄