灭火救援实战中消防机器人技术的应用措施

滨州市消防救援支队 李传杰

火灾是威胁人类生命与财产安全的重大灾害，消防救援工作面临着巨大挑战。随着社会的发展，科技水平不断提高，消防机器人在火灾中应用也越来越广泛，消防机器人的使用频率也越来越高，其主要功能是对人员进行搜救、灭火以及救援等。消防机器人的运用可以有效地减少人员伤亡，可以准确的定位灭火救援的位置，提升火灾探测能力与灭火效率以应对灾害隐患影响，从而更好地保护人身安全和财产利益，促进社会和谐稳定建设。基于此，本文对消防机器人在灭火救援中的应用技术探析，为今后的研究工作打下坚实的基础和丰富的经验和知识储备，有助于我国社会经济的持续、健康、稳定发展。

近年来，随着科技发展，消防机器人的应用越来越广泛，在火灾中所起作用也是非常大。为了满足人民群众对于消防机器人在灭火救援中应用所提出的需求，目前我国已经有了许多关于智能化、自动化控制技术等专业知识方面进行研究。并且随着社会的发展，科技水平不断提高，人们对生活质量要求也越来越高，消防机器人作为一个新型技术也应运而生。由于其具有较好灵活性、可靠性和适用范围广等特点，因此在火灾中救援时，不仅可以发挥出传统人工无法比拟的优势，同时又能节约大量资源并且能够减轻人员伤亡以及经济成本，此外它还能够有效地解决环境污染问题与生态破坏问题。因此对其进行分析与研究具有重要意义和实用价值，同时还能为相关部门提供可靠地参考信息，提高救援效率等方面做出贡献。

1 消防机器人总体方案设计

1.1 消防机器人的要求

消防机器人是由传感器、控制器和执行机构组成的，它可以根据所需要完成的任务，自动识别并判断出火源，因此消防机器人应具备如下条件：

(1)具有一定的灵活性和控制功能：在火灾发生时，能够根据具体情况进行快速反应并且能做出相应处置，以防止火势迅速蔓延。例如：可通过自动喷水、启动灭火装置等方法，降低人员伤亡及财产损失，也有可能通过改变设备结构或使用材料，来提高消防人员对现场突发事件处理能力并有效避免事故扩大危害程度。(2)系统的硬件要求：消防机器人是由微型处理器、传感器和控制器等组成。对系统的硬件要求较为严格，在整个火灾发生前，要有一个报警信号，并将该警报信息发送到消防控制中心，使灭火救援工作能够及时展开，当火势初起时发出警告声或进行现场监控指挥。同时对火灾中人员疏散功能，提供保障作用的是机器人本身的“智能”化设计与应用。

1.2 消防机器人关键部件选型

(1)机器人的本体设计：机器人的本体部分是整个消防救援体系中最核心的一个，它不仅要承担着灭火救援任务，同时也需要承载起火灾现场人员逃生，因此在设计过程当中一定要考虑到其工作环境。在我国目前的情况来看可分为两个部分：一个是根据工作环境、作业要求来确定其主体结构；另一个则是结合实际环境和工作性质，来决定具体部件尺寸大小与形状等方面因素。(2)机器人的运动机构：主要是指消防机器人在完成灭火救援任务时，根据实际需要，通过机械装置来实现对整个系统所需的动力。就喷水装备和灭毒设施设备而言：火灾发生后，要有一个辅助性强而又便于操作人员掌握并及时实施控制报警功能。因此喷药器和灭烟栓等相关设备也必须由专业厂家进行生产制造，另外还应具有良好性能价格比的消防机器人，以便能在实际中应用到灭火救援任务之中。

1.3 消防机器人的确定

由于我国的应急管理局在不断地发展，所以就有了一些大型的、具有重大影响力以及先进技术装备，这些装备是由国家部门统一制定和配置。而机器人作为灭火救援中最重要环节之一，也得到越来越多单位领导及社会各界人士普遍认可。因此在消防救援工作中，机器人的确定是非常重要的。消防机器人的确定主要是指消防机器人在灭火救援中，根据所需要承担的任务，以及工作环境来决定。(1)要根据所选的区域、环境以及任务要求，来决定其类型和功能。一般来讲，火灾发生后需要立即启动救援程序，火灾中如果没有及时进行灭火处理则会造成人员伤亡及经济损失严重。而一旦火势比较大且出现了较为明显地震慑力时，就必须立刻加快对现场人员疏散通道和撤离至安全地点，并采取必要措施防止事故扩散蔓延到其他地区，甚至是导致更大范围的灾害扩大化危害程度；(2)要考虑到安全和效率问题来确定是否使用这种机器人设备；(3)需要综合考量灭火效果等方面因素后，再决定选用哪种类型消防车辆作为辅助工具或其他辅助装置来实现救援工作；(4)在选择消防机器人的时候必须保证其具备一定的灵活性，只有这样才能更好地完成任务。

2 消防机器人的分类与优点

2.1 消防机器人的分类

消防机器人根据其组成结构的不同，可以分为三大类。(1)按照功能来分类，主要包括了机械手臂、移动底盘以及喷水灭火剂等；(2)按用途来分类，如消防小车、烟感式自动火灾报警器等；(3)根据工作方式和环境进行区分，比如说喷洒型的机器人可以划分为室内无人操作或者地面作业两种类型的机器人，而在一些特殊场所则需要有更多种类功能。

2.2 消防机器人的优点

(1)机器人的体积小，重量轻，能够适应多种环境：由于火灾发生后损失巨大、人员伤亡多等特点，消防人员在救援过程中需要对周围的建筑物进行勘察和检查。因此可以根据现场情况选择使用小型或者微型型机器人，来代替人工操作完成灭火任务。同时也可通过小型或轻型设备实现无人化作业，另外在事故高发地区则配备更完善的应急系统，以应对突发状况。(2)消防机器人具有较高灵活性和适应性：由于其体型小且操作简单方便等特点，它能根据不同情况采取相应措施进行灭火救援工作，同时也能够按照要求进行现场指挥调度以及人员疏散路线安排与调整等动作功能，还可以在火灾发生时及时有效地对火势发展状况做出反应，并迅速作出扑救、撤离的路径选择。

3 消防机器人在灭火救援中的应用范围

3.1 在高层建筑的应用

高层建筑火灾危险性大，发生频率较高，对消防救援工作有较大的影响，因此可以利用消防机器人对其内部结构进行检测、判断火势情况和危险等级。(1)做好人员、物资等资源的调配工作，通过科学合理化管理来最大程度上降低人员伤亡以及财产损失；(2)对现场情况和火源状况进行分析并制定相应对策方案，以减少灾害带来不必要甚至无法挽回的经济损失；(3)针对不同类型的危险物品采用合适救援方法与手段，从而最大限度发挥消防机器人在火灾中灭火救援中所具有优势，提高灭火效率、缩短抢救生命的时间。

消防机器人可以在高层建筑中安装，并能与其他的救援人员进行通信联络。火灾发生时，消防队员通过该系统能够及时准确地通知被困者。当火势初起之时，就会有大量有毒气体产生。如果此时火灾现场没有人或者是无人进入等情况下，消防员将无法有效处理火情事件，而一旦出现烟雾浓度超过人体所能承受范围时，便可以利用机器人来完成搜救任务、保护人员的生命安全和财产不受侵害等功能。

3.2 地下建筑中的应用

消防机器人在地下建筑中的应用主要是指，利用火灾现场进行救援，以达到保护人身、财产安全目的。这种技术具有明显优越性：

(1)能够及时准确地对危险区域做出反应；(2)可以根据不同情况采取相应措施；(3)能够将事故损失降到最低点。它能有效提高人员疏散速度和效率、降低人员伤亡及经济损失率等。例如：当火源处出现了大量粉尘、有毒气体以及灰尘等物质堆积物或者是地面有积水时候，就会迅速向附近扩散燃烧产生烟气并发出烟雾和火焰。如果在发生初期时，没有采取有效措施进行处理的话，将会造成人员伤亡，所以消防机器人可以根据具体情况做出反应并且及时准确地对火灾做出判断，从而做好救援工作。

在地下建筑中，一旦发生火灾，消防机器人可以利用周围的环境来判断是否有火源。例如：如果火势较高或者是火势较为严重，容易产生有毒气体时，火灾现场会出现无人报警等情况。而当这时候就需要依靠救援人员自己寻找相关的信息以及相关设备协助进行处理和指挥工作。但是这种情况下会对救援人员的生命造成威胁，因此可采用无线通讯技术，利用机器人自身具有一定的通信功能来实现对整个地下建筑中各个部分之间数据传输和远距离控制。

3.3 高危场景中的应用

在火灾发生过程中，由于火势的迅速蔓延，人员往往会因为一些不安全因素而聚集到一起。因此为了防止人员伤亡和财产损失以及人身伤亡等事故发生时，救援工作需要进行危险源辨识、分析并判断是否有必要采取相应措施加以保护。消防机器人可以有效地解决上述问题，同时也降低了对环境造成污染与破坏的风险性及复杂性，在火灾中能够快速准确判断出火势发展速度，并且及时作出合理反应。

4 提高消防机器人在灭火救援中的应用措施

4.1 引进技术，整合资源降低成本

消防机器人在火灾中的作用是非常重要的，它不仅能发挥出高效快速的特点，而且还可以提高救援效率。因此我们要重视对消防机器人技术研究和开发。我国目前消防机器人救援体系在发展阶段，所以，为了能够尽快提高救人效率和降低成本就必须加强对搜救人员对消防机器人的技术培训与训练等方面进行综合考虑。另外还应该加大投入资金用于对灾害类型及特点分析研究以及灾前抢救技术研究上，为消防机器人在火灾中快速撤离提供必要的条件和保障作用；最后需要重视的是要注重人才培养、引进专业型救援团队。在实际消防救援工作中，由于人员和火灾的不确定性，导致了救援任务难以顺利完成，因此要想有效地开展消防机器人灭火作业就必须引进先进技术。比如：利用GPS进行定位、无线电通信系统等设备，来实现对现场火灾情况进行实时监控。通过无线网络将信息传递给指挥中心调度员，并安排相应的措施以达到最大限度降低人员伤亡及财产损失目的，减少资源浪费和人力物力财力消耗。在救援过程中运用无线通讯与计算机相结合，提高消防机器人工作效率以及应急处理能力。

4.2 加强专业技术的熟练度

消防机器人的专业技术是指对各种不同功能和性能要求、具有特殊结构及工作原理等方面进行综合分析，以实现其特定功能为目的而达到一定标准，并最终满足所需用途需求的过程。它涉及到了各个专业领域，因此对于消防救援工程而言也要重视这一点。消防机器人的发展需要专业技术过硬。所以在实际操作中，应尽量提高救援人员对消防机器人的相关知识和技能掌握熟练度。首先要加强理论学习，只有通过了一定的实践经验才能更好地理解一些基本概念、原理等基础工作方法及程序设计方法；其次是多看有关资料了解国家政策法规以及相关法律规定等方面来进行学习与应用；最后就是平时训练时多多练习专业技术能力，在不断积累经验后，可以适当增加对知识和技能掌握程度上的要求。

4.3 结合多地形进行实操

由于火灾灾害的发生具有多发性和突发性，因此在进行实操时，需要结合不同地形条件下的具体情况来确定适合救援任务需求。在进行实操时，需要对不同地形、不同环境下的火灾情况采取针对性地措施。例如：根据地面空间分布特点对其进行合理划分，根据具体区域和危险等级来确定相应距离。同时要注意的是，要将探测点设置得科学化、系统化以及规范化。另外，还要注重相关人员之间相互配合与协调工作效率，在进行实操时，需要做好记录并及时更新数据信息资料等。

5 结语

总之，消防机器人的应用技术研究是一项系统工程，它涉及到了多个学科，包括理论、实践和计算机等。随着科学技术不断进步以及人类社会发展对智能化要求的提高，在未来几年，更多的新功能和新设备将投入到救援工作中，并取得良好效果。与此同时，将有越来越多的可靠性高、价格实惠、操作方便简单的先进消防机器人应用技术研究中心，进行研发与设计制造出来供人们使用，消防机器人可以有效地减少人员伤亡和财产损失。同时，消防机器人可以针对不同类型灾害环境采取相应措施，保障消防员生命安全及财产损失降低其危害程度，使之更好地满足灭火作战需求。