特種設備應急救援機器人研究探討

楊靜

【摘 要】特種設備危及生命財產(chǎn)安全、危險性極大的設備和設施，一旦發(fā)生事故容易造成群死群傷。應急救援能力與科技水平和文明程度密切相關(guān)，對突發(fā)事故處置不當極易導致事故危害進一步擴大，引起公眾恐慌情緒蔓延，甚至導致政府信任危機。文章對有關(guān)特種設備及其應急救援機器人方面的研究成果進行梳理分析，以期對特種設備應急救援機器人研究有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 特種設備 應急救援 機器人 前景 研究

【中圖分類號】 TP242【文獻標識碼】 A【文章編號】1672-5158（2013）07-0037-02

一、 引言

特種設備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場內(nèi)專用機動車輛[1]，截至2011年底，全國在用特種設備數(shù)量729.15萬臺，同比增長12.58%，本年度新增103.54萬臺，停用83.09萬臺，報廢16.54萬臺，另有各類氣瓶13563.64萬只，同比減少3.62%，壓力管道83.68萬公里，同比增長14.34%[2]。特種設備廣泛應用于石油、化工、電力、機械、冶金、船舶、交通、輕工、建材等傳統(tǒng)工業(yè)領域和航天航空等現(xiàn)代工業(yè)領域以及人們的日常生活，為經(jīng)濟社會發(fā)展發(fā)揮著重要作用。

二、特種設備事故現(xiàn)狀

2005年至2009年間，我國年均發(fā)生特種設備事故300多起，人員傷亡近千人，經(jīng)濟損失巨大，有的重特大事故還造成人員群死群傷、居民大規(guī)模轉(zhuǎn)移、交通干線中斷、大范圍生產(chǎn)生活受到嚴重影響、大面積環(huán)境污染等災難性后果[3]。

近年來，典型的特種設備事故有：

1.1998年，西安煤氣公司液化石油氣管理所400m3、儲存170t液化氣的球罐根部發(fā)生泄漏，造成7名消防戰(zhàn)士和5名液化氣站工作人員壯烈犧牲，32人重傷；

2.2005年，江蘇淮安液氯泄漏造成29人死亡，436名村民和搶救人員中毒住院治療，門診留治人員1560人，10500多名村民被迫疏散轉(zhuǎn)移，大量家畜（家禽）、農(nóng)作物死亡和損失，已造成直接經(jīng)濟損失1700余萬元。京滬高速公路宿遷至寶應段（約110公里）關(guān)閉20小時；

3.2007年，山東金龍化工有限公司一滿載硫酸二甲酯的槽車在107國道1169公里至1174公里處時，發(fā)生泄漏，導致1人死亡，120人中毒并有兩人危重；

4.2008年7月1日，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾晨鳴紙業(yè)有限責任公司發(fā)生一起鍋爐爆炸事故，造成2人死亡；

5.2009年6月4日6時10分浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)定海東路158號寧波東和金屬有限公司發(fā)生一起氣瓶爆炸事故，造成3人重傷，15人輕傷。

大量的特種設備事故案例顯示特種設備應急救援已經(jīng)成為社會公共安全救援重要的一環(huán)，為積極應對特種設備可能發(fā)生的重特大事故，及時、高效、有序地組織開展事故搶險救援工作，最大限度地減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，維護正常的社會秩序和生產(chǎn)、生活秩序，建立高效的特種設備移動應急救援體系是各個特種設備檢驗檢測機構(gòu)亟待解決的全國性問題。

三、特種設備事故應急救援現(xiàn)狀

各省市特種設備檢驗檢測機構(gòu)均已建立特種設備應急救援預案，縱觀這些預案，盡管它們都明確了人員分工、職責，也建立了操作模式，但仍存在以下問題：一是應急救預案仍較依賴主觀判斷，缺乏一定的針對性、實用性；二是缺乏專業(yè)的事故應急救援設施及裝備尤其缺乏針對特種設備的應急救援機器人，應急救援技術(shù)水平落后；三是缺乏有效的預警機制。

目前，國內(nèi)數(shù)個高校或科研機構(gòu)已成功研發(fā)出了針對特種設備、非煤礦山及煤礦的安全生產(chǎn)事故的應急救援指揮系統(tǒng)。例如，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局組織研發(fā)出了國內(nèi)首個應用于特種設備事故救援領域的“特種設備事故移動應急救援指揮系統(tǒng)”，直接促進了我國特種設備應急救援能力的提高。

四、應急救援機器人研發(fā)及應用現(xiàn)狀

世界上許多國家尤其是發(fā)達國家都在研制軍用機器人、掃雷機器人、排爆機器人和消防機器人等危險作業(yè)機器人。應急救援機器人是機器人的一個新興發(fā)展的領域，屬于危險作業(yè)機器人的一個分支，具有危險作業(yè)機器人的特點，同時還具有部分工業(yè)生產(chǎn)機器人的特點。

重大特種設備事故多為鍋爐爆炸、大型起重機械傾覆或危化品泄漏，事故現(xiàn)場環(huán)境惡劣，易發(fā)生二次危害。這些事故的救援方式多需要根據(jù)事故的類型及事故現(xiàn)場的實際環(huán)境確定救援的方案，然而，在這些事故中，救護人員一般無法進入危險區(qū)域進行環(huán)境檢測與現(xiàn)場勘察，而特種設備應急救援機器人可被應用到這些應急救援領域，代替人類進入事故的現(xiàn)場進行攝像、檢測并完成部分救援動作。

4.1 國外應急救援機器人研制現(xiàn)狀

在國外，應急救援機器人發(fā)展迅速，技術(shù)日益成熟，部分國家產(chǎn)品已初步進入實用化階段，西歐、美國及日本等世界發(fā)達國家與地區(qū)已開始裝備使用。

4.2 國內(nèi)應急救援機器人研制現(xiàn)狀

國內(nèi)應急救援機器人研究起步較晚，但發(fā)展迅速。盡管我國在應急救援機器人上已經(jīng)做了大量的研究，但大部分還集中于煤礦、消防、道路交通等方面，應用于特種設備領域的特種設備應急救援機器人目前還鮮有科研、技術(shù)機構(gòu)開展研發(fā)。

4.3 國內(nèi)機器人研究機構(gòu)情況

國內(nèi)目前在機器人研究上處于較領先地位的高校、科研機構(gòu)主要有以下幾家：中國科學院沈陽自動化研究所機器人學國家重點實驗室、哈爾濱工業(yè)大學機器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室、中國航天科工集團第九研究院探測與控制技術(shù)研究所特種機器人技術(shù)研發(fā)中心、清華大學智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點實驗室、中國科學院自動化研究所智能服務機器人實驗室以及東南大學遠程測控與機器人技術(shù)實驗室等。

4.4 國內(nèi)外應急救援機器人應用案例

應急救援機器人最早投入實際使用的案例出現(xiàn)在2001年的“9.11恐怖襲擊”中[6]，不過機器人僅起到了搜索廢墟表面及淺表面生命體的作用，不能算為嚴格意義的應急救援。隨后幾年，機器人在應急救援中也主要承擔搜救的角色，這種狀況一直持續(xù)到2011年。2011年日本福島核危機，苦于本國沒有合適的機器人參與探查和搶修，不得不依賴外部援助，2011年3月17日，提出向德國政府請求提供遠程遙控機器人；美國iRobot公司為支援日本調(diào)查處理核事故，向日本提供4臺用于危險地帶的機器人，其中“勇士”（Warrior）和“打包”（PackBot）兩款機器人在救援中大顯身手，“勇士”機器人負責清理事故現(xiàn)場并負責拖動“打包”機器人靠近核反應堆，“打包”機器人負責對核反應堆核心外殼進行攝像并偵測核反應堆附近核泄漏情況。福島核事故促進日本機器人產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，2012年10月，日本新能源產(chǎn)業(yè)開發(fā)機構(gòu)開發(fā)出兩款新型救災機器人，擬在福島第一核電站投入使用，同年11月底，日本東芝公司也發(fā)布一款四足機器人“福島探索者”用于福島第一核電站，以檢測其放射性物質(zhì)的殘留影響。

五、結(jié)論

從工業(yè)機器人拉開機器人技術(shù)應用的帷幕開始，全球目前已有工業(yè)機器人、服務機器人、家用清掃機器人等繁多的產(chǎn)品種類，而且還有更多行業(yè)和領域正在積極探索機器人技術(shù)的應用。多份世界有影響的趨勢分析報告皆指出，機器人是未來科技的重要發(fā)展方向。

應急救援機器人在事故現(xiàn)場尤其是救護人員一般無法進入的危險區(qū)域成功救援的應用案例，以及特種設備事故危害性大、影響面廣、極易造成群死群傷的特點，將會使越來越多的研究機構(gòu)及其研究人員將目光投向特種設備應急救援機器人的研發(fā)。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國務院令第373號 《特種設備安全監(jiān)察條例》

[2] 黃杰鵬 2011年特種設備統(tǒng)計分析[J]. 統(tǒng)計與分析 2012年 第28卷第5期

[3] 陳國華，劉暉 特種機電設備安全科技支撐體系建設探討[J].工業(yè)安全與環(huán)保 2012年 第1期

[4] 金周英，白英 我國機器人發(fā)展的政策研究報告[J].機器人技術(shù)與應用 2009年 第2期

[5] 沈陽自動化研究所 “救災救援危險作業(yè)機器人技術(shù)”項目取得階段性進展 中國科學院網(wǎng)頁 2010年7月

[6] 柳玉龍 煤礦搜救機器人的研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)井下搜救機器人關(guān)鍵技術(shù)研究[J].礦山機械 2013年第3期