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面向高層建筑的消防無人機應(yīng)用研究

2021-03-24 10:54:08劉金新侯蓬
中國應(yīng)急管理科學(xué) 2021年1期
關(guān)鍵詞:高空作業(yè)消防車高層

劉金新 侯蓬

摘要:高層火災(zāi)治理是世界性消防安全難題。我國現(xiàn)有火災(zāi)處理設(shè)備和處理技術(shù)在面對大于50米的高層建筑火災(zāi)治理中難以充分發(fā)揮。本文正是在此基礎(chǔ)上探討面向高層建筑的消防無人機應(yīng)用研究。本文針對高層建筑火災(zāi)撲救痛點進行分析,并總結(jié)無人機應(yīng)用在高層火災(zāi)撲救上的優(yōu)勢。希望通過本文論述有利于提高消防無人機在高層火災(zāi)撲救中的效率,更好地保證高層建筑消防安全。

關(guān)鍵詞:無人機消防裝備高層建筑火災(zāi)

引言:城市化發(fā)展帶來城市人口集中的傾向,城市人口密度逐漸增高。為了有效解決人口居住和生活需求,建筑物規(guī)模和高度都在不斷增加。目前,我國300米以上的高層建筑多達(dá)60余座,100米以上的高層建筑為兩千余棟。在對應(yīng)的電力石油等相關(guān)建筑過程中,匹配性的救援設(shè)備發(fā)展則相對緩慢,這就導(dǎo)致高層火災(zāi)撲救在我國成為難題。目前,“云梯+消防車”的形式是我國應(yīng)對高層建筑物火災(zāi)的主要辦法,但從實踐角度來講這種方式滅火效果有待提高,火情無法得到及時控制。為了充分保障人民的生命及財產(chǎn)安全,甚至對武警救援官兵造成侵害。

一、高層火災(zāi)的撲救痛點

高層火災(zāi)救援始終是消防工作的世界性困境,雖然目前救援技術(shù)和救援設(shè)備不斷發(fā)展。但在高層建筑救援中仍然難以控制這主要是因為高層建筑火災(zāi)具有“一塊兩難”的特點[1]。即火勢蔓延速度快,人員疏散困難,火災(zāi)撲救困難,這就要求滅火救援人員能夠準(zhǔn)確迅速,科學(xué)施救,最大限度挽救人員生命和降低財產(chǎn)損失。

云梯和消防車配合的救援模式在應(yīng)對高層建筑火災(zāi)救援中略顯無力,本文總結(jié)其撲救痛點進行分析:第一:百米數(shù)量的高層消防車價格較高,數(shù)千萬的投入導(dǎo)致資源配置有限。第二,大型消防車高空作業(yè)不穩(wěn)定,高壓水槍難以控制,人員站立不安全。第三,大型建筑設(shè)備使用及維護成本較高,部分橋梁通道通過條件較差,尤其是在市中心區(qū)域大型消防車受到多種條件限制。第四,準(zhǔn)備時間較長,消防車現(xiàn)場救援存在滯后性。所以,在消防車平臺上集成大荷載無人機將消防安全設(shè)備輸送到更高度,以便應(yīng)對高層火災(zāi)救援是目前主要的發(fā)展方向。

二、消防無人機在高層火災(zāi)的應(yīng)用

(一)輔助滅火救援

突破傳統(tǒng)的火災(zāi)救援模式,使用無人機對火情監(jiān)測,生命探測、應(yīng)急出動、救援設(shè)備拋投等眾多領(lǐng)域就行輔助滅火。通過空中視角給滅火方案制定提供最真實的依據(jù)[2]。

在高層火災(zāi)救援中,應(yīng)用消防無人機具備如下優(yōu)勢。第一,無人機高空作業(yè)可以避免地形及環(huán)境阻擋,充分體現(xiàn)檢查和勘測的靈活性以及機動性,有效彌補了偵查小隊因地形限制而無法進行工作的弊端。第二,通過消防無人機進行勘查,有效提高勘察質(zhì)量,保證勘察效率。無人機高空作業(yè)有利于分析事故災(zāi)難的起因和關(guān)鍵點,從而為消防決策提供正確的指導(dǎo)意見。第三,有效避免人員傷亡。消防無人機作業(yè)代替人工工作,可以避免消防工作人員進入到有毒、易燃易爆等危險場地,有效維護了消防人員的生命安全。第四,消防無人機應(yīng)用可以集成勘探模塊進行區(qū)域化檢測,比如說針對可燃燒天然氣進行探測,或者對有毒氣體、易燃易爆物質(zhì)等進行遠(yuǎn)距離的分析,這種非接觸式的勘測方法有利于精準(zhǔn)定位險情的危險部位和危險程度,通過區(qū)域模塊化的檢測為救援提供數(shù)據(jù)。

(二)直接滅火

大荷載無人機可以搭載消火栓等滅火設(shè)備,對高層火情進行直接控制。如果高層建筑發(fā)生火災(zāi)信息,通過大荷載無人機的應(yīng)用完成高空作業(yè),充分利用數(shù)據(jù)傳感器進行極端環(huán)境下的作業(yè)布置,為無人機荷載滅火設(shè)備提供保障條件??梢哉f,這種滅火設(shè)備與大荷載無人機的結(jié)合是較好的,滿足了高空建筑滅火需求,極大地保護了高層建筑人民生命財產(chǎn)安全[3]。

目前,為了有效提高高層建筑火災(zāi)撲救效率。在無人機的選擇和應(yīng)用上需要具備如下標(biāo)準(zhǔn)。第一,百公斤級標(biāo)準(zhǔn),只有大載重的無人機才能有效應(yīng)對200平方米以上的險情。第二,滿足長時間持續(xù)空中作業(yè)的需求,無論是監(jiān)測還是撲滅火災(zāi),均需要具備較為穩(wěn)定的飛行能力??梢哉f,滅火無人機的應(yīng)用屬于一個優(yōu)質(zhì)的防火救災(zāi)工作人員,在火災(zāi)發(fā)生的初期,無人機通過高空檢測完成高層火災(zāi)的分析和定位。在火災(zāi)撲滅的初期會代替救援人員進行現(xiàn)場勘探,在易燃易爆和有毒缺氧等災(zāi)害場地進行作業(yè)?;馂?zāi)中后期可以通過協(xié)同方式對高空火災(zāi)撲救做出全面性的管理,可以充分配合滅火戰(zhàn)術(shù)和其他消防設(shè)備進行協(xié)同作業(yè)。

(三)滅火戰(zhàn)術(shù)

目前消防領(lǐng)域常用的滅火戰(zhàn)術(shù),包括以下幾項:單機單架次、單機多架次、雙機組合以及多級組合。通過大載重?zé)o人機進行滅火,整體表現(xiàn)出控制和消滅的戰(zhàn)術(shù)原則。內(nèi)外夾擊以圍為主,相互結(jié)合,完成快速滅火。

首先,禁止火勢蔓延。消防人員會在火災(zāi)蔓延區(qū)域進行隔離設(shè)置,在起火位置的左右兩側(cè)和下方墻體處噴灑專業(yè)滅火藥劑,防止險情四處蔓延。其次,需要將無人機調(diào)控至安全位置,確保無人機氣流不會對火場煙氣產(chǎn)生干擾的情況下進行滅火藥劑的直接噴射。

組合方式實施滅火:為了有效保證滅火藥劑噴灑的持續(xù),需要在起火位置的下方和左右兩側(cè)采取預(yù)留位置,也就是說通過無人機帶高壓液體滅火裝置的形式進行滅火。在實施過程中需要充分考慮溫度對高壓液體管的作用,可以更換儲壓液體設(shè)備,或者是保持無人機機動性的措施進行維護。

內(nèi)攻為主,內(nèi)外夾擊,以圍為主,圍移結(jié)合:無人機高層滅火體現(xiàn)靈活性和便捷性。尤其是可以和消防工作人員形成內(nèi)外聯(lián)動,在輔助消防車等設(shè)備的基礎(chǔ)上實施快速和有效的滅火行動,這種全新的無人機高層滅火手段體現(xiàn)出內(nèi)外聯(lián)動的特性。

三、無人機用于滅火的難點

(一)滅火新模式與傳統(tǒng)滅火模式的磨合

消防車和云梯組合模式是傳統(tǒng)情況下應(yīng)對高層火災(zāi)的主要手段,但是這種方法在50米以上的建筑物消防安全中作用不佳。因此,通過消防無人機搭載形式進行滅火已經(jīng)體現(xiàn)出較好的實踐效果,這就需要在應(yīng)用中對消防工作人員進行專業(yè)培訓(xùn)。在借鑒以往滅火優(yōu)勢的基礎(chǔ)上做到新密火模式的結(jié)合,從而有效提高高層建筑滅火效率。

(二)無人機技術(shù)

無人機應(yīng)用技術(shù)是目前高層火災(zāi)救援中的新產(chǎn)品。但在實際應(yīng)用中需要充分考慮消防救災(zāi)特殊性以及火災(zāi)救援的場景需求。大荷載無人機滿足實用性標(biāo)準(zhǔn),但在基礎(chǔ)上仍然需要做到模塊化、安全化和智能化,保證一秒內(nèi)實現(xiàn)滅火和裝載,單次作業(yè)面積100平方米以上。

結(jié)語:社會發(fā)展日新月異的今天,滅火救援工作不再局限于傳統(tǒng)的救援方式與老舊的工具,新科技、新產(chǎn)品的出現(xiàn)不斷推動滅火救援技術(shù)科學(xué)化、現(xiàn)代化,這是滿足消防救援的實際需要,也是現(xiàn)代災(zāi)害事故處置的發(fā)展趨勢。借助于科學(xué)的一體化合作平臺,無人機一定會在高層消防應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮更大的價值。

參考文獻(xiàn)

[1]吳瑞波,程興遠(yuǎn),王征,等.淺議多旋翼無人機在城市消防滅火救援中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2019(16):15.

[2]陳鑌,秦正楠.八旋翼消防預(yù)警無人機設(shè)計與實現(xiàn)[J].佳木斯大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2019(3):424-427.

[3]崔彥琛,吳立志,朱紅偉,等.無人機在消防通信中的應(yīng)用研究[J].消防科學(xué)與技術(shù),2019(4).

勝利應(yīng)急救援中心東城綜合救援站,山東 東營 257055

勝利油田應(yīng)急救援中心特勤綜合(石化專業(yè))應(yīng)急救援站,山東 東營 257000

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