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消防机器人在火灾和应急救援中的应用

  
评论: 更新日期:2013年05月23日

 随着社会经济的迅猛发展,尤其是最近几年,江苏无锡地区大量高层建筑、地下建筑和大型石化企业不断涌现,由于这些建筑和企业生产的特殊性,导致化学危险品和放射性物质泄漏以及燃烧、爆炸、坍塌的事故隐患增加,事故发生的概率也相应提高。一旦发生灾害事故,消防员面对高温、黑暗、有毒和浓烟等危害环境时,若没有相应的设备贸然冲进现场,不仅不能完成任务,还会徒增人员伤亡,这方面公安消防部队已历经诸多血的教训。尤其是当新消防法出台后,抢险救援已成为公安消防部队的法定任务,面对新时期面临的新情况新任务,也为了更好地解决前述难题,消防机器人的配备显得日益重要。

  一、消防机器人概况

  (一)机器人的定义。自机器人诞生的那天起,关于其定义的问题一直争吵不休,原因在于其随着社会的进步而不断更新扩展新的功能,且更涉及到人类的问题,因此对其定义一直模糊。1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义:“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能,能完成各种作业的可编程操作机。”我国科学家对机器人的定义是:“机器人是一种自动化的机器,所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力,是一种具有高度灵活性的自动化机器”。

  (二)消防机机器人发展历史。机器人自60年代初问世以来,经历40余年的发展,己取得长足进步,社会各行各业皆可见其身影。从1986年日本东京消防厅首次在灭火中采用了“彩虹5号”机器人后,消防机器人就逐渐在灭火救灾领域得到广泛的应用,消防机器人技术也得到快速的发展。截至目前,消防机器人已经稳步向第三代高端智能机器人前进。

  (三)消防机器人应用背景。

  据最新数据,无锡市高层建筑(在建不计)高达百米以上就有28栋,共有5162家化工企业,另有蠡湖、惠山等隧道,地下广场建筑以较多,此外,还将开建环城地铁。由此可见,消防部队将面对的火灾和应急救援的形势相当复杂。尤其是在高温、有毒、易燃易爆等复杂环境中,为切实增强消防部队扑救大火的能力,也为更好地保护广大官兵的生命安全,配备消防机器人已势在必行。消防机器人作为特种机器人的一种,在灭火和抢险救援中愈加发挥举足轻重的作用。各种大型石油化工企业、隧道、地铁等不断增多,油品燃气、毒气泄漏爆炸、隧道、地铁坍塌等灾害隐患不断增加。此类灾害具有突发性强、处置过程复杂、危害巨大、防治困难等特点,已成顽疾。消防机器人能代替消防救援人员进入易燃易爆、有毒、缺氧、浓烟等危险灾害事故现场进行数据采集、处理、反馈,有效地解决消防人员在上述场所面临的人身安全、数据信息采集不足等问题。现场指挥人员可以根据其反馈结果,及时对灾情作出科学判断,并对灾害事故现场工作作出正确、合理的决策。

  二、国外发展状况

  国际上较早开展消防机器人研究的是美国和前苏联,稍后,英国、日本、法国、德国等国家也纷纷开始研究该类技术。目前已有很多种不同功能的消防机器人用于救灾现场。

  众所周知,日本的消防机器不仅技术引领全球,而且数量也全球之冠。相应的,其投入应用的消防机器人也最多。

  美国的消防机器人亦处于技术顶点位置,其开发的消防机器人已具备较为成熟第三代功能。

  三、消防机器人的优缺点

  (一)优点

  1、无生命损伤性。消防机器人作为一种无生命载体,在面临高温、有毒、缺氧和浓烟等各种危险复杂的环境时,在人力所不及之处可充分发挥其作用,大大减少消防人员伤亡。如若配备消防机器人,黄岛油库、“11.3”湖南衡阳大火酿成的悲剧本可以避免。

  2、可重复使用性。消防机器人作为一种特殊武器装备,在细心维护保养的同时,可反复多次使用,发挥其效能。

  3、人工智能性。现代机器人是人工智能、神经网络、计算机技术、自动控制、电力电子、模糊控制和机械工业等高端学科的结合体。而消防机器人作为特种机器人的一种,更是揉合了各项高新技术成果,机器人已是反应国家的技术先机与否的标志之一。各国政府技术部门、公司针对消防员面临日趋复杂的应急救援的环境,在目前人工智能已成熟的前提下,结合了其他各项高新技术,针对特殊情况开发出具有针对性的消防机器人。可根据现场实际情况,自主判断实际危险情况来源,进行数据收集、处理、传输反馈、灭火等工作。

  (二)缺点

  1、维护保养复杂。由于消防机器人属于高新技术的结合体,对操控、维护保养人员有一定的要求,专业方面要求有一定的知识,要定期举行专业人员培训,尤其是电子元件,或可能受到潮湿、浓烟和灰尘等影响,需要一定的维护保养知识基础。

  2、造价高昂。由于消防机器人属于高等学科知识和各项先进高新技术的集合体,研制时间较长,研制经费较高,且生产数量并不多,造成价格普遍昂贵,不能大量配备消防部队。同时,各地区经济发展不平衡,政府财政拨出能力有限,也是其不能大量配备消防部队的重要原因之一。

  (三)分类

  消防机器人实战要求的角度出发进行分类。

  1、从主要功能上可分为:

  (1)灭火机器人

  (2)火场侦察机器人

  (3)危险物品泄漏探测机器人

  (4)破拆机器人

  (5)救人机器人

  (6)多功能消防机器人等。

  2、从行走方式可分为:

  (1)轮式行走消防机器人

  (2)履带式行走消防机器人

  (3)履带轮式行走消防机器人等。

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