基于灭火救援行动中消防机器人运用的思考
孙义虎
河北省邢台市消防救援支队新河县消防救援大队
一、现代消防机器人的特点
1.1 适应极端环境,替代人工高危作业。火灾现场往往伴随高温、浓烟、有毒气体,甚至存在爆炸风险,而机器人可承受上千摄氏度的高温,配备的防爆外壳能抵御一定程度的冲击。
1.2 集成多元感知,实现智能判断。灭火机器人搭载了多种先进传感器,如同“ 火眼金睛” 般实时捕捉火场信息。红外热像仪可穿透浓烟识别火源位置和温度分布,气体传感器能检测有毒气体浓度,高清摄像头则传回现场画面,为救援决策提供精准依据,避免因信息滞后导致的误判。
1.3 高效灭火作业,支持协同联动。现代灭火机器人配备了高压水枪、干粉喷射装置等灭火设备,部分还能携带爆破装置清除火场障碍。更重要的是,它们可实现多机协同作业:有的负责正面灭火,有的从侧面冷却降温,有的则深入内部侦查,形成立体救援网络。同时,机器人能与消防人员配合,通过远程操控完成精细化操作,如精准打击隐藏火源,或在人员引导下避开易燃易爆区域,提升整体灭火效率。
1.4 远程操控便捷,自主作业结合灵活。在操作模式上,灭火机器人既支持救援人员通过遥控器远程控制,也能在预设程序下实现一定程度的自主作业。例如,在通信信号良好的情况下,操作人员可实时控制机器人移动和灭火;若进入信号弱的区域,机器人能依据内置地图和传感器自主规划路径,完成基础灭火任务,确保救援过程不中断。
二、消防机器人在灭火救援中运用的安全事项
2.1 战前准备:全面排查,精准适配。出动前需对机器人核心系统进行全项检查:确认动力系统续航能力,根据预估救援时长配备备用电池或燃油;测试传动装置(履带、车轮)在复杂地形的通行性,避免因卡滞延误时机;校验灭火装置(水枪、喷射口)的压力参数,确保灭火剂喷射范围与流量符合火场需求。
2.2 场景适配选型。根据火灾类型选择适配机器人:化工火灾优先使用防爆型机器人,避免电子元件遇可燃气体引发爆炸;高层建筑火灾需选用具备攀爬或电梯搭载能力的机型;地下空间火灾则需配备浓烟环境导航和长距离通信模块的机器人。禁止将普通机器人用于超出其防护等级的场景,如高温冶炼车间火灾若使用常规机器人,可能因耐高温不足导致设备损毁。
三、不同环境下消防机器人的战术措施
消防机器人的战术运用需结合其技术特性与火场实际,通过科学部署、协同配合实现“ 人机协同、高效控火” 的目标。
3.1 工业场所火灾:多机协同立体作战。面对厂房、仓库等大空间火灾,采用“ 空中 + 地面” 协同模式。无人机实时监测整体火势,地面部署3-5 台机器人呈扇形推进:履带式机器人正面喷射高压水流压制明火,轮式机器人侧翼冷却承重结构,小型机器人深入货架间隙清除阴燃火源。若涉及化学品泄漏,防爆机器人携带封堵装置先行处理,再配合泡沫灭火机器人覆盖液面,阻断燃烧链。
3.2. 高层建筑火灾:垂直分段控火。利用电梯井或楼梯间部署机器人,在起火楼层上下各设置一道防线。下层机器人通过楼层接口向楼板喷水降温,防止火势垂直蔓延;起火层机器人沿疏散通道推进,逐室清除火源,同时配合排烟机器人降低能见度影响。对于外部攀爬型机器人,可沿建筑外立面作业,击碎玻璃向室内喷射灭火剂,形成内外夹击态势。
3.3. 地下空间火灾:定向突破与排烟结合。地下车库、隧道等场景中,优先启用具备浓烟环境导航的机器人。采用“ 排烟—灭火—搜救” 流程:排烟机器人先建立负压通道,降低烟雾浓度;灭火机器人沿通道推进,利用热成像锁定高温点精准扑救;若有人员被困,携带生命探测仪的机器人同步展开搜救,为后续人员救援开辟安全路径。
四、消防机器人未来发展趋势
4.1 在技术层面上智能化与自主化将成为核心发展方向。随着人工智能、机器学习、深度学习算法的不断突破,消防机器人的“ 大脑” 将越发聪慧。它们不再仅仅依赖远程操控,而是能够基于多模态传感器融合技术,实时、精准地感知火灾现场的温度梯度、烟雾浓度变化、有毒气体种类及扩散范围等复杂信息。以森林火灾为例,机器人能根据现场植被分布、风向风速等数据,自主规划出最佳的灭火路线与策略,动态调整灭火方式,如在火势蔓延迅猛处加大灭火剂喷射量,在易燃物聚集区提前开辟隔离带。人机协同也将迈向新高度,借助增强现实(AR)、虚拟现实(VR)技术,操作人员可仿佛身临其境般远程监控机器人状态,实现毫米级别的精准操控。
4.2 在功能上消防机器人将朝着多功能集成与模块化设计大步迈进。一台机器人将集灭火、侦察、排烟、破拆、救人等多种功能于一身。比如,在高层建筑火灾救援中,它既能利用高压水炮远距离压制火势,又能通过热成像仪穿透浓烟定位被困人员,同时伸出机械臂破拆障碍物开辟救援通道。模块化设计则让机器人的功能拓展与维护升级变得轻而易举,根据不同救援场景,快速更换灭火模块(如干粉、泡沫、二氧化碳等)、侦察模块(高清摄像头、气体检测仪)、救援模块(担架、生命探测仪),大幅提升装备的通用性与灵活性,降低采购与维护成本。
4.3 在实战上为了满足不同火灾场景和救援任务的需求,消防机器人将向多功能化方向发展。除了现有的灭火、侦察、破拆、排烟等功能外,未来的消防机器人可能还会集成更多的功能,如环境监测、化学物质检测、生命探测与急救等。一台消防机器人可以在火灾现场同时执行多项任务,如在灭火的同时,对现场的有毒有害气体进行监测,及时发现潜在的危险,并为救援人员提供准确的环境数据;或者在搜寻被困人员时,能够对伤者进行简单的急救处理,为后续的医疗救援争取时间。这种多功能化的设计将大大提高消防机器人的综合救援能力和效率。
4.4 在当前国际形势下,实现消防机器人的国产化具有重要的战略意义。随着我国科技实力的不断提升,国内企业在消防机器人研发和生产方面取得了显著进展,但与国际先进水平相比,仍存在一定差距。未来,我国将加大在消防机器人领域的研发投入,鼓励企业自主创新,提高国产化水平。通过突破关键核心技术,如高性能传感器、先进的控制算法、可靠的通信系统等,实现消防机器人关键零部件和技术的国产化替代,降低对国外技术的依赖。这不仅有助于保障我国消防救援工作的安全和稳定,还能推动国内相关产业的发展,提升我国在消防机器人领域的国际竞争力。
五、结论
消防机器人作为现代消防救援领域的重要力量,凭借其强大的功能和独特的优势,在各类火灾事故中发挥着不可替代的作用。从高层建筑到地下建筑,从石油化工火灾到隧道火灾,消防机器人都能深入危险区域,完成灭火、侦察、破拆、排烟等艰巨任务,极大地提高了救援效率,降低了救援人员的伤亡风险。
尽管目前消防机器人在成本、技术、可靠性和维护等方面面临着诸多挑战,但随着科技的不断进步,人工智能、大数据、物联网等先进技术的持续融入,消防机器人必将朝着智能化、多功能化、集群化和国产化的方向蓬勃发展。未来,我们有理由相信,消防机器人将在灭火救援工作中发挥更加重要的作用,为保障人民生命财产安全、维护社会稳定做出更大的贡献。因此,持续加大对消防机器人技术的研发投入,不断完善其性能和应用,具有极其重要的现实意义和深远的战略意义。
参考文献
[1]《消防机器人 第2 部分:灭火机器人》 应急管理部发布的消防救援行业标准
[2]孙宁等作者,发表在《消防科学与技术》中的《消防灭火机器人设计及应用》
[3]陈庆暖 发表于《消防科学与技术》中的《消防灭火机器人及其应用》