淺析生命探測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀及應(yīng)用

摘 要:本文通過(guò)從有源探測(cè)和無(wú)源探測(cè)的角度介紹目前國(guó)內(nèi)常見的幾種生命探測(cè)儀的工作原理及應(yīng)用現(xiàn)狀，著重分析雷達(dá)生命探測(cè)儀的設(shè)備應(yīng)用特點(diǎn)，就如何該設(shè)備如何在救援現(xiàn)場(chǎng)更好的應(yīng)用進(jìn)行分析，從而達(dá)到提高生命探測(cè)設(shè)備在災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)救援效率的目的。

關(guān)鍵詞:生命探測(cè)儀 現(xiàn)狀 戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào):TN95文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)07(b)-0033-01

1 概述

國(guó)內(nèi)外歷次搶險(xiǎn)救援證明，對(duì)壓埋人員搶救越快速及時(shí)，救出救活的可能性越大。尤其災(zāi)害發(fā)生后，72小時(shí)內(nèi)是救助被困人員的關(guān)鍵時(shí)期。隨著我國(guó)現(xiàn)代化、城市化建設(shè)的加快，城市建(構(gòu))筑物的規(guī)模、高度以及跨度都逐漸增加，人口密度也越來(lái)越大。一旦發(fā)生地震或建筑坍塌災(zāi)害，人員傷亡、建(構(gòu))筑物破壞程度會(huì)更加嚴(yán)重，救援工作難度越來(lái)越大，這對(duì)救援技術(shù)和設(shè)備提出了更高的要求。為了對(duì)被困人員實(shí)施高效有序的救援，除了要確保緊急救援隊(duì)伍反應(yīng)迅速、機(jī)動(dòng)性高和突擊性強(qiáng)之外，同樣重要的是要配備必要的高新救助技術(shù)設(shè)備。下面就常見的幾種生命探測(cè)技術(shù)分析如何提高災(zāi)害救援效果。

2 生命探測(cè)儀的原理

2.1 無(wú)源探測(cè)類生命探測(cè)儀概況

無(wú)源探測(cè)主要是根據(jù)人體輻射能量與背景能量的差異，或者人體發(fā)出的聲波或震動(dòng)波等進(jìn)行被動(dòng)式探測(cè)，如紅外生命探測(cè)儀、音頻生命探測(cè)儀;任何物體只要溫度在絕對(duì)零度以上都會(huì)產(chǎn)生紅外輻射，人體也是天然的紅外輻射源。紅外生命探測(cè)儀就是利用人體的紅外輻射特性與周圍環(huán)境的紅外輻射特性不同，以成像的方式把要搜索的目標(biāo)與背景分開。音頻生命探測(cè)儀主要應(yīng)用了聲波及震動(dòng)波的原理，采用先進(jìn)的微電子處理器和聲音/振動(dòng)傳感器，進(jìn)行全方位的振動(dòng)信息收集，可探測(cè)以空氣為載體的各種聲波和以其它媒體為載體的振動(dòng)，并將非目標(biāo)的噪音波和其它背景干擾波過(guò)濾，進(jìn)而迅速確定被困者的位置。通過(guò)探測(cè)地下微弱的諸如被困者呻吟、呼喊、爬動(dòng)、敲打等產(chǎn)生的音頻聲波和振動(dòng)波，就可以判斷生命是否存在。

2.2 有源探測(cè)類生命探測(cè)儀概況

有源探測(cè)通過(guò)主動(dòng)發(fā)射電磁波，根據(jù)人的呼吸、心跳等生理特點(diǎn)，從反射回來(lái)的電磁波中探測(cè)是否存在生命，如雷達(dá)生命探測(cè)儀。雷達(dá)生命探測(cè)儀主要利用電磁波的反射原理制成，通過(guò)檢測(cè)人體生命活動(dòng)所引起的各種微動(dòng)，從這些微動(dòng)中得到呼吸、心跳的有關(guān)信息，從而辨識(shí)有無(wú)生命。其最大的優(yōu)點(diǎn)在于探測(cè)的方式使其不易受到在生命探測(cè)領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。

雷達(dá)生命探測(cè)儀在一定距離范圍內(nèi)、隔一定介質(zhì)(如衣服、紗布、磚墻、廢墟等)、在對(duì)人體無(wú)約束的情況下，探測(cè)生命信號(hào)，這是一種新型的探測(cè)技術(shù)。該探測(cè)技術(shù)克服了紅外生命探測(cè)技術(shù)受溫度影響嚴(yán)重、遇物體阻擋失效及音頻生命探測(cè)在救援時(shí)需要在廢墟中尋找空隙伸入探頭，容易受到現(xiàn)場(chǎng)噪音的影響，探測(cè)速度較慢。彌補(bǔ)了采用紅外、聲波等探測(cè)生命信息的局限性 (穿透力弱)的問題，正逐步成為生命探測(cè)系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，但在生命探測(cè)方面其依然存在局限，首先其無(wú)法穿透金屬，水等液體介質(zhì)(這一點(diǎn)在溫州動(dòng)車事故救援中已有體現(xiàn))，其次由于雷達(dá)式生命探測(cè)技術(shù)主要利用電磁波的反射原理制成，通過(guò)檢測(cè)人體生命活動(dòng)所引起的各種微動(dòng)，從這些微動(dòng)中得到呼吸、心跳的有關(guān)信息，從而辨識(shí)有無(wú)生命。雖然通過(guò)對(duì)特定波長(zhǎng)的識(shí)別可以判定單人和多人、人和動(dòng)物的區(qū)別，但隨著探測(cè)距離及障礙物厚度的增加，呼吸信號(hào)的信噪比也隨之降低，計(jì)算機(jī)很難分辨出反饋信號(hào)究竟為單人、多人還是動(dòng)物。最后由于雷達(dá)式生命探測(cè)儀往往應(yīng)用在施救人員較多的大型救援現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)人員多，流動(dòng)性大的問題，也在一定程度上對(duì)探測(cè)結(jié)果產(chǎn)生了干擾。

3 生命探測(cè)儀的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

在對(duì)廢墟現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行搜索的時(shí)候盡量做到:首先充分分析現(xiàn)場(chǎng)，充分了解情況;其次在盡力排除搜救現(xiàn)場(chǎng)的干擾的同時(shí)對(duì)可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行多次、多方位、多角度探索，并且有可能的情況下采取其他探測(cè)手段對(duì)探測(cè)到的目標(biāo)進(jìn)行確認(rèn);最后通過(guò)對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳盡的分析，確定目標(biāo)位置。

3.1 探測(cè)現(xiàn)場(chǎng)分類

針對(duì)城市塌方事故救援來(lái)需要使用雷達(dá)生命探測(cè)儀的現(xiàn)場(chǎng)，主要分為三種;

3.1.1 普通民用住宅及普通辦公建筑坍塌現(xiàn)場(chǎng)

如:發(fā)生地震后的民房、住宅樓、學(xué)校教學(xué)樓、辦公樓、醫(yī)院住院部樓等。這類現(xiàn)場(chǎng)由于內(nèi)部發(fā)生坍塌時(shí)滯留人員比較多，房屋結(jié)構(gòu)較為單純，所形成的廢墟結(jié)構(gòu)較松散，空隙較大且多，其產(chǎn)生干擾電磁波的因素也較少，雷達(dá)生命探測(cè)儀在搜索過(guò)程中誤警率較低。

3.1.2 正在建設(shè)中的建筑坍塌現(xiàn)場(chǎng)

如:正在澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)、正在堆砌中的磚混結(jié)構(gòu)等。這類現(xiàn)場(chǎng)廢墟中人員一般較少，由于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部均勻的存在大量水分，并且在塌方時(shí)很容易使得廢墟坍塌密實(shí)，空隙小且少有，在廢墟中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定且常常伴隨著間歇流動(dòng)的水泥砂漿，因此這種現(xiàn)場(chǎng)雷達(dá)工作情況較差、干擾及阻擋教多、誤警率較高。

3.1.3 特種結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)

如:化工企業(yè)的工作現(xiàn)場(chǎng)、金屬機(jī)械加工現(xiàn)場(chǎng)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)坍塌現(xiàn)場(chǎng)、金庫(kù)油庫(kù)等特種建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)、動(dòng)車及客車等掩埋現(xiàn)場(chǎng)等。這類現(xiàn)場(chǎng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部密閉金屬、機(jī)械設(shè)備及液態(tài)物質(zhì)較多，加之這類現(xiàn)場(chǎng)人員位置難以估計(jì)，因此，這類現(xiàn)場(chǎng)干擾因素最強(qiáng)、搜救難度最大、誤警率也最高。

3.2 探測(cè)應(yīng)用分析

針對(duì)普通民用住宅及普通辦公建筑坍塌現(xiàn)場(chǎng)，首先要分析廢墟中人員可能存活的位置，其次分析該位置的最佳探測(cè)方位(至少兩個(gè)探測(cè)位置，以便提高探測(cè)的準(zhǔn)確率)，在經(jīng)過(guò)以上分析的基礎(chǔ)上再來(lái)進(jìn)行實(shí)際的搜索工作。

針對(duì)正在建設(shè)中的建筑現(xiàn)場(chǎng)，要對(duì)坍塌現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大量的實(shí)地考察和研究分析，盡量避開含大量水分的建筑結(jié)構(gòu)的阻擋和流動(dòng)物質(zhì)對(duì)雷達(dá)的干擾。充分利用生命搜救雷達(dá)可任意方向探測(cè)的靈活性，對(duì)廢墟現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的搜索。

針對(duì)特種結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)，除了要充分考察現(xiàn)場(chǎng)情況外，盡量尋找對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況比較了解的幸存者，對(duì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)、人員情況、人員可能存在的位置、大型金屬件以及液態(tài)物質(zhì)的存放位置、機(jī)械設(shè)備位置及運(yùn)行狀態(tài)的變化等情況進(jìn)行充分的了解。以便盡可能得到真實(shí)準(zhǔn)確的探測(cè)結(jié)果。

在分析完現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行搜索的時(shí)候，還應(yīng)注意，雷達(dá)生命探測(cè)儀是一個(gè)靈敏度非常高的儀器，在其工作的過(guò)程中，任何接近的人體活體因素都會(huì)造成強(qiáng)烈的干擾，從而產(chǎn)生誤警。因此，在搜索過(guò)程中，搜救人員在保證雷達(dá)通訊良好的前提下，盡可能距離雷達(dá)遠(yuǎn)一點(diǎn)，保持充分的安全距離也就是保證探測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確。

俗話說(shuō)，臺(tái)上十分鐘，臺(tái)下十年功。這個(gè)道理告訴我們，不僅僅要多學(xué)、多練，還要巧學(xué)巧練。多找一些不一樣的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各種情況下的搜索訓(xùn)練，積累豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，才能更好的提高我們?cè)趯?shí)戰(zhàn)過(guò)程中的應(yīng)變能力。同時(shí)也保證了設(shè)備性能的最大程度的發(fā)揮和利用。

參考文獻(xiàn)

[1] 汶川大救援:高新技術(shù)臨危受命[J].發(fā)明與創(chuàng)新(綜合版)，2008(6):5-6.

[2] 生命探測(cè)儀[J].現(xiàn)代班組，2008(6).

[3] 雷達(dá)式生命探測(cè)儀中人體數(shù)量識(shí)別技術(shù)的研究[J].北京生物醫(yī)學(xué)工程，2005(2).