雷達生命探測儀在消防救援中的應用探究

晏治

摘要：各種災害事故頻發，對于消防救援所造成的壓力是巨大的，如何快速營救出被困群眾，如何快速找到被掩埋于廢墟中的生命體，保障人民群眾的生命安全，對于消防工作人員來說是一個需要思考的問題。在實際的災害現場，地震、建筑物坍塌對于高效營救造成較大的困難，傳統的搜救方式主要是人結合搜救犬^[1]，能夠搜索到困在表層的人員，對于困在深處的人員營救效果較為困難。雷達生命探測儀對于高效開展深層人員的救援工作，效果較好，效率會得到大幅度提升。文章主要就雷達生命探測儀在消防救援工作中的應用展開分析與探究。

關鍵詞：雷達;生命探測儀;消防救援;應用探究

搜救犬、音頻生命探測儀、光學生命探測儀、紅外生命探測儀以及雷達生命探測儀在災害搜救中比較常見，各有不同的特點。搜救犬在淺表層的搜救效率高，具有不可替代的作用;音頻生命探測儀在現場開展工作的效率較低，信號衰減大，在實際的操作中，音頻生命探測器受到的限制也比較多;光學生命探測儀自帶光源，能夠多角度進行旋轉，隨著照明空間和探測方位的變化，其搜救的效果也會發生或好或壞的變化;雷達生命探測儀在實際工作中不易受到現場環境因素的影響，能夠在不接觸、高靈敏度的狀態下完成工作，克服了音頻生命探測儀空間傳播衰減大以及受周邊環境變化影響較大的缺點。雷達生命探測儀具有很強的穿透力以及高度的敏感性，能夠不受外界的干擾，是目前廣受歡迎的生命探測技術^[2]。

一、雷達生命探測儀的性能分析

（一）雷達生命探測儀的發展現狀

汶川大地震后，我國的生命探測儀已經有了較好的發展，我國與俄羅斯、日本等國家都開展了關于生命探測儀的相關理論研究，在不斷努力下，國內生命探測儀的探測裝備、相關的探測距離、靈敏度、介質補償，都已經與國外同類水平的指標相差無幾。相較于以前，我國使用的生命探測儀幾乎完全依賴進口，當前雷達生命探測儀已經取得了較大的進步，但是在實用性方面還有待提高。

（二）雷達生命探測儀的技術創新

雷達生命探測儀主要通過人體呼吸產生的多普勒效應判斷生命體位置，為工作人員實施救援提供參考。人的呼吸頻率大概為每秒1到2次，這是人與其他呼吸頻率較高生命體的明顯區別。例如，對墻壁、磚塊、碎石塊發射電磁波時，電磁波產生的信號將沒有變化;對還在活動或是呼吸的生命體發射電磁波時，電磁波返回的頻率會有所變化^[3]。在接收器受到反饋時，用3分鐘的時間采集信號，運用累計信號、微分放大處理技術，分析接收器上的異常點，能夠準確判斷被困人員的生命體特征以及被困的位置。雷達生命探測儀是對于傳統技術的革新，涉及UWB+MIMO+Wi-Fi+手機信號，其穿透障礙物的厚度可以達到15米，有效探測深度可達30米，開展定位營救，定位的精準度更高、虛警率更低、探測距離更加準確。

（三）雷達生命探測儀的實際搜索能力

制作雷達生命探測儀的廠家不同，技術也會有所差異，探測的距離以及深度也會有所不同，文章主要選取了三種不同型號的雷達生命探測儀，對比其不同的探測深度以及探測移動距離，對比結果如表1所示。通常情況下，探測移動的深度比探測呼吸深度深，由于受災現場被困者身體被擠壓，移動信號搜索不便，主要靠呼吸信號搜救。以型號1雷達生命探測儀為例，雷達生命探測儀能夠探測到5米以內的呼吸信號、10米以內的移動信號，穿透墻體、碎石等廢墟媒介，探索周期約為60秒，在不受外界干擾的情況下，一個小時最多可以搜索6000立方米的受災區域。

（四）雷達生命探測儀的持續工作能力

在受災現場，需要持續開展搜救作業，另外，受災區的電源經常會中斷，所以更加需要工作設備的自主供電能力。文章主要選取了三種不同型號的雷達生命探測儀，對比其持續工作能力，如表2。以型號1雷達生命探測儀為例，它配備了三塊可以裝卸的電池，電池在充滿電之后，能夠持續工作6個小時^[4]，因此，三塊電池能夠保證儀器在無充電條件下連續工作18個小時。通常情況下，在救援現場，外界電源無法接入救援現場，雷達生命探測儀要持續工作十幾個小時，電源不充足將會嚴重影響救援效果。當前的雷達生命探測儀主要采用可拆卸充電電池，能夠不斷增加工作時間，保障雷達生命探測儀的連續工作。

（五）影響雷達生命探測儀的因素

雷達生命探測儀具有很強的穿透力以及高度的敏感性，能夠不受外界的干擾，通過人體差頻電波的產生捕捉電場信號，進而幫助救助人員準確實施搜救。但是在實際的受災現場，被掩埋在廢墟下的人員處于缺氧、缺水、斷食狀態，可能存在骨折、失血等情況，有的人在廢墟下因呼吸道阻塞極易發生休克，加之被困人員會有焦慮、擔憂、恐懼等情緒，在這種復雜情況下，雷達生命探測儀的準確度與效率將會受到影響。另外，雷達生命探測儀發出的電磁波在遇到金屬物質時將會被吸收、反射，雷達生命探測儀還無法穿透水以及其他含水量高的介質。因此，雷達生命探測儀在某些場景運用時還存在不足，其準確度與效率還要進一步加強，對于雷達生命探測儀的效能還需要進一步探索。

二、雷達生命探測儀的救援效能

（一）在救災現場的運用

救災現場較為混亂、受災環境復雜，救援人員在使用雷達生命探測儀開展工作時，需要將探測區域內的人員清除，降低外界人為因素的干擾，再劃定探測范圍，避免出現盲目探測，操作人員需與設備保持5米以上距離^[6]。將搜索區域劃分為規則的等大小的正方形，將雷達生命探測儀置于每個正方形區域中間，以三分鐘為一次，將探測儀移動到下一個方格中間，以最大限度減少未被搜索到的表面區域。在探測結束后，方格中噴上黑色記號用來表示沒有發現幸存者;方格中噴上紅色記號用來表示可能有幸存者，并標明深度，為后續救援人員提供決策依據，可大大提高現場救援工作的效率。

（二）多方位搜索人員位置的運用7A2E85E9-70CA-4245-BA39-ABA8FF2BE3C9

在實際探測時，救援現場的情況比較復雜，探測儀擺放的位置與方式發生變化，那么接收埋壓人員的信號強度也會有所變化，其位置是否精確就很難得到保證。為了獲得被困者的準確位置，可以在原來垂直方向探測的基礎上，將豎直放置轉化為水平放置，對被困者的深度位置進行多方位的探測。通過開展分布式的組網，集合多臺雷達、多觀測點雷達定位等多種搜索方法將分布式優勢充分利用起來，以準確獲得生命信息，例如生命特征、生命體距離、方位角，以此提升生命探測裝備在受災救援工作中應用的有效性，提升救援工作質量。

（三）雷達生命探測儀與搜救犬的綜合運用

通過多方位定位，來回移動探測器獲取被困者的位置，雖然雷達生命探測儀對于搜索區域內有無生命體活動的可信度能夠達到80%以上，但是會消耗掉大量的現場救援時間。在實際救災現場，綜合運用雷達生命探測儀與搜救犬，可提高搜救效率^[7]。搜救犬的搜救可信度很高，基本能找到準確位置。開展搜救工作時，可先用雷達生命探測儀進行搜索工作，發現可疑目標后，再讓搜救犬進入現場，對目標區域進行確認;或是先利用搜救犬搜救，確定可疑目標后，再利用雷達生命探測儀進行探測工作，最終確定好被困人員的具體位置，開展營救工作。在大面積、全方位的搜救工作中，通常要求人工搜索、搜救犬、儀器探測相互配合，這樣綜合的搜索手段能夠提高搜索工作效率，為人民的生命安全提供技術保障。

三、結語

雷達生命探測儀是目前最為先進的生命搜尋技術，是現代超寬譜雷達技術和生物醫學工程技術的結合^[8]，彌補了以往生命探測儀穿透力差、探測精準度誤差大以及響應時間較慢的缺陷，在實際的救援現場，更加實用化，對于災后的應急搜救有著重要的作用。雷達生命探測儀的廣泛應用能為災害救援贏得更多的黃金營救時間，提高消防隊伍的營救能力，保障人民群眾的生命安全。

參考文獻：

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[6]葉平安.在關于汶川地震的新聞報道中，我們往往能看到救援人員手持“生命探測器”在廢墟上搜尋。這究竟是種什么儀器，它們如何起作用，又分別起什么作用？[J].科學世界，2008（07）：92-93.

[7]王健琪，鄭崇勛，路國華，等.雷達式生命探測儀中人體與動物識別技術的研究[J].生物醫學工程學雜志，2005（06）：1161-1164.

[8]陳宇杰，王健琪，路國華，等.雷達式生命探測儀中強雜波對消技術的仿真研究[J].醫療衛生裝備，2005（11）：22-23.7A2E85E9-70CA-4245-BA39-ABA8FF2BE3C9