中國(guó)船舶工業(yè)經(jīng)濟(jì)與市場(chǎng)研究中心 白雪梅

智能應(yīng)急救援裝備是指將智能技術(shù)與傳統(tǒng)裝備相結(jié)合，具有智能化、數(shù)字化、精準(zhǔn)化、專業(yè)化等特點(diǎn)的一類應(yīng)急救援裝備，其能夠?qū)崿F(xiàn)人-環(huán)境-任務(wù)的高效融合，并具有一定決策能力，從而適應(yīng)未來“快速、精確、高效”的救援需求。

水下救援裝備的最新發(fā)展

水下救援裝備的重點(diǎn)在于水下搜尋和水下救援，其特點(diǎn)是深水作業(yè)能力強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)水下救援裝備進(jìn)行了研究。世界上第一臺(tái)水下救援機(jī)器人是1974年由Hydro公司生產(chǎn)的RCV-225型有纜無人水下運(yùn)載器，該裝備的質(zhì)量為82kg，作業(yè)深度為400米。目前世界上最著名的水下救援裝備是美國(guó)的Jason系列水下救援機(jī)器人。它是一種雙體機(jī)器人系統(tǒng)，由中繼站和機(jī)器人本體組成。2002年，Jason系列的第二代Jason-2號(hào)水下救援機(jī)器人投入使用，其最大下潛深度達(dá)到6500米。在上述水下救援裝備研究的基礎(chǔ)上，智能化成為了水下救援裝備的研究方向之一。例如，孟加拉庫(kù)爾納工程技術(shù)大學(xué)研發(fā)了一種新型的救援機(jī)器人，該機(jī)器人既可以在水面漂浮，又可以在水下完成搜救工作。機(jī)器人采用基于物聯(lián)網(wǎng)的新的通信技術(shù)提高人機(jī)交互的便捷性，可以有效地應(yīng)用于任何淺水水域的勘測(cè)和救援。意大利開發(fā)了一種用于水下搜索的機(jī)器魚，其采用生物機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，并研究了仿生運(yùn)動(dòng)模式，為開發(fā)具有復(fù)雜行為的仿生水下機(jī)器人奠定了基礎(chǔ)。

我國(guó)對(duì)水下救援裝備的研究起步較晚，但也取得了一定成果。針對(duì)水下搜救作業(yè)難度大、強(qiáng)度高、危險(xiǎn)系數(shù)高等難題，中國(guó)船舶科學(xué)研究中心(702所)研制了一款適用于淺水水域搜救的遙控式機(jī)器人。該機(jī)器人的最大潛水深度為100米，最大前進(jìn)速度3.7km/h(2節(jié))，最大下潛速度1.85km/h(1節(jié))，整體質(zhì)量為108kg。機(jī)器人的動(dòng)力充沛，機(jī)動(dòng)性和穩(wěn)定性較好，可用于水下傷員搜索及輔助打撈等，有效解決了淺水水域搜救的難題。此外，沈陽自動(dòng)化研究所、江蘇科技大學(xué)及廣州航海學(xué)院設(shè)計(jì)的水下搜救的機(jī)器人也是水下救援機(jī)器人的典型代表，其通過搭載攝像頭等傳感器，具有追蹤打撈、環(huán)境監(jiān)測(cè)等功能，可在水流突變等特殊情況下具有一定的防護(hù)能力。除此之外，博雅工道水下救援機(jī)器人也很有特色，博雅工道作為國(guó)內(nèi)水下機(jī)器人行業(yè)的創(chuàng)新型企業(yè)，不僅在機(jī)器人防水技術(shù)，水下通訊，水下運(yùn)動(dòng)控制等相關(guān)領(lǐng)域具有行業(yè)創(chuàng)新的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在機(jī)器人能量管理技術(shù)，設(shè)備兼容性以及操作簡(jiǎn)便性上也取得了巨大突破，已研發(fā)出適用于不同環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)景的應(yīng)急消防水下救援機(jī)器人。博雅工道應(yīng)急救援水下機(jī)器人已經(jīng)與多個(gè)國(guó)家級(jí)水域救援隊(duì)、省應(yīng)急管理廳、省消防救援總隊(duì)及應(yīng)急消防單位達(dá)成合作，為國(guó)家水域應(yīng)急救援提供可靠的產(chǎn)品保障及應(yīng)急救援任務(wù)支持。

水下救援機(jī)器人的研發(fā)相對(duì)較少，主要存在以下問題：1）目前多數(shù)水下搜救機(jī)器人是通過救援人員在岸上操縱上位機(jī)，對(duì)水下機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和反饋信息進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，這就對(duì)救援人員的操作能力提出了較高的要求，提高水下救援機(jī)器人人機(jī)交互的智能化程度是目前救援領(lǐng)域亟待解決的問題；2）由于淡水水域和海水水域的差別，且水下環(huán)境存在能見度低等問題，水下搜救裝備應(yīng)根據(jù)環(huán)境的不同在功能和性能上有所側(cè)重，而目前針對(duì)環(huán)境影響的研究相對(duì)較少；3）目前的水下搜救裝備操作能力不足，還需要對(duì)其水下的切割、抓捕等功能進(jìn)行深入研究。

水上救援裝備發(fā)展現(xiàn)狀

橡皮艇。種類繁多、型號(hào)各異，輕便可充氣，是水中救援不可或缺的交通工具。橡皮艇由高耐腐蝕性，耐磨性的PVC涂層，內(nèi)部由0.9mm進(jìn)口聚酯織布制成，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，拉伸性強(qiáng)且堅(jiān)固耐用。有兩種尺寸選擇，外長(zhǎng)390cm的橡皮艇，凈重80KG，配15馬力船外機(jī)，最大載重727kg，最多可載6人；外長(zhǎng)420cm的橡皮艇凈重90kg，3+1氣室配置，配30馬力船外機(jī)，最大載重1010kg，最多可載7人。

水上智能救援機(jī)器人。在緊急復(fù)雜的救援環(huán)境下，單靠人力劃艇是趕不上與死神搶人的速度的，近些年機(jī)器人在水上救援領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸展開。水上智能救援機(jī)器人近些年在水上救援中表現(xiàn)優(yōu)異，憑其“定位準(zhǔn)、遠(yuǎn)操控、雙面游、可跟蹤返航”等特點(diǎn)，成為救援機(jī)器人中的明星，它具備GPS北斗雙定位、自主修正航向、失聯(lián)自動(dòng)返航、正反雙面行駛、遠(yuǎn)距離遙控、攜帶方便、動(dòng)力、浮力強(qiáng)等亮點(diǎn)。

救生拋投器?？蓪⒗K索、自動(dòng)充氣救生圈以及牽引繩等發(fā)送到指定位置，省去人力拋不準(zhǔn)、拋不遠(yuǎn)、拋不動(dòng)的顧慮。氣動(dòng)救生拋投器以高壓空氣為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力，內(nèi)置1.5L的氣瓶最少可連續(xù)發(fā)射6次，外接6.8L氣瓶可連續(xù)發(fā)射超過30次，大大加強(qiáng)了便攜移動(dòng)性能，尤其適合在電力中斷或者車輛無法到達(dá)等災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)；該款拋投器含有水用、陸用兩款拋繩救援彈，皆采用ABS高強(qiáng)度工程塑料為主材，尾翼內(nèi)置鋁合金骨架，確保飛行穩(wěn)定，抗風(fēng)性能強(qiáng)，且救援彈和救生圈可回收重復(fù)利用。水用拋繩救援彈。水用時(shí)拋射救生圈距離≥220米，水用拋繩破斷力為6000N，水用救援彈入水2-5秒內(nèi)自動(dòng)充氣成為救生圈，產(chǎn)生8公斤以上浮力。

救生衣。是水域救生必不可少的“保命”服飾，顏色多為橙、紅等跳眼色，一般設(shè)計(jì)為背心式，穿在身上不影響靈活游動(dòng)的同時(shí)讓穿著者具有足夠浮力，使落水者頭部能露出水面。目前使用率較高的兩款救生衣，一款是基礎(chǔ)型救生衣，另一款是哨笛型救生衣，該救生衣還配備1個(gè)耐腐蝕哨笛，用于救援過程中的警示、吸引注意等。它們的外布料采用防水的特制材料，內(nèi)材料采用了優(yōu)質(zhì)聚乙烯片材料，外防水內(nèi)增浮，浮力能承受280斤左右的成年人。

救援光源。光源為水下、夜間、暗處搜救提供可能，根據(jù)需求和照亮范圍不同，可將目前主流的救援光源分為手探照搜索燈，輕便式裝卸燈，移動(dòng)照明系統(tǒng)，全景照明系統(tǒng)。

智能應(yīng)急救援裝備發(fā)展趨勢(shì)

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，智能應(yīng)急救援裝備的發(fā)展可劃分為三個(gè)階段。第一階段，智能應(yīng)急救援裝備輔助救援人員進(jìn)行施救。此時(shí)，救援人員仍然是救援的主體，但智能應(yīng)急救援裝備能夠通過主動(dòng)完成小部分搜救任務(wù)，為救援人員提供有效的救援信息，起到輔助作用；第二階段，智能應(yīng)急救援裝備與人協(xié)作，共同承擔(dān)救援任務(wù)。此時(shí)，救援裝備能夠智能地完成感知、分析、推理、決策、控制等功能，獨(dú)立完成部分救援工作；第三階段，智能應(yīng)急救援裝備為救援主體，救援人員只需要進(jìn)行輔助即可。此時(shí)，應(yīng)急救援裝備高度智能化，可獨(dú)立完成各種復(fù)雜任務(wù)。

目前，國(guó)內(nèi)外智能救援裝備的研發(fā)仍處于第一階級(jí)。我國(guó)在智能應(yīng)急救援裝備產(chǎn)業(yè)方面的研發(fā)具備一定的基礎(chǔ)，基本掌握了智能救援裝備的設(shè)計(jì)制造、控制系統(tǒng)軟硬件、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃等相關(guān)技術(shù)，不少裝備擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。未來，我國(guó)智能應(yīng)急救援裝備的發(fā)展趨勢(shì)如下：（1）裝備結(jié)構(gòu)向著面向通用/專用復(fù)雜需求的環(huán)境、結(jié)構(gòu)、材料、驅(qū)動(dòng)一體化設(shè)計(jì)方向發(fā)展；（2）裝備性能向著高可靠性、低能耗以及較好的環(huán)境適應(yīng)性的方向發(fā)展；（3）裝備的智能化向著極端環(huán)境精準(zhǔn)感知、多維信息自主決策、智能容錯(cuò)、多機(jī)動(dòng)態(tài)協(xié)同的方向發(fā)展；（4）通信技術(shù)向著設(shè)備的極速組網(wǎng)、復(fù)雜空間環(huán)境多元信息遠(yuǎn)距離高穿透性精準(zhǔn)通信的方向發(fā)展；（5）救援裝備向著操作便捷、人機(jī)友好的方向發(fā)展。除上述發(fā)展趨勢(shì)外，結(jié)合現(xiàn)有應(yīng)急救援裝備的性能特點(diǎn)，建立一套完整的性能評(píng)價(jià)體系也是應(yīng)急救援裝備領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)之一。通過建立一系列標(biāo)準(zhǔn)體系，可以減小不必要的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)救援資源的快速整合。

相關(guān)建議

1、建立應(yīng)急救援裝備產(chǎn)學(xué)研用體系，關(guān)鍵時(shí)刻用得上。在災(zāi)難發(fā)生后，如果能夠在最佳營(yíng)救時(shí)間內(nèi)利用先進(jìn)的應(yīng)急救援裝備開展高效的救援，讓應(yīng)急救援裝備關(guān)鍵時(shí)刻用得上，大幅降低救援難度，提高救援行動(dòng)的成功率，減少不必要的人員傷亡，即是相關(guān)單位責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)淖顝?qiáng)有力體現(xiàn)。因此，相關(guān)單位應(yīng)以救援行動(dòng)對(duì)各種先進(jìn)應(yīng)急救援裝備需求為導(dǎo)向，平時(shí)加強(qiáng)應(yīng)急救援裝備產(chǎn)學(xué)研用體系建設(shè)，做到有研發(fā)儲(chǔ)備、裝備物資儲(chǔ)備。

2、加強(qiáng)智能化應(yīng)急救援裝備的技術(shù)突破及產(chǎn)業(yè)化推廣。智能化是現(xiàn)代救援裝備的發(fā)展趨勢(shì)之一，是提高我國(guó)復(fù)雜災(zāi)害條件下?lián)岆U(xiǎn)救援效率的必要手段之一。建議相關(guān)單位加強(qiáng)智能化應(yīng)急救援裝備的技術(shù)突破及產(chǎn)業(yè)化推廣，提升應(yīng)急救援產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新能力和應(yīng)急救援裝備的國(guó)際品牌競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)由制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)的歷史跨越，助力完成“中國(guó)制造 2025”的宏偉目標(biāo)。

3、實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援裝備的高質(zhì)量發(fā)展。近年來，世界上許多國(guó)家將新技術(shù)與傳統(tǒng)的救援裝備相結(jié)合。建議相關(guān)單位緊抓契機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援裝備的高質(zhì)量發(fā)展，將先進(jìn)的智能控制技術(shù)、多感知融合技術(shù)、無線通信技術(shù)等逐漸應(yīng)用于救援裝備，使應(yīng)急救援裝備具有智能的控制策略、精確的環(huán)境感知、突發(fā)情況下的自主學(xué)習(xí)與自適應(yīng)等能力，為實(shí)現(xiàn)應(yīng)急救援裝備的高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造條件。