摘 要：党的十八大以来，以总书记为核心的党中央高度重视防灾减灾救灾工作。总书记指出，“ 各类无人机系统大量出现，无人作战正在深刻改变战争面貌。要加快无人作战研究，加强无人机专业建设，加强实战化教育训练，加快培养无人机运用和指挥人才。”

关键词：无人机；消防救援；实战应用；研究

第一章 绪论

一、研究的目的、意义

据统计，2018 年改革转制以来，共有 165 名消防指战员在灭火救援等任务中牺牲，1300 多人负伤，全国灭火救援形势严峻，存在灾情基数大、灾害种类多、人员伤亡率较高等实际问题。构建空天地一体化“察、灭、救”体系，提升智能化装备在灭火救援实战中的应用水平，逐步替代、取代指战员完成涉险、涉危等存在较大安全隐患的作战任务，从而降低指战员伤亡，提高全省整体灭火救援作战实力，最大程度地确保指战员和人民群众的生命安全。

二、研究目标

1.紧扣智能化需求，明确无人机集群作战平台建设内容

近期目标（2025 年）尽快建立我们自己的公网 + 自组网无人机集群救援指挥调度系统的基础版本，构建空地协同救援智能化装备的基础产品形态；中期目标（2026 年）升级无人机集群救援指挥调度系统，实现智能化编队飞行、态势感知和自主任务规划，构建空地协同智能化装备体系；远期目标（2027 年）完成集群无人机系统结构化构建，实现各个救援子模块的分层管理。

2.紧扣规范化需求，构建无人机梯次性配备体系

目前全国无人机机型品牌、型号存在一定差异，列装无人机以小型侦察机为主，缺乏具备一定载重能力的不同尺寸规格的无人机配套体系，无法很好互为支撑，在实战中功能单一，无人机作战效能大打折扣。应按照总队级、支队级、大队（站）级提出梯次性装备体系配备需求，建立大、中、小、微的梯次机构。

3.紧扣职业化需求，加快推动无人机专业队伍建设工作

立足实际需求，围绕灭火救援全过程，按照“一队多用、一员多能、专业突出、机动遂行”的原则，着力打造一支集科技化、自动化、专业化为一体的无人机作战队伍，实现“空天地一体、全方位勤务”的辅助指挥作战功能，全面提升无人机作战队伍科技赋能、辅助决策的专业水平，进一步强化初战打赢能力，提高队伍作战效能。

4.紧扣实战化需求，开展典型场景无人机战术战法研究

结合灾情、队情实际，通过总结无人机典型应用场景，在深入分析和研究历年警情和灭火救援情况基础上，围绕队伍灭火救援实战亟需破解的难点痛点问题，立足无人机、机器人、消防车等器材装备，以“作战应用”为核心，开展无人机+人、无人机+机器人、无人机 .+ 消防车等联合战法研究。

5.紧扣专业化需求，建立健全无人机日常维护保养制度

为满足日常执勤战备工作需要，确保消防无人机 24 小时值守备战，并按照每日、每月、每季度维护保养工作模式，建立健全无人机日常维护保养管理制度，对无人机各部件及飞控系统进行定人、定期维护保养，降低无人机故障率，延长无人机使用寿命，提高无人机作业效率。

6.紧扣实用性需求，提升无人机初战控火能力

目前市场上灭火无人机主要采用“无人机 .+ 消防车”作战方式，相较于高喷消防车作业具有体积小、部署快、作业高度高等优势，但无法发挥无人机快速响应能力，通过无人机自载液作战及空中加水作业方式，使灭火无人机摆脱车辆及水源束缚，提高无人机初战快速响应能力。

7.紧扣特殊性需求，对接相关部门申请无人机临时空域

目前无人机管控越来越严，消防无人机在灭火救援实战全流程中，要实现“灾情侦察、精准灭火、辅助救援、集群作战”等任务，首先要解决无人机飞行空域问题。结合消防无人机在行业内应急处突的特殊性，积极对接空管、空军部门沟通协调，以试点支队辖区范围为作业区域申请临时空域。

第二章现状分析

一、国内、外研究现状

1.江苏总队在强化全省无人机应用方面做出有益探索

队伍储备方面，江苏总队现有 416 名无人机飞手，配备737 架各品类无人机，无人机驾驶人员按照“一站一人”的标准配到专职站，人才储备充足、装备配备到位。实战应用方面，江苏总队无人机队伍已在多起跨区域增援的重大保障现场提供支撑作用，在国内创新使用了地下建筑盲飞侦察、狭小空间快速绕飞等技战术。信息化应用方面，在总队一级建有全省无人机应用管理系统，能够实现救灾现场测绘成果存储展示、无人机及飞手飞行数据的统计管理、多机现场保障任务的规划下发和无人机安全管理等功能。

2.山东总队在专业化无人机队伍建设上做出有效尝试

山东泰安支队无人机大队体系化建队基本情况：选调 20 名取得通信岗位中高级职称、中国民航局 AOPA 无人机驾驶证的技术骨干集中驻勤，成立应急通信与无人机大队。将全市 35 个联调联战部门应急通信专员及队伍内部 32 个站级通信编成纳入统一管理调度，储备 119 人的应急通信梯次骨干力量。配备多模单兵、智能传输、超轻卫星便携站、中继通信等装备 135 件套，购置侦察巡航、喊话照明、重型载弹等无人机 19 架，常备灭火弹 2 吨、80 枚，保障队伍实体运行。

3.国外研究现状

伦敦帝国理工学院发布热传感器消防无人机 Fire Drone，该无人机由新型气凝胶材料制成，内置冷却系统安装有普通和红外摄像机、CO2传感器、视频发射器、飞行控制器、电池、无线电接收器等，尺寸较小，可进入建筑物内观察火势，并收集记录被困人员、建筑布局、意外危险等内部信息，以辅助消防员现场决策和保护自身安全。保护性外壳由聚酰亚胺气凝胶和玻璃纤维等轻质隔热材料制成，机身涂有超反射铝以反射热量，可以防止材料在暴露于高温后的收缩和降解，可承受 200^∘ C高温 10 分钟。

二、无人机在消防救援中的应用

1.2018 年山东寿光洪涝灾害救援中，首次应用无人机进行遥感测绘，利用航拍高分影像数据，制作正射影像地图，标注淹没区域、消防车辆、排水设施等信息，测算积水区域面积，结合实测积水深度，适时调整抽排水力量。

2.2021 年 4 月，上海金山区发生火灾，通过无人机在高空对火灾现场各个方面数据信息进行采集, 在掌握火灾现场具体情况的基础上, 将侦查数据及信息向指挥中心进行反馈，为领导部署及安排增援人员提供了决策依据。

3.2022 年 5 月 11 日，国务院抗震救灾指挥部办公室、应急管理部、甘肃省人民政府在甘肃省张掖市等地联合举行“应急使命·2022”

高原高寒地区抗震救灾实战化演习。演练过程中，消防救援人员使用无人机搭载手机信号探测仪，通过无人机挂载手机信号探测仪，侦测受灾区域人员的手机信号，在废墟中搜寻被困人员位置，大大提高了现场大面积搜寻效率。

第三章问题及对策

一、主要存在的问题

1.集群作战理念方面

（1）创新理念尚未广泛应用。在消防救援领域，无人机集群作战作为一种创新战略思想，其核心在于利用无人机群体的数量优势和协作能力执行复杂任务（快速侦查 + 智能灭火 + 辅助救援）。目前，该理念虽已逐渐被认可，但消防救援队伍对无人机集群作战理念的深入研究和实际应用仍处于初级阶段。

（2）单人单机操作占据主导。目前，消防无人机操作模式仍以单人单机为主，虽然在处理小型或一般任务时表现尚可，但在面对大规模灾害或复杂作战环境时，其作战效率不高，且无法实现全面覆盖，这使得其在提供信息支持和战斗力保障方面存在明显不足。

（3）过度依赖人工决策。当前消防无人机使用过于依赖人员决策，缺乏自主协作和智能决策能力。这意味着在复杂救援场景中，无人机无法根据实际情况自动调整策略，而需人工不断干预和指挥，降低了作战效率，同时也增加了操作人员负担。

2.无人机配备方面

（1）无人机种类相对单一。总体来看，无人机主要以侦查测绘功能为主，灭火救援等大载重无人机配备仍处于空白，缺乏配备的梯次性和结构性。

（2）无人机荷载能力较低。已配备的无人机中， 15kg 以上荷载能力的无人机配备量为 0，在实际灭火救援中，无人机受载荷限制，无法满足灭火救援实战需求，缺乏具备一定载重能力的不同尺寸规格的无人机配套体系，无法很好互为支撑，在实战中功能单一，无人机作战效能大打折扣。

3.无人机战术战法方面

（1）飞手操作技术限制。在实际应用过程中，当前无人机飞手训练和操作水平有限，无法满足实际需求，系留灭火无人机受载重和风力影响，在飞行过程中缺乏精度和准度，导致难以完成灭火救援任务。无人机飞手由于未经专业系统训练，导致在现场不能用、不敢用、不会用消防无人机。

（2）协同作战问题。在火场侦察方面，当消防车初战到场后，通常采取先外部侦察再室内侦察的方式，在外部侦察时通常以目视判断和无人机侦察为主，指挥员在战术层面上停留在常规老办法，难以利用无人机直观获取火势、热源、蔓延情况、被困人员位置等现场有效信息。

（3）应用场景不明确。现有的无人机基础和通用性培训不足以满足各类实际救援需求，消防救援人员对无人机的操作和使用不熟悉，导致无人机在各类场景下的救援需求和定位不明确。

4.无人机人才队伍建设方面

改革转隶以来，其职能范畴更加宽泛、遂行任务更加繁重、能力要求更加专业，需要努力构建“一专多能”的人才素质结构和“通才专才互补”的人才队伍结构，推动消防救援队伍建设正规化、专业化、职业化提供坚实人才支撑。

（1）培训课程内容单一。在无人机飞手的培训中，在课程安排上一切围绕取证考试项目来进行训练，理论死记硬背，这就导致无人机飞手培训完成后，飞行技术仅仅处在一个能飞的阶段，无法在复杂多变的灭火救援战场上来真正运用。

（2）复训制度未得到落实。经过对现有无人机飞手摸排发现，无人机取证培训均由各支队来统一组织实施，且 80% 以上的飞手均未经过复训，各支队、大队对此培训成果也未经过检验。

（3）缺乏有实战经验的飞手。由于基层队站飞手大多为通讯员，在日益繁杂的出警中，通讯员要担负指令上传下达、火场通讯畅通等工作，严重占用工作时间，导致无法在实战中利用无人机进行指挥救援和辅助决策，从而也就导致实战经验的匮乏。

5.维护保养方面

经过广泛调研，无人机维护保养管理工作专业性差且不成体系，在维护保养方面，队伍内部主要存在以下问题：

（1）缺乏系统专业的维护保养体系。近几年，大量无人机在队伍内部配备，也制定了部分的无人机使用规程，但是针对于无人机的维护保养，未出台相对应的维护保养手册，未形成科学的维护保养体系，无人机的维护保养还停留在依靠技术厂家，返厂维修阶段，制约了无人机的使用效率。

（2）日常维护保养的专业性不强。在日常的使用中，飞手没有接受过此方面的专业培训，在遇到问题时只能靠平时经验进行修复，这不仅影响了无人机的性能和使用寿命，还可能带来安全隐患。

（3）未培养专业的装备技师。队伍内部的培养的装备技师大多只掌握传统装备的维护保养，无人机在队伍内部配备以后，多由通信员（飞手）进行保管，且飞手在培训飞行执照时，只掌握了基本的飞行技能，对无人机的维护保养技能不掌握，队伍内部专业的无人机、特种装备装备技师亟需培养。

6.无人机装备革新方面

（1）现有科技技术限制。无人机在灭火救援实战中的应用受到现有科技技术的限制。例如，精准定位与导航技术、灭火装备搭载与操控技术、能源供应技术、荷载能力、材质材料等方面。

（2）研发与实战脱节。无人机在灭火救援实战的中应用，其研发制造主体是企业，实施载体是消防基层队伍。然而，无人机在灭火救援实战中承担何种角色、完成哪些任务以及达到什么样的效果，研发主体与实施载体没有达到闭环式融合，导致了无人机产品仅在“侦察”方面实现技术突破，在“灭火”及“救援”的探索应用中止步不前。

（3）无人机作战模式局限性大。在城市高层、超高层火灾的扑救过程中，目前市面上主流灭火无人机作战大多采用挂载灭火剂或系留灭火方式，仍需与地面装备结合，未能发挥无人机机动性，在高层火灾初

期，初战快速控火效能不明显。

7.空域申请政策方面

（1）没有配套的政策法规。由于无人机技术的快速发展，相关的法律法规和标准未能及时更新，导致目前针对无人机的管理存在诸多空白。例如，无人机的飞行管理、安全管理、载荷管理等方面都缺乏明确的规定，这给消防救援无人机的使用带来了很大的不确定性。

（2）联动机制尚不畅通。目前消防救援队伍内部尚未与协同部门形成无人机使用方面联勤联动机制，这在一定程度上限制了无人机在消防救援领域的应用。

（3）空域申请方面流程繁琐。无人机飞行需要向空管部门申请空域和飞行计划，然而目前的空域申请流程较为繁琐，需要耗费大量时间和人力物力，由于应急救援任务的突发性、紧迫性特点，在紧急的消防救援场景下可能会延误最佳救援时机。

二、问题产生的原因

1.平台建设方面

（1）政策支持力度不足。当前，消防救援队伍对消防救援领域无人机应用的关注度不断提高，但在政策扶持、资金投入等方面仍存在不足。这使得消防无人机集群平台研发、人才培养等方面的投入有限，制约了无人机集群作战能力的提升。

（2）技术研发滞后。无人机在消防领域的应用，关键技术、核心器件等方面研发仍存在不足，导致产品性能、稳定性和可靠性不足，难以满足无人机在复杂灭火救援场景下开展集群作业。

（3）系统集成与兼容性问题。消防无人机集群控制系统需要集成多种功能模块，如飞行控制、导航定位、数据传输、图像处理等。在实际应用中，不同厂家和型号的无人机及设备之间的兼容性问题亟待解决。

（4）通信与数据链路问题。消防无人机集群控制系统需要在复杂环境下实现多无人机之间的通信与协同。然而，现有通信链路往往受到距离、遮挡、信号干扰等因素的影响，导致通信质量和稳定性不佳。

（5）协同作战与智能决策问题。在消防无人机集群控制系统中，无人机之间需要进行协同作战，例如协同侦察、协同救援等。然而，现有算法往往无法满足实时性、动态性和灵活性要求，导致无人机集群的协同效果不佳。

（6）安全与可靠性问题。消防无人机集群控制系统需要在高温、高压、高湿等恶劣环境下稳定工作，然而现有无人机技术和控制系统在安全性和可靠性方面仍存在不足，如故障诊断、紧急处理、应急降落等没有可靠的解决方案。

2.无人机配备方面

（1）缺乏统一的标准和规范。目前无人机行业缺乏统一的标准和规范，特别是在灭火类无人机及大载重无人机方面，只有部分企业做了本产品的标准或地市一级标准，在国家层面对消防救援行业标准未进行统一的制定，导致不同厂商生产的无人机在性能、规格、质量等方面存在差异，给配备工作带来了一定的困难。

（2）技术发展与应用需求之间存在差距。无人机技术正在快速发展，但在消防领域的应用还处于起步阶段，无人机的功能和性能还不能完全满足消防救援的多样化需求，不同的应用场景对无人机的性能和功能要求不同，在实际工作中，由于存在需求不明确或者需求变化频繁的情况，导致配备工作难以满足实际需求。

（3）缺乏强有力的经费保障。目前市场上主流灭火无人机均价在70 万元，无人机压缩空气泡沫消防车（一车两机）均价在 500 万元，大载重无人机均价在 500 万元左右。由于财政紧缩，对于高新装备的投入捉襟见肘。

3.无人机战术战法方面

（1）理论研究不充分。消防无人机技术目前已广泛应用于各基层消防站，但其战术战法的理论研究有待进一步深度挖掘。由于缺乏系统的理论框架和实际火灾模型，无人机应用训练的操法规程少，使得无人机在实际应用操作中缺乏科学、标准化的指导。

（2）应用意识不足。虽然无人机在消防救援队伍中的覆盖率非常高，但在日常实战及演练中应用意识不足，特别是在极端复杂环境中，如何在技战法培训中对应其场景、实战技能细化其分类、深挖其应用，仍是亟待解决的问题。

（3）装备配备不齐全。当前市面上的消防无人机类型多种多样，根据实际应用进行分类，大致可划分为通信中继无人机、测绘无人机、灾情侦察无人机和灭火救援无人机，普通消防救援站难以保障各类无人机型号配备齐全，加之不同型号和品牌的无人机装备可能导致操作方式和性能各异，其训练方法和战术应用均有所不同。

4.无人机人才队伍建设方面

（1）思想认识不重视。在灭火救援技战术运用中，还是老思想、老办法，没有紧跟科技发展的潮流，没有认识到无人机在消防中应用和高效便捷，忽视无人机飞手培养，各支队组织的培训频次不高，未按照队站实际需求来进行培训。

（2）培训与需求不统一。在以往各支队组织的无人机驾驶员培训中，在课程和时间安排上仅仅只能满足在培训时间内完成取证科目的训练，并且培训机构的教员没有应急救援类无人机任务飞行的经验，所以导致无人机飞手培养出来后只会简单的飞行，在复杂的环境和紧迫的时间中无法快速运用到实战中，没有深入去理解、去探索、去研究，导致培训和实战脱节。

（3）工作谋划部署不到位。各支队在历年的无人机飞手培训工作中一味追求“完成任务式”的开展，在开展新飞手初训的同时，没有对前期已考证的飞手进行回炉，工作缺乏谋划，归根结底还是对无人机的消防运用前景不够重视，飞手远远达不到“能飞”的程度，在日常工作和灭火救援行动中没有凸显出无人机辅助救援的优势，久而久之各级领导对无人机在消防中的运用就逐渐淡化，无法引起重视。

5.维护保养方面

（1）维护保养的认识不够。一些飞手在无人机使用过程中没有及时清理灰尘和污垢，导致电子元器件的损坏。还有一些飞手没有定期检查无人机的各个部件，导致无人机出现故障时无法及时修复。

（2）未接受过专业的无人机维护培训。无人机作为一种高科技装备，其维护保养需求与传统装备有很大差别，涉及到电子、机械、材料等多个领域，维护保养需要具备专业的技术知识和丰富的实践经验，当前队伍内部许多飞手仍保持固有维护保养流程，未接受系统的无人机维护保养培训，造成因无人机的后期维护保养不当，许多无人机出现了故障和损坏，严重影响了其使用寿命和性能。

（3）无人机维护保养流程不规范不统一。无人机维护保养需要按照一定的流程进行，包括检查、拆卸、清洗、更换部件等步骤。飞手实际在维护保养过程中存在自由发挥的情况，因流程不规范从而导致维护保养工作不彻底或者出现损坏。

6.无人机装备革新方面

（1）技术瓶颈约束。例如，机身耐火材料是确保无人机在高温环境下开展作业的关键因素，电池技术和能源密度是确保无人机长距离、长航时作战的关键因素，荷载能力是确保无人机作战的关键因素，受各行业技术发展及材料限制，短期内无法针对性突破。

（2）实战需求与科技研发脱节。实际应用于灭火救援场景时，许多问题才会暴露出来。当前，无人机研发主要关注飞行性能、摄像系统、数据传输等方面，而忽略了灭火救援实战中的实际需求。例如，无人机在高负荷条件下的飞行稳定性、抗干扰能力、紧急避障功能、荷载能力、灭火药剂性能等都未有深入研究。

（3）现有产品实战效果差。在城市高层、超高层火灾中，当前市面上主要采用“消防车 + 无人机”作战方式。其优点是高度相较于高喷车作战高度有所提高（高度可达 120m ），其缺点是在接警出动后，由消防车运载无人机到达指定位置展开作业，受地面因素影响，到场速度慢，展开时间长，出水流量相较高喷车差距较大，无人机只能进行室外作业，无法进入室内精准灭火。车载无人机与高喷车作业模式几乎相同，其处置对象是城市高层、超高层在猛烈燃烧阶段的火灾，但是在灭火效率上并没有突破甚至低于现有作战模式。

7.无人机政策法规及空域申请方面

（1）严格的空域管理规定。空域申请通常涉及多个部门和环节，包括民航、空军等相关部门。申请者需要按照规定提交一系列文件和资料，经过层层审批后才能获得飞行许可。这一过程可能会耗费大量时间，无法满足紧急救援任务的时效性要求。

（2）通信和协调问题。在紧急情况下执行灭火救援任务时，消防无人机需要快速进入空域进行救援任务。由于目前消防救援队伍与空管、空军部门尚未建立快速的通信和协调机制，无法实现实时沟通和快速决策，导致空域申请无法迅速获批。

（3）法规和政策滞后。尽管许多地区已经开始制定和完善无人机相关的法规和政策，但在政策制定时大多均已消费级及工业级无人机为制定依据，对应急救援特殊部门需求未能充分考虑，现有的法规和政策无法充分适应紧急救援任务的需求，导致消防无人机在空域申请方面受到限制。

三、下一步拟解决的问题

1.强化合作，建设无人机集群作战平台。高校、企业、消防签订三方战略合作协议，突出资源整合和合作交流，以“政企合作”的形式开发适应行业需求的项目，服务实战、提升训练效果，不断完善训练系统，待成熟后全面推广，通过合作共赢模式，增强市场竞争力。

2.因地制宜，进一步规范无人机配备体系。结合各地区灾害事故特性及应急处突难点问题，按照总队级、支队级、大队（站）级提出梯次性装备体系配备需求，建立大、中、小、微的梯次机构，在现有侦察型无人机较好覆盖率基数上，重点突出“灭火型无人机”及“救援型无人机”在队伍中配备比例及应用需求，深入推广无人机在灭火救援实战领域中的应用。

3.紧贴实战，结合应用场景提升实战效果。通过总结无人机应用场景，分析无人机在各类救援中发挥的作用，对无人机灾害事故处置中的先进做法和经验进行充分研讨，针对战术战法中的应用难点、应用场景、现场保障等方面开展测试研究，探索创新无人机战术战法，以应对日趋复杂的各类灾害事故救援需求。

4.先行先试，组建无人机灭火救援专业队。试点先行，坚持专业化、职业化方向，抽调骨干人员组建无人机消防救援站，主要负责辖区火灾扑救、抢险救援、火情监测、无人机灭火救援场景应用研究和战法操法等多项任务，建立“跟训培养 + 实操演练”双育模式，研究探索无人机队伍发展方向，带动无人机企业生产研发。

5.整合资源，总结汇编无人机维护保养手册。按照“定期更新、针对解决”的原则，制定无人机维护保养工作手册，确保“宏观全省全机型覆盖、微观细化维护保养机制”，提高无人机维护保养工作的规范性和专业化水平，降低无人机因维护保养不当导致的故障和事故发生率，延长无人机的使用寿命；提高无人机整体运行效率，降低队伍的使用成本；提高无人机驾驶员和维护人员的专业素质，为无人机行业的持续发展提供人才支持。

6.积极探索，打造消防无人机临时空域样板。消防无人机的应用是城市应急处突的重要手段，我们要主动和空管所、空军司令部对接，积极探索，明确实战与管控之间的关系，尝试建立消防无人机实战先飞后申请、训练先申请后飞的合作模式，主动接受空管对作战目的、航线的监管，主动接受空管对作战合理性的评定，积极推动消防无人机临时空域申请工作。

参考文献：

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