邱旭阳：航天技术在应急救援领域的应用

慧聪消防网讯2017中国消防安全产业大会(CFIC2017)消防品牌荣耀直击

11月8日，上海国际消防与应急产业展览会在上海新国际展览中心隆重开幕，展会以“打造国际大安全平台”为主题，同期由消防技术创新联盟支持举办“城市‘智慧消防’建设与应急解决方案高峰论坛”，与国内外消防应急产业的专家一起深度交流互联网时消防应急所面临的问题和机遇，共享业内最新技术成果。

会上中国航天科工206所总工程师邱旭阳先生发表名为航天技术在应急救援领域的应用的演讲。应急救援领域初步形成了国家应急平台体系，成功研制出一批消防救援重大拥挤设施和装备以国家应急救援体系为支撑，主要是预防发现处理恢复四个环节，制定法律法规以及应急预案，进行针对性的训练。监测预测灾害事件。应急救援指挥，控制调动资源。事后进行恢复评估总结改进。应急救援领域面临重事后处置、轻事前准备；救援装备与核心能力不足、发展不平衡；科技创新基础薄弱、成果转化率不高等现状。

特种安保救援智能装备工程技术研究中心挂靠北京机械设备研究所。北京机械设备研究所隶属于中国航天科工集团，是以发射和发射控制为核心技术领域的高科技、综合性现代企业。其研制的装备先后参加了建国50周年、60周年、纪念世界反法西斯战争胜利70周年以及建军90周年阅兵任务。拥有以地面设备总体、发射、发射控制、伺服控制和电源及电力电子为核心的专业技术体系，包括16个领域、63个专业、211个方向、607个单项技术，开拓非传统安全和军用生物等新领域。

邱旭阳：航天技术在应急救援领域的应用

单位拥有一个国防工业重大试验设施:发射技术验证试验场，拥有总体虚拟现实验证试验室、发射技术试验室、发射控制试验室、大功率高精度伺服技术试验室、大功率电源系统试验室等28个实验室和7个创新平台。秉承“开放创新、军民融合、服务社会”的发展理念，致力解决当下城市消防救援等急需解决的问题，满足社会特殊需求。

邱旭阳：航天技术在应急救援领域的应用

当今，高层建筑火灾救援是一个热议的话题，同时也是一个亟待解决的消防问题。摩天大楼的数量和高度都在剧增。不完全统计：我国高层民用建筑36万余栋，其中超高层民用建筑8500余栋。高层超高层建筑物火灾危害大，今年上半年，全国公报高层建筑火灾2517起，伤61人，死61人，直接财产损失4082万元。

高层建筑火灾的特点危害大。蔓延途径多，烟火扩散快。楼梯间、电梯井、管道井、电缆井、排烟风道犹如高耸的烟囱,“烟囱效应”十分强烈。据有关实验测试结果表明,火灾时，烟气横向扩散速度0.3-0.8m/s，纵向2-4m/s。人员密集，环境复杂，疏散困难。人数多，比如美国拉斯维加斯市的“米高梅”饭店26层,有客房2076套,1200个座位的剧场和可供11000人同时用餐的80个餐厅。人群类型多（男、女、老、幼、病、残）。环境复杂（内部环境：功能复杂：办公室、商场、餐饮、宾馆、仓库、车库等等；外部环境：楼层越高、风力越大，风助火势蔓延快）。疏散通道、手段有限。客观问题多，救援困难。设计、施工、管理不规范（老、旧楼改造）；火灾情况下,人们极易受到浓烟、高温和火焰的直接危害，心理惊恐和“从众”心理导致拥挤、踩踏、跳楼，现场无序。这些都是高层建筑火灾危害大的原因。

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与之相比，低层火灾逃生救援手段相对多。比如用毛巾捂住口鼻，自救逃生或是使用建筑外部金属拉梯，或是使用逃生气垫。还可以等待消防战士救援。但是对于高层火灾来说，消防战士因为楼层高，背负装备多体力消耗极大；火场环境复杂，爆燃、倒塌等风险大，救援人员生命安全威胁大。

常见的高层火灾灭火方式有高举消防车，带有伸缩式云梯，带有升降斗转台及灭火装置，供消防人员登高营救、灭火。消防直升机灭火救援。但是消防直升机会产生强大气流，影响火势发展；直升机离火源的高度，会影响灭火剂投掷覆盖效果，也易受到火焰气流漩涡影响，出现坠机事故。

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投弹式高层建筑干粉消防车产品灭火高度达到100至300米，开创“导弹灭火”先河。高集成模块化总体技术，安全高效灭火弹技术，绿色发射技术，远距离精准投送技术，提高了我国消防救援装备技术水平，是对现有高层建筑消防救援手段的有效补充。

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投弹式高层建筑干粉消防车安全可靠，使用方便，利用“三光合一”技术（红外光、激光、可见光）探测火源，智能化、易操作。城市环境快速机动部署，实施火灾扑救，快速精准安全。荣获第十八届中国专利优秀奖。经过实战演练，取得显著成效。

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单位在单兵防护类的研制上也取得了喜人的成绩。主要有集群定位指挥系统、单兵呼吸系统和消防救援外骨骼。

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集群定位指挥系统，可以准确获取救援人员的室内位置信息，采用无线通信方式实时高效的将位置信息回传；对建筑物快速三维搭建，提供全视角的三维位置和行程轨迹信息；检测救援人员站立、跌倒、行走、上楼、下楼等各种运动状态；支持手动、自动报警求救。集群定位指挥系统可以有效解决现场指挥人员无法获取侦查救援人员室内位置信息的问题，实现指挥人员和救援人员之间的高效联动。

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单兵呼吸系统：生命卫士。无源空气再生呼吸装置是一款能够快速应对复杂灾害环境（火灾、爆炸、燃气泄露、化学品溢出等）、逃生自救的便携式无源呼吸装置。

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消防救援外骨骼，应急救援人员的体能不能满足大负重、长时间、高效率的救援要求；应急救援机器人的智能程度无法满足复杂多变救援现场的需要。消防救援外骨骼，是两者的结合。

消防外骨骼是一种利用生物机电一体化装备，实现对人体运动机能进行增强的智能装备。依托电液一体化能源、仿生结构设计、高效电池管理等技术，发挥人机协同的优势，减轻工作负荷，提升背负负载能力和耐久力。可广泛应用在消防、反恐、救援，增强单兵突击能力，生存能力和负重能力。

消防外骨骼采用人-机耦合仿生结构优化设计。满足运动学和动力学要求、耦合程度高、舒适性良好。借助仿生机械工程学开展综合性的结构设计，进行人体行走，站立姿态参数测量实验。机、电、液、气一体化驱动控制，实现大负重、高灵活性的要求，液压、气压、电气等复杂的驱动方式，考虑复杂的耦合因素的相关实验，控制系统的非线性因素多，提高一体化驱动和控制策略的适应性。

邱旭阳：航天技术在应急救援领域的应用

消防救援外骨骼步态与稳定控制采用行走、站立、上下楼梯步态的控制和平衡策略，准确性和鲁棒性要求高。基于主动、被动防护的环境适应性关键技术研究，应用于火、烟雾、燃烧颗粒等复杂环境。高效率的能源、提高系统运行时间和效率，长时间运行散热问题、相关液压系统回路试验。消防救援外骨骼人机协同效果良好，目前正在积极开展消防单位试用和整机性能的第三方测试工作。