羅大蔚

摘要：主要對消防機(jī)器人在滅火救援中的應(yīng)用價值及其優(yōu)化應(yīng)用進(jìn)行研究。在滅火救援工作中，消防機(jī)器人具有找出火源和安全出口、搜救傷亡人員、保護(hù)消防救援人員的安全、防止危害擴(kuò)大化等應(yīng)用價值。在滅火救援中應(yīng)用消防機(jī)器人，需要做好統(tǒng)籌規(guī)劃，采取提高消防機(jī)器人的作業(yè)能力、做好消防機(jī)器人的技術(shù)更新、提高人機(jī)協(xié)同配合水平等措施，進(jìn)一步推動消防機(jī)器人在滅火救援中的科學(xué)高效運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：消防機(jī)器人；滅火救援；應(yīng)用價值；優(yōu)化應(yīng)用

中圖分類號：D631.6? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2023）11-0029-03

在滅火救援行動中使用消防機(jī)器人具有巨大的現(xiàn)實(shí)意義，不僅可以提高救援效率，而且能夠確保救援行動的合理性和科學(xué)性，為救援行動提供許多便利。但是使用消防機(jī)器人需要合適的條件，包括熟練的操作人員、配套技術(shù)、合適的環(huán)境等。如果在救援現(xiàn)場貿(mào)然使用消防機(jī)器人，可能會帶來一些安全隱患，降低消防機(jī)器人的使用效率。為了充分發(fā)揮消防機(jī)器人的作用，就需要制定出科學(xué)的應(yīng)用措施。

1 消防機(jī)器人概述

消防機(jī)器人屬于特種機(jī)器人的范疇。在易燃易爆危險品火災(zāi)現(xiàn)場，消防機(jī)器人可以代替消防救援人員深入高?，F(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，救援被困在高危環(huán)境中的人員。按照不同的劃分標(biāo)準(zhǔn)，可以把消防機(jī)器人劃分為不同的種類。按主要功能可以把消防機(jī)器人分為滅火機(jī)器人、火場偵查機(jī)器人、偵測危險物品泄漏的機(jī)器人、救人機(jī)器人。操作人員通過操控?zé)o線控制設(shè)備，就能使消防機(jī)器人進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場，通過安裝在消防機(jī)器人身上的攝像頭，可以拍攝火災(zāi)現(xiàn)場的畫面并回傳到指揮設(shè)備中。消防救援指揮人員根據(jù)這些畫面可以分析火勢大小、人員傷亡情況、建筑物材料等，從而制定出對應(yīng)的救援方案。另外，在救援行動中，消防機(jī)器人還可以根據(jù)熱傳感器找出火源，防止火勢蔓延，進(jìn)而撲滅火源。

我國早在20世紀(jì)70年代就開始了消防機(jī)器人的研制工作，至今已取得了顯著的成績，研制機(jī)制不斷健全，整體研制流程不斷完善。安徽、上海等地都研制出了功能強(qiáng)大的消防機(jī)器人，具體來看，我國當(dāng)前的消防機(jī)器人有以下類型：①自動爬樓滅火機(jī)器人。自動爬樓滅火機(jī)器人是我國自主研發(fā)的，具備防傾倒技術(shù)，擁有強(qiáng)大的爬坡穩(wěn)定性。②安裝大功率消防裝備的機(jī)器人。安裝大功率消防裝備的機(jī)器人能夠協(xié)助消防救援人員進(jìn)行滅火作業(yè)，有效提高滅火效率，這種機(jī)器人的應(yīng)用是我國在消防機(jī)器人領(lǐng)域取得先進(jìn)成就的見證。隨著不斷優(yōu)化改進(jìn)，這種機(jī)器人的各個設(shè)備和零件質(zhì)量都達(dá)到了國際領(lǐng)先水準(zhǔn)，機(jī)器人的驅(qū)動、排煙等核心功能以及工作性能實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)。

2 消防機(jī)器人在滅火救援中的應(yīng)用范圍

2.1? 在高層建筑的應(yīng)用

高層建筑發(fā)生火災(zāi)的頻率很高，造成的危險也非常大，給消防救援工作帶來了很多困擾。針對這一場景，可以使用消防機(jī)器人檢測其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分析火勢情況，判斷危險等級。消防機(jī)器人在高層建筑中的作用表現(xiàn)在：首先，消防機(jī)器人可以協(xié)助消防救援人員做好物資、人員調(diào)配工作以及救援指導(dǎo)工作，最大限度減少人員傷亡和財產(chǎn)損失[1]。其次，分析火源狀況和現(xiàn)場情況，防止火災(zāi)擴(kuò)大化，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。最后，采用合適的救援方法開展救援行動，高效處理危險物品，充分發(fā)揮消防機(jī)器人在救援行動中的優(yōu)勢，彌補(bǔ)消防救援人員在救援現(xiàn)場的劣勢，進(jìn)而提高救援效率。

2.2? 在地下建筑中的應(yīng)用

消防機(jī)器人在地下建筑中的應(yīng)用也非常普遍，當(dāng)?shù)叵陆ㄖl(fā)生火災(zāi)時，可以指揮消防機(jī)器人進(jìn)入地下建筑內(nèi)部，開展救援工作，保護(hù)被困人員的生命安全，減少財產(chǎn)損失。在地下建筑中使用消防機(jī)器人開展救援工作的優(yōu)勢表現(xiàn)在：①能夠快速了解地下建筑內(nèi)的火勢情況，及時做出應(yīng)急救援反應(yīng)，最大限度創(chuàng)造出救援條件。比如火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧、毒氣等有害物質(zhì)會向周圍擴(kuò)散，如果不能制定有效的處置措施，將會加大人員傷亡的風(fēng)險，此時就可以通過消防機(jī)器人對火災(zāi)狀況做出初步判斷，為救援工作提供依據(jù)。②能夠快速定位火源，為消防救援人員提供地下建筑內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)，以便制定出針對性的救援措施。一般情況下，地下建筑的通風(fēng)情況不好，火源受到氣流的影響較小，消防救援人員難以通過煙霧的流動定位火源，此時可以操控消防機(jī)器人深入建筑物內(nèi)部，精確查找火源，然后通過機(jī)器人內(nèi)的通信系統(tǒng)把現(xiàn)場畫面?zhèn)骰叵乐笓]部，幫助消防救援人員制定出針對性的救援措施。

2.3? 在高危場所中的應(yīng)用

高危場所發(fā)生火災(zāi)時，可能會帶來較大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，比如化工廠和煉油廠等。高危場所發(fā)生火災(zāi)后，火勢很可能會快速蔓延，被困人員也可能會因?yàn)榛挪粨衤范奂揭粔K，但是火災(zāi)現(xiàn)場空氣稀薄，人員聚集到一塊會更快地消耗現(xiàn)場的氧氣，帶來更大的危險。另外，現(xiàn)場爆炸也可能會加劇人員傷亡。為了減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，可以使用消防機(jī)器人來及時辨識危險源，判斷現(xiàn)場的危險程度，從而制定出妥善的救援方案，這樣既能保障被困人員生命安全，減少財產(chǎn)損失，又能防止環(huán)境污染。

3 消防機(jī)器人在滅火救援中的應(yīng)用價值

3.1? 找出火源和安全出口

在滅火救援行動中，使用消防機(jī)器人可以快速找到火源和安全出口，提高滅火救援效率?；馂?zāi)現(xiàn)場的火勢比較大時，如果強(qiáng)行進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場，很可能會使消防救援人員處于危險之中，這是因?yàn)榛馂?zāi)現(xiàn)場的火勢比較大，含氧量比較低，還可能存在有毒氣體，會威脅到消防救援人員的生命安全。在這種情況下可以操控消防機(jī)器人進(jìn)入火災(zāi)現(xiàn)場，通過消防機(jī)器人身上安裝的監(jiān)控設(shè)備，把現(xiàn)場畫面?zhèn)骰氐街笓]中心，消防指揮人員可以通過分析這些數(shù)據(jù)來安排下一步工作。消防救援人員通過消防機(jī)器人找到安全出口后，可以指揮被困人員快速從安全出口逃離火災(zāi)現(xiàn)場。消防機(jī)器人身上配備有專業(yè)的溫度傳感器，能夠根據(jù)現(xiàn)場溫度變化，迅速找出火源所處位置[2]。通過操控消防機(jī)器人可以控制火勢甚至徹底撲滅火源，為消防救援人員進(jìn)入現(xiàn)場提供條件，進(jìn)而降低人員傷亡和財產(chǎn)損失。

3.2? 搜救傷亡人員

城市中的建筑物比較密集，人流量比較大，公共場所的人員密度非常高，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，人群會出現(xiàn)一定程度的恐慌，導(dǎo)致慌不擇路，引發(fā)人員傷亡。當(dāng)人流量比較大時，還可能引發(fā)踩踏等次生災(zāi)害。在這種情況下，即使消防救援人員到了現(xiàn)場，也會囿于現(xiàn)場情況的復(fù)雜性而不敢貿(mào)然進(jìn)入。此時，可以使用消防救援機(jī)器人勘查現(xiàn)場的建筑結(jié)構(gòu)，迅速找到逃生道路，引導(dǎo)被困人員及時逃離現(xiàn)場。另外，通過使用消防機(jī)器人，可以分析被困人員的受傷情況，優(yōu)先帶領(lǐng)重傷人員逃離現(xiàn)場，這樣可以把人員傷亡降到最低。

3.3? 保護(hù)消防救援人員的安全

火災(zāi)現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，可能會給消防救援人員帶來危害，通過使用消防救援機(jī)器人，可以保護(hù)消防救援人員的安全。在滅火救援現(xiàn)場，熱輻射是最常見的能夠傷害到消防救援人員的因素，消防救援人員即便穿戴有安全頭盔、防護(hù)服以及呼吸器，熱輻射還是會在一定程度上危及消防救援人員的安全。而消防機(jī)器人具有抗高溫性能，通過使用消防機(jī)器人，就可以使消防救援人員免受熱輻射的危害?；馂?zāi)現(xiàn)場的溫度比較高，建筑構(gòu)件受高溫作用容易失穩(wěn)，甚至導(dǎo)致建筑坍塌，掉落的石塊會砸到消防救援人員的頭部和腳部，嚴(yán)重時，消防救援人員可能會被坍塌物掩埋，無法離開火災(zāi)現(xiàn)場。同時，火災(zāi)現(xiàn)場的濃煙中含有大量一氧化碳等有毒氣體，存在引發(fā)消防救援人員中毒的風(fēng)險。而消防機(jī)器人使用了致密性很高的材料，具有抗撞擊性能，現(xiàn)場掉落的石塊很難對它造成實(shí)質(zhì)性破壞，同時，消防機(jī)器人還具有爬越障礙物的功能，即使火災(zāi)現(xiàn)場地面充滿各種障礙物，仍然能夠進(jìn)行作業(yè)，將消防機(jī)器人用于火災(zāi)現(xiàn)場救援，能夠避免消防救援人員深入危險環(huán)境，從而保護(hù)了他們的安全。

3.4? 防止危害擴(kuò)大化

在工業(yè)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，化工廠數(shù)量越來越多，規(guī)模也越來越大，給消防工作帶來了新的挑戰(zhàn)。一旦化工廠發(fā)生火災(zāi)，將會造成多方面的危害，包括人員傷亡、經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染等[3]。同時，由于化工廠的特殊性質(zhì)，消防救援人員很難在第一時間趕赴現(xiàn)場實(shí)施救援，即使到達(dá)了現(xiàn)場，在現(xiàn)有消防設(shè)備的基礎(chǔ)上，也不一定能夠開展有效的作業(yè)。而有的消防機(jī)器人裝有排煙組合設(shè)施和冷氣溶膠設(shè)施，能夠深入化工廠內(nèi)部勘察火災(zāi)現(xiàn)場情況，有效排除有毒氣體，與外部的消防救援人員展開合作，防止危害擴(kuò)大化。

4 消防機(jī)器人在滅火救援中的優(yōu)化應(yīng)用

4.1? 提高消防機(jī)器人的作業(yè)能力

隨著建筑類型不斷增多，給消防救援工作帶來了巨大挑戰(zhàn)，尤其是在高層建筑、地下建筑和化工廠區(qū)等場景中，消防救援人員面對的挑戰(zhàn)更大。雖然在火災(zāi)現(xiàn)場可以使用消防機(jī)器人，但是在惡劣環(huán)境內(nèi)，消防機(jī)器人的作用難以全面發(fā)揮。為了克服消防機(jī)器人在惡劣環(huán)境中作業(yè)的局限性，就需要做好消防機(jī)器人研制工作，提升消防機(jī)器人對不同環(huán)境的適應(yīng)程度，提高它們的滅火救援作業(yè)能力[4]。消防救援部門需要結(jié)合當(dāng)?shù)亟ㄖ?guī)劃和地理情況，不斷革新消防救援機(jī)器人的內(nèi)在系統(tǒng)，提高它們完成任務(wù)的綜合能力。例如，在高層建筑火災(zāi)場景中作業(yè)時，操控人員可以通過避障系統(tǒng)提升消防機(jī)器人的路徑規(guī)劃能力，在道路擁堵的環(huán)境中，可以靈活選用合適的備選方案，從而制定出科學(xué)的救援路徑，提高救援效率。地下建筑發(fā)生火災(zāi)時，附近溫度會快速上升，并出現(xiàn)大量濃煙，危及被困人員的生命安全。研發(fā)人員可以針對這一場景研制出基于消防機(jī)器人的濃煙疏散系統(tǒng)，以便在救援現(xiàn)場及時排除煙霧，為消防救援人員提供良好的視野環(huán)境，從而高效完成救援工作?；S區(qū)的建筑構(gòu)造比較復(fù)雜，同時存有大量易燃易爆物品，針對這一特點(diǎn)，研發(fā)人員可以賦予消防機(jī)器人危險識別功能，結(jié)合配備好的消防工具，對易燃易爆物品進(jìn)行精準(zhǔn)滅火作業(yè)。而要做到這些，就需要研發(fā)人員在研制消防機(jī)器人時，結(jié)合不同場景的結(jié)構(gòu)特征和火災(zāi)特點(diǎn)，不斷提高消防機(jī)器人的作業(yè)能力。

4.2? 做好消防機(jī)器人的技術(shù)更新

為了應(yīng)對不斷加大的消防救援工作挑戰(zhàn)，相關(guān)部門需要增加消防機(jī)器人研發(fā)經(jīng)費(fèi)，適當(dāng)引入先進(jìn)的救援設(shè)備，促進(jìn)消防機(jī)器人的技術(shù)更新。在開展消防機(jī)器人研發(fā)工作時，首先，要綜合分析現(xiàn)有生產(chǎn)工藝，找出消防機(jī)器人存在的缺陷，結(jié)合現(xiàn)實(shí)應(yīng)用場景不斷進(jìn)行優(yōu)化，提升使用效果。其次，在消防機(jī)器人中加裝備用電池。在火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行作業(yè)時，消防機(jī)器人的能量消耗比較大，如果出現(xiàn)突然斷電的情況，就無法給救援作業(yè)提供幫助。通過加裝備用電池，可以確保消防機(jī)器人在作業(yè)中始終保持動力充沛，在既定的時間內(nèi)完成預(yù)定的任務(wù)目標(biāo)。同時要確保電池具有耐高溫的性能，能夠在火災(zāi)現(xiàn)場正常提供能源。最后，要適當(dāng)引入先進(jìn)技術(shù)。消防救援部門要結(jié)合經(jīng)費(fèi)情況，適當(dāng)引入先進(jìn)技術(shù)，做好消防機(jī)器人的技術(shù)更新，切實(shí)提升消防機(jī)器人的性能。

4.3? 提高人機(jī)協(xié)同配合水平

在消防救援工作中，不僅要發(fā)揮消防機(jī)器人的作用，而且要提高人機(jī)協(xié)同配合的水平，這是因?yàn)閺谋举|(zhì)層面來看，消防救援人員是整個救援工作的主導(dǎo)者，消防機(jī)器人只是一個輔助性的工具，只有提高了人機(jī)協(xié)同配合的水平，才能夠提升救援工作的效率。在滅火救援現(xiàn)場，消防救援人員可以通過消防機(jī)器人獲得火災(zāi)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，然后制定出科學(xué)的救援策略[5]。因此，在平時的培訓(xùn)中，消防救援部門要重點(diǎn)培訓(xùn)消防救援人員的信息技術(shù)能力，提高消防救援人員應(yīng)用消防機(jī)器人的熟練度，確保在現(xiàn)實(shí)的救援工作中做到人機(jī)協(xié)同。另外，消防救援人員要積極提升自己的消防機(jī)器人維修技能，當(dāng)消防機(jī)器人在作業(yè)中出現(xiàn)故障時，可以及時進(jìn)行維修，確保消防機(jī)器人的優(yōu)勢能夠得到充分發(fā)揮。

5 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前消防救援工作面臨的挑戰(zhàn)不斷加大，而應(yīng)用消防機(jī)器人能夠提高消防救援部門的整體救援能力，把火災(zāi)帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失降至最低。因此，應(yīng)正確認(rèn)識消防機(jī)器人在滅火救援中的應(yīng)用價值，積極采取優(yōu)化應(yīng)用措施，進(jìn)而推動消防機(jī)器人在滅火救援中的科學(xué)高效運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙揚(yáng).消防機(jī)器人在滅火救援中的應(yīng)用探析[J].消防界（電子版），2021，7（23）：56-57.

[2]譚光輝.消防機(jī)器人裝備在滅火救援中的有效運(yùn)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（27）：300.

[3]劉海.化工區(qū)起火時消防機(jī)器人在滅火救援時發(fā)揮的作用[J].化學(xué)工程與裝備，2017（5）：243-244.

[4]李傳杰.滅火救援實(shí)戰(zhàn)中消防機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用措施[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2022，40（2）：66-68.

[5]黨海昌.消防機(jī)器人在我國滅火救援中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景分析[J].消防技術(shù)與產(chǎn)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