无人机在油田化工消防救援工作中的应用研究
雷圣
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

雷圣,. 无人机在油田化工消防救援工作中的应用研究[J]. 中国科学研究,2023.8. DOI:10.12721/ccn.2023.157184.
摘要:
在油田和化工厂中,可能发生火灾、气体泄漏等紧急情况,对人员安全和设施完整性造成严重威胁。无人机具备快速响应、灵活性和远程操作的优势,近年在油田化工消防救援领域得到广泛应用。本研究旨在探讨无人机在该领域中的应用,通过火灾侦查和监测,气体泄漏检测和监测,人员定位和救援,物资运送和供应支持,以及通信和数据传输支持等方面的应用分析,揭示无人机在油田化工消防救援工作中的多重功能和效益。
关键词: 油田化工消防救援无人机火灾侦查人员定位
DOI:10.12721/ccn.2023.157184
基金资助:

前言:在油田化工消防救援领域,火灾和其他紧急情况可能导致巨大的人员伤亡和财产损失。传统的消防救援方法在面对复杂和危险的环境时存在一定局限性。随着无人机技术的快速发展,无人机在油田化工消防救援中发挥越来越重要的作用。无人机具有快速响应、灵活性和远程操作的优势,能在火灾和紧急情况下迅速部署并提供关键的实时信息。通过搭载各种传感器和设备,无人机可以进行火灾侦查,实时监测火灾扩散情况,为救援决策提供支持。

一、油田化工消防救援的特殊挑战

油田化工消防救援面临着一系列特殊挑战,这些挑战需要特别考虑和解决,以确保高效、安全的救援行动。一是复杂的工艺和设备。油田和化工厂中存在各种复杂的工艺和设备,例如高压管道、化学储罐等。火灾或事故发生时,这些设备可能加剧火势扩散和危险物质泄漏的风险,给救援行动带来更大挑战。二是高温、有害气体和毒物。油田和化工厂中常常伴随着高温、有害气体和毒物的存在。这些因素对人员和设备的安全构成威胁,同时也增加救援人员进入现场风险。三是限制的访问和逃生路径。油田和化工厂通常具有复杂的布局和限制访问的区域,导致救援人员在火灾或事故现场的进入和撤离受到限制。四是大规模火灾扩散。由于油田和化工厂中储存和处理的物质具有易燃易爆性质,一旦火灾发生,往往会迅速扩散,形成大规模的火场。这要求救援人员迅速准确地掌握火势发展情况,并采取有效的控制和扑救措施。

二、无人机在油田化工消防救援工作中的应用价值

第一,快速响应和侦查能力。无人机可以快速部署并到达火灾或事故现场,提供实时的侦查和监测能力。它们能迅速获取火灾的准确位置和规模,以及掌握火势蔓延情况,为救援人员提供及时的信息支持。第二,远程监测和安全评估。无人机搭载各种传感器和摄像设备,实时监测火灾现场的温度、烟雾密度和有害气体浓度等关键参数。这有助于评估火灾风险和环境安全性,为救援人员提供重要的安全信息。第三,气体泄漏检测和监测。无人机配备气体传感器快速检测有害气体泄漏,提供即时的气体浓度数据。这有助于及早发现泄漏事故,采取相应的应急措施,减少环境污染和人员伤害的风险。第四,人员定位和救援支持。无人机利用红外热像仪等技术快速定位被困人员位置,向救援人员提供准确信息。这有助于提高救援效率,减少救援时间,确保被困人员安全。第五,物资运送和供应支持。无人机搭载救生器材、医疗物资和紧急供应品等,将其送往火灾现场或难以到达的区域。这提供一种快速、灵活的物资运送方式,满足紧急救援需求。第六,通信和数据传输支持。无人机作为通信中继器,提供无线通信信号覆盖,弥补火灾现场通信中断的缺陷。

三、无人机在油田化工消防救援工作中的应用分析

(一)火灾侦查和监测

大庆油田作为中国最大的陆上油田,面积广阔,油井密布,化工设施众多,火灾的风险始终存在。在这样的背景下,无人机的火灾侦查和监测应用对于提高消防救援工作的效率和安全性具有重要意义。首先,无人机可以快速到达火灾现场,搭载高清摄像设备和热像仪等传感器,实时获取火灾区域的图像和数据。通过无人机的航拍能力,从空中俯瞰火灾现场,获取全景图像,帮助救援人员全面了解火势的规模、扩散方向和火源位置。其次,无人机配备气体传感器和烟雾探测器等设备,实时监测火灾区域的温度、烟雾密度和有害气体浓度等指标。再次,利用无人机搭载的传感器和监测设备,结合实时图像和数据,建立火场扩散的模型和预测系统。通过分析火势的发展趋势和风向风速等因素,提供火势扩散预警信息,帮助救援人员预测火灾的蔓延路径和范围,为指挥决策提供依据。最后,无人机搭载的相机和传感器实时捕捉火灾现场的图像和数据,通过无线传输技术将这些信息传输到指挥中心。救援人员通过实时图像和数据了解火灾现场的具体情况,做出更加准确的救援决策。

(二)气体泄漏检测和监测

第一,无人机搭载的气体传感器能准确测量有害气体的浓度,通过定位系统确定泄漏源精确位置。在大庆油田,无人机可以飞越作业区域和设施周边,对可能发生泄漏的地点进行快速检测。第二,无人机进行空中遥感监测,收集大范围区域的气体浓度数据,结合气象数据进行扩散预测。第三,通过无人机收集到的气体泄漏信息,可以进行环境安全评估,评估泄漏对周围环境和人员的影响程度。同时,这些数据帮助救援人员进行救援规划,确定最佳进入路径和救援策略,确保救援行动安全性和效率。

(三)人员定位和救援

首先,无人机搭载红外热像仪等设备,在火灾或事故现场进行红外扫描,快速定位被困人员的位置。红外热像仪能够探测到人体的热量辐射,通过无人机的航拍能力,有效地搜索和定位被困人员。其次,无人机搭载摄像设备实时传输火灾或事故现场的图像和视频,为救援指挥中心提供实时的场景观察。指挥中心可以更好地了解被困人员所处的环境和情况,为救援人员提供准确指导。最后,在通信中断或信号较弱的环境下,无人机提供稳定的通信连接,实现与被困人员的及时沟通和信息传递,协助救援人员更好地了解被困人员情况和需求。

(四)物资运送和供应支持

第一,无人机快速将急需的救援物资运送到火灾或事故现场,包括医疗物资、救生设备、灭火器具等。由于无人机具备空中飞行能力,能避开地面障碍物,因此能快速到达目的地,迅速提供紧急救援所需的物资。第二,无人机可以自动化地完成物资的调度和运送任务,根据实时需求和优先级进行智能分配,提高物资运送的效率和响应速度,确保救援物资的及时供应。第三,无人机根据实际需求进行不同尺寸和载重能力的选择,以满足不同物资的运送需求。同时,无人机的垂直起降和悬停能力使其能在狭小的空间中进行精确的投放和供应,适用于复杂环境和紧急情况下的物资运送。

(五)通信和数据传输支持

首先,通信中继和信号增强。在大庆油田等油田化工环境中,由于地形复杂、建筑物密集或通信基础设施受损,导致通信信号不稳定或中断。无人机作为移动通信中继器,搭载无线通信设备,提供稳定的通信信号覆盖。其次,非线性通信网络支持。无人机以多跳通信方式建立网络连接,形成临时的通信基础设施,为救援人员和受灾区域提供通信服务。最后,数据加密和安全保障。在数据传输过程中,无人机采用加密技术保障数据安全性。通过使用加密通信协议和数据传输加密算法,无人机确保传输图像、视频和传感器数据不受未经授权的访问和窃听。

结论:无人机在油田化工消防救援工作中具有显著的应用价值。它们能够应对油田化工环境中的特殊挑战,并提供多方面的支持,包括火灾侦查和监测、气体泄漏检测和监测、人员定位和救援、物资运送和供应支持以及通信和数据传输等。通过无人机的高效、灵活和快速响应能力,提高救援行动的效率、减少人员风险。同时也能提供实时的图像、视频和数据支持,帮助指挥中心做出准确的决策。

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。