灭火救援实战中消防机器人技术的研究
摘 要：近年来，我国的火灾事故对消防官兵造成的伤害不断增加。为保证消防人员的生命健康，必须对消防机器人在灭火中的实战技术和能力进行提升。文章主要针对灭火消防机器人的类型和适用范围，对灭火救援实战中消防机器人技术应用进行深入分析，试图推动我国消防机器人技术的不断发展。
关键词：消防；灭火救援；机器人；技术
前言
随着我国经济的不断发展，我国各行各业的工作环境也发生较大变化。在这些工作环境中，有些对火灾事故的消防救援存在一定的阻碍作用。为了更好地保护人民群众的生命财产安全，本着为高效、安全的消防原则，加快消防灭火机器人以及相关作业技术的研究显得愈发重要。当前，欧美各国和亚洲日本已经在消防机器人的运用上展开了深入的探索，对此我国也需要加强相关技术的不断发展。
1 消防灭火机器人的技术评价
消防机器人的存在，为了解决在复杂环境以及危险易燃易爆品的消防过程中，在人力不易于灭火或危险较大的情况下，进行机器灭火作业的半智能机器设备。其主要类型如下：
（1）根据控制系统，可分为：智能感知机器人、有线控制机器人以及无线控制机器人。
（2）根据消防作业中所负责的职责，可分为：环境测控机器人、排烟机器人、救火机器人、救援机器人、爆破机器人、搬运机器人以及综合机器人等。
（3）根据技术储备以及智能程度，可分为：系统控制机器人、智能机器人。
（4）根据消防探测的技术，可分为：视觉探测机器人、触觉探测机器人、红外感知机器人、烟感知机器人等。
不同类型的机器人对消防工作来讲有不同的作用，在未来的消防救援中，必须安排合理的机器人进行火灾现场的救援，做好探测工作和消防救援的方案设计。
2 消防灭火机器人的主要使用环境
消防灭火机器人由于成本高昂，因此，必须在特定的灭火救援中进行使用。对于消防机器人的灭火工作，适用于以下环境中。
2.1 高层、超高层建筑物
高层、超高层建筑物的火灾救援中，通常会大量运用到灭火机器人。首先，由于高层超高层建筑物自身所处的环境，在发生火灾后，由于风力作用下，火势蔓延迅速，人力灭火的速度较慢，需要采用灭火机器人。其次，该类建筑在建筑过程中可能会有一定比例的可燃建筑材料，采用机器人灭火可加强对未知、潜在火源的规避。
2.2 隧道、地铁环境
随着我国经济的不断发展，隧道和地铁正在不断增加。这些环境中的照明、电气供应等设备对电力依赖程度较高。一旦发生火灾，很容易对电力供应系统造成损坏，使隧道和地铁的灭火难度上升。消防人员在黑暗环境中难以进行灭火救援，因此，必须辅助以消防机器人，提高内部的救援成功率。
2.3 地下密闭空间
对于消防救援机器人的灭火救援，地下密闭空间的救援工作是机器人灭火的另一个主战场。在地下密闭空间中，发生火灾后生成的大量烟气和有毒物质混合高温形成的局部真空和危险环境，采用人力救援难以及时见效。同时还会伴生塌陷等二次事故，所以采用机器人救火对保护消防人员的生命安全有着极为重要的现实意义。
3 灭火实战中的消防机器人应用技术
3.1 高层建筑物的火灾救援
高层超高层建筑物发生火灾后的救援和灭火，一直是消防难题之一。通过消防机器人的辅助可以很好地解决上述问题。以武昌长汇城着火为例。2016年6月，长汇城高层建筑物楼内易燃物发生火灾，造成大楼内部着火，形成浓烟，由于着火楼层过高（离地面287米），造成灭火困难。武昌市消防人员采用消防机器人灭火，使用我国与以色列合作研发的高空救援灭火机器人，直升机将机器人悬吊在火灾建筑物窗口，进行灭火救援。
在灭火过程中，首先进行机器人稳定控制，然后通过远程自动定位系统，对着火窗口投放破窗器，进而发射灭火弹，实施灭火作业。在实战中发现，高空救援灭火器采用的动力学测距传感系统、陀螺仪定位、无线数据反馈可以解决高空救援灭火中的火灾定位和指挥问题。机器人自身携带的自动感应方向、位姿调节等功能，提高了对于高层、超高层建筑物火灾救援中的复杂环境的应对能力。
3.2 地铁、隧道以及地下密闭空间的救火技术
地铁、隧道以及地下密闭空间的救火工作难点在于该环境内空气流动环境较差，火灾伴生的浓烟和有毒物质难以及时排除，升温加速容易形成二次爆炸。对此，需要使用消防排烟机器人。
第一，使用履带式探测机器人进入内部完成内部空间的探测，传回红外感知数据，构建灭火环境模型。第二，紧跟探测机器人派出排烟机器人，根据探测机器人传回的数据控制行进路径和排烟机功率、角度等。第三，排除烟雾和有毒气体后，使用消防机器人进行消防灭火。近年来，我国对排烟机器人的功能进行了进一步的完善，上海研究所研发的新一代排烟机器人配备最大排风量9万m3/h的消防排烟机，履带式前进专项制动，可适应地下密闭空间内复杂地形。
4 结束语
当前我国的消防机器人技术随着智能技术的进步有了长足的发展，在金属结构、传导设计以及系统编程等方面使消防机器人的功能获得了较大的提升。但是我们依然需要看到，消防机器人属于高新技术制造设备，仪器精密度要求较高，需要增加保养中的力度。此外，作为消防工作者，我们还必须在平时的工作和生活中深入学习消防知识，提高训练机器人使用的熟练度，让消防机器人在消防实战过程中发挥更好地的作用，促进消防技术的进一步发展。
参考文献
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作者简介：薛晓东（1975-），男，山东新泰人，本科，济南市公安消防支队特勤大队，工程师，从事灭火救援方面的研究工作。