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        消防機器人在滅火救援中的運用研究

        2022-05-30 06:39:59呂超
        消防界 2022年13期
        關(guān)鍵詞:人機協(xié)同滅火救援

        呂超

        摘要:隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,我國的城市治安問題日益突出,城市火災嚴重危及群眾的生命財產(chǎn)安全,必須及時提高火災的救援效果。滅火救援工作具有一定的危險性,要在極端惡劣的高溫、有毒、黑暗等條件下進行救援工作,而消防機器人能夠替代消防員完成危險救援任務。為了提高消防機器人在惡劣環(huán)境中的救援工作質(zhì)量,文章對消防機器人在滅火救援中的運用方法進行了研究。首先分析我國消防機器人技術(shù)的發(fā)展脈絡;其次,明晰消防機器人在滅火救援中的運用意義;再次,闡釋消防機器人在滅火救援中存在的困難;最后,針對運用中存在的困難,提出消防機器人在滅火救援中的運用策略:提高消防機器人作業(yè)能力,引進先進技術(shù)降低成本、加深人機協(xié)同配合水平,旨在充分利用消防機器人的優(yōu)勢,提升惡劣環(huán)境中的救援工作質(zhì)量。

        關(guān)鍵詞:消防救援機構(gòu);消防機器人;滅火救援;人機協(xié)同

        當前,科技事業(yè)正在飛速發(fā)展,各行各業(yè)都在尋求能夠使工作有效進行的智能化技術(shù)[1-2]。在滅火救援過程中,消防機器人充分顯示了智能化的重要性和優(yōu)越性。將智能化程度較高的消防機器人應用于滅火救援,可以有效提升消防救援效果,縮短滅火時間,有效遏制火災的擴散,保護被困人員和消防員的生命安全[3-4]。因此,消防機器人的研制和開發(fā)越來越受到人們的關(guān)注。為了使消防機器人得到正確、合理地利用,提高滅火救援質(zhì)量,保證消防員的人身安全,文章對消防機器人進行了充分認識和研究,提出了消防機器人在實際滅火救援中的運用策略。首先梳理了我國消防機器人研發(fā)和應用的發(fā)展情況;總結(jié)了在滅火救援中使用消防機器人的意義;分析了消防機器人在滅火救援運用中存在的困難主要有:惡劣條件下運用存在局限、維修保養(yǎng)技術(shù)薄弱、人機協(xié)同配合水平較低;針對上述困難,從提高消防機器人作業(yè)能力、引進先進技術(shù)降低成本、加深人機協(xié)同配合水平三個方面,研究消防機器人如何在滅火救援中有效運用,意在提高消防機器人的運用水平。

        一、我國消防機器人的發(fā)展

        消防機器人能夠在消防滅火救援的過程中,利用信息技術(shù)的操作系統(tǒng),輔助消防員提高滅火救援質(zhì)量。消防機器人與消防員協(xié)同工作,為我國消防滅火救援任務的順利開展提供了全新發(fā)展途徑。我國從1997年起,開始著手研制消防機器人,為了提高研制的成果和水平,專門成立了消防裝備研究部門。同時,各大高校增設了消防機器人機械技術(shù)研究方向,培養(yǎng)消防機器人領域的技術(shù)型人才,不斷完善機器人操作系統(tǒng),以提升我國消防救援機構(gòu)的工作質(zhì)量[5]。直至20世紀90年代消防機器人的研制課題正式被納入國家高科技計劃研究發(fā)展項目,我國開始全方位、系統(tǒng)化、多角度地對消防機器人進行專業(yè)化的研究。在21世紀,我國成功研制了ZXPJ01型遙控關(guān)節(jié)式移動消防機器人[6],其具有快速移動、噴射滅火、抵御防爆、釋放冷卻、現(xiàn)場觀察等的優(yōu)勢,可以在有毒、易燃、易爆氣體等極端惡劣環(huán)境中完成探測等多種功能,因此被廣泛應用到消防滅火救援工作中。

        二、在滅火救援中使用消防機器人的意義

        在滅火救援工作中,消防機器人可以利用信息技術(shù)提高滅火救援效能,同時保證被困人員和消防員的生命安全。這是因為消防機器人可以廣泛應用于高層建筑、密封建筑、地下建筑及石油化工等場所中,承受高溫、有毒氣體,幫助消防員完成基礎救援工作[7]。消防機器人和消防員可以選擇人機互助的工作模式,采用自動滅火系統(tǒng)將滅火救援工作的效能發(fā)揮至最大,有效保護火災被困人員的生命財產(chǎn)安全。同時,消防機器人具有靈活、便捷的優(yōu)勢,可以提高滅火救援效率,減少救援時間,給滅火救援提供更多的安全保障。因此,消防機器人在滅火救援中具有非常重要的運用價值,可以幫助消防救援機構(gòu)完成高質(zhì)量的滅火救援工作。

        三、在滅火救援中運用消防機器人存在的困難

        (一)惡劣條件下運用存在局限性

        在實際的滅火救援工作中,消防員和消防機器人要面對高溫、有毒氣體、輻射和二次爆炸等危險惡劣環(huán)境。這些惡劣環(huán)境不但會阻礙滅火救援工作,還會對消防機器人的運用產(chǎn)生不利影響。救援系統(tǒng)不完善的消防機器人容易在惡劣環(huán)境下錯誤判斷地理位置,提供給消防員不合理的救援路徑和救援方案。消防員據(jù)此容易作出錯誤的救援決策,影響滅火救援效果,導致被困人員無法及時得救。

        (二)機器人維修保養(yǎng)技術(shù)薄弱

        消防機器人代表了智能化應用的最高水平,因此機器人的維護、維修、管理具有較高的技術(shù)要求[8]。但是,目前專業(yè)的消防機器人維修人員數(shù)量較少。消防救援機構(gòu)的維修人員多為消防設備維修人員,其在機器人維修技術(shù)方面較為薄弱,對消防機器人的維修保養(yǎng)不到位。在火災救援過程中,消防機器人因缺乏維護容易出現(xiàn)短路等故障,嚴重威脅現(xiàn)場救援質(zhì)量。消防機器人若因故障無法及時啟動滅火系統(tǒng),將無法控制火災擴散,甚至還會干擾正常的救火行動。另外,消防機器人研發(fā)成本和維護費用較高,消防救援機構(gòu)難以承擔,會逐漸減少消防機器人的使用率和維修率。消防救援機構(gòu)中存在大量的閑置消防機器人,既浪費資源,又無法提高消防機器人的應用效果。

        (三)人機協(xié)同配合水平較低

        消防機器人具有多種類型,包括耐高溫消防機器人、消防偵查機器人、油動力消防機器人及智能移動機器人等。不同類型的消防機器人可以應用在不同的滅火救援場景中,需要根據(jù)具體滅火場景選擇合適的消防機器人[9]。當前消防機器人運用時存在人機協(xié)同水平較低的情況。消防救援機構(gòu)沒有對消防員的機器人操作技術(shù)進行培訓,導致消防員的機器人操作技術(shù)水平較低,缺乏使用機器人的經(jīng)驗和技術(shù)手段。在實際救援過程中,消防員或是不愿使用機器人輔助工作,或是使用后人機配合程度較低,都無法提高滅火救援工作效率。

        四、消防機器人在滅火救援中的運用策略

        (一)提高消防機器人作業(yè)能力

        隨著我國建筑類型逐漸多元化,高層建筑[10]、地下建筑、石油工廠建筑等救援難度較大的建筑越來越多。消防機器人在不熟悉或惡劣的建筑環(huán)境中無法發(fā)揮效能。為了突破惡劣條件下機器人的運用局限,應提高消防機器人針對不同建筑進行滅火救援的作業(yè)能力。消防救援機構(gòu)應根據(jù)當?shù)氐膶嶋H地理情況和建筑規(guī)劃情況,完善和升級消防機器人的救援工作系統(tǒng),使其在滅火救援中提高任務完成能力。例如:在高層建筑滅火救援工作中,消防機器人可以通過避障系統(tǒng)提高路徑規(guī)劃能力,在發(fā)生道路擁堵時及時更新備選方案,幫助消防員選擇正確的救援路徑,提升滅火救援效率。在高層建筑建設階段也要提前布置消防機器人安全通道,方便機器人在電梯失靈的情況下順利到達火災現(xiàn)場。地下建筑物通常比較密閉,一旦著火,現(xiàn)場氣溫會急劇上升,濃煙也會越來越多。消防機器人設計人員可以按照不同的濃煙程度設計濃煙疏散系統(tǒng)。在火災發(fā)生后消防機器人可以疏散濃煙,同時為消防員照明,幫助消防員迅速在惡劣環(huán)境下完成滅火救援工作。石油工廠建筑環(huán)境較為復雜,存在較多易燃易爆品,消防救援難度較大。因此應增加消防機器人的危險物識別功能,利用配備的消防工具及時對易燃品進行降溫撲火。

        因此,在消防機器人的實際開發(fā)中,需要結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)特征,及時更新和完善消防機器人的作業(yè)能力。保證機器人具有完備的滅火設備和控制體系,能夠?qū)缁鹁仍ぷ鬟M行高效分析和信息反饋,有效保證被困群眾的生命財產(chǎn)安全。

        (二)引進先進技術(shù),降低成本

        政府和財政部門需要加大對消防救援機構(gòu)的資金投入,增加救援高科技設備的研制經(jīng)費,有效促進消防機器人技術(shù)的快速發(fā)展。在研制消防機器人時,可以引進國外消防機器人的研究成果和先進技術(shù),結(jié)合實際國情和應用場景進行創(chuàng)新和優(yōu)化。引進國外成熟的技術(shù),可以減少消防救援機構(gòu)的研制費用,降低消防機器人的生產(chǎn)成本。借鑒國外已有的機器人維護和維修方法,培訓消防維修人員,增加消防救援機構(gòu)對消防機器人的使用量,組建現(xiàn)代化消防技術(shù)體系。具體可以從以下三個方面進行完善。第一,消防救援機構(gòu)應認真分析和研究國內(nèi)的消防機器人生產(chǎn)工藝,結(jié)合實際應用場景進一步完善消防機器人使用效果。例如:當消防機器人記錄火災情況時,可以將電力轉(zhuǎn)換為熱源,控制機器人溫度,提升消防機器人的使用壽命,降低維修成本。第二,為了保證消防機器人的滅火救援質(zhì)量,可以在消防機器人內(nèi)部加裝后備蓄電池。當電源不充足的時候,消防機器人仍可以在規(guī)定時間內(nèi)完成既定的滅火救援任務,有效控制火勢的擴散。但在加裝后備蓄電池時需要注意電池的使用條件要符合火災現(xiàn)場,能夠在高溫情況下正常為機器人供電。第三,消防機器人設計人員可以參考國外的生產(chǎn)技術(shù),根據(jù)國內(nèi)的具體條件對其進行改善并運用于生產(chǎn)過程中,有效減少生產(chǎn)費用。

        (三)提高人機協(xié)同配合水平

        在滅火救援工作中可以通過人機交互的方式提升救援效果。由消防機器人向消防員傳遞滅火救援現(xiàn)場數(shù)據(jù),消防員通過操作系統(tǒng)作出滅火救援決策。消防救援機構(gòu)應在消防員日常培訓中增加信息技術(shù)能力的培養(yǎng),提高人機協(xié)同配合水平,使消防員可以充分利用消防機器人的優(yōu)勢,完成滅火救援工作。同時消防員應具備基本的機器人維修技能,能夠在救援中及時解決機器人的突發(fā)性故障,使機器人能夠充分發(fā)揮輔助作用。為了提高消防員對信息技術(shù)學習的積極性,需要建立專項結(jié)業(yè)考核機制,在信息技術(shù)學習完成后,按照滅火救援工作的實際情況,考核消防員的機器人使用理論知識和場景實操技能。同時在消防機器人研制過程中,要充分考慮到地理位置等多重因素,提供便捷的操作方式,降低操作時間,以提高滅火救援工作效率。消防機器人研制成功后,需要先在消防救援機構(gòu)進行試點應用。選擇年齡較低、接受新鮮事物較快的消防員優(yōu)先使用消防機器人,撰寫使用報告,提出技術(shù)改進方向。并將使用報告納入機器人技術(shù)專項結(jié)業(yè)考核機制中,以鼓勵消防員主動在救援任務中增加機器人的使用率。另外,消防救援機構(gòu)可以根據(jù)滅火現(xiàn)場視頻,分析消防員與消防機器人的人機配合水平。據(jù)此制定專項優(yōu)化方案,調(diào)整消防員的培訓方案,完善消防機器人的操作系統(tǒng)和使用手段。

        五、結(jié)語

        為了適應滅火救援的智能化發(fā)展趨勢,消防救援機構(gòu)更加重視配備和運用消防機器人。研究消防機器人在滅火救援中的運用策略具有十分重要的意義,可以有效利用消防機器人提高滅火救援效率,降低火災造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此文章對消防機器人在滅火救援中的運用策略進行研究。針對消防機器人在滅火救援運用中存在困難,提出創(chuàng)新的運用策略,以期增強消防機器人在滅火救援中的運用效果,保障滅火救援工作有序完成。

        參考文獻:

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        [3]顧靜怡.滅火救援過程中消防員安全措施對策[J].中國科技信息,2022(05):128-129.

        [4]王小平,鄭林,況松陵,等.基于方位實時調(diào)整的變電站消防機器人滅火作業(yè)系統(tǒng)設計[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2022,45(04):177-181.

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