消防機器人在滅火救援中的應用價值及其優化應用

羅大蔚

摘要：主要對消防機器人在滅火救援中的應用價值及其優化應用進行研究。在滅火救援工作中，消防機器人具有找出火源和安全出口、搜救傷亡人員、保護消防救援人員的安全、防止危害擴大化等應用價值。在滅火救援中應用消防機器人，需要做好統籌規劃，采取提高消防機器人的作業能力、做好消防機器人的技術更新、提高人機協同配合水平等措施，進一步推動消防機器人在滅火救援中的科學高效運用。

關鍵詞：消防機器人；滅火救援；應用價值；優化應用

中圖分類號：D631.6? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2023）11-0029-03

在滅火救援行動中使用消防機器人具有巨大的現實意義，不僅可以提高救援效率，而且能夠確保救援行動的合理性和科學性，為救援行動提供許多便利。但是使用消防機器人需要合適的條件，包括熟練的操作人員、配套技術、合適的環境等。如果在救援現場貿然使用消防機器人，可能會帶來一些安全隱患，降低消防機器人的使用效率。為了充分發揮消防機器人的作用，就需要制定出科學的應用措施。

1 消防機器人概述

消防機器人屬于特種機器人的范疇。在易燃易爆危險品火災現場，消防機器人可以代替消防救援人員深入高危現場采集數據，救援被困在高危環境中的人員。按照不同的劃分標準，可以把消防機器人劃分為不同的種類。按主要功能可以把消防機器人分為滅火機器人、火場偵查機器人、偵測危險物品泄漏的機器人、救人機器人。操作人員通過操控無線控制設備，就能使消防機器人進入火災現場，通過安裝在消防機器人身上的攝像頭，可以拍攝火災現場的畫面并回傳到指揮設備中。消防救援指揮人員根據這些畫面可以分析火勢大小、人員傷亡情況、建筑物材料等，從而制定出對應的救援方案。另外，在救援行動中，消防機器人還可以根據熱傳感器找出火源，防止火勢蔓延，進而撲滅火源。

我國早在20世紀70年代就開始了消防機器人的研制工作，至今已取得了顯著的成績，研制機制不斷健全，整體研制流程不斷完善。安徽、上海等地都研制出了功能強大的消防機器人，具體來看，我國當前的消防機器人有以下類型：①自動爬樓滅火機器人。自動爬樓滅火機器人是我國自主研發的，具備防傾倒技術，擁有強大的爬坡穩定性。②安裝大功率消防裝備的機器人。安裝大功率消防裝備的機器人能夠協助消防救援人員進行滅火作業，有效提高滅火效率，這種機器人的應用是我國在消防機器人領域取得先進成就的見證。隨著不斷優化改進，這種機器人的各個設備和零件質量都達到了國際領先水準，機器人的驅動、排煙等核心功能以及工作性能實現了最優。

2 消防機器人在滅火救援中的應用范圍

2.1? 在高層建筑的應用

高層建筑發生火災的頻率很高，造成的危險也非常大，給消防救援工作帶來了很多困擾。針對這一場景，可以使用消防機器人檢測其內部結構，分析火勢情況，判斷危險等級。消防機器人在高層建筑中的作用表現在：首先，消防機器人可以協助消防救援人員做好物資、人員調配工作以及救援指導工作，最大限度減少人員傷亡和財產損失[1]。其次，分析火源狀況和現場情況，防止火災擴大化，減少不必要的經濟損失。最后，采用合適的救援方法開展救援行動，高效處理危險物品，充分發揮消防機器人在救援行動中的優勢，彌補消防救援人員在救援現場的劣勢，進而提高救援效率。

2.2? 在地下建筑中的應用

消防機器人在地下建筑中的應用也非常普遍，當地下建筑發生火災時，可以指揮消防機器人進入地下建筑內部，開展救援工作，保護被困人員的生命安全，減少財產損失。在地下建筑中使用消防機器人開展救援工作的優勢表現在：①能夠快速了解地下建筑內的火勢情況，及時做出應急救援反應，最大限度創造出救援條件。比如火災產生的煙霧、毒氣等有害物質會向周圍擴散，如果不能制定有效的處置措施，將會加大人員傷亡的風險，此時就可以通過消防機器人對火災狀況做出初步判斷，為救援工作提供依據。②能夠快速定位火源，為消防救援人員提供地下建筑內的相關數據，以便制定出針對性的救援措施。一般情況下，地下建筑的通風情況不好，火源受到氣流的影響較小，消防救援人員難以通過煙霧的流動定位火源，此時可以操控消防機器人深入建筑物內部，精確查找火源，然后通過機器人內的通信系統把現場畫面傳回消防指揮部，幫助消防救援人員制定出針對性的救援措施。

2.3? 在高危場所中的應用

高危場所發生火災時，可能會帶來較大的人員傷亡和財產損失，比如化工廠和煉油廠等。高危場所發生火災后，火勢很可能會快速蔓延，被困人員也可能會因為慌不擇路而聚集到一塊，但是火災現場空氣稀薄，人員聚集到一塊會更快地消耗現場的氧氣，帶來更大的危險。另外，現場爆炸也可能會加劇人員傷亡。為了減少人員傷亡和財產損失，可以使用消防機器人來及時辨識危險源，判斷現場的危險程度，從而制定出妥善的救援方案，這樣既能保障被困人員生命安全，減少財產損失，又能防止環境污染。

3 消防機器人在滅火救援中的應用價值

3.1? 找出火源和安全出口

在滅火救援行動中，使用消防機器人可以快速找到火源和安全出口，提高滅火救援效率。火災現場的火勢比較大時，如果強行進入火災現場，很可能會使消防救援人員處于危險之中，這是因為火災現場的火勢比較大，含氧量比較低，還可能存在有毒氣體，會威脅到消防救援人員的生命安全。在這種情況下可以操控消防機器人進入火災現場，通過消防機器人身上安裝的監控設備，把現場畫面傳回到指揮中心，消防指揮人員可以通過分析這些數據來安排下一步工作。消防救援人員通過消防機器人找到安全出口后，可以指揮被困人員快速從安全出口逃離火災現場。消防機器人身上配備有專業的溫度傳感器，能夠根據現場溫度變化，迅速找出火源所處位置[2]。通過操控消防機器人可以控制火勢甚至徹底撲滅火源，為消防救援人員進入現場提供條件，進而降低人員傷亡和財產損失。

3.2? 搜救傷亡人員

城市中的建筑物比較密集，人流量比較大，公共場所的人員密度非常高，一旦出現火災，人群會出現一定程度的恐慌，導致慌不擇路，引發人員傷亡。當人流量比較大時，還可能引發踩踏等次生災害。在這種情況下，即使消防救援人員到了現場，也會囿于現場情況的復雜性而不敢貿然進入。此時，可以使用消防救援機器人勘查現場的建筑結構，迅速找到逃生道路，引導被困人員及時逃離現場。另外，通過使用消防機器人，可以分析被困人員的受傷情況，優先帶領重傷人員逃離現場，這樣可以把人員傷亡降到最低。

3.3? 保護消防救援人員的安全

火災現場的環境惡劣，可能會給消防救援人員帶來危害，通過使用消防救援機器人，可以保護消防救援人員的安全。在滅火救援現場，熱輻射是最常見的能夠傷害到消防救援人員的因素，消防救援人員即便穿戴有安全頭盔、防護服以及呼吸器，熱輻射還是會在一定程度上危及消防救援人員的安全。而消防機器人具有抗高溫性能，通過使用消防機器人，就可以使消防救援人員免受熱輻射的危害。火災現場的溫度比較高，建筑構件受高溫作用容易失穩，甚至導致建筑坍塌，掉落的石塊會砸到消防救援人員的頭部和腳部，嚴重時，消防救援人員可能會被坍塌物掩埋，無法離開火災現場。同時，火災現場的濃煙中含有大量一氧化碳等有毒氣體，存在引發消防救援人員中毒的風險。而消防機器人使用了致密性很高的材料，具有抗撞擊性能，現場掉落的石塊很難對它造成實質性破壞，同時，消防機器人還具有爬越障礙物的功能，即使火災現場地面充滿各種障礙物，仍然能夠進行作業，將消防機器人用于火災現場救援，能夠避免消防救援人員深入危險環境，從而保護了他們的安全。

3.4? 防止危害擴大化

在工業產業快速發展的背景下，化工廠數量越來越多，規模也越來越大，給消防工作帶來了新的挑戰。一旦化工廠發生火災，將會造成多方面的危害，包括人員傷亡、經濟損失和環境污染等[3]。同時，由于化工廠的特殊性質，消防救援人員很難在第一時間趕赴現場實施救援，即使到達了現場，在現有消防設備的基礎上，也不一定能夠開展有效的作業。而有的消防機器人裝有排煙組合設施和冷氣溶膠設施，能夠深入化工廠內部勘察火災現場情況，有效排除有毒氣體，與外部的消防救援人員展開合作，防止危害擴大化。

4 消防機器人在滅火救援中的優化應用

4.1? 提高消防機器人的作業能力

隨著建筑類型不斷增多，給消防救援工作帶來了巨大挑戰，尤其是在高層建筑、地下建筑和化工廠區等場景中，消防救援人員面對的挑戰更大。雖然在火災現場可以使用消防機器人，但是在惡劣環境內，消防機器人的作用難以全面發揮。為了克服消防機器人在惡劣環境中作業的局限性，就需要做好消防機器人研制工作，提升消防機器人對不同環境的適應程度，提高它們的滅火救援作業能力[4]。消防救援部門需要結合當地建筑規劃和地理情況，不斷革新消防救援機器人的內在系統，提高它們完成任務的綜合能力。例如，在高層建筑火災場景中作業時，操控人員可以通過避障系統提升消防機器人的路徑規劃能力，在道路擁堵的環境中，可以靈活選用合適的備選方案，從而制定出科學的救援路徑，提高救援效率。地下建筑發生火災時，附近溫度會快速上升，并出現大量濃煙，危及被困人員的生命安全。研發人員可以針對這一場景研制出基于消防機器人的濃煙疏散系統，以便在救援現場及時排除煙霧，為消防救援人員提供良好的視野環境，從而高效完成救援工作。化工廠區的建筑構造比較復雜，同時存有大量易燃易爆物品，針對這一特點，研發人員可以賦予消防機器人危險識別功能，結合配備好的消防工具，對易燃易爆物品進行精準滅火作業。而要做到這些，就需要研發人員在研制消防機器人時，結合不同場景的結構特征和火災特點，不斷提高消防機器人的作業能力。

4.2? 做好消防機器人的技術更新

為了應對不斷加大的消防救援工作挑戰，相關部門需要增加消防機器人研發經費，適當引入先進的救援設備，促進消防機器人的技術更新。在開展消防機器人研發工作時，首先，要綜合分析現有生產工藝，找出消防機器人存在的缺陷，結合現實應用場景不斷進行優化，提升使用效果。其次，在消防機器人中加裝備用電池。在火災現場進行作業時，消防機器人的能量消耗比較大，如果出現突然斷電的情況，就無法給救援作業提供幫助。通過加裝備用電池，可以確保消防機器人在作業中始終保持動力充沛，在既定的時間內完成預定的任務目標。同時要確保電池具有耐高溫的性能，能夠在火災現場正常提供能源。最后，要適當引入先進技術。消防救援部門要結合經費情況，適當引入先進技術，做好消防機器人的技術更新，切實提升消防機器人的性能。

4.3? 提高人機協同配合水平

在消防救援工作中，不僅要發揮消防機器人的作用，而且要提高人機協同配合的水平，這是因為從本質層面來看，消防救援人員是整個救援工作的主導者，消防機器人只是一個輔助性的工具，只有提高了人機協同配合的水平，才能夠提升救援工作的效率。在滅火救援現場，消防救援人員可以通過消防機器人獲得火災現場的數據，然后制定出科學的救援策略[5]。因此，在平時的培訓中，消防救援部門要重點培訓消防救援人員的信息技術能力，提高消防救援人員應用消防機器人的熟練度，確保在現實的救援工作中做到人機協同。另外，消防救援人員要積極提升自己的消防機器人維修技能，當消防機器人在作業中出現故障時，可以及時進行維修，確保消防機器人的優勢能夠得到充分發揮。

5 結語

綜上所述，當前消防救援工作面臨的挑戰不斷加大，而應用消防機器人能夠提高消防救援部門的整體救援能力，把火災帶來的人員傷亡和財產損失降至最低。因此，應正確認識消防機器人在滅火救援中的應用價值，積極采取優化應用措施，進而推動消防機器人在滅火救援中的科學高效運用。

參考文獻：

[1]趙揚.消防機器人在滅火救援中的應用探析[J].消防界（電子版），2021，7（23）：56-57.

[2]譚光輝.消防機器人裝備在滅火救援中的有效運用[J].科技創新與應用，2016（27）：300.

[3]劉海.化工區起火時消防機器人在滅火救援時發揮的作用[J].化學工程與裝備，2017（5）：243-244.

[4]李傳杰.滅火救援實戰中消防機器人技術的應用措施[J].數字技術與應用，2022，40（2）：66-68.

[5]黨海昌.消防機器人在我國滅火救援中的應用現狀和前景分析[J].消防技術與產品信息，2016（3）：69-71.

Application value and optimization application of fire robot in firefighting and rescue

Luo Dawei

（West Lake District Bayi Fire Rescue Station of Nanchang， Jiangxi Nanchang 330009）

AbstraCt： The paper mainly studies the application value and optimization application of fire robots in firefighting and rescue. In firefighting and rescue work， fire robots have application values such as finding fire sources and safe exits， searching and rescuing casualties， protecting the safety of firefighting and rescue personnel， and preventing the expansion of hazards. In the application of fire robots in firefighting and rescue， it is necessary to make overall planning， take measures such as improving the operation ability of fire robots， updating the technology of fire robots， and improving the level of human-machine cooperation， so as to further promote the scientific and efficient use of fire robots in firefighting and rescue.

Keywords： fire robot; fire fighting and rescue; application value; optimization application