消防机器人在灭火救援中的应用价值及其优化应用

罗大蔚

摘要：主要对消防机器人在灭火救援中的应用价值及其优化应用进行研究。在灭火救援工作中，消防机器人具有找出火源和安全出口、搜救伤亡人员、保护消防救援人员的安全、防止危害扩大化等应用价值。在灭火救援中应用消防机器人，需要做好统筹规划，采取提高消防机器人的作业能力、做好消防机器人的技术更新、提高人机协同配合水平等措施，进一步推动消防机器人在灭火救援中的科学高效运用。

关键词：消防机器人；灭火救援；应用价值；优化应用

中图分类号：D631.6     文献标识码：A       文章编号：2096-1227（2023）11-0029-03

在灭火救援行动中使用消防机器人具有巨大的现实意义，不仅可以提高救援效率，而且能够确保救援行动的合理性和科学性，为救援行动提供许多便利。但是使用消防机器人需要合适的条件，包括熟练的操作人员、配套技术、合适的环境等。如果在救援现场贸然使用消防机器人，可能会带来一些安全隐患，降低消防机器人的使用效率。为了充分发挥消防机器人的作用，就需要制定出科学的应用措施。

1 消防机器人概述

消防机器人属于特种机器人的范畴。在易燃易爆危险品火灾现场，消防机器人可以代替消防救援人员深入高危现场采集数据，救援被困在高危环境中的人员。按照不同的划分标准，可以把消防机器人划分为不同的种类。按主要功能可以把消防机器人分为灭火机器人、火场侦查机器人、侦测危险物品泄漏的机器人、救人机器人。操作人员通过操控无线控制设备，就能使消防机器人进入火灾现场，通过安装在消防机器人身上的摄像头，可以拍摄火灾现场的画面并回传到指挥设备中。消防救援指挥人员根据这些画面可以分析火势大小、人员伤亡情况、建筑物材料等，从而制定出对应的救援方案。另外，在救援行动中，消防机器人还可以根据热传感器找出火源，防止火势蔓延，进而扑灭火源。

我国早在20世纪70年代就开始了消防机器人的研制工作，至今已取得了显著的成绩，研制机制不断健全，整体研制流程不断完善。安徽、上海等地都研制出了功能强大的消防机器人，具体来看，我国当前的消防机器人有以下类型：①自动爬楼灭火机器人。自动爬楼灭火机器人是我国自主研发的，具备防倾倒技术，拥有强大的爬坡稳定性。②安装大功率消防装备的机器人。安装大功率消防装备的机器人能够协助消防救援人员进行灭火作业，有效提高灭火效率，这种机器人的应用是我国在消防机器人领域取得先进成就的见证。随着不断优化改进，这种机器人的各个设备和零件质量都达到了国际领先水准，机器人的驱动、排烟等核心功能以及工作性能实现了最优。

2 消防机器人在灭火救援中的应用范围

2.1  在高层建筑的应用

高层建筑发生火灾的频率很高，造成的危险也非常大，给消防救援工作带来了很多困扰。针对这一场景，可以使用消防机器人检测其内部结构，分析火势情况，判断危险等级。消防机器人在高层建筑中的作用表现在：首先，消防机器人可以协助消防救援人员做好物资、人员调配工作以及救援指导工作，最大限度减少人员伤亡和财产损失[1]。其次，分析火源状况和现场情况，防止火灾扩大化，减少不必要的经济损失。最后，采用合适的救援方法开展救援行动，高效处理危险物品，充分发挥消防机器人在救援行动中的优势，弥补消防救援人员在救援现场的劣势，进而提高救援效率。

2.2  在地下建筑中的应用

消防机器人在地下建筑中的应用也非常普遍，当地下建筑发生火灾时，可以指挥消防机器人进入地下建筑内部，开展救援工作，保护被困人员的生命安全，减少财产损失。在地下建筑中使用消防机器人开展救援工作的优势表现在：①能够快速了解地下建筑内的火势情况，及时做出应急救援反应，最大限度创造出救援条件。比如火灾产生的烟雾、毒气等有害物质会向周围扩散，如果不能制定有效的处置措施，将会加大人员伤亡的风险，此时就可以通过消防机器人对火灾状况做出初步判断，为救援工作提供依据。②能够快速定位火源，为消防救援人员提供地下建筑内的相关数据，以便制定出针对性的救援措施。一般情况下，地下建筑的通风情况不好，火源受到气流的影响较小，消防救援人员难以通过烟雾的流动定位火源，此时可以操控消防机器人深入建筑物内部，精确查找火源，然后通过机器人内的通信系统把现场画面传回消防指挥部，帮助消防救援人员制定出针对性的救援措施。

2.3  在高危场所中的应用

高危场所发生火灾时，可能会带来较大的人员伤亡和财产损失，比如化工厂和炼油厂等。高危场所发生火灾后，火势很可能会快速蔓延，被困人员也可能会因为慌不择路而聚集到一块，但是火灾现场空气稀薄，人员聚集到一块会更快地消耗现场的氧气，带来更大的危险。另外，现场爆炸也可能会加剧人员伤亡。为了减少人员伤亡和财产损失，可以使用消防机器人来及时辨识危险源，判断现场的危险程度，从而制定出妥善的救援方案，这样既能保障被困人员生命安全，减少财产损失，又能防止环境污染。

3 消防机器人在灭火救援中的应用价值

3.1  找出火源和安全出口

在灭火救援行动中，使用消防机器人可以快速找到火源和安全出口，提高灭火救援效率。火灾现场的火势比较大时，如果强行进入火灾现场，很可能会使消防救援人员处于危险之中，这是因为火灾现场的火势比较大，含氧量比较低，还可能存在有毒气体，会威胁到消防救援人员的生命安全。在這种情况下可以操控消防机器人进入火灾现场，通过消防机器人身上安装的监控设备，把现场画面传回到指挥中心，消防指挥人员可以通过分析这些数据来安排下一步工作。消防救援人员通过消防机器人找到安全出口后，可以指挥被困人员快速从安全出口逃离火灾现场。消防机器人身上配备有专业的温度传感器，能够根据现场温度变化，迅速找出火源所处位置[2]。通过操控消防机器人可以控制火势甚至彻底扑灭火源，为消防救援人员进入现场提供条件，进而降低人员伤亡和财产损失。

3.2  搜救伤亡人员

城市中的建筑物比较密集，人流量比较大，公共场所的人员密度非常高，一旦出现火灾，人群会出现一定程度的恐慌，导致慌不择路，引发人员伤亡。当人流量比较大时，还可能引发踩踏等次生灾害。在这种情况下，即使消防救援人员到了现场，也会囿于现场情况的复杂性而不敢贸然进入。此时，可以使用消防救援机器人勘查现场的建筑结构，迅速找到逃生道路，引导被困人员及时逃离现场。另外，通过使用消防机器人，可以分析被困人员的受伤情况，优先带领重伤人员逃离现场，这样可以把人员伤亡降到最低。

3.3  保护消防救援人员的安全

火灾现场的环境恶劣，可能会给消防救援人员带来危害，通过使用消防救援机器人，可以保护消防救援人员的安全。在灭火救援现场，热辐射是最常见的能够伤害到消防救援人员的因素，消防救援人员即便穿戴有安全头盔、防护服以及呼吸器，热辐射还是会在一定程度上危及消防救援人员的安全。而消防机器人具有抗高温性能，通过使用消防机器人，就可以使消防救援人员免受热辐射的危害。火灾现场的温度比较高，建筑构件受高温作用容易失稳，甚至导致建筑坍塌，掉落的石块会砸到消防救援人员的头部和脚部，严重时，消防救援人员可能会被坍塌物掩埋，无法离开火灾现场。同时，火灾现场的浓烟中含有大量一氧化碳等有毒气体，存在引发消防救援人员中毒的风险。而消防机器人使用了致密性很高的材料，具有抗撞击性能，现场掉落的石块很难对它造成实质性破坏，同时，消防机器人还具有爬越障碍物的功能，即使火灾现场地面充满各种障碍物，仍然能够进行作业，将消防机器人用于火灾现场救援，能够避免消防救援人员深入危险环境，从而保护了他们的安全。

3.4  防止危害扩大化

在工业产业快速发展的背景下，化工厂数量越来越多，规模也越来越大，给消防工作带来了新的挑战。一旦化工厂发生火灾，将会造成多方面的危害，包括人员伤亡、经济损失和环境污染等[3]。同时，由于化工厂的特殊性质，消防救援人员很难在第一时间赶赴现场实施救援，即使到达了现场，在现有消防设备的基础上，也不一定能够开展有效的作业。而有的消防机器人装有排烟组合设施和冷气溶胶设施，能够深入化工厂内部勘察火灾现场情况，有效排除有毒气体，与外部的消防救援人员展开合作，防止危害扩大化。

4 消防机器人在灭火救援中的优化应用

4.1  提高消防机器人的作业能力

随着建筑类型不断增多，给消防救援工作带来了巨大挑战，尤其是在高层建筑、地下建筑和化工厂区等场景中，消防救援人员面对的挑战更大。虽然在火灾现场可以使用消防机器人，但是在恶劣环境内，消防机器人的作用难以全面发挥。为了克服消防机器人在恶劣环境中作业的局限性，就需要做好消防机器人研制工作，提升消防机器人对不同环境的适应程度，提高它们的灭火救援作业能力[4]。消防救援部门需要结合当地建筑规划和地理情况，不断革新消防救援机器人的内在系统，提高它们完成任务的综合能力。例如，在高层建筑火灾场景中作业时，操控人员可以通过避障系统提升消防机器人的路径规划能力，在道路拥堵的环境中，可以灵活选用合适的备选方案，从而制定出科学的救援路径，提高救援效率。地下建筑发生火灾时，附近溫度会快速上升，并出现大量浓烟，危及被困人员的生命安全。研发人员可以针对这一场景研制出基于消防机器人的浓烟疏散系统，以便在救援现场及时排除烟雾，为消防救援人员提供良好的视野环境，从而高效完成救援工作。化工厂区的建筑构造比较复杂，同时存有大量易燃易爆物品，针对这一特点，研发人员可以赋予消防机器人危险识别功能，结合配备好的消防工具，对易燃易爆物品进行精准灭火作业。而要做到这些，就需要研发人员在研制消防机器人时，结合不同场景的结构特征和火灾特点，不断提高消防机器人的作业能力。

4.2  做好消防机器人的技术更新

为了应对不断加大的消防救援工作挑战，相关部门需要增加消防机器人研发经费，适当引入先进的救援设备，促进消防机器人的技术更新。在开展消防机器人研发工作时，首先，要综合分析现有生产工艺，找出消防机器人存在的缺陷，结合现实应用场景不断进行优化，提升使用效果。其次，在消防机器人中加装备用电池。在火灾现场进行作业时，消防机器人的能量消耗比较大，如果出现突然断电的情况，就无法给救援作业提供帮助。通过加装备用电池，可以确保消防机器人在作业中始终保持动力充沛，在既定的时间内完成预定的任务目标。同时要确保电池具有耐高温的性能，能够在火灾现场正常提供能源。最后，要适当引入先进技术。消防救援部门要结合经费情况，适当引入先进技术，做好消防机器人的技术更新，切实提升消防机器人的性能。

4.3  提高人机协同配合水平

在消防救援工作中，不仅要发挥消防机器人的作用，而且要提高人机协同配合的水平，这是因为从本质层面来看，消防救援人员是整个救援工作的主导者，消防机器人只是一个辅助性的工具，只有提高了人机协同配合的水平，才能够提升救援工作的效率。在灭火救援现场，消防救援人员可以通过消防机器人获得火灾现场的数据，然后制定出科学的救援策略[5]。因此，在平时的培训中，消防救援部门要重点培训消防救援人员的信息技术能力，提高消防救援人员应用消防机器人的熟练度，确保在现实的救援工作中做到人机协同。另外，消防救援人员要积极提升自己的消防机器人维修技能，当消防机器人在作业中出现故障时，可以及时进行维修，确保消防机器人的优势能够得到充分发挥。

5 结语

综上所述，当前消防救援工作面临的挑战不断加大，而应用消防机器人能够提高消防救援部门的整体救援能力，把火灾带来的人员伤亡和财产损失降至最低。因此，应正确认识消防机器人在灭火救援中的应用价值，积极采取优化应用措施，进而推动消防机器人在灭火救援中的科学高效运用。

参考文献：

[1]趙扬.消防机器人在灭火救援中的应用探析[J].消防界（电子版），2021，7（23）：56-57.

[2]谭光辉.消防机器人装备在灭火救援中的有效运用[J].科技创新与应用，2016（27）：300.

[3]刘海.化工区起火时消防机器人在灭火救援时发挥的作用[J].化学工程与装备，2017（5）：243-244.

[4]李传杰.灭火救援实战中消防机器人技术的应用措施[J].数字技术与应用，2022，40（2）：66-68.

[5]党海昌.消防机器人在我国灭火救援中的应用现状和前景分析[J].消防技术与产品信息，2016（3）：69-71.

Application value and optimization application of fire robot in firefighting and rescue

Luo Dawei

（West Lake District Bayi Fire Rescue Station of Nanchang， Jiangxi Nanchang 330009）

AbstraCt： The paper mainly studies the application value and optimization application of fire robots in firefighting and rescue. In firefighting and rescue work， fire robots have application values such as finding fire sources and safe exits， searching and rescuing casualties， protecting the safety of firefighting and rescue personnel， and preventing the expansion of hazards. In the application of fire robots in firefighting and rescue， it is necessary to make overall planning， take measures such as improving the operation ability of fire robots， updating the technology of fire robots， and improving the level of human-machine cooperation， so as to further promote the scientific and efficient use of fire robots in firefighting and rescue.

Keywords： fire robot; fire fighting and rescue; application value; optimization application