2024年度国际消防工程师协会 Jack Bono 工程通讯奖公布
文摘
科学
2024-07-21 08:55
中国香港
国际消防工程师协会（SFPE）2024年度 Jack Bono 工程通讯奖近日公布，获奖文章为 Use of Unmanned Aerial Systems in Outdoor Firefighting（无人机系统在户外消防中的应用），黄鑫炎博士为论文合作者。该奖每年颁给火灾科学权威期刊及SFPE会刊 Fire Technology 的最佳论文，由期刊的编委会推荐和评选。理大火灾实验室关于电动汽车电池的火灾综述，曾于2021年获得过该奖。![]()
文章于2023年7月27日正式发表在SFPE会刊《Fire technology》上，合作者还包括弗吉尼亚理工大学Brian Lattimer教授，东京工业大学Sayaka Suzuki博士，东北大学Michael Delichatsios、Yiannis Levendis教授，弗吉尼亚理工大学Kevin Kochersberger教授等人。该文全面总结了当前无人机系统（UAS）在大型室外火灾中的应用现状，并讨论了其目前所面临的技术难题与法规限制。
![]()
大型户外火灾 Large Outdoor Fire 一种是危害性极大的公共灾害事件，极易导致巨大的财产损失与惨痛的人员伤亡，通常包括野火、森林-城镇交界域火灾、城市火灾与非正式定居点火灾。如在2022年南非开普敦的一处非正式定居点发生火灾，摧毁了140多座建筑，数百人流离失所；2023年夏季，美国夏威夷山火造成了近百人死亡，2000多座建筑被毁；2022年，我国现存最长木拱廊桥——有900年历史的福建屏南万安桥发生大火，都是典型的大型户外火灾。为研究大型户外火灾的问题，国际火灾安全科学学会（IAFSS）于2018年成立了户外火灾的专项研讨会Large Outdoor Fires & Built Environment (LOF&BE) https://iafss.org/lofbe/，组织国际合作，共同研究全球性的大型户外火灾问题，本文也是该研讨会的合作成果。![]()
无人机并不是最近几年才提出的新概念，早在19世纪美国南北战争期间和20世纪二战期间便有情报人员使用安装了摄像头的热气球来进行谍报活动。无人机一词最早是由美国海军在上世纪提出，根据飞行方式可将无人机分为固定翼、多旋翼和混合翼，固定翼无人机具备较强的续航能力与载荷能力，但要在空旷地带进行发射起飞；多旋翼无人机通过旋翼产生升力，能够在火场进行快速部署，但其航程、续航和有效载荷有限；混合翼无人机则结合了两者的特点，可实现垂直起降和长期滞空，然而其成本也更为高昂。![]()
近年来，消防部门与应急单位越来越多地引入无人机来执行常态化的风险评估与高风险的消防任务。在城市建筑物巡查和森林草原巡检过程中，无人机深入到人类难以抵达的区域进行遥感探测，通过对火灾发展态势或者潜在火灾风险进行高频监测与精确定位，可以有效缩短消防响应时间，使消防力量得到灵活高效的调动与部署。此外，无人机其低廉的使用和维护成本也备受消防部门的喜爱，采用无人机代替传统的消防直升机或固定翼飞机能够在恶劣的火场条件下有效降低飞行人员的伤亡率。一些重型无人机也可搭载灭火载荷，通过地面系管不断为无人机提供灭火剂和电力供应，解决了无人机续航与载重之间的矛盾，从而直接协助救援人员进行灭火行动，该方法已经在近些年的高层建筑外立面火灾救援行动中得到了应用与验证。而由多架携带灭火弹的无人机组成的“蜂群”，可实现对火灾现场的大范围快速降温处理，进而抑制森林火灾从地面火向树冠火的转变。然而，出于对载人航空器安全的考虑，各国民航部门所制定的航空器管理条款都对无人机有着严厉的限制，操作员必须通过民航部门所认可的专业化操作培训后才能在有限空域内使用无人机。如何在消防行动中协调部署无人机和载人机也是一大难题，不合理的航线规划和资源配置将增加不同飞行器之间的碰撞风险，甚至延误最佳灭火时间。高耸的城市建筑、连绵的森林山脉还会阻碍无人机与控制器间的通信，导致无人机失控坠毁。同时，在恶劣的火场环境下，极低的能见度、变化的气流条件和突发的火旋风也不断挑战着无人机的结构强度和电池组的耐火性能。尽管将无人机系统应用在消防救援行动中仍存在着许多挑战，但鉴于无人技术可代替救援人员进入危险区域执行火情侦测和灭火行动这一无与伦比的优势，各国消防部门依然在不断推进着无人机的采购和部署计划，无人机较低的成本使得大范围、高频次、高精度的火点监测和火情预警成为了可能，实现了对火灾的早发现、早预警、早扑灭，进而提高了灭火效率，减少了火灾造成的损失。而在未来，随着结合了群体智能的自主导航式无人机的出现，多机编组、协同作战的无人机蜂群将不再需要现场人员的指引便可自动定位至火区上空并投放灭火剂，从而在真正意义上实现消防救援行动的无人化与零伤亡。Jack
Bono 工程通讯奖简介：
Jack
Bono 工程通讯奖由《Fire technology》编辑委员会推荐，国际消防工程师协会教育和科学研究基金会遴选并授予对消防安全工程发展做出突出贡献的文章。该奖项由 Jack A. Bono博士的名字命名，Bono博士是国际消防工程师协会的前任主席，曾在美国UL标准实验室工作了44 年。Bono博士对公共安全做出了突出奉献，如灭火器A, B, C的等级划分就是他的众多成就之一。除了在 UL 实验室和国际消防工程师协会任职外，Bono 还是美国消防协会(NFPA)、美国标准协会 (ANSI) 、测试与材料协会(ASTM) 的前董事会成员。该奖项自1997年以来开始颁布，近5年的获奖者及其获奖文章如下：- 2024: Brian Y. Lattimer, Xinyan Huang, Michael A.
Delichatsios, Yiannis A. Levendis, Kevin Kochersberger, Samuel Manzello, Peter Frank,
Tombo Jones, Jordi Salvador, Conrad Delgado, Eduard Angelats, M. Eulàlia Parés,
David Martín, Sara McAllister, Sayaka Suzuki, “Use of Unmanned Aerial Systems
in Outdoor Firefighting”
- 2023: Silvia Arias, Axel Mossberg, Daniel Nilsson, Jonathan
Wahlqvist, “A Study on Evacuation Behavior in Physical and Virtual Reality
Experiments”
- 2022: Haarvard Boehmer, Michael S. Klassen, Stephen M.
Olenick, “Fire Hazard Analysis of Modern Vehicles in Parking Facilities”
- 2021: Peiyi Sun, Roeland Bisschop, Huichang Niu, Xinyan Huang,
“A Review of Battery Fires in Electric Vehicles”
- 2020: Alastair I. Bartlett, Ph.D., Luke A. Bisby,
Ph.D., P.Eng., and Rory M. Hadded, Ph.D. for “A Review of Factors Affecting the
Burning Behavior of Woods for Application to Tall Timer Construction”
国际消防工程师协简介
国际消防工程师协会 (SFPE) 是一个专业的消防工程协会，成立于 1950 年，并于 1971 年作为独立组织成立。它是代表消防工程领域从业者的专业协会。该协会拥有超过 5,000 名成员和100 多个分会，其中包括世界各地的许多学生分会。其中消防工程师学会 (SFPE) 香港学生分会是国内第一个、亚洲第三个成立的学生分会。https://www.firelabxy.com/sfpe-hk
