从美国加州大火透视“低空经济+森林消防”的发展

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2023年秋季，万哥曾与一位身居美国加州的中国退休航空专家交流美国加州森林火灾，重点探讨了无人机防火巡查及初期火灾扑灭问题，科技人员特有的使命感促使老专家在全球范围内寻找能够扑灭加州大火的产品和解决方案，如此人类情怀让人敬佩。

加州地区是美国华人居住较多的区域，约占全美华人总数的三分之一以上，加州优美的自然环境和硅谷等重要就业和创业区域是吸引华人居住的重要因素，随着气候变化和人类对加州森林的不断侵占，导致加州火灾频发。

图1 美国加州森林火灾航空灭火场景

2025年1月7日发生的美国加州森林大火，截至1月22日还在燃烧，过火面积超过165平方千米，烧毁房屋超过17700栋，死亡人数28人，失踪人数近100人，烧毁大量车辆、供电、通信、学校、图书馆及教堂等公共设施，近10万人失去家园，且很多家庭无法获得保险公司赔偿及政府的经济补偿。救援人员出动约20000人，出动56架有人飞机（80%以上为灭火救援型直升机）和约1600辆救援车辆，目前没有防火巡查无人机及初期火灾扑灭无人机的报道。

图2 美国加州森林火灾主要着火区域

鉴于加州大火极为猛烈，消防救援人员依靠现有地面消防灭火设施及灭火飞机难以控制火势，大部分火点随着风势蔓延到山脚下的农田种植区才熄灭，导致位于半山腰或贴近山脚的城镇和住宅建筑被烧毁。据美国媒体报道，加州大火造成直接经济损失约2500-2750亿美元。

图3 美国加州森林火灾扑救场景

此外，大火还烧毁了大量的植被，许多珍稀植物物种可能因此而面临灭绝风险，森林中动物的栖息地遭到严重破坏，导致大量动物失去家园，被迫迁移甚至死亡，食物链也因生态系统的破坏而断裂，破坏了生态系统的平衡，导致生物多样性受损，火灾区域的植被需要很长时间才能恢复，这将对当地的生态系统造成长期负面影响。水资源和土地资源也受到严重破坏，易出现山体滑坡、泥石流、洪水等次生灾害。

图4 美国加州森林火灾烧毁城镇后的场景

一、本次加州山火暴露出的问题

通过对美国加州森林火灾的全面分析，结合中国在森林火灾方面的研究成果，美国在本次加州森林火灾的应对中，主要存在以下问题：

1)基础设施建设方面：消防供水及供电设施规划和维护不利于森林消防，建筑物主要以木材为主，虽然易于加工和维修，但是防火能力非常有限；

2)森林管理和规划方面：为了实现森林可持续发展，要加强人类活动和火源在林区的管控，在森林规划时缺乏灭火公路、直升机起降场地、灭火蓄水池、通信及供电基础设施的规划和建设；

3)森林火灾预防工作：缺乏地面及空中的日常防火巡查及林区执法巡查的手段，在山头没有间距一定距离设置防火瞭望塔、自动视频监控系统及通信基站等，也没有在防火季选用有人直升机或防火巡查无人机进行日常巡查，导致火灾发生到一定规模后才被发现；

4)早期火灾扑灭方面：由于无法在早期发现着火点并进行精确定位，缺乏在防火季进行昼夜值守的灭火型直升机或灭火型无人机，难以利用灭火型无人机无人员伤亡风险和作业成本较低的优势，基本很难将森林火点扑灭在早期阶段；

5)专业森林火灾救援队伍建设方面：缺乏防火巡查队员和森林灭火队员的组合，由于州财政支持有限，森林灭火队员的数量、装备及日常训练工作均存在不足，缺乏由民间志愿者组成的业务灭火队伍机制，很多私人灭火队伍是收费很高的，只有富豪才能请得起，导致本来应该是公益救火的工作变为有偿灭火，灭火队伍严重短缺；

6)科学扑救火灾方面：对森林火灾的科学扑救研究较少，特别是利用大载重的无人机进行以水灭火、投放灭火弹、喷射高效灭火剂、喷射高效阻燃剂等，在有人和无人协同方面研究不足，难以实现在森林火灾现场的有人机和无人机协同飞行；

7)民众防火宣传及自救逃生方面：针对居住在林区或经常去林区活动的民众，需要以各种方式进行防火宣传，避免在林区使用明火，在发生火情后及时报警并第一时间采取扑救措施，家庭配置必要的防火和灭火设备，针对无法控制的大火抵近房屋，应该如何快速开辟防火隔离带和喷淋降温，如果房屋燃烧，如何携带必要物资快速逃生，如何在城镇及社区组织下共同抵御侵入住宅区的火灾等；

8)应急救援资源协同及州际合作：可以参照中国的应急指挥部的方式，在发生森林大火后，可以快速调动林业、森林消防、城市消防、警察、气象、交通、医疗、供水、物业、安保、社区志愿者协会、公务人员、企业消防救援队、建筑施工队伍、通航公司、物流公司、测绘企业、卫星公司、无人机企业等可以在森林火灾中参与各方面救援及保障工作。另外，可以加强与周边州的合作，在遇到重大森林火灾后，能够紧急调派临近州的灭火救援队伍及装备支援，后续以财政拨款方式进行补贴。

二、美国无人机在民用领域应用水平偏低

对美国无人机行业民用领域应用现状的研究后，笔者发现其在民用领域的应用水平远低于中国的无人机应用水平，特别是农业、电力、石油天然气、新能源、公安警用、林业、消防救援、森林消防、搜索救援、城市物流、山区物流、医疗救援、边境巡查、环保巡查、地理测绘、气象干预、体育娱乐、影视拍摄等领域。

美国的无人机行业发展较中国更早，在核心技术方面有一定的先进性，但是美国无人机技术及产品主要应用于军事领域，很少将军用无人机技术或产品应用于民用领域，总体来说，美国民用无人机应用水平是较为落后的。

三、中国无人机在民用领域发展势头良好

2024年以来，中国政府先后发布了多项发展通用航空、低空经济和民用无人驾驶航空器的相关政策文件，国家发改委成立了低空经济发展司，鼓励政府和社会各界参与到低空经济这一万亿级新兴产业中去。2024年应急管理部航空应急项目采购民用应急通信保障无人机超20亿元，其中包括大型固定翼无人机、大型无人直升机和中型垂起固定翼无人机，并于2024年底各省市完成交付验收。

如果2025年再出现类似郑州洪灾、北京门头沟山洪等断路、断网、断电的"三断"重大灾难，政府采购的应急通信保障无人机将第一时间为灾区提供公网和专网通信保障，让救援队伍及时了解灾情并提供针对性救援服务，这是政府引导无人机企业向民用领域深度应用的一次重要尝试。应急通信保障主要机型如下图所示：

图5 浙江省应急通信垂起固定翼无人机任务飞行

图6 多省份装备的应急通信保障无人直升机

四、展望未来：低空产业在多个领域应用广阔

通过对美国加州森林大火发生的全过程的研究与分析，笔者对中国发展低空经济这一新兴产业有了更为深刻的认识。低空经济是有别于房地产经济、交通基建经济、新能源经济等这类传统的依赖地面土地资源的新兴产业，结合了载人航空器、无人机、无人驾驶载人机、卫星通信、常规无线通信、智能控制、原材料、新材料、动力系统、传感器、载荷设备、零件加工、芯片企业、软件企业、专用车辆企业、机场及起降场地建设、飞行服务企业、航空器维护保养企业、金融及租赁企业、政府专设机构、投资公司、空域管理及法规部门、潜在用户、高校及其他职业教育培训机构等单位的在低空空域范围内的民用航空活动。

图7 中国电力系统输电线路除冰无人机作业

图8 中国某型大载重森林灭火无人直升机

根据民用领域市场低空作业活动的市场规模分析，低空经济在未来10年内，在航空物流及空中外卖配送、低空旅游及城市低空出行、农林植保及飞播绿化、基础设施巡检维护、城市管理及安全监控、城市消防救援及森林灭火、低空医疗救援、海上及船载综合应用等领域的市场前景巨大。

相关行业主管部门可以结合低空经济的发展政策及低空飞行器发展现状，指定对应的攻关计划和联合研发技术，使通用的低空航空器满足特定行业的作业要求，优化平台设计，适配相应的任务载荷设备、通信系统、保障设备和地面管控系统，并制定后续的采购计划和后续装备使用与维护计划，满足与现有有人机、地面移动及固定设备设施协同作业的能力。

中国应该继续大力发展低空经济，引领全球的低空产业发展，加强相关技术输出和产品出口。未来的低空产业，将是数万亿产值的大产业，前景极为广阔，值得更多从业者和投资者扎根于产业之中。

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