滅火救援實戰中消防機器人技術的研究

摘 要：近年來，我國的火災事故對消防官兵造成的傷害不斷增加。為保證消防人員的生命健康，必須對消防機器人在滅火中的實戰技術和能力進行提升。文章主要針對滅火消防機器人的類型和適用范圍，對滅火救援實戰中消防機器人技術應用進行深入分析，試圖推動我國消防機器人技術的不斷發展。

關鍵詞：消防；滅火救援；機器人；技術

前言

隨著我國經濟的不斷發展，我國各行各業的工作環境也發生較大變化。在這些工作環境中，有些對火災事故的消防救援存在一定的阻礙作用。為了更好地保護人民群眾的生命財產安全，本著為高效、安全的消防原則，加快消防滅火機器人以及相關作業技術的研究顯得愈發重要。當前，歐美各國和亞洲日本已經在消防機器人的運用上展開了深入的探索，對此我國也需要加強相關技術的不斷發展。

1 消防滅火機器人的技術評價

消防機器人的存在，為了解決在復雜環境以及危險易燃易爆品的消防過程中，在人力不易于滅火或危險較大的情況下，進行機器滅火作業的半智能機器設備。其主要類型如下：

（1）根據控制系統，可分為：智能感知機器人、有線控制機器人以及無線控制機器人。

（2）根據消防作業中所負責的職責，可分為：環境測控機器人、排煙機器人、救火機器人、救援機器人、爆破機器人、搬運機器人以及綜合機器人等。

（3）根據技術儲備以及智能程度，可分為：系統控制機器人、智能機器人。

（4）根據消防探測的技術，可分為：視覺探測機器人、觸覺探測機器人、紅外感知機器人、煙感知機器人等。

不同類型的機器人對消防工作來講有不同的作用，在未來的消防救援中，必須安排合理的機器人進行火災現場的救援，做好探測工作和消防救援的方案設計。

2 消防滅火機器人的主要使用環境

消防滅火機器人由于成本高昂，因此，必須在特定的滅火救援中進行使用。對于消防機器人的滅火工作，適用于以下環境中。

2.1 高層、超高層建筑物

高層、超高層建筑物的火災救援中，通常會大量運用到滅火機器人。首先，由于高層超高層建筑物自身所處的環境，在發生火災后，由于風力作用下，火勢蔓延迅速，人力滅火的速度較慢，需要采用滅火機器人。其次，該類建筑在建筑過程中可能會有一定比例的可燃建筑材料，采用機器人滅火可加強對未知、潛在火源的規避。

2.2 隧道、地鐵環境

隨著我國經濟的不斷發展，隧道和地鐵正在不斷增加。這些環境中的照明、電氣供應等設備對電力依賴程度較高。一旦發生火災，很容易對電力供應系統造成損壞，使隧道和地鐵的滅火難度上升。消防人員在黑暗環境中難以進行滅火救援，因此，必須輔助以消防機器人，提高內部的救援成功率。

2.3 地下密閉空間

對于消防救援機器人的滅火救援，地下密閉空間的救援工作是機器人滅火的另一個主戰場。在地下密閉空間中，發生火災后生成的大量煙氣和有毒物質混合高溫形成的局部真空和危險環境，采用人力救援難以及時見效。同時還會伴生塌陷等二次事故，所以采用機器人救火對保護消防人員的生命安全有著極為重要的現實意義。

3 滅火實戰中的消防機器人應用技術

3.1 高層建筑物的火災救援

高層超高層建筑物發生火災后的救援和滅火，一直是消防難題之一。通過消防機器人的輔助可以很好地解決上述問題。以武昌長匯城著火為例。2016年6月，長匯城高層建筑物樓內易燃物發生火災，造成大樓內部著火，形成濃煙，由于著火樓層過高（離地面287米），造成滅火困難。武昌市消防人員采用消防機器人滅火，使用我國與以色列合作研發的高空救援滅火機器人，直升機將機器人懸吊在火災建筑物窗口，進行滅火救援。

在滅火過程中，首先進行機器人穩定控制，然后通過遠程自動定位系統，對著火窗口投放破窗器，進而發射滅火彈，實施滅火作業。在實戰中發現，高空救援滅火器采用的動力學測距傳感系統、陀螺儀定位、無線數據反饋可以解決高空救援滅火中的火災定位和指揮問題。機器人自身攜帶的自動感應方向、位姿調節等功能，提高了對于高層、超高層建筑物火災救援中的復雜環境的應對能力。

3.2 地鐵、隧道以及地下密閉空間的救火技術

地鐵、隧道以及地下密閉空間的救火工作難點在于該環境內空氣流動環境較差，火災伴生的濃煙和有毒物質難以及時排除，升溫加速容易形成二次爆炸。對此，需要使用消防排煙機器人。

第一，使用履帶式探測機器人進入內部完成內部空間的探測，傳回紅外感知數據，構建滅火環境模型。第二，緊跟探測機器人派出排煙機器人，根據探測機器人傳回的數據控制行進路徑和排煙機功率、角度等。第三，排除煙霧和有毒氣體后，使用消防機器人進行消防滅火。近年來，我國對排煙機器人的功能進行了進一步的完善，上海研究所研發的新一代排煙機器人配備最大排風量9萬m3/h的消防排煙機，履帶式前進專項制動，可適應地下密閉空間內復雜地形。

4 結束語

當前我國的消防機器人技術隨著智能技術的進步有了長足的發展，在金屬結構、傳導設計以及系統編程等方面使消防機器人的功能獲得了較大的提升。但是我們依然需要看到，消防機器人屬于高新技術制造設備，儀器精密度要求較高，需要增加保養中的力度。此外，作為消防工作者，我們還必須在平時的工作和生活中深入學習消防知識，提高訓練機器人使用的熟練度，讓消防機器人在消防實戰過程中發揮更好地的作用，促進消防技術的進一步發展。

參考文獻

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作者簡介：薛曉東（1975-），男，山東新泰人，本科，濟南市公安消防支隊特勤大隊，工程師，從事滅火救援方面的研究工作。