多功能空投式山林應急救援包裝設計*

王嘉昕，魏媛杰，路博林，任盈瓔，張藝凡，徐淑艷

（東北林業大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

我國是火災、水災、雪災、地震等災害事故頻發的國家，隨著經濟持續發展以及工業化、城市化進程不斷加快，各類突發災害急劇增加，事故風險隨之加大，呈現出多樣性、復雜性等特點，造成了國民生命財產嚴重損失[1]。引發不良社會影響甚至威脅社會安全、穩定。因此，探索減少事故損失、挽救人民生命財產安全的途徑，實施科學有效的應急救援已成為當今社會的重要課題。

應急救援一般是指針對突發、具有破壞力的緊急事件采取預防、預備、響應和恢復的活動與計劃。災害事故中，山林災害可以分為自然災害與人為事故災害，其中自然災害包括森林火災、泥石流、山洪、落石等；人為事故災害包括墜崖、失溫、迷路、溺水、猝死及其他未知事故。因此，山林應急救援呈現出多樣性、復雜性等特點。在此類情況下，受到山林的地理條件限制，物資運輸過程較為冗雜。空降空投方式因其方便快捷的特點得到了快速發展和廣泛應用，而空投對物資種類、包裝要求較高[2-3]。首先，應急工作現場的應急救援包裝拆裝后，不具有二次利用的價值。其次，由于救援現場人力物力條件有限，無法對包裝進行有效的回收處理，部分包裝材料處理不當，可能對當地的生態環境造成破壞[4]，不利于當地經濟和生態的可持續發展。

應急救援裝備作為應急救援行動的重要物質基礎，要求種類齊全、數量充足、功能穩定、性能可靠和機動靈活性強。隨著我國對突發災害應急救援工作越來越重視，應急救援裝備也得到了逐步發展，但總體而言，國內應急救援裝備與國外發達國家相比，在功能、技術水平等方面還存在較大差距，主要存在研發能力弱、集成化程度低、機動靈活性差、專用設備不足等問題。

本文設計的多功能空投式山林應急救援包裝，結合現有的應急救援包裝與空投式包裝，加以結構設計與改造，既考慮到空投過程中對包裝的性能要求，又有效保護應急救援物資；同時對包裝內部進行最大利用率設計，實現應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 應急救援包裝的主要設計思路

1.1 設計目的

本文主要針對山林應急救援場合，設計特定應急救援包裝。

1.2 包裝材料選擇

包裝內部，主要選取防水、耐磨的材料；包裝外部，主要選取耐高溫、耐磨、質輕、易清洗消毒的硬質材料。

1.3 包裝結構設計

包裝箱總體，呈長方體結構，頂角倒圓角，減小落地碰撞。

包裝箱上蓋，擬設計為卡扣式，通過卡扣安裝，實現包裝密閉封口。

包裝箱上蓋，留有注水口、噴淋頭安裝口和出水口。當包裝箱落地后，可進行二次利用，通過注水、噴淋頭、輸水軟管等的安裝，將包裝箱改裝為救援水箱，實現二次利用。

包裝箱內部，設計有緩沖腔，緩沖腔內安裝有減震彈簧，當包裝箱受到顛簸或沖擊時，減震彈簧會受壓發生形變，從而對箱體進行緩沖。

包裝箱內部，設計有可拆卸溫控區，溫控區內搭載溫度顯示及記錄裝置。

包裝箱底部，對應上蓋卡口位置，設計有對稱的卡扣，當包裝箱落地后，上蓋和底部的卡扣用于固定繩索，便于救援人員拖動、背運救援物資。

包裝箱底部，設計有可拆卸模塊，主要用于存放繩索，此處包裝材料可選擇熒光涂層，或搭載簡易觸控鳴笛、無毒煙霧觸發裝置，用于落地后包裝箱的位置顯示（見圖1、圖2）。

圖1 包裝箱整體結構示意圖

圖2 緩沖腔示意圖

2 應急救援包裝的功能

2.1 可空投，密封防水，抗震抗摔

在現有包裝的基礎上，充分利用現代科技模擬各種極端運輸條件下的包裝需求場景，對包裝材料、包裝規格、包裝性能等進行模擬實驗，合理分析參數，同時考慮到運輸過程中的搖動、顛簸、跌落等容易造成內容物破壞的因素，采取適當措施加強包裝強度，保證對應急救援物資的保護。

2.2 便于儲運

應急救援包裝既適應機械化裝卸和運輸，又適應在特殊條件下機械沒有辦法到達時，人力裝卸和運輸。

2.3 位置顯示

包裝可根據不同應用場景，簡單選擇安裝無毒煙霧觸發裝置及熒光涂層的方式，實現應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

包裝內部，通過搭載簡易的溫控裝置，實現對特殊物資的儲運溫度需求。

2.5 易辨識

根據不同定位方式，是否搭載保溫層等功能特性，可將應急救援包裝分為不同的場景、編號、顏色及功能進行儲存、運輸、分發、使用和補充，以利于救援人員在救援現場快速識別并找到所需物資，以及通過闡述包裝的編號及顏色，明確補充物資的種類及數目，節省救援時間、人力及物力。

2.6 易清洗消毒

考慮到部分包裝在突發公共衛生事件發生現場主要承載開展工作所需要的試劑、藥劑及醫療廢物收集裝置等，在包裝材料的選擇及結構設計中，此類包裝可達到易清洗消毒等條件，防止對環境二次污染。

2.7 適用場景廣泛

一般場景下，該應急救援包裝可作為物資儲備載體，實現包裝的基本性能。當發生重大突發事件時，可作為空投式包裝，應用于應急救援場合，箱體落地后，箱體可以作為可移動便攜儲物箱，也可以作為可移動簡易工作臺；內層保溫層，或溫控裝置，可應用于應急救援藥品儲存等特殊場合。極大地豐富了應急救援包裝的適用范圍，既實現了物資循環利用，又降低了救援成本。

表1為應急救援包裝性能的總結，并對改進前后的物資包裝性能進行了對比。

表1 救援物資包裝性能

3 應急救援包裝實現的可行性

3.1 保護性能技術分析

本設計主要針對山林救援空投式包裝展開設計，既考慮到航空運輸對包裝件的詳細要求，又考慮到空投過程、落地時由于山林地勢復雜對包裝帶來的巨大沖擊。合理設計包裝結構，充分利用現代科技模擬各種極端條件下的應用場景，對包裝材料、包裝規格、包裝性能等進行模擬實驗，合理分析參數，采取增加緩沖腔等適當措施加強包裝強度，保證對應急救援物資的保護。

3.2 位置顯示技術分析

本設計考慮到山林救援現場環境的特殊性，在包裝外部設計有位置顯示裝置。在救援物資落地后，便于救援現場盡快發現救援物資，大大提高了救援效率。

3.3 儲運技術分析

本設計采用長方體為包裝箱整體結構。一般場景下，可作為物資儲備載體，實現包裝的基本性能。同時，在包裝上蓋設計有把手，包裝兩側設計有可用于固定繩索的卡扣，有利于救援人員在復雜地形中搬運救援物資。

3.4 易辨識性分析

針對不同類型的物資包裝進行外表的不同處理，將救援物資分為食品、藥品、工具三大類別，分別采用3種顏色進行上色用以區分。如果需要對三大類別進行細分，在上色基礎上采用數字貼紙進行分類。如食物采用黃色染色，貼紙“一”“二”分別代表飲品、食物。通過提供包裝技術時的使用培訓以及配套使用說明可以在救援人員進行物資分類發送時發揮關鍵作用。

4 產品優勢

本設計優化了物資的防火、防水、防摔功能，有效降低了救援物資在裝填、運輸、投放過程中的破損率，避免其喪失原有的功能。落地后通過包裝外附的熒光物質、有色煙霧包（特殊物資可采用支持局域網的特殊包裝投放）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，另一方面可適當減少救援人員工具的攜帶量，減輕救援人員的負重，提高救援工作效率。合理的包裝結構也使得物資便于多種場景下的搬運、攜帶。與現有應急救援包裝相比，本設計具有以下設計優勢和特色。

1）包裝可滿足空投式包裝性能需求，有利于及時有效地響應重大突發事件。

2）包裝可滿足極端條件下對物資的有效保護，有利于節約救援成本。

3）包裝可滿足機械化裝卸和運輸，同時適應人力裝卸和運輸，提高運輸效率。

4）包裝可滿足落地后位置顯示，幫助救援人員快速準確找到救援物資。

5）包裝可滿足溫控需求，為藥品等特殊物資提供儲運條件。

6）包裝可滿足高辨識性，可精準分類，及時補充救援物資，節省人力物力。

7）包裝可滿足清洗消毒條件，防止對環境二次污染，有效保護現場救援人員。

5 結束語

加強應急救援工作不僅是處理重大災害事故和應對重大突發事件的迫切需要，而且是保障和改善民生、維護社會穩定的舉措。應急救援包裝的改進，能推動應急救援體系的發展。本文設計定位為應用于山林應急救援場合，并結合應急救援包裝與空投式包裝的特點，打破傳統包裝使用上的局限性，實現包裝的多種附加性能。根據應用場景及應用條件，結合現場救援需求，可實現溫控、實時顯示位置、防水、零部件重組等不同要求，涉及醫療服務、交通物流、生態環保等領域。這款包裝具有可空投、可二次利用、多功能集合一體等特點，多方面解決現有應急救援包裝在使用過程中暴露的問題，在很大程度上彌補了現在市場上普通應急救援包裝的不足和缺陷。在實際應用中，對物資的有效包裝，不僅能節約救援成本，還能在一定程度上節約救援時間，提高救援效率，提升應急救援能力，保障應急救援工作的高效開展，具有一定的市場發展前景和社會意義。