消防机器人在我国灭火救援中的应用现状和前景分析

  ：阐述了我国消防部队配备的消防机器人类型、数量以及参与灭火救援情况，对消防机器人的应用现状作了简要的评估。在分析当前消防机器人应用现状的基础上，提出了未来消防机器人科技发展的关键技术和提高消防机器人应用的几点建议。

  消防机器人能够代替消防员进入有毒、浓烟、高温、缺氧等高危险性灭火救援现场完成侦查检验、排烟降温、搜索救人、灭火控制等任务，在保护消防员安全的同时提高了消防部队灭火救援能力［1］。

  JMX-LT50型消防灭火机器人是由公安部上海消防研究所开发制造的我国第一台消防机器人，又常被称为“六轮机器人”，JMX-LD50型消防灭火机器人与JMX-LT50的基本功能基本相同，不同的是其行路机构改成履带式，通过液压系统驱动行路机构和远控消防炮。该系列消防机器人主要由底盘、液控炮、环境与车体内部温度探测系统、遥控器、水喷雾冷却自卫系统、水和泡沫供给系统和电液控制管理系统等组成［2］。

  JZX-GL/A消防侦查机器人是由上海消防研究所和上海交通大学等合作研制的我国首台防爆消防侦察机器人，该机器人体积小、重量轻、速度快，配有视频系统、有毒有害化学气体探测系统、GPS定位系统、灭火洗消系统、红外热成像仪等，可在易燃易爆、有毒有害、浓烟缺氧等灾害场所进行侦查，采集图像、语音，测量气体数据并实时处理和传输，不仅消除了灾害对消防员安全的威胁，还能及时有效的为灾害现场指挥提供所需的数据和信息［3］。

  Brokk50，原产于瑞典，拥有着类似于挖掘机的外观，主要由液压机械臂系统、旋转功能系统、履带驱动系统、支脚、作业工具和控制台六个部分所组成，具有功能强、体积小、重量轻、上班时间长、运输方便等特点，可远距离无线电遥控在底坑边缘、坑洼不平和斜坡表面等危险区域进行破拆、挖掘、清理障碍物等工作，降低人员近距离操作的危险系数。1. 1. 4 “陆虎60”多功能消防机器人

  “陆虎60”多功能消防机器人是由德国施密茨公司生产，具有陆地和轨道两种行驶模式，其基本功能是由安装在上部的大功率喷嘴实现的，喷嘴具有360个小型喷头，最大喷嘴流量能达到400L/min，可将水细化后的大量水雾快速喷出，使环境和温度迅速降低，具有驱散有毒有害烟雾、改变烟道气流方向、开拓灾害现场视野等功能。“陆虎60”多功能消防机器人在我国消防部队十分常见，大多数都用在地铁、隧道、地下空间、化工企业等灭火救援现场。

  格拉曼MP60多功能消防机器人在“陆虎 60”的基础上减小了喷嘴直径，增加了液压破拆臂、视频采集设备、直流水枪等，也有生产厂商将其命名为RXR-JY200D消防灭火破拆机器人。格拉曼MP60在功能也相应的扩展，在灭火、冷却、排烟的基础上还能实现破拆、清障、图像采集、侦查检测、无线 目前应用的消防机器人数量要了解我国消防机器人的应用现状，不仅要明白我们消防部队配备了什么样的消防机器人，另外还必须了解到配备了多少消防机器人，两方面内容构成了我国消防部门所具有的消防机器人的实力，同时也反映了当前消防机器人的应用现状。笔者主要以北京消防总队、江苏消防总队、新疆消防总队、成都消防支队、武汉消防支队、泉州消防支队的消防机器人配备的情况，大体的了解当前我国消防部队的配备总体情况。

  (1) 各省消防总队在消防机器人的配备数量上不一致，基本在2～5台且多集中于经济发达的城市和地区。

  (2) 2007年以前配备的消防机器人多是国产的JMX-LT50/LD50 型，之后配备的消防机器人多以进口为主，且“陆虎60”雪炮车以及与之功能相近的消防机器人占了很大的比列，破拆、侦查机器人很少。

  1. 3 消防机器人参与灭火救援案例我国消防部队开始配备消防机器人的时间在2004年，其中有北京消防总队(2004年)、江苏消防总队(2004年)、四川消防总队(2004年)，经过了十多年的发展和进步，消防部队装备的消防机器人已达到了世界领先水平，但消防机器人真正参与的灭火救援次数仍然很少，应用程度远未达到预期值，收集到的消防机器人参与真实灭火救援的案例非常少，表2是收集到的有明确记录的几起案例。通过大量的查阅后搜集到的相关的案例非常少，粗略统计为32起，可以初步估计当前消防机器人参与灭火救援的实际情况：

  (1)消防机器人真实参与的灭火救援次数与消防部队处置的火灾数量相比，比列极低。

  (3)在消防机器人参与的灭火救援中以地下停车场、隧道等的适合消防机器人进入的火灾为主。

  当前我国消防部队配备的消防机器人主要有JMX-LT50/LD50型消防灭火机器人、Brokk-50型消防破拆机器人、“陆虎60”多功能消防机器人、格拉曼MP60多功能消防机器人等几种类型，但数量上十分有限且各地区间分布不均，通常只配备在经济较为发达的城市所在的消防支队(大队)，数量一般在2 ～5台，且主要是“陆虎60”多功能消防机器人和格拉曼MP60多功能消防机器人，而侦察、破拆消防机器人只有少数总队配有。目前消防机器人在当前的灭火救援实战中难以派上用场，更多时候消防机器人是应用在消防演习和消防宣传活动中，在全国范围内由消防机器人参与的灭火救援案例很少，这是消防机器人在当前灭火救援应用中最大的实际，造成这样的一种情况的问题大多有以下几点

  (1) 消防机器人移动不便。消防机器人有很多的优点，但其缺点明显限制了其优点的发挥，特别是移动性能不足上，使得消防机器人很难到达火场、进入灭火阵地，发挥其长处便无从谈起。(2) 适合消防机器人扑救的火灾少。发生高层火灾时消防机器人难以进入火场，发生石油化学工业火灾时有限的消防机器人数量显得杯水车薪难以发挥作用，地铁火灾极少发生，所以现阶段真正能让消防机器人派上用场的就只有开阔的地下建筑火灾和隧道火灾。

  (3) 消防机器人的应用机制不完善。由于消防机器人自身的不足和在使用上的局限性，使得消防部队在对消防机器人的应用上缺乏重视，没有成熟的应用体系，当真正到了能应用消防机器人的时候也没有能发挥出作用。

  当前我国消防部队装备的消防机器人基本属于第二代，智能化将是今后机器人发展的大趋势，以下针对灭火救援需要，简要介绍消防机器人发展的几个关键技术［6］。

  (1) 机器人生物行走技术。这项技术被誉为2014年全球十大突破技术之一，使得机器人可拥有足够的平衡性和灵巧性，可在崎岖不平的地面行走和奔跑，使得机器人在实际的灭火救援中的用途明显提升。美国波士顿动力公司首先将这项技术应用在了一款名为Atlas的人形机器人身上，Atlas拥有出色的平衡感，能够轻松的保持平衡，可在人类环境中安全、轻松的活动，在危险情况下的侦察和搜救任务中必将发挥更加有效的作用。(2) 机器人透视技术。美国加州大学最新研制的一款具有“透视眼”能力的机器人，在两个机器人之间释放无线信号，通过测量信号的衰减情况，机器人能绘制一张视觉图，清楚的显示区域内的情况，误差不超过5cm。这项技术的潜在应用十分普遍，特别是在地震灾难和大型火灾里对被困人员的的搜寻和营救任务，既能够迅速寻找到被困人员的位置，又能够准确的通过视觉图展开有效的营救工作。

  (3) 新一代人机交互技术。美国国防高级研究局(DARP)启动了一项名为“阿凡达”的研究项目，该系统通过技术接口将人与半自动双足机器人直接相连，机器人在具体的环境将所需的现场数据通过远程系统传输至操作者，操作者根据现场情况通过个人的动作对机器人来控制，最终实现了由人类思维控制机器人达成目标，该项技术也能应用在消防灭火与救援过程进行侦查、搜救等任务。

  消防机器人是特种机器人，无论机器人技术怎样发展，都必须从灭火救援的实际出发，满足消防部队灭火救援的具体实际要，进一步挖掘消防机器人在实战中应用潜力，逐步的提升消防部队灭大火、抢大灾的能力。(1) 研究消防机器人联合作战操法。当前消防部队配备的消防机器人数量一直增长，但在实战中往往由一人单独操作使用，作用点孤立，难以有效发挥消防机器人的潜力，实战中缺少针对性和联动性，消防机器人操法的研究和应用将有效解决这一个问题。

  (2) 制定消防机器人调动方案。消防部队可根据辖区内的火灾现状，制定消防机器人调动方案，解决“何时用机器人”这样的一个问题。当发生大型商厦火灾、高层火灾、大跨度厂房火灾时，第一时间调动配备有消防机器人的灭火攻坚组，消防机器人的加入必定会提高灭火作战能力，快速的扑灭火灾。

  (3) 进一步提升机器人机动性能。怎样快速的将消防机器人从救援中队运送到具体的灭火救援位置也是当前消防部队在使用消防机器人面对的一大难题，一方面要进行机器人的途中运输，另一方面要操作机器人到达指定位置，这不仅一定要做好机器人的运输保障工作，更要逐步提高消防机器人的攀爬越障的能力。

  ［2］ 刘军，程继国，尹志等．消防机器人灭火救援应用技术分［J］．消防技术与产品信息，2010(11)：5-18．

  ［3］ 消方兵．两款国产消防机器人介绍［J］．消防产品与信息，2009(5)：16-18．

  ［5］ 葛刚．消防类机器人解析［J］．技术与装备，2012(6)：60-62．

  ［6］ 宫红锁，杨慧红，靳云玲．中国消防机器人展望［J］．消防技术与产品信息，2012(6)：32-35．

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