遥测技术在消防用空气呼吸器中的应用

近几年来，随着灾难事故的复杂性越来越高，消防部门对消防员的抢险救援安全性更加重视，如何建立一套更加安全可靠的保障体系以确保现场指挥员实时有效地监护空气呼吸器使用者的状况，是欧洲和美国等发达国家或地区消防和救援部门关注的问题,也是各大呼吸装备制造商研究的课题。

传统的空气呼吸器仅能提供一定时间的供气功能，确保消防员在有毒有害气体环境中，呼吸系统免受侵袭。这在当今的消防紧急救援工作中已经受到极大挑战，消防员的呼吸器使用情况无法得到实时掌握，一旦消防员由于环境突变，导致呼吸装备故障，消防员行动发生障碍，需要寻求援助或者需要及时通知消防员从危险境地撤离等均无法实现。

如何使传统的空气呼吸器实现上述新的功能，并且仅增加有限的装备，空气呼吸器制造商的科研人员面临着新的技术挑战，他们首先想到的是如何将呼吸器使用者的数据有效的传输，这需要考虑信息传输的方式，导线型数据传输，信号十分可靠，但有很大的局限性，传输的可靠性随着传输距离的增大，风险也随着大大增加，这显然不是一种合适的传输方式；通过对讲机无线通讯功能实现数据传输，需要不定时在消防员与指挥员之间通过对话实现，这种传输方式也会受到环境噪音等干扰，不能起到实时监控，并且会降低消防员的作战效率。

经过科研人员的多次试验，一种称为遥测技术的新传输技术从以往的军事和科学探测领域被应用到消防救援装备中来，它通过无线遥测技术将采集到的呼吸器状态信息实时传输到指挥中心。

如何将这个遥测技术可靠的应用到消防装备中呢？由于采用无线频率收发技术，首先需要考虑频率的安全性和抗干扰性能，所用无线频率为通用的不受频率许可限制的900MHz无线频率，它穿透力强，传输距离远，有别于其它无线电频率，使这种信息传递变成有效和可靠。其次，在同一区域中有多台呼吸器同时使用，如何避免呼吸器之间数据的相互干扰同样是一个技术性的问题摆在科研人员面前，他们通过技术攻关，采用信息配对技术，将呼吸器信号发射器（alpha米特）和接收器（alpha卫士）实施使用前的配对确认，只有配对成功后，才会实现信息传输，并且确保在使用期间的唯一性，更换呼吸器发射器和接收器时需要重新配对才有效。为了实现客户利益的最大化，科研人员还精心设计了可以互相分享的alpha卫士，只要通过alpha识别卡的授权，alpha卫士立刻随着授权改变了使用者的信息，达到“统一管理，随时分享”，至少节约alpha卫士的设备投入费用达25%。

数月艰苦的技术调研和最终用户的利益分析的结果创造出了alpha系列遥感勘测/自动测量记录传导系统包的模版。alpha系列产品运用遥测技术，通过若干个独立的单元与SCBA有机结合，来实现现场指挥中心对呼吸器使用者的有效监护，使其变得十分容易，并取得预期的效果。

所有遥测监护功能的实现全部依赖于下列拥有高技术含量的相对独立又有机协作的产品单元。

·alphaMITTER：alpha米特是一个很小的启动装置，当它接受到气瓶输出的空气压力时即开始工作。它由高压管连接在AirMaXXSCBA的背板和DM04减压阀上。当alpha米特感觉到来自高压减压阀的空气压力，其通过蓝牙无线电信号短距离传输压力信号。

·alphaSCOUT：alpha卫士是一个可分享式的，由使用者携带的一体式控制单元系统。它悬挂在AirMaXX的背带上，有一个可释放的夹子，使用者可以很方便地看到它的显示信息。alpha卫士是全自动的，无需操作者的任何动作去启动或操作。无论何时当它接收到来自它所配对编组的AirMaXX的alphaMITTER米特的传输信号，它即启动。alpha卫士有三个功能键，和一个宽大的LCD液晶显示屏幕。这三个键为使用者提供了一个向基地站发送遇难信号的能力，在可见度很差的情况下提供背灯，以及关闭那些可以被关闭的报警。为确保安全和预防误操作，SCBA带压状态下无法关闭高温和低压报警，除非SCBA系统被卸压。alpha卫士还让使用者能够从基地站接收撤离信号，看到距离低压报警启动所剩余的时间，并可随时察看气瓶的压力。当所有的功能在正常的参数范围内，位于中心位置的个人报警键闪烁绿灯，它在发生报警或遇难信号启动时即转换为红灯。这个特点使所有协作的操作者可以互相监护到同伴的alpha卫士的情况。alpha卫士还监测环境温度，在操作者暴露温度的平均时重值到达一个危险水平时即发出高温报警。alpha卫士在它所携带的记忆卡中可存储最新的50个小时使用者的活动数据。50小时后，任何新活动信号的存储将覆盖存储在alpha卫士上原有的数据。如果有需要，数据可以从alpha卫士下载到电脑里，保存原有数据。

·alpha笔记本（便携式电脑）：alpha笔记本是系统基地站的控制中心。它采用坚固耐用型的笔记本式个人电脑，带有一个接收器和发送器模块，被编程使用的遥感勘测/自动测量记录传导系统的TecBOS计算机软件运行程序。笔记本电脑是系统另一个可以独立工作的部件。在任何时候，都无需人为操作，因为非常灵活的alpha卫士可以被编程为许多功能，其中之一就是一个报警呼机的功能。当alpha卫士被转换到报警呼机的模式时，它可以被一个在距基地站50米之内的控制操作者携带，在遇到需要提醒操作者的情况时，它即发出报警，警示控制操作者。

·alphaBASE基地站：alpha基地站连接在一台标准的便携式电脑上，一个基地站可以同时监护24个alpha卫士，即24名使用呼吸器的消防员的使用状态，大大提高了监护效率。

·alphaWRITER读写器：alpha读写器是alpha系统的另一个单元，它将使用者个人的详细信息编写进alphaTAG识别卡，或者将alpha识别卡中的信息进行有效修改，重新定义识别卡的信息。

·alphaTAG识别卡：alphaTAG识别卡是个人身份识别单元，它存储有使用者的身份识别详细信息，通过感应技术，可以很容易地将信息传送至alphaSCOUT卫士中，通过alphaSCOUT卫士记录下使用者的使用数据。alphaTAG识别卡还可以被方便地用于启动alphaSCOUT来实现其它功能，例如可赋予alpha卫士为中继转发站，转发传送另一个alpha卫士使用者无法通过直接传输实现的数据；可赋予alpha卫士为报警呼机功能，还可以用来使alphaSCOUT卫士进入休眠模式以节省电池的电量，延长电池使用寿命。

现在alpha系列遥测空气呼吸器已经将空气呼吸器（SCBA）空气动力学方面和背架系统发展技术支撑的第7代AirMaXXSCBA与拥有微软Windows软件系统支持的alpha系列遥感勘测/自动测量记录传导系统有机结合在一起，提供了在SCBA，使用者，和在使用者工作的危险区域之外的指挥中心三方之间的史无前例的数据通讯功能。

下面通过一个模拟的火灾事故现场来介绍alpha系列遥测SCBA是如何实现指挥中心有效监护使用SCBA的消防员的：

消防员开始一天的工作，穿上他们的消防服，然后进行自己装备的例行预检查，包括在他的弹跳座椅上的消防用SCBA（自背式空气呼吸器）。当他到达消防车时，他拿起挂在AirMaXXSCBA空气呼吸器的右肩带上的alphaSCOUT卫士，按了一下位于其左上角的绿色按键。在他按住按键的时候，LCD液晶显示屏幕上的灯亮了，一个小的数据图标出现在屏幕上。他取出带有个人信息的alphaTag识别卡，握住它在alphaSCOUT卫士的顶部轻轻晃一下，卫士发出一声蜂鸣音，然后灯熄灭了。

这时，这个消防员的个人识别信息现在已被登录进alphaSCOUT卫士遥感勘测/自动测量记录传导系统的控制模块里了。

消防员刚完成了他的全部检查，突然消防紧急警报器响起，他迅速登上消防车，加入自己的消防队，去参加一个市内大型建筑物的灭火。在他快速坐上座位时，他扣紧自己的SCBA的背带，等待到达火灾现场。到达现场，他立马从消防车上跳下，背上SCBA，指挥员告知他准备与他的同伴编队，并进入建筑物，用Evolution5200热成像仪去搜寻可能受伤和被困的人员。指挥员打开他的alphaBASE基地站及便携式电脑，按键启动指挥监护系统。

消防员打开呼吸器的气瓶阀，使系统充压。无须任何其他的动作，即启动一个即时开始的完整记录所有时间的使用记录。当消防员的SCBA接收到来自alphaSCOUT卫士遥感勘测/自动测量记录传导系统的无线电信号时，他的alphaSCOUT卫士系统连接激活，在激活的瞬间会发出一下嘀嘀的蜂鸣声音。

消防员开始从SCBA吸气，进入火场，搜寻可能的被困人员。几乎同时，alphaBASE基地站接收到了消防员的详细情况，基地站自动定位于他和其同伴的消防队。他的姓名，消防队的身份识别码，气瓶的压力，离低压报警启动的剩余时间等，都显示在屏幕上。这些信息根据前3分钟的空气消耗量，每30秒更新一次，这一切均无需任何人做任何动作。

消防员呼吸的第一个三分钟，气瓶的压力数字显示在alphaSCOUT卫士的屏幕上，此后，就开始显示低压报警启动的剩余分钟数。

他的伙伴停止了搜索，持续20秒无任何运动后，alphaSCOUT卫士开始“嘀嘀嘀”叫，提醒是个人运动报警，他轻轻晃动了一下，“嘀嘀”声停止。队伍继续向前移动，突然指挥员发现建筑物向危险的状态恶化，随时有倒塌的危险，指挥员决定让消防队人员从现场撤退。

指挥员找到屏幕上的撤退图标并启动。电脑屏幕出现问题提示：“你确定吗？”，指挥员点击“是”，撤退信号被立即发送出去。他看到屏幕上的身份识别标志，确认信号被成功发送，并被消防员的alphaSCOUT卫士接收。在状况恶化的建筑物内，两个消防队员的alphaSCOUT卫士立即发出红色声光报警，他们都瞥了一眼自己的屏幕：信号不容置疑地清晰：“撤退！”。他们连按两次alphaSCOUT侧面的黄色按键，确认收到指令并使报警复位。报警声停止，但撤退图标仍留在屏幕上。指挥员可以看到：两个消防员已经接收到信号，因为现在屏幕上可以看到消防员确认回复的报警辨识码。

30秒后，两个消防员刚好在建筑物的屋顶坍塌之前成功从建筑物中撤出，一场伤亡灾难避免了。

演练虽然结束了，但是管理工作仍然在继续进行中，两名消防员的空气呼吸器从打开气瓶阀供气的一霎那起，所有呼吸开始的时间，空气消耗速率，环境温度，报警启动时间和报警类型有关的数据均被记录在alphaSCOUT卫士和alphaBASE基地站的便携式电脑中，管理人员正忙碌着阅读和回顾刚才发生的一切，对有价值的数据信息进行保存备份，对无利用价值的信息进行删除，腾出有限的空间资源。为下一次及以后的救援工作作准备。

alpha系列遥测技术在SCBA上的应用，将对消防员的救援安全监护起到重要的作用，使应急救援工作者的生命更加安全，应用遥测技术和TecBOS软件平台，在不久的将来，消防员的生理指标监护、消防员的定位系统等更加先进的监护功能将被运用到SCBA上，他们的未来更加乐观。