雷達(dá)生命探測儀在消防救援中的應(yīng)用

李震 楊昀

摘要：近年來，國內(nèi)外各種災(zāi)害事故頻發(fā)，如何快速營救被困人員是消防工作人員所要思考的問題。在地震、建筑物坍塌等災(zāi)害事故現(xiàn)場，傳統(tǒng)的搜救方式主要是人結(jié)合搜救犬，解決淺表層被困人員搜索，而對于深埋人員搜索效能較低。雷達(dá)生命探測儀能夠大幅提高深層埋壓人員搜救效率，本文就消防救援中雷達(dá)生命探測儀應(yīng)用展開積極探討。

關(guān)鍵詞：雷達(dá);生命探測儀;消防救援

目前，國內(nèi)外災(zāi)害救援常用的搜索手段主要有搜救犬、音頻生命探測儀、光學(xué)生命探測儀、紅外生命探測儀和雷達(dá)生命探測儀等。搜救犬在淺表層的搜索中具有其不可替代的作用和意義;音頻生命探測儀現(xiàn)場展開慢、信號衰減大，在實際探測作業(yè)過程中，需要停止發(fā)出聲響的救援工作，在災(zāi)害現(xiàn)場受限制較大;光學(xué)探測儀探頭雖自帶光源、可多角度旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入廢墟內(nèi)部隨著照明空間和探測方位的改變，其探測效果變得不理想;雷達(dá)生命探測儀主動探測的方式使其不易受到現(xiàn)場環(huán)境因素的影響，克服了視頻生命探測儀遇物體阻擋失效、音頻生命探測儀空間傳播衰減大、受環(huán)境影響大等問題。雷達(dá)探測技術(shù)因其具有非接觸、強穿透、高靈敏度、強抗干擾能力等特點，成為目前主流的生命探測技術(shù)。

一、雷達(dá)生命探測儀性能分析

（一）雷達(dá)生命探測儀現(xiàn)狀

在生命探測定位裝備方面，美國、俄羅斯、日本和我國等均已開展相關(guān)理論與裝備研究，萊福、朗森基等品牌產(chǎn)品已應(yīng)用于反恐、地震救援等領(lǐng)域。汶川地震后，國內(nèi)生命探測相關(guān)裝備發(fā)展較快，探測距離、靈敏度、介質(zhì)補償?shù)戎笜?biāo)已達(dá)到國外同類產(chǎn)品水平，但生命探測裝備的實用性仍然有待于提高。

（二）雷達(dá)生命探測儀的技術(shù)創(chuàng)新

雷達(dá)生命探測儀是在傳統(tǒng)探測技術(shù)上的革新，通過UWB+MIMO+WIFI+手機信號進(jìn)行定位搜救，可以進(jìn)一步提高探測距離，提升位置定位精度，多種手段復(fù)合，降低虛警率，進(jìn)一步增強雷達(dá)生命探測儀的實用性。

（三）雷達(dá)生命探測儀搜索能力

以某一款雷達(dá)生命探測儀為例，該產(chǎn)品可以穿透墻體、碎石等廢墟介質(zhì)，能夠?qū)?0米內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行探測，每次探測周期大約60秒，在不受其他因素影響的情況下，一小時內(nèi)可搜索區(qū)域范圍約為60000立方米。但在大震巨災(zāi)場景下，需要進(jìn)行大工作面開展作業(yè)時，可以考慮組網(wǎng)協(xié)同等方式進(jìn)一步提升雷達(dá)生命探測儀的探測效能。

（四）雷達(dá)生命探測儀持續(xù)工作能力

在地震等災(zāi)害事故救援現(xiàn)場，需要持續(xù)開展搜救作業(yè)，雷達(dá)生命探測儀續(xù)航采用可拆卸充電電池，增加連續(xù)工作時間，保證雷達(dá)生命探測儀不間斷工作。

（五）雷達(dá)生命探測儀影響因素分析

雷達(dá)生命探測儀發(fā)射的電磁波可以有效穿透建筑廢墟等介質(zhì)，但是由于電磁波的傳播特點，雷達(dá)生命探測儀無法穿透金屬板、水以及含水量高的介質(zhì)材料，在此類場景中雷達(dá)生命探測儀實際應(yīng)用效果不佳。

現(xiàn)有的雷達(dá)生命探測儀在救援現(xiàn)場探測廢墟下是否有人員存活，其依據(jù)是人員在自然狀態(tài)下的生命參數(shù)特征。掩埋在深層廢墟內(nèi)的人員在缺氧、停水、斷食、壓砸所致骨折、失血、組織破損、呼吸道阻塞，甚至發(fā)生休克昏迷;同時恐懼、擔(dān)憂、焦急等心理因素也將明顯影響和降低生命體征及生命耐受力。雷達(dá)生命探測儀在復(fù)雜環(huán)境干擾下人員的探測識別問題還未找到有效的解決方法，其探測的準(zhǔn)確度和效率有待于進(jìn)一步完善，這是制約雷達(dá)生命探測技術(shù)發(fā)展的瓶頸，也是雷達(dá)生命探測儀在某些應(yīng)用場景應(yīng)用效果不佳的原因之一。

二、雷達(dá)生命探測儀救援效能的實現(xiàn)

為了進(jìn)一步提高雷達(dá)生命探測儀的實用性，縮短救援時間，最大限度發(fā)揮其探測功能，降低誤報率。以市面上常見的某款雷達(dá)生命探測儀為例，可以有效穿透混凝土、土壤、巖石、砂粒、木材等非金屬介質(zhì)、低含水物體等，具有IP67防水等級，適應(yīng)嚴(yán)酷救援環(huán)境，適用于地震、塌方、雪崩等災(zāi)害現(xiàn)場埋壓幸存者的搜索與探測，實現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下多個生命體的快速探測與準(zhǔn)確定位，提升消防救援隊伍搜索救援效能，最大程度挽救人民生命安全。

（一）雷達(dá)生命探測儀在救災(zāi)現(xiàn)場的有效應(yīng)用

由于災(zāi)害現(xiàn)場環(huán)境較為復(fù)雜，場面較為混亂，救援人員使用雷達(dá)生命探測儀展開探測工作，需要操作人員距離設(shè)備保持在5米以上，探測區(qū)域周邊無其他人員，可以有效降低外界人為因素的干擾。為了進(jìn)一步提高救援效率，應(yīng)避免盲目探測，合理的規(guī)劃探測范圍。雷達(dá)生命探測儀需要專業(yè)培訓(xùn)的人員操作才能發(fā)揮最大效能。

在泉州市“3·7”坍塌事故消防救援中雷達(dá)生命探測儀發(fā)揮了重要作用。事故發(fā)生后，在表層及淺表層搜救過程中通過現(xiàn)場手機信號定位、搜救犬搜索、生命探測儀器探測等多種方式相互印證、反復(fù)偵察，實現(xiàn)搜索全覆蓋，初步判定被困人員方位，一個又一個的被困者獲救。在24小時“白金救援期”內(nèi)成功搜救出49人，隨著救援的深入，淺表層搜救的結(jié)束，手機信號定位、搜救犬等作用逐步弱化，搜救難度不斷加大，在災(zāi)害事故發(fā)生48小時之后，其他搜救裝備和搜救措施陷入困境之時，雷達(dá)生命探測儀能夠搜索定位3名被困人員并成功營救，創(chuàng)造了生命的奇跡。

（二）利用多方位搜索確定人員位置方法

在實際探測過程中，由于救援現(xiàn)場情況較為復(fù)雜，探測儀的擺放方式和位置發(fā)生改變，埋壓人員的信號強度也會變化，位置的精準(zhǔn)度也就很難保證。而要想精準(zhǔn)的獲取到被困者的信息，可以先開展垂直探測，通過多方位的探測便于進(jìn)一步提高探測的精準(zhǔn)度。通過開展多發(fā)多收、全極化天線設(shè)計、分布式組網(wǎng)等技術(shù)，研究多臺雷達(dá)、多觀測點雷達(dá)定位及搜索方法，利用分布式優(yōu)勢，準(zhǔn)確獲得多個生命信息，包括方位角、距離和呼吸頻率等信息，進(jìn)一步提高探測效果，提高復(fù)雜災(zāi)害救援大工作面場景下生命探測效能，提升我國生命探測裝備的技術(shù)水平與使用效能。

（三）雷達(dá)生命探測儀、搜救犬等多手段綜合搜索

在地震等災(zāi)害現(xiàn)場開展大范圍被困人員搜索時，一般先采用人工搜索的方式，向知情人了解情況，第一時間組織人員尋找表面可見的幸存者;搜救犬分隊開展淺表層埋壓人員搜索，對搜索區(qū)域的地形、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，標(biāo)記可疑區(qū)域，進(jìn)行后續(xù)救援。在大面積、全方位搜索時，需要人工搜索、搜救犬分隊和儀器救援隊分批次配合救援，一般會采用綜合搜索方式提高搜索準(zhǔn)確率，各種搜索方式互補定位。沒有哪一種方式是萬能的，最好綜合運用各種搜索手段，全力組織救援、救治傷者，科學(xué)采取救援措施和手段，盡最大可能降低事故致死致殘人數(shù)，保障人民生命安全。

三、結(jié)語

綜上所述，雷達(dá)生命探測儀適用于地震、塌方、雪崩等災(zāi)害現(xiàn)場埋壓幸存者的搜索與探測，有效提升消防救援隊伍搜索救援效能，最大程度挽救人民生命安全。目前，雷達(dá)生命探測儀解決了實驗室條件下生命體探測有無的問題，在實際救援作業(yè)過程還存在探測距離短、定位精度低、識別數(shù)量少、環(huán)境自適應(yīng)差、誤報率高、缺少人與一般家畜動物辨識功能等問題和不足，需要不斷進(jìn)行優(yōu)化升級，從而在救援中發(fā)揮更大的作用。目前國家已經(jīng)立項支持相關(guān)技術(shù)攻關(guān)，預(yù)期成果將提升復(fù)雜災(zāi)害條件下生命探測裝備實際應(yīng)用效果，提高搜索效率和探測識別準(zhǔn)確率，全面增強應(yīng)急救援隊伍在多種突發(fā)應(yīng)急災(zāi)害條件下搜索效能，對提高我國救災(zāi)能力、更好地保護(hù)人民生命安全具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]李震，洪贏政，孫春輝.淺談常用搜索救援手段及特點[J].中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會，2012：65-67.

[2]楊曉燕，常建，劉濤，王曉飛.新型雷達(dá)生命探測儀關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].消防界（電子版），2016（05）：46-47.

作者簡介：

李震，男，現(xiàn)就職于應(yīng)急管理部上海消防研究所，主要從事生命探測裝備及數(shù)字化單兵裝備研究工作。

資助項目：

2018YFC0810202。