基于水陆两栖飞机森林灭火/海上救援的数据信息需求分析

宋乾福 黄领才 张昊 雍明培

中航通飞华南飞机工业有限公司 广东 珠海 519040

引言

随着世界科技的发展与进步，航空应急救援已成为有经济实力国家应急救援体系中的重要组成部分。其快速的反应能力在抗灾、救援等工作过程中，发挥了巨大的作用。在应对灾害的各项措施中，航空应急救援手段具有速度快、机动强，搜救范围广，救援效果好和技术含量高等特点，在生命和财产救助中是最为有效的手段之一，应用前景广阔。

大型水陆两栖飞机具有航程长、速度快、低空低速性能突出和运载量较大等特点，是执行运输、搜索与救援、救护与医疗后送、灭火和海上巡察等任务的良好平台。AG600飞机航程4000千米，巡航速度达到480千米/小时，载水量达到12吨，一次就可救助50人，抗浪高度达到2.0米。为进一步满足航空应急救援需要，AG600正在努力打造成为“安全、好用、早用”的航空装备。

本文根据水陆两栖飞机在森林灭火和海上救援的任务特征，分析和阐述在灭火任务和海上救援任务过程中对数据信息的要求，最后提出了航空应急救援体系的发展建议。

1 航空应急救援的特点和要求

根据国家应急救援部公布[1]：2020年，我国各种自然灾害共造成1.38亿人次受灾，591人因灾死亡或失踪，直接经济损失3701.5亿元。全年发生森林火灾1153起，受害森林面积8526公顷；发生草原火灾13起，受害面积11046公顷。相对于2019年[2]，严重自然灾害、事故灾难、重大公共卫生及公共安全事件仍在频发，应急救援形势仍然十分严峻。

航空应急救援是指采用航空技术手段和装备实施救援的一种方式。作为航空救援主要装备的直升机、通用飞机等有人和无人机，可以在高山、山地、丛林和荒漠等复杂环境下开展空中搜救，不受地形条件限制地实施救援，同时还可以搭载救援装备，与陆海空联动实施空投救援和现场救援等方式。

AG600水陆两栖飞机为特种飞机的一种，是为满足我国森林灭火和海上救援等方面的迫切需求，有针对性研制的一款大型航空应急救援装备。在森林灭火方面，该机能够充分发挥其航程大、速度快、载水量大和低速性能好等突出优势，提升我国传统森林灭火救援能力。在海上救援方面，该机具备空投救援和着水救援能力，可突破阻碍我国远海岛/礁补给和远海搜救困难的关键瓶颈，提升我国海上应急救援水平。

与发达国家相比，我国的救援体系建设在高端化、数字化、智能化、融合化等方面有较大差距。现代应急救援应与先进科技相融合，做好航空应急救援必须有及时准确的救援相关信息支撑。航空应急救援需要飞行系统、任务系统、信息系统和陆海空互联系统等相互关联互通，应以用于救援的飞机为主体，以卫星通信、导航、遥感、云计算和大数据等前沿技术为手段[3]，是一个的综合复杂体系系统。针对多灾种开展全时空实时感知、全周期实时监控、空天地一体化的智能监测、指挥、控制和评价，不仅需要为救援飞机提供实时信息，还应为政府部门、部队以及各民间救援组织提供搜救基础信息，使其能够针对不同的险情合理调派不同的救援力量，形成应急联动，有效应对各种突发险情。

2 航空应急搜救对数字信息的需求

2.1 森林灭火对数据信息的需求

航空灭火相对于地面灭火而言，飞机灭火速度快、更易接近火场和更便于对火情的发展进行空中侦察和监测，灭火飞机的研制和开发受到世界各森林大国的重视和关注[4]。目前，一些森林大国已经广泛采用航空灭火，而我国航空森林灭火由于机型的限制，航空灭火任务还局限在森林巡护、火情侦测和指挥辅助等，直升机仍是主要的航空灭火机型，且基本都是从国外进口的。大型水陆两栖灭火飞机的研制，将填补我国缺少大型灭火飞机的空白。

国外森林部门及研究人员，通过长期对火灾和灭火飞机的研究，将航空灭火的影响因素归纳为12个方面[5]：飞机飞行时间、到火场的距离、飞机特性、投水特性、环境条件、地面支援、火势强度、过火面积、燃烧物类型、飞行员技能、所用的灭火系统、灭火行动组织和基础设施的安排。通过分析研究，对飞机灭火过程中各项影响因素的关联流程表达如图1所示，从图中可见，飞机森林灭火不仅需要预先统计分析火灾险区历年数据、火险发生季节和火区的地理环境等多种因素，还需要对这些因素进行分析和计算，才能为飞机灭火提供有用的数据信息。只有灭火飞机和一线救援人员都实时掌握现场情况，制定的灭火策略和灭火战术才能确保任务的顺利开展和执行。

图1 飞机灭火过程中相关因素关联图

通过功能特征分析，水陆两栖灭火飞机可具有通信中继、火势侦查、灭火指挥、投水灭火、人员转移和投送等多种功用。其中在作为空中指挥系统/通信中继单位时，需要与灭火总指挥中心、通信卫星、态势监控单位、地面指挥车、灭火员等进行多链路通信，传输和处理的信息包含火场数据、话音、火场数据、作用指令和协同数据等，如图2所示。

图2 水陆两栖飞机森林灭火和指挥图示

2.2 海上救援对数据信息的需求

当前我国的海上搜救主要以船舰为主，同时配套为数不多的直升机和极少的小型固定翼飞机。搜救区域以近海和浅海为主，搜救半径约200海里，海上搜索救援能力还仅限于满足近海和浅海的海难救援需要。借助于物联网、云计算、大数据、人工智能和5G等前沿科技，可实现复杂灾情现场三维模型数字化影像呈现，生成的电子作战地图可用于救援人员合理分配救援力量、制定精准救援方案、精准决策和快速行动。

在中远海救援行动中，通常海上环境恶劣，为确保救援任务的顺利进行，水陆两栖飞机需要实时险情侦察、险情海域的监控和数据传递，帮助水陆两栖飞机决策搜索方案。水陆两栖飞机在中远海救援行动中，不仅可作为搜救单位，实施着水救援，同时还可担任指挥单位，借助通信卫星关联地面指挥中心，与空中搜救直升机、水面搜救船艇、失事船只关联，需要监测、接收、查询和管理各类信息，与外部总指挥/外勤中心进行对接，调度和指挥不同航空器、船舶实施海上搜救行动。其中，传输信息包含搜救、协同话音/数据、指令、搜救话音/数据和失事信息等，如图3所示。

图3 水陆两栖飞机海上搜救与指挥图示

3 对航空应急救援体系的建议

从全球而言，国外在航空应急救援方面做得比较好，救援装备先进和完备，航空应急救援体系和保障制度相对健全，灾情数据可共享。与国际航空救援强国相比，我国航空应急救援体系建设相对较慢，存在航空救援装备数量和品种较少、与现代科技的融合度不够、救援力量分散、指挥协调难度大和基础配套设施薄弱等情况。AG600飞机的研制和投入使用，将成为国家航空应急救援体系建设的重要补充之一。通过对水陆两栖飞机森林灭火/海上救援的数据信息需求分析，提出建议如下：

结合现代科技加强顶层规划，充分调动各方资源和力量共同参与，多方位全面捕获应急救援需求，制定对陆地与海洋全域空天覆盖的有效措施，借助卫星通信、导航、遥感、云计算和大数据等前沿技术手段，持续提升我国应急救援体系数字化信息基础能力。

加速实现应急救援航空器及机载任务装备的国产化，加快建立航空应急救援核心装备的产业化体系，加大航空应急救援装备生产研制经费投入，优先支持相应关键技术预先研究工作，提升研发和制造的能力与水平，不断增强我国航空应急救援体系建设的自主可控能力。

根据航空应急救援体特性，针对体系协同数据链路薄弱环节，加强航空应急救援信息软件和网络化基础设施建设，有效提高救援响应质量和缩短救援响应时间，综合提升我国航空应急救援体系的高质迅捷联动能力。