談?wù)勏绬T智能呼救及搜尋系統(tǒng)

摘要：在特大火災(zāi)事故現(xiàn)場(chǎng)救援中，智能呼救和搜尋系統(tǒng)能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行快速定位和搜尋，進(jìn)而能減少不必要的損失及傷亡。本文探討了智能呼救及搜尋系統(tǒng)的的功能模塊及構(gòu)成，以期能提高個(gè)人防護(hù)裝備的性能。

關(guān)鍵詞：消防員；智能呼救及搜尋系統(tǒng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)及城市建設(shè)的發(fā)展，建筑物高度不斷增加，人口密度也日益增加，造成發(fā)生特大火災(zāi)事故的概率不斷提高。如果發(fā)生火災(zāi)事故將會(huì)導(dǎo)致重大財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，這給火災(zāi)救援及消防員人身安全等都帶來極大挑戰(zhàn)和威脅，尤其是在火災(zāi)救援中，消防員呼救的暢通極為重要。消防員呼救器目前已經(jīng)標(biāo)配至消防員，可以用于搶險(xiǎn)救援、偵查火情等，是消防員隨身裝備。該裝置能夠呼救和指示方位，進(jìn)而引導(dǎo)隊(duì)伍展開搜救。但呼救器的質(zhì)量及性能非常關(guān)鍵，直接關(guān)系到消防員生命的安全。當(dāng)然，隨著無限通信集散地高速發(fā)展及其在呼救器中的應(yīng)用，呼救器的擴(kuò)展功能顯著提升，智能化、數(shù)字化等技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在呼救器中，并改進(jìn)了呼救器以往使用中遇到的問題，使其業(yè)務(wù)能力顯著提升，消防員的安全得到最大程度的保障。

一、智能呼救器構(gòu)成及其功能

智能呼救器主要利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而言之的呼救及搜尋系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由后場(chǎng)接收裝置、呼救器及搜救器等。智能呼救器能從消防員姿態(tài)判斷消防員在一定時(shí)間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，若無運(yùn)動(dòng)呼救器則預(yù)警，并將此信息向后場(chǎng)接收裝置發(fā)送。后場(chǎng)接收裝置能夠?qū)λ邢廊藛T狀態(tài)及呼救器進(jìn)行監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)指揮這能夠利用其對(duì)戰(zhàn)斗員狀態(tài)進(jìn)行全面掌握。在京津狀態(tài)下，可利用此裝置發(fā)撤退命令，而該命令被呼救器接收到后可啟動(dòng)光、聲和振動(dòng)等提醒方式，提醒消防員馬上撤退以免發(fā)生意外。如果某消防員在極惡劣環(huán)境下發(fā)生危險(xiǎn)，呼救器的報(bào)警指示被掩蓋且難以定位其位置時(shí)，可利用搜救器進(jìn)行搜索。呼救器和搜救器間由無線網(wǎng)絡(luò)的特殊信令構(gòu)建的連接，能夠?qū)δ骋缓艟绕鬟M(jìn)行指定搜尋，利用信號(hào)強(qiáng)弱變化來定位，進(jìn)而尋找遇險(xiǎn)消防員并對(duì)其救助。

二、智能呼救器的模塊及網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)

智能呼救器及搜尋系統(tǒng)是基于單一呼救器而研發(fā)的，能夠有效地解決監(jiān)控消防員姿態(tài)的問題，進(jìn)而確立了科學(xué)的報(bào)警和預(yù)警機(jī)制，以及提供完善的搜救方法。該智能呼救器及搜尋系統(tǒng)能夠在消防員遇險(xiǎn)前對(duì)其進(jìn)行全面監(jiān)控并精確及時(shí)的預(yù)警，一旦消防員遇險(xiǎn)，還能夠及時(shí)發(fā)警報(bào)，并通過先進(jìn)的搜救設(shè)備展開施救。

智能呼救器是由預(yù)警模塊、無線傳輸模塊及其他標(biāo)準(zhǔn)模塊等三大模塊構(gòu)成，其中預(yù)警模塊中又分別包含超溫報(bào)警、姿態(tài)識(shí)別、空呼器用時(shí)提醒及接收撤退命令等系統(tǒng)。

1.智能呼救器預(yù)警及其他標(biāo)準(zhǔn)模塊

預(yù)警模塊和無線傳輸模塊是新增的功能模塊，利用無線傳輸同后場(chǎng)接收裝置構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)通信連接，以確保監(jiān)控信息及指令的上傳、下達(dá)。在上傳信息中，主要有姿態(tài)信息、主動(dòng)報(bào)警信息、空呼器用時(shí)及溫度信息等；接收的主要有需轉(zhuǎn)發(fā)的相關(guān)信息和撤退命令等。當(dāng)然，在姿態(tài)識(shí)別模塊中，主要利用集成加速傳感器來對(duì)消防員的蹲、站立、仰臥、俯臥、跑動(dòng)、走動(dòng)、俯臥爬行、倒立墜落及右側(cè)臥爬等姿態(tài)進(jìn)行精確識(shí)別。而超溫報(bào)警則為對(duì)周圍溫度環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常可及時(shí)報(bào)警并撤離。溫度監(jiān)測(cè)能夠避免燃爆及爆炸類事故的二次發(fā)生。空呼器用時(shí)報(bào)警體現(xiàn)則是消防員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行按鍵操作，將30分鐘計(jì)時(shí)功能啟動(dòng)，到實(shí)踐后自動(dòng)聲音提醒并發(fā)送到后場(chǎng)接收器中。后場(chǎng)指揮利用電臺(tái)他那個(gè)消防員進(jìn)行聯(lián)系并確定撤出與否。撤退命令接收模塊是由現(xiàn)場(chǎng)指揮者在了解及判斷現(xiàn)場(chǎng)后如果認(rèn)為可能會(huì)有爆炸或坍塌事故發(fā)生，則應(yīng)利用后場(chǎng)接收裝置發(fā)送撤退命令，消防員接收到命令后應(yīng)即刻撤退。

其他標(biāo)準(zhǔn)模塊則含有應(yīng)急照明、數(shù)碼管、PWM、按鍵及電壓檢測(cè)等功能，如果消防員手提燈及頭燈出現(xiàn)故障，可用呼救器照明，并可強(qiáng)化方位燈的功能。在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)消防員可能看不到聲光信號(hào)但可用報(bào)警振動(dòng)功能提醒消防員。

2.無線傳輸網(wǎng)絡(luò)

在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)由于環(huán)境惡化，常會(huì)出現(xiàn)通信聯(lián)絡(luò)障礙。其通信傳輸均靠無線信號(hào)，這就會(huì)受到墻體、距離、磁場(chǎng)等干擾因素而使現(xiàn)場(chǎng)語音通信不暢，甚至出現(xiàn)失聯(lián)。為此利用無線自組網(wǎng)中的增加中繼技術(shù)后可以將失聯(lián)的兩個(gè)點(diǎn)重新連接。在此網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)不但可通信還能路由轉(zhuǎn)發(fā)，通常采用的是ZigBee技術(shù)，該技術(shù)功耗低、距離短，能夠自組織、低復(fù)雜、低數(shù)據(jù)速率、低功耗，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制，并能嵌入到各類設(shè)備中使用。

三、后場(chǎng)接收及搜救器功能的設(shè)計(jì)

后場(chǎng)接收和搜救器是智能呼救系統(tǒng)的重要組成部分，其中后場(chǎng)接收為無線集成傳輸模塊，可以對(duì)呼救器和消防員的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。指揮員可以全面掌握火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)信息，并及時(shí)調(diào)度指揮。其功能主要有動(dòng)態(tài)圖形、報(bào)警、群呼、單呼及組呼、空呼報(bào)警及無線信號(hào)強(qiáng)度等顯示功能。利用此功能能夠及時(shí)動(dòng)態(tài)地了解火災(zāi)撲救現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，以及時(shí)接收和傳出各種信息及指令。在火災(zāi)救援搜救中主要利用查看、生命探測(cè)儀、呼喊、摸、聽及搜救犬等方式進(jìn)行搜救。此外患有系繩搜索及定向搜索、破窗搜索和大面積搜索等方法。這些方法也可用于搜索被困消防員。

搜救行動(dòng)時(shí)需要有完善搜救方案和先進(jìn)技術(shù)手段，并嚴(yán)格執(zhí)行搜救方案。為此，設(shè)計(jì)搜救器時(shí)應(yīng)應(yīng)用定向天線和RSSI場(chǎng)強(qiáng)技術(shù)，以精確檢測(cè)和判斷信號(hào)源方向及其強(qiáng)度，從而對(duì)消防員位置進(jìn)行定位。呼救器與搜救器工作程序?yàn)椋核丫绕骼猛ㄐ判诺腊l(fā)送搜救指令到指定的搜救器，而后呼救器對(duì)信息進(jìn)行確認(rèn)并發(fā)送和將通信信道切換，同時(shí)啟動(dòng)聲光報(bào)警系統(tǒng)，按照電池容量狀況來增強(qiáng)聲音分貝。而后呼救器將確認(rèn)信息返回至搜救器，搜集器接到信息后切換信道，并向呼救器查詢場(chǎng)強(qiáng)狀況，呼救器將場(chǎng)強(qiáng)信息返回至搜救器。搜救人員按照接收的場(chǎng)強(qiáng)信息來調(diào)整搜救路線直至找到被困消防員。在實(shí)踐中，常用兩個(gè)搜救器分別從不同方向搜尋，以便于快速地對(duì)被困消防員位置進(jìn)行定位。

總之，智能呼救及搜尋系統(tǒng)為解救被困消防員提供了重要的技術(shù)保障，可以主動(dòng)防護(hù)和強(qiáng)化預(yù)警，能夠在危險(xiǎn)來臨前最大限度地保護(hù)消防員安全，為快速解救被困消防員提供了重要保障，該系統(tǒng)具有較為廣闊的應(yīng)用價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：李勛（1981—），男，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：滅火救援（戰(zhàn)訓(xùn)）。