多功能空投式山林應(yīng)急救援包裝設(shè)計(jì)*

王嘉昕，魏媛杰，路博林，任盈瓔，張藝凡，徐淑艷

（東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

我國(guó)是火災(zāi)、水災(zāi)、雪災(zāi)、地震等災(zāi)害事故頻發(fā)的國(guó)家，隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展以及工業(yè)化、城市化進(jìn)程不斷加快，各類(lèi)突發(fā)災(zāi)害急劇增加，事故風(fēng)險(xiǎn)隨之加大，呈現(xiàn)出多樣性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，造成了國(guó)民生命財(cái)產(chǎn)嚴(yán)重?fù)p失[1]。引發(fā)不良社會(huì)影響甚至威脅社會(huì)安全、穩(wěn)定。因此，探索減少事故損失、挽救人民生命財(cái)產(chǎn)安全的途徑，實(shí)施科學(xué)有效的應(yīng)急救援已成為當(dāng)今社會(huì)的重要課題。

應(yīng)急救援一般是指針對(duì)突發(fā)、具有破壞力的緊急事件采取預(yù)防、預(yù)備、響應(yīng)和恢復(fù)的活動(dòng)與計(jì)劃。災(zāi)害事故中，山林災(zāi)害可以分為自然災(zāi)害與人為事故災(zāi)害，其中自然災(zāi)害包括森林火災(zāi)、泥石流、山洪、落石等；人為事故災(zāi)害包括墜崖、失溫、迷路、溺水、猝死及其他未知事故。因此，山林應(yīng)急救援呈現(xiàn)出多樣性、復(fù)雜性等特點(diǎn)。在此類(lèi)情況下，受到山林的地理?xiàng)l件限制，物資運(yùn)輸過(guò)程較為冗雜?？战悼胀斗绞揭蚱浞奖憧旖莸奶攸c(diǎn)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，而空投對(duì)物資種類(lèi)、包裝要求較高[2-3]。首先，應(yīng)急工作現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急救援包裝拆裝后，不具有二次利用的價(jià)值。其次，由于救援現(xiàn)場(chǎng)人力物力條件有限，無(wú)法對(duì)包裝進(jìn)行有效的回收處理，部分包裝材料處理不當(dāng)，可能對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成破壞[4]，不利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

應(yīng)急救援裝備作為應(yīng)急救援行動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，要求種類(lèi)齊全、數(shù)量充足、功能穩(wěn)定、性能可靠和機(jī)動(dòng)靈活性強(qiáng)。隨著我國(guó)對(duì)突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急救援工作越來(lái)越重視，應(yīng)急救援裝備也得到了逐步發(fā)展，但總體而言，國(guó)內(nèi)應(yīng)急救援裝備與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在功能、技術(shù)水平等方面還存在較大差距，主要存在研發(fā)能力弱、集成化程度低、機(jī)動(dòng)靈活性差、專(zhuān)用設(shè)備不足等問(wèn)題。

本文設(shè)計(jì)的多功能空投式山林應(yīng)急救援包裝，結(jié)合現(xiàn)有的應(yīng)急救援包裝與空投式包裝，加以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改造，既考慮到空投過(guò)程中對(duì)包裝的性能要求，又有效保護(hù)應(yīng)急救援物資；同時(shí)對(duì)包裝內(nèi)部進(jìn)行最大利用率設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援包裝二次利用；降低救援成本，提高救援效率，減少人員傷亡。

1 應(yīng)急救援包裝的主要設(shè)計(jì)思路

1.1 設(shè)計(jì)目的

本文主要針對(duì)山林應(yīng)急救援場(chǎng)合，設(shè)計(jì)特定應(yīng)急救援包裝。

1.2 包裝材料選擇

包裝內(nèi)部，主要選取防水、耐磨的材料；包裝外部，主要選取耐高溫、耐磨、質(zhì)輕、易清洗消毒的硬質(zhì)材料。

1.3 包裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

包裝箱總體，呈長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，頂角倒圓角，減小落地碰撞。

包裝箱上蓋，擬設(shè)計(jì)為卡扣式，通過(guò)卡扣安裝，實(shí)現(xiàn)包裝密閉封口。

包裝箱上蓋，留有注水口、噴淋頭安裝口和出水口。當(dāng)包裝箱落地后，可進(jìn)行二次利用，通過(guò)注水、噴淋頭、輸水軟管等的安裝，將包裝箱改裝為救援水箱，實(shí)現(xiàn)二次利用。

包裝箱內(nèi)部，設(shè)計(jì)有緩沖腔，緩沖腔內(nèi)安裝有減震彈簧，當(dāng)包裝箱受到顛簸或沖擊時(shí)，減震彈簧會(huì)受壓發(fā)生形變，從而對(duì)箱體進(jìn)行緩沖。

包裝箱內(nèi)部，設(shè)計(jì)有可拆卸溫控區(qū)，溫控區(qū)內(nèi)搭載溫度顯示及記錄裝置。

包裝箱底部，對(duì)應(yīng)上蓋卡口位置，設(shè)計(jì)有對(duì)稱(chēng)的卡扣，當(dāng)包裝箱落地后，上蓋和底部的卡扣用于固定繩索，便于救援人員拖動(dòng)、背運(yùn)救援物資。

包裝箱底部，設(shè)計(jì)有可拆卸模塊，主要用于存放繩索，此處包裝材料可選擇熒光涂層，或搭載簡(jiǎn)易觸控鳴笛、無(wú)毒煙霧觸發(fā)裝置，用于落地后包裝箱的位置顯示（見(jiàn)圖1、圖2）。

圖1 包裝箱整體結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 緩沖腔示意圖

2 應(yīng)急救援包裝的功能

2.1 可空投，密封防水，抗震抗摔

在現(xiàn)有包裝的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)代科技模擬各種極端運(yùn)輸條件下的包裝需求場(chǎng)景，對(duì)包裝材料、包裝規(guī)格、包裝性能等進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，合理分析參數(shù)，同時(shí)考慮到運(yùn)輸過(guò)程中的搖動(dòng)、顛簸、跌落等容易造成內(nèi)容物破壞的因素，采取適當(dāng)措施加強(qiáng)包裝強(qiáng)度，保證對(duì)應(yīng)急救援物資的保護(hù)。

2.2 便于儲(chǔ)運(yùn)

應(yīng)急救援包裝既適應(yīng)機(jī)械化裝卸和運(yùn)輸，又適應(yīng)在特殊條件下機(jī)械沒(méi)有辦法到達(dá)時(shí)，人力裝卸和運(yùn)輸。

2.3 位置顯示

包裝可根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景，簡(jiǎn)單選擇安裝無(wú)毒煙霧觸發(fā)裝置及熒光涂層的方式，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援包裝位置顯示，幫助救援人員快速定位物資的位置，提高救援效率。

2.4 溫控裝置

包裝內(nèi)部，通過(guò)搭載簡(jiǎn)易的溫控裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)特殊物資的儲(chǔ)運(yùn)溫度需求。

2.5 易辨識(shí)

根據(jù)不同定位方式，是否搭載保溫層等功能特性，可將應(yīng)急救援包裝分為不同的場(chǎng)景、編號(hào)、顏色及功能進(jìn)行儲(chǔ)存、運(yùn)輸、分發(fā)、使用和補(bǔ)充，以利于救援人員在救援現(xiàn)場(chǎng)快速識(shí)別并找到所需物資，以及通過(guò)闡述包裝的編號(hào)及顏色，明確補(bǔ)充物資的種類(lèi)及數(shù)目，節(jié)省救援時(shí)間、人力及物力。

2.6 易清洗消毒

考慮到部分包裝在突發(fā)公共衛(wèi)生事件發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)主要承載開(kāi)展工作所需要的試劑、藥劑及醫(yī)療廢物收集裝置等，在包裝材料的選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，此類(lèi)包裝可達(dá)到易清洗消毒等條件，防止對(duì)環(huán)境二次污染。

2.7 適用場(chǎng)景廣泛

一般場(chǎng)景下，該應(yīng)急救援包裝可作為物資儲(chǔ)備載體，實(shí)現(xiàn)包裝的基本性能。當(dāng)發(fā)生重大突發(fā)事件時(shí)，可作為空投式包裝，應(yīng)用于應(yīng)急救援場(chǎng)合，箱體落地后，箱體可以作為可移動(dòng)便攜儲(chǔ)物箱，也可以作為可移動(dòng)簡(jiǎn)易工作臺(tái)；內(nèi)層保溫層，或溫控裝置，可應(yīng)用于應(yīng)急救援藥品儲(chǔ)存等特殊場(chǎng)合。極大地豐富了應(yīng)急救援包裝的適用范圍，既實(shí)現(xiàn)了物資循環(huán)利用，又降低了救援成本。

表1為應(yīng)急救援包裝性能的總結(jié)，并對(duì)改進(jìn)前后的物資包裝性能進(jìn)行了對(duì)比。

表1 救援物資包裝性能

3 應(yīng)急救援包裝實(shí)現(xiàn)的可行性

3.1 保護(hù)性能技術(shù)分析

本設(shè)計(jì)主要針對(duì)山林救援空投式包裝展開(kāi)設(shè)計(jì)，既考慮到航空運(yùn)輸對(duì)包裝件的詳細(xì)要求，又考慮到空投過(guò)程、落地時(shí)由于山林地勢(shì)復(fù)雜對(duì)包裝帶來(lái)的巨大沖擊。合理設(shè)計(jì)包裝結(jié)構(gòu)，充分利用現(xiàn)代科技模擬各種極端條件下的應(yīng)用場(chǎng)景，對(duì)包裝材料、包裝規(guī)格、包裝性能等進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，合理分析參數(shù)，采取增加緩沖腔等適當(dāng)措施加強(qiáng)包裝強(qiáng)度，保證對(duì)應(yīng)急救援物資的保護(hù)。

3.2 位置顯示技術(shù)分析

本設(shè)計(jì)考慮到山林救援現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊性，在包裝外部設(shè)計(jì)有位置顯示裝置。在救援物資落地后，便于救援現(xiàn)場(chǎng)盡快發(fā)現(xiàn)救援物資，大大提高了救援效率。

3.3 儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)分析

本設(shè)計(jì)采用長(zhǎng)方體為包裝箱整體結(jié)構(gòu)。一般場(chǎng)景下，可作為物資儲(chǔ)備載體，實(shí)現(xiàn)包裝的基本性能。同時(shí)，在包裝上蓋設(shè)計(jì)有把手，包裝兩側(cè)設(shè)計(jì)有可用于固定繩索的卡扣，有利于救援人員在復(fù)雜地形中搬運(yùn)救援物資。

3.4 易辨識(shí)性分析

針對(duì)不同類(lèi)型的物資包裝進(jìn)行外表的不同處理，將救援物資分為食品、藥品、工具三大類(lèi)別，分別采用3種顏色進(jìn)行上色用以區(qū)分。如果需要對(duì)三大類(lèi)別進(jìn)行細(xì)分，在上色基礎(chǔ)上采用數(shù)字貼紙進(jìn)行分類(lèi)。如食物采用黃色染色，貼紙“一”“二”分別代表飲品、食物。通過(guò)提供包裝技術(shù)時(shí)的使用培訓(xùn)以及配套使用說(shuō)明可以在救援人員進(jìn)行物資分類(lèi)發(fā)送時(shí)發(fā)揮關(guān)鍵作用。

4 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)

本設(shè)計(jì)優(yōu)化了物資的防火、防水、防摔功能，有效降低了救援物資在裝填、運(yùn)輸、投放過(guò)程中的破損率，避免其喪失原有的功能。落地后通過(guò)包裝外附的熒光物質(zhì)、有色煙霧包（特殊物資可采用支持局域網(wǎng)的特殊包裝投放）顯示其位置，大大降低了物資的丟損率。一方面使得包裝材料得到充分利用，另一方面可適當(dāng)減少救援人員工具的攜帶量，減輕救援人員的負(fù)重，提高救援工作效率。合理的包裝結(jié)構(gòu)也使得物資便于多種場(chǎng)景下的搬運(yùn)、攜帶。與現(xiàn)有應(yīng)急救援包裝相比，本設(shè)計(jì)具有以下設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)和特色。

1）包裝可滿(mǎn)足空投式包裝性能需求，有利于及時(shí)有效地響應(yīng)重大突發(fā)事件。

2）包裝可滿(mǎn)足極端條件下對(duì)物資的有效保護(hù)，有利于節(jié)約救援成本。

3）包裝可滿(mǎn)足機(jī)械化裝卸和運(yùn)輸，同時(shí)適應(yīng)人力裝卸和運(yùn)輸，提高運(yùn)輸效率。

4）包裝可滿(mǎn)足落地后位置顯示，幫助救援人員快速準(zhǔn)確找到救援物資。

5）包裝可滿(mǎn)足溫控需求，為藥品等特殊物資提供儲(chǔ)運(yùn)條件。

6）包裝可滿(mǎn)足高辨識(shí)性，可精準(zhǔn)分類(lèi)，及時(shí)補(bǔ)充救援物資，節(jié)省人力物力。

7）包裝可滿(mǎn)足清洗消毒條件，防止對(duì)環(huán)境二次污染，有效保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)救援人員。

5 結(jié)束語(yǔ)

加強(qiáng)應(yīng)急救援工作不僅是處理重大災(zāi)害事故和應(yīng)對(duì)重大突發(fā)事件的迫切需要，而且是保障和改善民生、維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的舉措。應(yīng)急救援包裝的改進(jìn)，能推動(dòng)應(yīng)急救援體系的發(fā)展。本文設(shè)計(jì)定位為應(yīng)用于山林應(yīng)急救援場(chǎng)合，并結(jié)合應(yīng)急救援包裝與空投式包裝的特點(diǎn)，打破傳統(tǒng)包裝使用上的局限性，實(shí)現(xiàn)包裝的多種附加性能。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景及應(yīng)用條件，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)救援需求，可實(shí)現(xiàn)溫控、實(shí)時(shí)顯示位置、防水、零部件重組等不同要求，涉及醫(yī)療服務(wù)、交通物流、生態(tài)環(huán)保等領(lǐng)域。這款包裝具有可空投、可二次利用、多功能集合一體等特點(diǎn)，多方面解決現(xiàn)有應(yīng)急救援包裝在使用過(guò)程中暴露的問(wèn)題，在很大程度上彌補(bǔ)了現(xiàn)在市場(chǎng)上普通應(yīng)急救援包裝的不足和缺陷。在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)物資的有效包裝，不僅能節(jié)約救援成本，還能在一定程度上節(jié)約救援時(shí)間，提高救援效率，提升應(yīng)急救援能力，保障應(yīng)急救援工作的高效開(kāi)展，具有一定的市場(chǎng)發(fā)展前景和社會(huì)意義。