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无人机林业防火灭火解决方案
浏览:305     更新时间:2018-07-19      作者:智航无人机

无人机林业防火灭火解决方案

第1章    前言

    林业是全国生态建设的主体,在保持经济和社会发展中有着不可或缺的作用,在生物的进化过程中起着巨大的作用。我国拥有森林面积1.75亿公顷,森林蓄积量为124.56亿立方米,森林覆盖率为18.21%,既是森林资源大国,又是森林火灾多发国家。

    国家林业局防火办提供的资料表明,1950-2007年,我国平均每年发生森林火灾22566次,年均受害森林面积近97.75万公顷。为扑救林火耗费了大量人力、物力和财力, 森林火灾对森林资源和生态环境的破坏所造成的损失难以估量。



林业火灾危害

l  烧毁林木及林下植物资源

l  危害野生动物

l  引起水土流失

l  使地下河流水质下降

l  引起空气污染

l  灭火人员携带大量灭火设备,深入森林火灾现场进行人工灭火,空气环境极其恶劣,对灭火人员的人身安全产生重大威胁。

   例如:1987年大兴安岭特大森林火灾烧毁三个林业局址,九个林场场址,四个半贮木场,桥梁67座,铁路9.2km,输电线路284km,房屋6.4万平方米,粮食325万千克,各种设备2488台.损失十分惨重,直接经济损失4.2亿元人民币。



第2章    林业巡检现状及无人机在林业防火灭火的应用

2.1人工巡检:安防效果差、效率低、人员风险高

l  林业面积广阔,开展林业资源监测、巡查工作,人工成本高,效率低,且无法迅速掌握全局。

l  林业区域水文地理环境复杂,人工巡查常常面临天气高温、补给不足、山路陡峭等问题,对巡查人员而言十分艰难。

l  林业火灾一旦发生,会在短时间内迅速蔓延,传统观察调度没有办法掌握全局,无人机则可以弥补这一缺点,实时高空观察火势走向。


2.2倾转旋翼应用场景:大范围常规巡检

特点:巡查覆盖面积大、巡查精度高和超视距自动驾驶。

机型:V330+高清双光相机

功能:及时发现可疑地点

l  倾转旋翼无人机搭载双光相机,利用其对场地要求低、快速垂直起降的特点,即可快速升空,进行林业覆盖区域的大范围常规巡检,对于林业资源调查、荒漠化监察,拓宽地面巡视视角,大大提高工作效率,利于统观大局。并且可以及时发现定位人工焚烧、温度异常等特殊情况,防火人员快速前往处理,防患于未然。


2.3倾转旋翼应用场景:火灾检测与动态管理

特点:快速反应,应急机动性强、能够高实时回传险情现场,辅助抢险救灾指挥决策

机型:V330+高清双光相机

功能:实时监测火情火势

l  一旦发生林业火灾后,无人机快速抵达现场,通过地面站上接收到的机载拍摄画面,将火场的轮廓、面积、蔓延速度等数据通过4G转发模块实时传回地面控制中心,监测林火发生(特别适用于初发火和隐火)和火场发展动态,从空中视角观察监测火势情况与火苗走向,为地面扑火指挥提供可靠信息。对于重点区域,还可以设置V330进行定点盘旋监控,全方位观测火情动态,为快速全面制定最佳灭火方案提供强有力的技术支持。

2.4多旋翼应用场景:定点灭火弹投掷

机型:凌云2+空中抛投模块

功能:及时控制小范围火情

n  六旋翼无人机凌云2搭载实时图像传输系统和空中抛投模块,利用其大载重的特点,携带数枚灭火弹飞往起火地点,并在其上空精准悬停,通过高精度热成像反馈,穿透烟雾发现高温火点,进行灭火弹精准投掷,对于控制小范围火情起到极其重要作用。此外,还可以进行应急救援物资的投放。

2.5多旋翼应用场景:空中远程喊话

机型:凌云2+空中喊话模块

功能:现场疏导、指令传达

n  火灾现场地域跨度大,救援现在车辆设备众多,需要全局进行指挥调度。无人机控制视角恰恰补足了地面视角不足的缺点,进行高空全局拍摄,实时回传到指挥中心,进行远程全局调度指挥,协助人员疏散。必要时,还可以利用空中喊话系统进行远程作战指令的传达。


2.6智航无人机优势

l  一套动力系统,效率高

l  电力驱动,安全高效

l  长航时,长航程

l  飞行稳定,悬停效果好

l  折叠设计,收纳便携

l  功能挂载丰富


第3章    智航无人机系统解决方案

3.1 方案设计

3.1.1 遵循和参考标准规范

本系统方案设计主要依据:

1.        GJB 150.1A-2009《军用装备实验室环境试验方法》

2.        GJB 1389《系统电磁兼容性要求》

3.        GJB 1403《机载电子设备安装和试验通用规范》

4.        GJB 4108-2000《军用小型无人机系统部队试验规程》

5.        GJB 5433-2005《无人机系统通用要求》

6.        GJB 5434-2005《无人机系统试验方法》

3.1.2 系统组成

智航无人机系统由飞行系统、地面控制系统、任务载荷系统构成。如下图所示:

3‑1 智航无人机系统组成框图

3.1.3总体方案

智航无人机系统可通过遥控器、箱式智能地面站对无人机进行飞行控制。通过高清图像传输系统可将监视区域的监控视频实时传回地面站、指挥中心,第一时间为指挥部门提供有效的现场信息。

总体系统架构如下图所示:

3‑2 系统总体架构图

长输管道巡检

l  大范围常规巡检

l  火灾监测与动态管理

 

l  及时火势控制

l  定点监控调度