消防機(jī)器人
——搶險(xiǎn)救災(zāi)急先鋒

張 良

面對(duì)越來越復(fù)雜的消防救援任務(wù)，高科技手段可以大大提高防災(zāi)減災(zāi)的能力，也可以降低災(zāi)情事故對(duì)救援人員生命的威脅。消防機(jī)器人集現(xiàn)代智能化、自動(dòng)化技術(shù)為一體，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)火災(zāi)救援人員進(jìn)入火場(chǎng)作業(yè)。它的出現(xiàn)為消防人員的安全提供了保障，在滅火和搶險(xiǎn)救援中發(fā)揮舉足輕重的作用。

需求牽引，成果顯著

1986年，日本東京消防廳在滅火中首次采用了“彩虹5號(hào)”消防機(jī)器人。此后，消防機(jī)器人逐漸在滅火救災(zāi)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，消防機(jī)器人技術(shù)也快速發(fā)展起來。

2012年，日本兵庫縣姬路市的日本觸媒姬路制造所發(fā)生火災(zāi)，消防救援中又發(fā)生了爆炸，導(dǎo)致1名消防員死亡，24名消防員受傷。事后，消防研究人員表示：“在人員無法靠近的火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，消防員只能干等火勢(shì)自然減弱。此時(shí)，若有機(jī)器人幫助滅火，可以大大有助于控制火情、減少損失。”

此后，日本總務(wù)省消防廳開始推進(jìn)“機(jī)器人消防隊(duì)”的開發(fā)，讓機(jī)器人在石化工廠火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)等人員無法靠近的危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行滅火。在緊急情況發(fā)生時(shí)，大型指揮車搭載4臺(tái)機(jī)器人出動(dòng)，從空中和地面展開消防行動(dòng)。

“機(jī)器人消防隊(duì)”是一套系統(tǒng)，由空中拍攝現(xiàn)場(chǎng)情況的無人機(jī)、收集地面信息的偵察機(jī)器人、可自動(dòng)行走的水槍機(jī)器人和消防水帶延至取水栓的機(jī)器人組成。

在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，消防隊(duì)員在指揮車內(nèi)確認(rèn)火災(zāi)位置，指揮機(jī)器人進(jìn)行偵察。偵察機(jī)器人掌握了現(xiàn)場(chǎng)周邊溫度、可燃?xì)怏w泄漏等情況后，消防隊(duì)員向水槍機(jī)器人和水帶延長(zhǎng)機(jī)器人發(fā)出最合適路徑指令。兩臺(tái)機(jī)器人根據(jù)風(fēng)向等自動(dòng)調(diào)整噴水位置和角度，開始進(jìn)行消防作業(yè)。由于各臺(tái)機(jī)器人都可自動(dòng)運(yùn)作，消防隊(duì)員僅需進(jìn)行向終端輸入相關(guān)信息、將水帶連接至取水栓等操作。

消防滅火機(jī)器人是集成了眾多前沿技術(shù)的運(yùn)動(dòng)機(jī)器人。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，尤其是在大火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，消防滅火機(jī)器人能搜集信息，確定火場(chǎng)的特定物質(zhì)，幫助制定滅火救援方案，進(jìn)行有效的滅火救援。它們不僅能夠避免或減少消防員的傷亡，而且能有效提升滅火救援效果。

災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，彰顯本領(lǐng)

2021年7月20日16時(shí)起，河南省鄭州市遭遇了有記錄以來最強(qiáng)降雨。降雨量達(dá)201.9毫米，超過我國陸地小時(shí)降雨量極值，城市排水系統(tǒng)告急。

各方搶險(xiǎn)救災(zāi)力量聞“汛”而動(dòng)，除了解放軍和武警戰(zhàn)士，各型號(hào)救災(zāi)機(jī)器人也相繼投入本次災(zāi)難救援中，包括空中無人機(jī)、水面救生機(jī)器人、水下作業(yè)機(jī)器人等。

其中，翼龍-2H應(yīng)急救災(zāi)型無人機(jī)在河南上空?qǐng)?zhí)行5～6小時(shí)的偵察和中繼任務(wù)，為受災(zāi)民眾提供對(duì)外通信服務(wù)。該型無人機(jī)空中通信平臺(tái)可定向恢復(fù)50平方千米的移動(dòng)公網(wǎng)通信，建立覆蓋1.5萬平方千米的音視頻通信網(wǎng)絡(luò)，可快速打通指揮中心與指定區(qū)域之間的通信，讓救援人員對(duì)災(zāi)情有更加全面準(zhǔn)確的了解。

水面救生機(jī)器人主要用于救援實(shí)施。洪澇災(zāi)害中，由于水下情況不明，急流之下危機(jī)四伏，實(shí)施救援難度陡增。與傳統(tǒng)的采用人工拋投救生圈近距離救援方式相比，水面救生機(jī)器人指向性強(qiáng)，能保障救援的及時(shí)、有效和安全。例如，在本次救援行動(dòng)中，投入使用的118套“海豚1號(hào)”水面救生機(jī)器人，能35分鐘長(zhǎng)續(xù)航、800米超遠(yuǎn)距離遙控，可承重150千克，同時(shí)拖拽3個(gè)成年人。遇到險(xiǎn)情時(shí)，只需將水面救生機(jī)器人拋擲于水面，它能以3米/秒航行速度快速、精準(zhǔn)航行至落水人員身邊，將其拖拽到安全區(qū)域。在整個(gè)救援過程中，救援人員無須下水，只要在岸邊或船上遙控施救，既保障救援效率與質(zhì)量，也能避免救援人員意外傷亡。

而水下作業(yè)機(jī)器人則能深入水下偵察、搜尋和作業(yè)，讓救援人員能對(duì)水下情況全掌握；而且，它能夠協(xié)助救助打撈；在災(zāi)汛情況下，它還能通過配置高清攝像頭爬入管道中，很好地檢測(cè)地下管道情況，從而保障汛期中后管網(wǎng)的暢通無阻。

著眼實(shí)戰(zhàn)，發(fā)揮合力

目前我國已具有滅火、偵察、救援、排爆等多種功能的消防機(jī)器人，其中滅火機(jī)器人等已在實(shí)戰(zhàn)中發(fā)揮了積極作用。在消防演練和滅火實(shí)戰(zhàn)中，消防機(jī)器人深入火場(chǎng)，較大地提高了救援效率。

近日，四川省瀘州市消防救援支隊(duì)成立了機(jī)器人救援大隊(duì)，率先開展機(jī)器人單獨(dú)編隊(duì)作戰(zhàn)，進(jìn)一步提升消防救援隊(duì)伍的綜合救援能力。機(jī)器人救援大隊(duì)以作戰(zhàn)編隊(duì)模式組建，有災(zāi)情偵察、滅火攻堅(jiān)、排煙降毒三個(gè)作戰(zhàn)單元和一個(gè)遂行作戰(zhàn)指揮部，裝備有9類32臺(tái)特種機(jī)器人。其中，部分機(jī)器人能在1000℃高溫下連續(xù)工作30分鐘以上，并可通過互聯(lián)網(wǎng)向后方傳輸火場(chǎng)內(nèi)的信息。

消防滅火偵察機(jī)器人具備火災(zāi)撲救、偵察能力，其裝備有大流量水炮、防爆紅外雙視云臺(tái)，主要應(yīng)用于油罐、液化石油氣罐、石化裝置等易燃、易爆、易坍塌及存在毒性氣體泄漏的場(chǎng)所。它能夠在滅火救援人員的遠(yuǎn)程控制下，替代消防員進(jìn)入易燃、易爆、有毒、有害、缺氧、濃煙及易坍塌建筑物等災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行探測(cè)、偵察、滅火噴射或冷卻保護(hù)，也可對(duì)災(zāi)害事故中泄漏的有毒有害物質(zhì)進(jìn)行洗消和稀釋。

消防排煙滅火機(jī)器人具有排煙、滅火、送風(fēng)、降溫、除塵、清障、環(huán)境偵測(cè)、圖像采集、無線信息傳輸、爬坡越障自行走等功能，能夠替代消防人員安全、高效地處理各種事故，也可在危險(xiǎn)化學(xué)品事故造成比較嚴(yán)重的環(huán)境污染時(shí)用于洗消作業(yè)。

消防救援機(jī)器人能替代消防搶險(xiǎn)救援人員，進(jìn)入有毒有害化學(xué)物品泄漏、化學(xué)腐蝕性、生物毒性、濃煙、缺氧、易坍塌等災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行危險(xiǎn)物品搬運(yùn)、障礙物清除和遇難人員救援等工作。

消防無人機(jī)可執(zhí)行空中消防滅火、偵察等任務(wù)，尤其適用于高層建筑滅火等。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防無人機(jī)裝填滅火彈快速抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)實(shí)際情況發(fā)射滅火彈，迅速控制火情。消防無人機(jī)可與地面機(jī)器人配合使用，形成空地協(xié)同的立體消防作戰(zhàn)體系。