森林火情突发之际，传统防控模式效率低下、风险偏高的困境如何破解？西安电子科技大学机电工程学院研究生杨子涵在导师郑元世教授带领下，联合西北工业大学张栋教授课题组，成功研发无人机集群智能系统，打造出一支可自主协同作战的“空中联盟”。该系统实现了森林防火从“小时级”响应到“秒级”处置的跨越式突破，相关技术还可拓展至千行百业，为低空经济发展提供有力支撑。
我国森林覆盖率达25.09%，森林火灾突发性强、蔓延快，传统防控体系长期面临诸多局限：护林员徒步巡山一天最多覆盖几公里，效率低下；直升机投弹灭火成本高昂且机动性受限；消防车辆在复杂林区举步维艰，加之人工决策存在延迟，往往导致小火苗演变为燎原之势。这一行业痛点，成为杨子涵团队的研究起点。
“我们需要的不是单个无人机，而是一支能够自主协作的‘空中联盟’。”杨子涵介绍，这套系统为无人机装上了“集群大脑”，让原本需要遥控的“个体户”升级为自主决策、协同作战的智能团队。该“空中联盟”包含四类无人机：中继机负责通信保障，灭火机精准投放、扑救火源，巡检机实时监测，补给机提供能源补给，四者各司其职又紧密配合，形成“发现—决策—扑救—复检”的完整闭环。
针对“动态火场”火势蔓延快、环境变化急、集群响应易延迟的难题，团队将无人机集群技术应用于协同灭火关键环节，一方面通过“动态联盟”策略为无人机分派最优任务，另一方面采用“混合轨迹规划”算法实时规划飞行路径，使机群能根据火势动态调整，实现精准高效协同扑救。
在半实物仿真平台测试中，该系统表现亮眼：将火情响应时间从传统“小时级”压缩至“秒级”，巡检模式从“重点路线”升级为“全域网格”覆盖，任务响应速率达到99%，真正实现了从依赖人工到自主决策的跨越。“我们的系统能更早地‘发现火、盯住火、扑灭火’，从而实现‘打早、打小、打了’的目标。”杨子涵表示。
虚实结合半实物推演仿真系统
值得关注的是，这套“集群大脑”具备极强的通用性，其实时感知、自主决策、协同控制等核心能力，可几乎无缝迁移至低空物流、城市应急、农业植保、电力巡检等众多场景。“我们为森林消防研发的技术，将从‘林业’扩展到‘千行百业’。”杨子涵在今年的研究生三分钟学术演讲比赛中，描绘了技术赋能的美好图景——未来城市上空，不同用途的无人机将在同一智慧网络协调下有序穿梭，如同地面车辆依靠红绿灯规范通行。
随着低空经济被写入国家“十五五”规划，无人机安全高效协同作业成为产业发展绕不开的课题。杨子涵团队研发的技术，恰好为这一问题提供了可行解答。
目前，实验室的屏幕上，代表无人机的光点仍在有序移动、精准协作，而这支“空中联盟”从实验室飞入山林、飞入城市的未来，正从构想逐步走向现实，将以技术创新守护绿水青山，为千行百业赋能。
（中国日报陕西记者站 编辑：秦峰 通讯员：唐羽琴）
