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消防科技:消防救援空中支援的过去、现在、未来

2023-10-27 | 494|

由于过高的配置要求和运营成本,目前为止英国消防和救援服务的空中支援一直受到限制;但即将迎来改变。无人机技术的引入为消防和救援部门的空中支援可用性和能力提供了一个革命性的变化;降低风险,降低成本,减少环境影响。无人机的出现不仅改变游戏规则,而且这仅仅是一个开始。

空中支援被广泛认为是现代应急服务的一个组成部分,提供更好的态势感知以增强安全性,并在最终拯救生命最重要的时候节省了宝贵的时间。皇家联合服务研究所(RUSI)关于蓝光航空资产的报告解释说,“空中支援在向事故现场提供专业人员和设备方面发挥着重要作用,特别是在远距离或难以通过公路或海路到达的地方;提供空中观察,为指挥和控制决策提供信息,并跟踪和记录犯罪活动;确保重伤人员从事故现场迅速转移到医院或从一家医院转移到另一家医院;能够安全营救在海上遇到困难的水手、冲浪者和游泳者;寻找迷路的徒步旅行者和登山者;并能接近海上着火的船只。

尽管有许多好处,但在英国没有像警察和海岸警卫队的服务一样专门为消防和救援服务提供的国家直升机服务。尽管在威尔士有一架直升机被签约待命,专门用于处理野火,也有过几次直升机试验。伦敦消防队测试了直升机的潜在用途,例如,直升机的平均响应时间估计为13分钟,而消防设备的平均响应时间约为30分钟。最近的研究也发现了可以节约时间。例如,埃文消防救援服务在2011年主导了一系列试验,对直升机的使用和可行性进行了测试。直升机响应试验了10次预先计划的作战演习。测试练习包括:3x道路交通碰撞场景;2x快速水上救援场景;2x悬崖救援场景;2x城市搜索和救援场景;和1个危险检测、识别和监控场景。

为了形成关于响应时间的性能比较,通常的道路响应车辆也被动员和计时。引用试验报告作者的话:“从试验中可以清楚地看出,直升机的使用是成功的……毫无疑问,这应该证明英国消防部门使用直升机是一条有效的可行道路。”

然而,不幸的是,自2011年这些试验以来,在启用国家消防和救援直升机服务方面似乎没有取得什么进展。也就是说,正如《国家警察空中服务(NPAS)国家警察合作协议》所述,“伙伴关系”被列为NPAS用户的一项要求,以便公共服务部门做出更有效的反应。因此,消防和救援部门可以向NPAS请求空中支援。然而,它还在上述合作协议中明确指出,“为合作伙伴工作不是警察空中行动的核心作用”。这意味着,警务以外的任何紧急服务机构提出的空中支持请求都不是NPAS的主要服务;响应只能通过使用备用容量来执行,因此无法保证,尤其是在响应时间与警察部队不同的情况下。更不用说,一项由英国皇家警察和消防及救援服务监察局进行的名为“飞机、无人机和直升机”的警察空中支援独立研究所指出的,NPAS飞机和机组人员平均每年只有54.9%提供给警察部队,更不用说消防和救援服务了。

多塞特搜救队进行SAR-H演习

此外,支持其他应急服务也是海事和海岸警卫局搜索和救援直升机服务的一个主要目标。QinetiQ代表MCA进行了全面的实施后审查,评估了当前SAR-H合同的有效性和性能。该评论描述了SAR-H的主要目标,其中之一是“支持其他应急服务-与其他救援伙伴的相互关系”;这一特殊要求将包括支持英国消防和救援服务。QinetiQ的审查还明确说,尽管SAR-H对其他紧急服务的支持正在广泛实现,但仍有一些领域可以改进,以惠及其他救援合作伙伴——这可能表明消防和救援服务尚未获得SAR-H有朝一日可能提供的最佳支持水平。然而,该报告于2019年发表,两年前撰写本文时;自报告发表以来,还未取得更好进展。

此外,MCA在短时间内为消防和救援部门提供了运输消防员和设备的能力,以便在必要时在海上进行灭火。由于提供这项服务的高技能船员长时间不活动,该设施随后被MCA收回。尽管这项服务在操作上部署不频繁,但如果没有这种能力,在处理海上火灾的能力和恢复力方面存在明显的弱点。

总而言之,尽管消防和救援部门可以向两个不同的国家航空服务部门提出请求,但如果消防和救援部门能够控制自己或共享的国家航空服务部门,他们的需求和要求显然会得到更好的满足。显然,尽管有明确的业务需求,但建立和运营直升机服务的过高成本已使人望而却步,无法组建专门为消防和救援服务的国家直升机服务。埃塞克斯消防和救援服务机构进行的直升机可行性研究估计,每架直升机每年将花费120-140万英镑,这对消防和救援服务机构满足其对直升机服务的需求来说是一个巨大的、也许是不可逾越的障碍。就其本质而言,消防和救援需求通常是被动的,这使得警察部队更难对提供预防措施的设备进行成本效益分析。对英格兰和威尔士消防和救援服务机构的空中支持一直是有限和临时的。也就是直到最近将迎来改变。

最近无人机技术的引入为消防和救援部门的空中支援可用性和能力提供了一个质的变化。事实上,伦敦消防队的网站描述了无人机给他们的行动带来的重大价值:

通过提供事件的鸟瞰图,无人机帮助事件指挥官制定策略来帮助解决问题。无人机也可以进入对消防员来说不安全的区域。总的来说,它们提高了我们机组人员的安全,并有助于改善我们对事故的反应。

目前由紧急服务部门运营的无人机数量从大约1450架到60000架不等。与上述每年120-140万/直升机的成本相比,无人机是迄今为止最具成本效益的空中支援形式。因此,消防和救援服务并没有像直升机一样被禁止使用无人机。更不用说,无人机比SAR-H9减少99.91公斤的碳排放,比NPAS直升机减少96%的碳排放和60%的噪音污染;因此,无人机也是在全国范围内实现可持续发展目标的重要一步。降低风险、降低成本、减少环境影响,无人机已经成为空中支援的行业规则改变者。

因此,近年来,消防和救援部门以及其他应急部门使用无人机的情况有所增加。仅根据在线材料,英国就有29个消防和救援部门和39个警察部门采用了无人机技术。随着技术能力的进步,采用率预计也将继续提高。无人机的作战作用范围正在扩大,随着相机技术、电池容量和热成像的发展,无人机越来越能够在一系列使用案例中提供有效的作战结果。然而,火灾响应仍然是消防和救援服务无人机行动的主要使用案例。无人机能够提供更高的视野优势和更安全查看火情。将无人机放在空中可以提供火灾的实时图像,使消防员能够根据无人机捕捉到的增强的态势感知图片做出更明智的时间关键决策;总之,“这是一种更安全评估形势的方式,而不是把人的生命置于危险之中”。

HeroTech“盒子里的无人机”站,可以在没有现场无人机飞行员的情况下自动派送、回收和为第三方无人机充电

重要的是,也是最令人兴奋的是,这只是无人机革命的开始。无人机行业作为一个整体是高度创新和快速发展的;而且,随着无数监管机构争相跟上无人机技术的采用和发展速度,有一点是显而易见的:超越视觉视线(BVLOS)的无人机行动将为紧急服务部门开启无人机革命的全新时代,甚至更远。全球BVLOS无人机市场(收入)目前估计约为190亿美元,年增长率(CAGR)接近6%,预计到2029年市场规模为340亿美元。备受尊敬的研究公司Markets and Markets估计,应急响应部门将是该市场需求最高的应用之一。因此,一个由英国电信牵头、英国政府支持的财团,名为“XCelerate项目”,正在开放和不受限制的空域建立英国首个商用无人机走廊,该走廊将长达8公里,位于伯克希尔哈撒韦的雷丁南部,其重点领域之一是应急响应。从2022年1月起,SkyBound救援者将领导该空域走廊内的应急响应试验;这些无人机将驻扎在HeroTech盒中无人机平台(见图),并通过SkyBound救援者无人机任务协调器执行任务,该协调器将自动执行优化的任务计划。特别是,SkyBound救援者将测试BVLOS无人机在失踪人员搜索和道路交通碰撞场景中的使用。这两种事故在英国频繁发生,都需要快速反应以获得最大效果,无人机的实施也在这两种事故中产生了巨大的救生效果;这些都是选择的决定性因素。更不用说,在英国,RTC的年度数量约为25,500起,16MISPER事故约为每年313,000起;这对英国紧急服务来说是一个巨大的成本和时间负担。XCelerate项目旨在加快对这些事件的响应,从而提高存活率并降低成本。

目前,我们所经历的只是无人机有朝一日可能为英国应急服务提供救生和公共安全潜力的一小部分。这是因为,目前,无人机需要搭乘第一响应车辆到达事故现场,然后才能手动发射和操作。当响应时间减少时,空中支援的真正好处就实现了,因为响应时间可以作为实现空中支援的主要作用:保护人的生命的一个替代指标。因此,目前无人机无法直接飞向事故现场,阻碍了这项新技术的潜力。鉴于,XCelerate项目将使无人机领先救援队,成为第一个出现在现场的眼睛,从而为英国的良好革命开启无人机救援的新时代。


(译自/《英国消防》 编辑/笑丁

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