最近四川、重庆的山火引人担忧。8月18日以来,由于持续高温干旱,重庆江津、大足、铜梁、巴南等区先后发生山林火灾,重庆市应急局航空救援总队投入7架直升机开展空中灭火,共转移群众540户1500余人。今年是重庆1961年来最严重的极端连晴高温天气,起火点均为山势陡峭处,加上风大风向不定形成乱流等非常不利因素,给灭火工作增加极大的难度。

8月21日,重庆北碚区缙云山发生山火。图片来源:人民日报
为了应对这样严峻的挑战,让我们放眼世界,看看在无人机行业解决方案这一领域可以做些什么。
让我们首先聚焦无人机领域的技术和规范的引领者——NASA。NASA为了应对火灾季节,都进行了哪些技术和实战操作上的准备。

2022年5月3日,NASA艾姆斯研究中心(AmesResearch Center)的一位副研究员亚斯敏·阿尔巴布(YasminArbab)在加利福尼亚州雷丁(Redding)测试了一种专为消防无人机操作员设计的原型设备——她操纵着飞机也在天空中进行了消防训练。为了帮助扩大无人机系统(UAS)或无人机在灾难响应中的使用,这里展示的UAS飞行驾驶套件由NASA应急响应行动的可扩展交通管理(STEReO)项目开发。图片来源:NASA
在美国,通常把林火及山火叫做野火。即使在夏季最炎热、最干燥的天气到来之前,野火也在美国某些地区造成了沉重的损失。今年春天,NASA的研究人员与消防响应团队合作,测试了他们的原型工具,以帮助使野外消防员更安全地完成艰巨的工作。
NASA的应急响应行动可扩展交通管理(STEReO)项目开发的解决方案,其中一个要素就是侧重于那些操作无人机系统(UAS)或无人机的消防员。
无人机能够捕获其下方景观的热图像,这可以帮助确定扑灭特定火灾的最安全、最有效的方法。在这种灾难上方空域的活动会变得很复杂,会有多种类型的飞机在进行操作。STEReO的原型设备称为UAS飞行驾驶套件(UASP-kit),可通知无人机操作员,告知他们载人飞机的位置,使他们能够安全地避开。
NASA团队在今年春天的两次实地测试中评估了他们的UASP套件在现实场景中的设置:一次在美国南部的多个地点,另一次是在加利福尼亚北部。

LynneMartin是NASA艾姆斯研究中心的研究心理学家,也是应急响应行动可扩展交通管理(STEReO)项目的成员,她正在观察准备使用无人机系统(UAS)/无人机进行规定燃烧的消防响应专业人员,于2022年3月在阿拉巴马州班克黑德(Bankhead)国家森林进行预先规划好的燃烧作业。STEReO团队的原型技术——如图所示的黄色UAS飞行驾驶套件——使无人机操作员更好地了解附近出没的其它飞机,使他们能够安全有效地参与消防响应行动。图片来源:NASA
三月份,STEReO团队成员观察到美国林务局人员在佐治亚州,阿拉巴马州和密西西比州的八个国家森林中开展预规划燃烧工作。这些有意点燃的火焰是一种土地管理策略,用于减少可用于无意火灾燃烧的植被数量。它们从空中点火平台开始,无人机在远程操作员的控制下精确地投掷小燃烧球。林务局的受训人员正在学习诀窍。
NASA的团队带来了他们的四个UASP工具包参加到这些活动中,教林务局人员如何操作它们,然后观察消防员在两周的实战任务中使用该技术。
预规划燃烧工作为火灾紧急情况提供了一种练习方式。但也带来了挑战,STEReO可以帮助他们应对这些挑战。与野火灾难响应不同,预规划燃烧没有封闭空域提供的保护,旨在将其它飞机挡在外面。这意味着任何人(飞机)都可以飞越该地区。STEReO的UASP套件使操作员能够更好地了解附近的飞机,从而更安全地进行这些友好的预规划燃烧。
从这项实地工作中,NASA的研究人员从消防队在实战情况下广泛使用STEReO概念的过程中收集了重要的数据和反馈。
“很高兴看到他们将UASP套件整合到他们的工作流程中,并了解它如何影响他们的态势感知,”STEReO在加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心的首席研究员JoeyMercer说,“与消防员一起在现场度过的任何时间都非常有价值- 我们可以看到更多他们的世界,并看到我们正在为谁构建这项技术。”
在美国的另一边,5月初,STEReO研究人员参加了由加州林业和消防局(CAL FIRE)主办的与空中消防相关的培训课程。在加利福尼亚州的雷丁,受训人员正在学习指挥应急响应的繁忙空域活动,许多飞机在模拟火灾上飞行。在地面上,NASA的STEReO团队正在测试其UASP套件的新功能。
虽然那天没有无人机飞行,但STEReO团队成员扮演了UAS操作员的角色,并测试了UASP套件在这种复杂环境中使用其最新软件的性能。
“我们能够立即看到新功能是否运行良好,或者是否需要我们团队的软件工程师立即关注,”Mercer说,“这种迅速的原型制作方法,当在这些操作环境中得到验证时,是我们确保为这些用户提供所需功能的最快方式。”
随着火灾季节的到来,STEReO团队将继续学习如何从野火一线的合作伙伴那里改进UASP套件。林务局和CALFIRE工作人员将在整个火灾季节继续操作UASP套件,为STEReO团队提供许多机会来观察无人机操作员在野火灾难响应期间如何使用他们的技术。
STEReO由NASA位于加利福尼亚州硅谷的艾姆斯研究中心(AmesResearch Center)与另外两个NASA中心合作领导:弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心(LangleyResearch Center)和俄亥俄州克利夫兰的格伦研究中心(LangleyResearch Center)。STEReO的合作伙伴范围从联邦机构到城市和州消防部门,公用事业和私营公司。这项工作是NASAConvergent Aeronautics Solutions项目下的概念研究。
在中国,针对林火以及山火,是我国政府极为重视一个消防重点。2016年三部门(国家林业局、国家发展改革委、财政部)制定的《全国森林防火规划(2016—2025年)》就明确指出,未来10年我国将投资450.95亿元用于森林防火。
安擎科技作为一家专业的无人机行业解决方案和低空域交通运行服务提供商,在实地测试和实战方面,和国外同行类似,也提供了先进和完备的解决方案,能够实现对森林防护的植被、人员、设备、操作环境和条件变化的感知与监控,有效识别风险危害因素,提供紧急情况安全预警与人员车辆疏散路线,动态监管安全措施的落实情况,助力森林火灾的预防和应急响应。

相比其他类型巡检,森林巡护需要更高检测精度和实时性。安擎科技在遥感卫星和无人机巡检基础上在无人机侧上装边缘计算模块,辅以完备的数据服务和信息融合,能更准确的识别着火点、减少误报。STEReO项目为森林消防的灭火提供了新的思路,先进空中交通(AAM)在这方面具有无法替代的优势。安擎科技会继续关注并分享该项目进展。