无人机在火灾事故调查中的应用研究

摘要：文章通过对无人机在一起火灾事故调查中的实践应用进行分析，重点介绍了无人机在火灾事故调查中的主要应用及优势，提出了无人机应用于火灾调查的一些前景思考。关键词：无人机;应用;火灾事故调查无人机顾名思义就是无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全的或间歇的自主操作。无人机按应用领域，可分为军用与民用。民用方面，“无人机+行业应用”大大地拓展了无人机本身的用途，被广泛应用于航拍、农业、灾难救援、测绘、新闻报道、电力巡检等领域。随着无人机技术的逐步完善以及制造成本、操控难度的大幅下降，消费级无人机在消防救援工作中得以广泛应用，如用于灾情侦查、物资投送、新闻素材拍摄等。同时，无人机的空中拍摄技术、实时三维模型等为火灾调查过程中的火灾现场拍照、制作全景图、火场重构、现场制图提供了新的技术支撑。一、无人机在一起火灾事故调查中的实践应用（一）火灾基本情况2021年4月24日15时37分，某县消防救援大队接到报警称，某家私有限公司发生火灾。火灾烧毁车间1间，过火面积600m2，无人员伤亡。（二）调查询问情况（1）据现场喷漆工陈某笔录显示，其正在喷漆房作业时突然断电，便立即出来查看发现UV光解净化器内部在燃烧。（2）据公司厂长刘某、车间主管杨某笔录显示，UV光解净化器是2018年安装，2021年4月12日杨某向刘某反映过设备有异响，因业务较少，于4月12日停产，24日复产，设备在通电运行。以上证人证言可反映最先起火的部位可能就是UV光解净化器。（三）无人机勘查情况通过环境勘验发现：过火建筑为该公司的木工车间，钢架结构，为2个车间联通组合而成，其中1号车间东北方向长52.2m，东南方向宽20m，2号车间东北方向宽40m，东南方向长80m。组合成的木工车间总体呈“L型”布局，东南方、东北方为空地，西南方毗邻展厅及办公室，西北方为围墙，围墙外为废弃厂房。由于起火建筑为钢架结构建筑，屋顶与四周墙体1.2m以上为夹心彩钢板材料制作而成，彩钢板变形、变色特征较为明显，室内倒塌严重、痕跡不清不能很好地判断火灾蔓延发展方向，加之周围地势较为局限，不利于进一步勘验，火灾调查人员决定采用无人机从高空抵近勘查，判断火灾蔓延方向，寻找起火部位。火灾调查人员操作无人机，采取侧角度环绕拍摄和顶部垂直拍摄方式，重点勘查干木工车间的夹心彩钢板屋顶和墙体的变形、变色和烟熏痕迹特征。通过利用无人机侧角度和顶部垂直拍摄的干木工车间外墙及屋顶照片进行分析。（1）干木工车间东南面墙：墙面上方有亮瓦，东侧破裂，南侧完好。墙面烟熏痕迹东侧严重，向西逐渐减轻，墙面东侧过火变形，变形痕迹由东至西逐渐减轻，毗邻东南面墙设置有打磨房，打磨房东侧顶棚过火镂空，过火程度由东至南逐渐减轻。（2）干木工车间东北面墙区域：中间区域墙面变形，向车间外轻微倾斜，变形位置两侧有烟熏痕迹，相对墙面的其他区域较重，墙面上方亮瓦全部破裂，墙面与顶棚连接处脱裂、镂空，顶棚有烟熏痕迹。墙面上方亮瓦，全部破裂，沿墙面设置有喷漆板房，板房全部坍塌。（3）干木工车间燃烧坍塌的板房顶棚上有掉落的排气管道，管道上表面有烟熏痕迹，下表面烟熏痕迹较轻，管道接口脱离，管道内壁附着的污垢过火，呈黑心，喷漆板房与打磨房的连接处，隔墙变形并有明显的烟熏痕迹，上沿向喷漆房区域弯曲。（4）干木工车间顶棚彩钢板西南区域变形、变色最为严重，被烧变色、锈化程度呈现出西南重东北轻的现象，此部位的正下方为UV光解净化器的位置。干木工车间顶棚和墙面的以上变色、锈化、烟熏痕迹表明最初起火部位可能位于UV光解净化器的位置。利用无人机进行勘验后，火灾调查人员对干木工车间UV光解净化器的主体区域进行了细项勘验;之后对UV光解净化器的7号镇流器机箱（UV光解器外侧第2排，第3个镇流器机箱，距东北墙19.6m，距西北墙14.8m）进行了专项勘验并作为火灾痕迹物证进行了现场提取后送检。经送检，7号机箱有6个镇流器表面变黄，拆解其中1个表面变黄的镇流器，发现表面变黄的镇流器内部有多个电容炸裂，镇流器中填充的沥青熔融流失严重，说明该表面变黄的镇流器所在线路上发生过电气故障导致其电路板上电容炸裂。（四）起火原因的认定根据：（1）现场喷漆工陈某笔录显示，其正在喷漆房作业时突然断电，便立即出来查看发现UV光解净化器内部在燃烧。UV光解净化器是2018年安装，2021年4月12日杨某向刘某反映过设备有异响，因业务较少，于4月12日停产，24日复产，设备在通电运行。（2）现场勘验起火点位置附近有油漆桶过火后的残留物、管道内壁有过火后的粉末状残留物、通过查看该公司未使用的油漆，显示其特性均为“易燃液体和蒸汽”，故判定UV光解净化器在起火前残留有油漆的污垢甚至汇聚有蒸汽，且具有易燃性质。（3）根据鉴定报告显示，表面变黄的镇流器内部有多个电容炸裂，镇流器中填充的沥青熔融流失严重，说明该表面变黄的镇流器所在线路上发生电气故障导致其电路板上电容炸裂。因此，综合认定起火原因为UV光解净化器的镇流器电气故障引燃UV光解净化器内部油漆残留物引发火灾。这起火灾具有勘查现场场地受限、火场烧毁倒塌严重、内部痕迹不清晰等特点，火灾调查人员通过借助无人机高角度、全方位、低空近距离的勘查手段，较好解决了这一难题，圆满完成了火灾调查任务，使笔者对无人机在火调事故调查中的应用有了具体和深入的认识。二、无人机在火灾事故调查中的主要应用（一）开展火情侦查，获取火灾发生、发展信息目前无人机被广泛应用于消防救援队伍的灭火救援过程中，由于受到火灾现场的地形和环境的影响，有些地方消防人员无法到达，也存在一定的危险，这个时候消防员往往会在第一时间利用无人机开展火情侦查，对火灾现场进行实时录制，记录火灾现场的信息和数据，火灾扑灭后，火灾调查人员可以第一时间与救援人员进行信息共享，及时发现火灾蔓延方向，从而为后期确定起火部位、起火点的准确位置打下基础，使得火灾调查工作更为高效准确[1]。（二）开展高空勘查，获取全方位实时准确火场痕迹特征信息作为火调人员的“鹰眼”，无人机可以从高空中协助调查人员勘验视线触及不到的物证痕迹。之前对容易坍塌的大跨度大空间建筑顶部进行现场勘验，火调人员为了近距离取证拍照，传统的取证方式一般是安装脚架或者借助高空吊装设备人工手持相机进行拍摄、测量，这样具有极大的作业风险，并且无法近距离拍摄到屋顶等平面上的细小痕迹物证。目前，消费级无人机的飞行高度便可达数百米，极大方便了调查人员从一个较高的角度俯视现场全貌，尤其在勘查大面积燃烧火灾、高层建筑火灾时，可以采用无人机的环绕跟随模式对火灾现场进行高空观察，获取火灾发生、蔓延痕迹特征;采取环绕飞行的方式可以获取起火点、起火物的多角度火灾痕迹特征变化规律[2]。（三）开展高空拍摄，进行火场重构对于比较复杂的重大火灾现场，为了更好地还原火灾现场场景，火灾调查人员可以通过无人机开展高空拍摄，从而利用专用软件进行火场重构。也就是无人机安装相机，对火灾事故现场进行航拍，利用地面软件，快速获取现场真实可交互的实景三维建筑模型，重构火灾现场。整个建模过程全自动，无需人为再进行参数调整。工作人员在三维模型上点击目标部位，可以轻松测量出对应的坐标、距离、面积和体积，将原本只能由人工定性描述的问题数据化。在模型上标注起火部位、起火点，为火灾事故认定提供依据。三、无人机在火灾事故调查中的优势无人机在火灾调查工作中的应用具有以下优势：（1）无人机体积较小，方便携带。目前，市面上的消费级无人机由于体积较小，可以很方便地携带。（2）操作方便，效率高。无人机的操作技术较为简单，操作人员经过短期的培训后能够快速熟悉掌握，且不同于大型飞行设备，无人机不需要专用的跑道，对起降的环境要求相对较低[3]。（3）远距离操控，降低安全风险。在实际火灾调查过程中，可能存在非常恶劣的环境，比如存在有毒环境、具有坍塌危险建筑物（构筑物），对于调查人员的生命安全也存在非常大的威胁，严重阻碍了调查工作，这种环境下火调人员可以通过无人机进行低空近距离或者在保障信号充足的条件下进入建筑内部进行拍摄，使得火调工作可以在危险的环境中畅通无阻，防止了消防人员身处险境的问题，极大地维护了火调人员的生命安全。四、结语以上论述仅为笔者在工作实践中的一点思考，未来随着无人机技术的不断成熟和普及，无人机将成为火调人员不可或缺的工具，如何将其更好地应用于火灾事故调查中还需进一步探索与研究。如还需加强以下工作：（1）加强火调人员无人机操作手的培养。目前，大