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消防机器人,不再拿生命涉险

发布日期2019-05-15 15:50:20 查看:

随着社会经济的迅猛发展,尤其是最近几年,许多地区大量高层建筑、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。


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。


消防机器人的发展历史


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。


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。


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。从1986年日本东京消防厅首次在灭火中采用了“彩虹5号”消防机器人后,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。


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。


消防机器人在火灾和应急救援中的作用


消防机器人作为代替消防员进入危险复杂环境的特殊装备,必须具有以下几个功能。


移动功能

在消防机器人分类中已经阐述过,可依据当地实际情况采用履带式或者轮式,从灾害事故现场的实际情况考虑,消防机器人的移动载体须具有较强的越野能力和一定的自适应能力,能够自行判断并翻越障碍,自主分析现场情况,能够完成攀爬一定角度的楼梯等复杂功能。


探测功能

消防机器人可以根据灾害事故现场情况依赖于各种电子元器件进行探测,装载摄像头可将现场情况通过通信网络实时传输给后方系统处理,同时有赖于各种传感器。主要分为两类:一类是内部传感器,用来探测在灾害事故现场中消防机器人自身状态参数,反馈给中央大脑DSP,进行合理的路径规划,并根据灾害事故现场情况合理安排,使消防机器人有序开展工作。另一类是外部传感器,用来探测灾害事故现场的各项数据(障碍物情况、火场温度、辐射热强度、有毒气体或者可燃气体种类和浓度和氧气含量等),为后方处理系统提供原始数据。


控制处理通信功能

由于DSP在处理数字信息方面与单片机相比具有无可比拟的优势,因此,消防机器人普遍采用DSP作为信息处理大脑。而控制处理通信主要由三个方面组成:


一是消防机器人内部处理系统。通过各种传感器探测灾害事故现场实际数据,DSP对原始数据进行分析处理。


二是通信网络。可以利用公安消防部队自身的三级组网进行数据传输;也考虑到技术成熟的关系,可以利用公众的2.5代GPRS或者2.75代EDGE网络。以及可直接采用3G网络进行远程无线数据通信,并能实施双工乃至多工通信;另一方法便是线控。


防腐蚀、防爆功能

正因为消防机器人代替消防员进入危险复杂的灾害事故现场,必须考虑到其电子元器件、机械材料等构建承受腐蚀、高温、粉尘、浓烟等恶劣环境的能力,对其关键部位进行防腐蚀、防爆处理,保证其处于稳定工作状态,以确保顺利完成任务。


消防功能

这也是消防机器人的最主要功能。通过消防机器人前期准备准备工作,现场指挥员根据后方辅助决策系统提供信息,并根据其个人历来灭火和抢险救援经验,作出正确判断,发出遥控指令,指挥消防机器人进行现场处置。


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