在灭火救援中消防机器人技术的有效应用研究

潘超亚 乔安营 任海静

摘 要： 在我国进入21世纪的新时期，随着科学技术的持续稳步发展，机器人的应用日益广泛，这不但能为人们的实际生活提供更多的便利，也能在消防救灾中提高火灾救援质量。但由于我国现阶段消防机器人实际应用仍有一些问题的存在，会阻碍消防机器人在灭火救援中的实际应用效率，所以为能从根本上解决这个问题，就要对消防机器人的灭火救援技术的应用现状进行系统化的分析。

關键词： 灭火救援;消防机器人;有效应用;研究

【中图分类号】TP242     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.26.169

1 消防机器人发展概述

消防机器人是科技不断发展和创新的产物，是一种特种机器人，在灭火以及抢险救援中能够起到让人意想不到的作用，可以辅助甚至逐渐取代消防员的部分工作，可以极大地保障消防员的人身安全。在各种大型石油化工企业以及隧道、地铁等数量持续增加的情况下，越来越多的安全隐患事故出现在我们的生活之中，给我们造成了较大的威胁。而且，因为这一类的灾害往往是突发的、危害极大的，而且存在较大的处理困难，缺乏有效的能够防治的办法，所以，这一类危害已经成为了社会上的一大难题。而消防机器人的出现恰恰为这一类灾害的救援提供了一个极为有效的方向，让消防机器人代替消防救援人员进入那些极容易产生危害的事故现场去进行应急的处理，可以帮助消防人员采集相关事故数据，进行相应的救援处理，并可以及时反馈事故现场状况，为指挥人员的临场决策提供详实的信息支持，以便做出正确的决策，更加高效地解决事故状况，减小灾害规模，降低损失等。最早的消防机器人出现在2012年，是弗吉尼亚理工学院设计的，一时成为当时的轰动事件。这款机器人的出现让世界各国意识到了特种机器人在抢险救援中的作用，随后，各国开始加紧研制，我国同样不甘落后，有一款火凤凰水力型消防灭火机器人因为其超强的灵活性、功能的多样性在消防行业引起了一阵强烈的议论和关注，受到了许多消防部门的强烈欢迎。目前，消防机器人的研制还在如火如荼的进行中，并受到了广泛的关注和相关部门的重视。

2 在灭火救援中消防机器人技术的有效应用

2.1 高温、强热辐射、有毒有害、易坍塌场所

石化区、油罐区存在大量的易燃易爆物质，一旦发生危险往往伴随着大量易燃物质泄漏，泄漏物质燃烧过程中极易引发爆炸、坍塌等二次事故。强辐射、有毒有害气体均对消防员的人身安全和消防车等灭火装备安全构成严重威胁。消防员进入极易发生危险。针对石化、油罐区、大型仓库等高温、强热辐射、有毒有害、易坍塌场所的火灾救援，消防灭火机器人可以在最危险的位置进行作业，消防灭火机器人在石化区可以近距离有效实施储油罐的冷却降温，防止火势蔓延，消防机器人的运用能够有效减少消防战士的伤亡。

2.2 在高层建筑中的应用

随着我国经济的不断发展，高层建筑已成为我国建筑形式的主要发展趋势。虽然高层建筑具有许多优点，但是它们也存在许多消防安全隐患。一旦高层建筑发生火灾，因其楼体结构等多方面因素的限制，会导致火灾蔓延速度极快。对相应人员疏散、灭火救援等消防工作提出很高的要求。首先，消防人员登高困难，难以接近着火点。高层建筑过高，会致使消防车无法举高，不能满足实际的灭火救援需求。消防员在登高的能力与途径上会因高层建筑密度大、空间狭窄、消防通道常被占用等特点而受到了极大限制。其次，高层建筑火灾发生后会产生大量的浓烟，由于烟气无法及时排除，降低能见度。致使消防人员面临高温烟气的毒害，起不到灭火救援的作用。再次，高层建筑发生火灾会加大冷却用水和抑制火灾蔓延的用水量。但实际工作中相应水位与供水量难以满足需求，常因供水不足延误灭火救援的最佳时机。最后，当高层建筑的燃烧范围大、火势异常猛烈时，玻璃幕墙、广告牌以及空调辅机等都会受热坠落，极易威胁消防人员的生命安全，同时对消防车辆和供水器材造成损害。因此，在灭火救援工作中，可利用消防机器人的性能特点，来有效解决这些难题。在实际研发过程中，研究人员需要结合高层建筑的结构设计特点，确保相应的消防机器人具备完善的灭火装置与灭火系统。并具备自动上下楼功能，可以将火灾现场情况进行有效的数据采集分析与反馈。有效避免因人工救援所引起的伤亡问题，保障人们的生命财产安全。

2.3 对消防员加强实战演练

要在消防灭火救援中加强安全管理，必须对消防员进行专业的实战演练，这是提高消防员专业技能水平和培养其应急能力的重要保障。首先，坚持“严格演练”的原则，从科学视角而设定模拟火场，将操场训练和实战演练紧密结合，以突出基地化的训练效果，不断提升消防员的综合素养。其次，训练过程中，要求消防员全副武装，并能够熟练掌握新型消防设备和技术的应用技能，以积极应对火场救援问题。最后，对消防员加强实战演练中，应注重采取多元的训练方式，并引导消防员加强理论学习，实现理论与实践的相结合，为消防灭火救援的安全管理提供更多安全保证。

2.4 地铁、隧道以及地下密闭空间的救火技术

地铁、隧道以及地下密闭空间的救火工作难点在于该环境内空气流动环境较差，火灾伴生的浓烟和有毒物质难以及时排除，升温加速容易形成二次爆炸。对此，需要使用消防排烟机器人。第一，使用履带式探测机器人进入内部完成内部空间的探测，传回红外感知数据，构建灭火环境模型。第二，紧跟探测机器人派出排烟机器人，根据探测机器人传回的数据控制行进路径和排烟机功率、角度等。第三，排除烟雾和有毒气体后，使用消防机器人进行消防灭火。近年来，我国对排烟机器人的功能进行了进一步的完善，上海研究所研发的新一代排烟机器人配备最大排风量9万m3/h的消防排烟机，履带式前进专项制动，可适应地下密闭空间内复杂地形。

结语：机器人产业已经上升为国家战略，消防灭火机器人作为机器人中的重要一员也受到越来越多的关注，大批的技术、资本正源源不断地进入该行业，消防灭火机器人的市场正在逐渐形成。应结合消防部队现状，充分利用消防科研系统的技术力量，依靠国家政策，大力扶持消防灭火机器人骨干生产企业，使消防灭火机器人这一新产品能够尽早装备部队，在实战中发挥其价值。

参考文献

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