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2019年11月29日,习在关于应急管理重要论述中指出,要实施精准治理,预警发布要精准,抢险救援
2019年11月29日,习在关于应急管理重要论述中指出,要实施精准治理,预警发布要精准,抢险救援要精准,恢复重建要精准,监管执法要精准。他强调,要强化应急管理装备技术支撑,优化整合各类科技资源,推进应急管理科技自主创新,依靠科学技术提高应急管理的科学化、专业化、智能化、精细化水平。要加大先进适用装备的配备力度,加强关键研发技术,提高突发事件响应和处置能力。如何深入贯彻落实关于应急管理工作的重要论述和指示精神,是消防救援队伍当前最紧要的课题。
当前,随着我们国家城镇化率的提高和大城市的发展,消防队伍承担的灭火救援任务越来越繁重,火灾或应急救援的复杂性及处置难度也在逐步增加,人员伤亡的危险因素也慢慢变得多,先进科学技术在消防救援上的推广和应用是形势所迫、大势所趋。2020年10月11日媒体以“再添利器!多款无人装备罕见曝光”为题,报道了我国陆军某集团军在福建、广东多处海域同步展开的一场多兵种联合立体渡海登陆演练。演练中除了常见的两栖登陆舰、火箭炮、步战车等传统装备外,无人破障船、无人侦察车、无人弹药输送车等新型无人作战平台也罕见曝光。基于移动通信、互联网、大数据、人工智能、远程控制等现代技术的无人装备的迅速发展,已大范围的应用于军事上。近年来,消防队伍慢慢的开始引进无人装备,确保救援更科学、更高效、更安全。面对新兴的无人装备技术,结合消防队伍灭火救援实战需要和工作实际,就逐步配备应用消防无人装备,并发挥非消极作用,更好地完成各类灭火救援和“全灾种”、“大应急”应急救灾任务,笔者浅谈几点认识和个人的思考。
(一)新时代消防队伍职能任务拓展的迫切需求。2018年11月9日,习向国家综合性消防救援队伍授旗并致训词,标志着消防救援事业开启了新征程,迈进了新时代,成为了我国应急救援的主力军和国家队。随着消防队伍改革转制后职能的拓展,救援任务大量增加,逐渐由过去处置的“单灾种”向全空间、全地形、全气象条件下“全灾种”转变,消防人员不仅要有“刀山敢上、火海敢闯”的英勇无畏,更要有“上天入地、登山潜水”的能力本领;既要面对瞬息万变的火场,还可能面临前所未见的灾害事故现场,具有很多不确定性的危险。而无人装备在执行特殊任务时,具备一定替代性,生存能力强、机动性能好、救援范围广,使用起来更便捷,在处理自然灾害、事故灾难等方面能发挥人难以替代的作用。
(二)克服消防救援人员自身局限性的现实需要。在改革转制的两年内,据不完全统计,消防指战员在灭火救援中每年牺牲人数20余人,伤亡人数一直居高不下,成为消防队伍在改革转制发展中的一道硬伤。而若在灭火救援中使用无人装备,无论是面对暴雨、洪水、台风、泥石流等恶劣的天气环境;或者是易燃易爆、塌陷、有毒、高温等严重事故灾害现场;抑或是山岳、峡谷、沟壑、水下等极端地理环境,无人装备技术均能有效规避传统灭火救援行动中存在的短板,确保消防人员的自身安全;在救援过程中,还能通过对现场情况跟拍、追踪,为最大限度地控制灾情发展提供较为可靠的决定依据,减少灾情损失和人员受伤或死亡;又如,灭火救援时个别消防员甚至会因体力不支等原因,而导致救援中断或出现人员受伤,而无人装备具有“长期作战”的特点,可以大幅度提升作战效能。
(三)社会加快速度进行发展使消防救援工作面临新挑战。跟着社会发展,城市人口、功能和规模逐步扩大,企业未来的发展方式、产业体系和区域布局发生了深刻变化,新材料、新能源、新工艺大范围的应用,新产业、新业态、新领域大量涌现,导致新风险与日俱增,消防面临的安全形势也日益复杂、严峻。“十三五”以来,截止到2020年,中国新增地下空间建筑面积达到8.44亿㎡,100米以上的超高层建筑近万栋,国内大跨度建筑数量已超过1.5万栋,燃气管道70万公里,桥梁7万余座,除此之外,地下管线管廊、大型新能源汽车、大型综合体等城市运行系统日益复杂,城市脆弱性突出,灾害事故的链式效益也在逐步增加。近年来,全国连续发生重特大安全事故,使得消防灭火救援面临新的挑战,因此投入高科技的无人装备提高消防灭火应急救援战斗力刻不容缓。
(四)无人装备技术的成熟使无人救援成为可能。当今世界,正面临百年未有之大变局,以信息技术为核心的高新技术快速地发展,无人装备相关的平台技术、传感器技术、通讯技术等各项技术均有较大进展,有力地支撑着无人装备的快速的提升,而且一旦5G技术应用,无人装备的应用将呈几何级增长。“平台无人、系统有人”的作战手段已成为打赢未来战争的必然选择。据有关报道显示,美军现役的无人机数量超越7000架。据悉我国军队也研发和装备了许多无人设备,包括无人驾驶飞行器、水面舰艇和水下航行器,更不可思议的是多用途无人驾驶车辆。而随着无人装备技术的发展和在消防领域的推广应用,各地消防队伍逐步配备了火场侦察、有毒物质侦检、灭火、排烟等不同功能用途的机器人,包括消防灭火机器人、防爆侦察机器人、排烟机器人、高倍数泡沫灭火机器人、智能细水雾灭火机器人等,这些机器人能够承担一定的高层建筑、地下工程、石油化学工业等特殊火灾的侦察、扑救任务,极大地减少了人员内攻的频次和风险。
(一)消防无人机。无人机全称“无人驾驶飞行器”(Unmanned Aerial Vehicle),英文缩写为“UAV”,是一架由遥控站管理(包括远程操纵或自主飞行)的航空器,主要是一种通过无线电遥控实现自动移动、通过自备程序控制实现相关操作的飞行器,一般由飞行器机架、飞行控制管理系统、推进系统、遥控器、遥控信号接收器和云台等六大部分构成,涉及结构设计、机体材料、飞行控制、无线通信遥控、无线图像回传等五项关键技术。本文所指的消防无人机泛指用于消防救援工作的无人机,它的机身全部采用碳纤维新材料,可提供安全防火的动力系统,应用卫星定位技术,可实施精准定位,点哪飞哪,依托高清摄像头清晰成像,应用无线数据传输技术,实时了解灾害现场数据。目前,城市消防队伍大部分配备的都是电动多旋翼无人机,多旋翼无人机可在高空中进行悬停拍摄,在拍摄过程中可进行360旋转拍摄,也可具备图像、扩音器、侦检、喷水灭火、发射破拆弹等多项辅助救援,还可利用无人机的快速移动,在城市高楼和森林区域进行大范围防火侦察。
(二)消防机器人。现阶段对于机器人虽然还没有一个严格而准确的定义,但随着时下人们对机器人技术智能化本质认识的加深,机器人技术开始源源不断地向人类活动的所有的领域渗透,消防也无不例外。对于消防机器人而言,分水上或水下两大类,目前国外已有多种功能各异的消防机器人,且已经稳步向第三代高端智能化发展。全新的模块化消防机器人能实现远程救火,但均由消防员远程控制。它们不仅有较大的荷载能力和拉力,还可运载泡沫、水箱、重型消防水管、泡沫配比器等配件,还能携带热成像仪、红外成像仪以及气体检验测试仪器等火灾监视设备以判断火情,当出现极度危险的火情时,这些设备不仅能进行安全监视,更能避免对消防员造成伤亡。此外,国际上已有学者对消防机器人的耐高温、越障和通信性能这三方面的研究取得进展。消防机器人能够爬楼梯,并在多种室内环境中正常行驶,机器人采用多重保温技术,可耐高温,航时长,还可以与火场中的被困和受伤人员进行通信,并向遥控器发送视频和音频信息,传递建筑物内的火灾环境信息。我国现有的机器人种类包括:消防灭火机器人、防爆消防灭火侦察机器人、防爆消防排烟侦察机器人、消防智能细水雾灭火机器人、防爆消防高倍数泡沫灭火侦察机器人等,但其在实战中发挥的作用均有限,需要与消防灭火救援实战进一步有机融合。
(一)现场“侦察兵”。针对地形和环境较复杂的高层、地下、大跨度厂房、化工场所等灭火救援现场,无人装备可无视地形及空间限制,对现场的火情进行初步侦察,可以有明显效果地的捕捉火灾中心的位置、温度、燃烧物以及旁边的环境、风向、水源等,为初战力量部署提供参考;在大型抢险救援中,往往造成交通拥堵,无人装备能利用快速优势,先行到场,掌握现场交通基本情况,为救援人员提供决策数据,还可通过视频传输,为后续救援力量的调整、调度和医疗等社会资源的调度提供数据参考,提高救援效率。如在“4.22”江苏靖江爆炸事故处置中,消防救援人员伍应用无人机从高空跟踪监控处置全程,应用热成像功能,辅助监控罐体温度,提供了全局、直观的指挥决策视角。
(二)实时“监控器”。5G技术的迅猛发展,也可助力无人装备的救援行动。利用5G技术的大带宽、低时延优势,使得影像资料和控制指令的实时传回成为现实。无人装备可通过搭载4K高清摄像头和热成像系统,将“感、传、知、用”的物联网技术应用在无人装备身上,对灾害事故处置进行实时监控追踪,将现场情况实时传回指挥部,便于各级指挥部及时掌握动态灾害情况,从而作出快速、准确的决策,最大限度地减少灾害损失。比如搭载可燃气体检测仪和有毒气体探测仪,对易燃易爆等化学事故灾害现场的相关气体浓度进行远程检测、实时监控,从而得到危险部位的关键信息;又如搭载测温、测风速等设备,可对灾害现场环境情况做细化了解。如在天津“8.12”爆炸事故处置中,由于现场存放了大量危险化学品,爆炸后产生大量有毒有害化学气体,消防局第一时间紧急调集了多架无人机,对灾情和救援实现有效的动态监控。
(三)通讯“传声筒”。我国国内基站建设相对来说还是比较完善,但一旦遭遇地震、洪水、台风、泥石流等自然灾害侵袭,就会导致光纤、基站受损,从而使通讯中断,影响组织救灾、指挥调度、人员搜救、次生灾害预防等进程。应急卫星通信系统(国际海事卫星)可能会因为负荷过重不能够确保实时通信,许多救援队伍因无应急通信系统支持,使得救援现场的信息不能实时传送,救援队伍在进入灾区核心区域和进入后的工作过程中,与现场指挥部和后方应急中心基本处于通信失联状态。此时如果给无人装备安装通信中继设备,可充当临时转信台,解决灾害现场信号拥塞、通信盲点问题,利用集成语音、扩音模块对灾害现场开展空中呼喊或者传达指令或安稳被救者情绪,其效果较地面喊话更为准确迅速,同时也能确保遭遇突发情况时第一时间确保通信联络不中断。
(四)灭火“逆行者”。灾害现场复杂多变,消防人员在开展救援作业时,随时有可能面临爆炸、坍塌、轰燃、毒害、腐蚀、坠落等危险,而此时无人装备 “逆火而行”就显得很重要。高层建筑火灾扑救,历来是世界性难题。高层建筑若发生火灾,很难内攻灭火救援,目前世界上高喷车出水最高也仅能达到6080米左右,即便是101米的登高平台车,其实际使用效能也是大打折扣。从国内部分总队开展的无人机灭火演习看,无人装备可搭载特殊的灭火导弹、破拆弹或泡沫灭火剂,悬浮于着火层上方,随后利用破拆弹锁定目标并快速发射,将玻璃破碎后,在指定区域喷洒灭火剂,精确、快速地将高层建筑等人难以到达企及的地方的火灾扑灭。在未来技术的进一步突破下,通过减少水带水锤和出水后坐力的方式,在吊升水带进行灭火时甚至有望解决高层灭火这一“世界性难题”;又如在化工易爆场所中,可利用消防机器人和消防无人机协同集群作战的方式,实行“人+机器人+无人机”模式的强攻近战,既能灭火又能最大限度减少人员受伤或死亡。目前,无人装备灭火使用最多的领域,主要是森林灭火,相比于人海战术的效率低、风险大和伤亡率高,无人装备能多次反复装载灭火弹、灭火剂,迅速打出隔离带,其效率远高于消防员灭火。
(五)装备“快递员”。在特殊环境进行救援行动时,消防救援人没办法到达但需要投放物资的救援现场,无人装备的优越性就凸显出来。例如在地震、洪水、泥石流、山岳救援等灾害现场,现有抛投器的使用环境和范围有很大局限性,且精准度差,则可以在无人装备上携带安全绳、呼吸罩、急救药品、灭火剂、以及食品等多种救援物资,利用无人装备的远程可视瞄准系统精准定位远程投放,加快救援进度;若高层建筑人员被困,难以向下疏散逃生,无人装备在着火建筑楼顶救援不利的情况下,可进行空中搭安全绳救援,采取通往对面建筑横向逃生;尤其在水上救援中,无人机可以辅助投掷安全绳、救生衣、救生圈等关键设备,采取“小绳拉大绳”的方式搭建救援通道,提高救援效率。如2016年广西总队某支队利用无人机投放救生绳,救出河中被困群众;四川总队曾成功利用无人机空中抛投吊舱,将生理盐水运送给因河道水位突然上涨被困孤岛的两名被困者,保证被困者体力,为后期营救奠定了基础。
(六)三维“建模师”。灾害现场环境危险,人员进入风险大、大型设备进场难,调查、宣传工作实施受限,无人装备能搭载相机或侦检设备,“上下分工”配合开展现场勘查和火调工作,快速获取现场真实可交互的实景三维建模模型,全面反映灾害态势和救援处置工作,为评估灾害损失情况、灾后重建提供有力支持。基层消防站也可以依托无人装备,通过采集数据,配合一键全景拍照功能、二维合成、三维建模软件,通过制作辖区内重点单位三维模型,常态化开展单位六熟悉工作,为制作数字化预案,可视化力量部署提供了可能。如在“3.21”江苏响水爆炸处置过程中,消防队伍通过无人机在高空拍摄合成4000余张高清照片,建立了灾害现场和爆炸中心大坑的三维模型,为后期火调提供了决策依据。
(七)夜间“照明灯”。在夜间救援中,由于黑暗环境,现有的移动照明灯组没办法提供有效的照明,致使救援任务进行不顺畅,从而错过最佳救援时间。而无人装备可搭载照明吊舱用于夜间交通事故照明、夜间抢险救援照明、夜间火灾现场照明等光照强度低的救援现场。尤其是在夜间救援现场时,在光线受限的情况下,无人装备可搭载高强度照明灯,在夜间处置救援过程中实施不间断、大范围的照明保障,既能克服因黑暗造成的诸多不便,辅助消防救援人员有效应对夜晚弱光环境,又能给黑暗下的被困人员信心,安稳情绪、配合救援,极大的提升夜间应急救援效能,保障灭火救援作业顺利实施。如2019年厦门同安某农场发生一起火灾事故,此次夜间救援,当地消防救援队伍利用无人机照明快速布置救援设备,为指挥决策和疏散人群发挥了重要的作用。
(一)格外的重视,加大研发力度。目前,全国各地消防救援队伍虽然配备了一定的无人装备,但这些装备无论从出厂来源、性能参数、实战作用看,都不能称之为真正意义上的消防无人装备,只能称之为“消防队伍的无人装备”,并不是为消防救援精准“量身打造”的,很多装备仅仅经过简单的改造或功能拼凑,甚至有的无人装备如无人机连改造都没有,直接购买并投入到正常的使用中,一些厂家似乎也没有联合消防科研机构或消防队伍,结合实战来研发,无人装备的功能没有有机地与消防实战融合,在实际使用中也就难以实现“人与装备的最佳结合”。因此要加强无人装备的与实战结合的设计研发,加快装备提档升级,提高其自主性、适用性和可靠性;要加快配备力度,提高使用率和普及率,不断推动其更新迭代,逐步推出成熟适用的消防专用无人装备。
(二)加大投入,注重推广应用。随着无人装备技术的逐步发展及其在消防队伍运用的日趋成熟,其必将在处置各类灾害过程中发挥逐渐重要的作用。当前消防改革转隶总体完成,各项规章制度正在慢慢地调整、修订、健全。要将消防无人装备建设应用纳入十四五消防工作规划,纳入应急救援装备发展的总体设计,与消防车辆装备、专业器材、单兵装备等置于同等重要程度统筹谋划,科学制定消防无人装备建设应用规范、标准和配套措施,加大技术、资金、人才等投入,健全研发、配备、应用、管理等工作机制,加强统筹规划,实现长效发展,逐步实现无人装备单独完成各类灭火救援和抢险救灾任务。
(三)紧盯风险,强化实战演练。目前,消防救援队伍现有无人装备训练操法相对简单,消防机器人主要以出水、排烟等为主,消防无人机主要以起飞、降落和基本维护为主,无法有效提升实操水平。消防队伍应紧盯“全灾种、大应急”,依据不同的无人装备类型、不同的风险领域设置相应的训练科目,有效提升无人装备在应急救援中的作用。同时,提高消防无人装备性能和技术参数范围要求,实行一些范围的统型;将无人装备科目纳入实战演练中,无论是总队、支队级或者消防站级的实战演练,均应要求无人装备全程参与,逐步探索扩大无人装备的应用领域,加强与指挥部之间的协同作战,提升战斗力水平。
(四)健全制度,培养专业队伍。工欲善其事,必先利其器。无人装备并不是无人操作,因此仅有无人装备是不可行的,还必须有“专职司机”,待消防救援队伍各方面配套政策落地后,建议昆明训练总队、南京训练总队开设相应无人装备操作专业,培养一批专业的无人装备新型人才。各级要制定相应的无人装备制度,依托支队作战指挥中心建立起一支专业的消防无人装备分队,并以通信员和装备技师为骨干力量,辅以善于学习机械、精通通信原理的年轻消防员,构成一支以老带新的3至5人的无人装备专兼职队伍,防止出现人才断档的问题发生。