雷達生命探測儀在消防救援中的應用

李震 楊昀

摘要：近年來，國內外各種災害事故頻發，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、建筑物坍塌等災害事故現場，傳統的搜救方式主要是人結合搜救犬，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生命探測儀應用展開積極探討。

關鍵詞：雷達;生命探測儀;消防救援

目前，國內外災害救援常用的搜索手段主要有搜救犬、音頻生命探測儀、光學生命探測儀、紅外生命探測儀和雷達生命探測儀等。搜救犬在淺表層的搜索中具有其不可替代的作用和意義;音頻生命探測儀現場展開慢、信號衰減大，在實際探測作業過程中，需要停止發出聲響的救援工作，在災害現場受限制較大;光學探測儀探頭雖自帶光源、可多角度旋轉，進入廢墟內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;雷達生命探測儀主動探測的方式使其不易受到現場環境因素的影響，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、受環境影響大等問題。雷達探測技術因其具有非接觸、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。

一、雷達生命探測儀性能分析

（一）雷達生命探測儀現狀

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理論與裝備研究，萊福、朗森基等品牌產品已應用于反恐、地震救援等領域。汶川地震后，國內生命探測相關裝備發展較快，探測距離、靈敏度、介質補償等指標已達到國外同類產品水平，但生命探測裝備的實用性仍然有待于提高。

（二）雷達生命探測儀的技術創新

雷達生命探測儀是在傳統探測技術上的革新，通過UWB+MIMO+WIFI+手機信號進行定位搜救，可以進一步提高探測距離，提升位置定位精度，多種手段復合，降低虛警率，進一步增強雷達生命探測儀的實用性。

（三）雷達生命探測儀搜索能力

以某一款雷達生命探測儀為例，該產品可以穿透墻體、碎石等廢墟介質，能夠對10米內的目標進行探測，每次探測周期大約60秒，在不受其他因素影響的情況下，一小時內可搜索區域范圍約為60000立方米。但在大震巨災場景下，需要進行大工作面開展作業時，可以考慮組網協同等方式進一步提升雷達生命探測儀的探測效能。

（四）雷達生命探測儀持續工作能力

在地震等災害事故救援現場，需要持續開展搜救作業，雷達生命探測儀續航采用可拆卸充電電池，增加連續工作時間，保證雷達生命探測儀不間斷工作。

（五）雷達生命探測儀影響因素分析

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

現有的雷達生命探測儀在救援現場探測廢墟下是否有人員存活，其依據是人員在自然狀態下的生命參數特征。掩埋在深層廢墟內的人員在缺氧、停水、斷食、壓砸所致骨折、失血、組織破損、呼吸道阻塞，甚至發生休克昏迷;同時恐懼、擔憂、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。雷達生命探測儀在復雜環境干擾下人員的探測識別問題還未找到有效的解決方法，其探測的準確度和效率有待于進一步完善，這是制約雷達生命探測技術發展的瓶頸，也是雷達生命探測儀在某些應用場景應用效果不佳的原因之一。

二、雷達生命探測儀救援效能的實現

為了進一步提高雷達生命探測儀的實用性，縮短救援時間，最大限度發揮其探測功能，降低誤報率。以市面上常見的某款雷達生命探測儀為例，可以有效穿透混凝土、土壤、巖石、砂粒、木材等非金屬介質、低含水物體等，具有IP67防水等級，適應嚴酷救援環境，適用于地震、塌方、雪崩等災害現場埋壓幸存者的搜索與探測，實現復雜環境下多個生命體的快速探測與準確定位，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）雷達生命探測儀在救災現場的有效應用

由于災害現場環境較為復雜，場面較為混亂，救援人員使用雷達生命探測儀展開探測工作，需要操作人員距離設備保持在5米以上，探測區域周邊無其他人員，可以有效降低外界人為因素的干擾。為了進一步提高救援效率，應避免盲目探測，合理的規劃探測范圍。雷達生命探測儀需要專業培訓的人員操作才能發揮最大效能。

在泉州市“3·7”坍塌事故消防救援中雷達生命探測儀發揮了重要作用。事故發生后，在表層及淺表層搜救過程中通過現場手機信號定位、搜救犬搜索、生命探測儀器探測等多種方式相互印證、反復偵察，實現搜索全覆蓋，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”內成功搜救出49人，隨著救援的深入，淺表層搜救的結束，手機信號定位、搜救犬等作用逐步弱化，搜救難度不斷加大，在災害事故發生48小時之后，其他搜救裝備和搜救措施陷入困境之時，雷達生命探測儀能夠搜索定位3名被困人員并成功營救，創造了生命的奇跡。

（二）利用多方位搜索確定人員位置方法

在實際探測過程中，由于救援現場情況較為復雜，探測儀的擺放方式和位置發生改變，埋壓人員的信號強度也會變化，位置的精準度也就很難保證。而要想精準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一步提高探測的精準度。通過開展多發多收、全極化天線設計、分布式組網等技術，研究多臺雷達、多觀測點雷達定位及搜索方法，利用分布式優勢，準確獲得多個生命信息，包括方位角、距離和呼吸頻率等信息，進一步提高探測效果，提高復雜災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水平與使用效能。

（三）雷達生命探測儀、搜救犬等多手段綜合搜索

在地震等災害現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，對搜索區域的地形、結構進行分析，標記可疑區域，進行后續救援。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，科學采取救援措施和手段，盡最大可能降低事故致死致殘人數，保障人民生命安全。

三、結語

綜上所述，雷達生命探測儀適用于地震、塌方、雪崩等災害現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，在實際救援作業過程還存在探測距離短、定位精度低、識別數量少、環境自適應差、誤報率高、缺少人與一般家畜動物辨識功能等問題和不足，需要不斷進行優化升級，從而在救援中發揮更大的作用。目前國家已經立項支持相關技術攻關，預期成果將提升復雜災害條件下生命探測裝備實際應用效果，提高搜索效率和探測識別準確率，全面增強應急救援隊伍在多種突發應急災害條件下搜索效能，對提高我國救災能力、更好地保護人民生命安全具有重要的現實意義。

參考文獻：

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

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

作者簡介：

李震，男，現就職于應急管理部上海消防研究所，主要從事生命探測裝備及數字化單兵裝備研究工作。

資助項目：

2018YFC0810202。