特種設(shè)備應(yīng)急救援機(jī)器人研究探討

楊靜

【摘 要】特種設(shè)備危及生命財產(chǎn)安全、危險性極大的設(shè)備和設(shè)施，一旦發(fā)生事故容易造成群死群傷。應(yīng)急救援能力與科技水平和文明程度密切相關(guān)，對突發(fā)事故處置不當(dāng)極易導(dǎo)致事故危害進(jìn)一步擴(kuò)大，引起公眾恐慌情緒蔓延，甚至導(dǎo)致政府信任危機(jī)。文章對有關(guān)特種設(shè)備及其應(yīng)急救援機(jī)器人方面的研究成果進(jìn)行梳理分析，以期對特種設(shè)備應(yīng)急救援機(jī)器人研究有所幫助。

【關(guān)鍵詞】 特種設(shè)備 應(yīng)急救援 機(jī)器人 前景 研究

【中圖分類號】 TP242【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】 A【文章編號】1672-5158（2013）07-0037-02

一、 引言

特種設(shè)備是指涉及生命安全、危險性較大的鍋爐、壓力容器、壓力管道、電梯、起重機(jī)械、客運(yùn)索道、大型游樂設(shè)施和場內(nèi)專用機(jī)動車輛[1]，截至2011年底，全國在用特種設(shè)備數(shù)量729.15萬臺，同比增長12.58%，本年度新增103.54萬臺，停用83.09萬臺，報廢16.54萬臺，另有各類氣瓶13563.64萬只，同比減少3.62%，壓力管道83.68萬公里，同比增長14.34%[2]。特種設(shè)備廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、機(jī)械、冶金、船舶、交通、輕工、建材等傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域和航天航空等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域以及人們的日常生活，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展發(fā)揮著重要作用。

二、特種設(shè)備事故現(xiàn)狀

2005年至2009年間，我國年均發(fā)生特種設(shè)備事故300多起，人員傷亡近千人，經(jīng)濟(jì)損失巨大，有的重特大事故還造成人員群死群傷、居民大規(guī)模轉(zhuǎn)移、交通干線中斷、大范圍生產(chǎn)生活受到嚴(yán)重影響、大面積環(huán)境污染等災(zāi)難性后果[3]。

近年來，典型的特種設(shè)備事故有：

1.1998年，西安煤氣公司液化石油氣管理所400m3、儲存170t液化氣的球罐根部發(fā)生泄漏，造成7名消防戰(zhàn)士和5名液化氣站工作人員壯烈犧牲，32人重傷；

2.2005年，江蘇淮安液氯泄漏造成29人死亡，436名村民和搶救人員中毒住院治療，門診留治人員1560人，10500多名村民被迫疏散轉(zhuǎn)移，大量家畜（家禽）、農(nóng)作物死亡和損失，已造成直接經(jīng)濟(jì)損失1700余萬元。京滬高速公路宿遷至寶應(yīng)段（約110公里）關(guān)閉20小時；

3.2007年，山東金龍化工有限公司一滿載硫酸二甲酯的槽車在107國道1169公里至1174公里處時，發(fā)生泄漏，導(dǎo)致1人死亡，120人中毒并有兩人危重；

4.2008年7月1日，內(nèi)蒙古自治區(qū)呼倫貝爾市海拉爾晨鳴紙業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)生一起鍋爐爆炸事故，造成2人死亡；

5.2009年6月4日6時10分浙江省寧波市鎮(zhèn)海區(qū)定海東路158號寧波東和金屬有限公司發(fā)生一起氣瓶爆炸事故，造成3人重傷，15人輕傷。

大量的特種設(shè)備事故案例顯示特種設(shè)備應(yīng)急救援已經(jīng)成為社會公共安全救援重要的一環(huán)，為積極應(yīng)對特種設(shè)備可能發(fā)生的重特大事故，及時、高效、有序地組織開展事故搶險救援工作，最大限度地減少人員傷亡和財產(chǎn)損失，維護(hù)正常的社會秩序和生產(chǎn)、生活秩序，建立高效的特種設(shè)備移動應(yīng)急救援體系是各個特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)亟待解決的全國性問題。

三、特種設(shè)備事故應(yīng)急救援現(xiàn)狀

各省市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)均已建立特種設(shè)備應(yīng)急救援預(yù)案，縱觀這些預(yù)案，盡管它們都明確了人員分工、職責(zé)，也建立了操作模式，但仍存在以下問題：一是應(yīng)急救預(yù)案仍較依賴主觀判斷，缺乏一定的針對性、實(shí)用性；二是缺乏專業(yè)的事故應(yīng)急救援設(shè)施及裝備尤其缺乏針對特種設(shè)備的應(yīng)急救援機(jī)器人，應(yīng)急救援技術(shù)水平落后；三是缺乏有效的預(yù)警機(jī)制。

目前，國內(nèi)數(shù)個高校或科研機(jī)構(gòu)已成功研發(fā)出了針對特種設(shè)備、非煤礦山及煤礦的安全生產(chǎn)事故的應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)。例如，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局組織研發(fā)出了國內(nèi)首個應(yīng)用于特種設(shè)備事故救援領(lǐng)域的“特種設(shè)備事故移動應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)”，直接促進(jìn)了我國特種設(shè)備應(yīng)急救援能力的提高。

四、應(yīng)急救援機(jī)器人研發(fā)及應(yīng)用現(xiàn)狀

世界上許多國家尤其是發(fā)達(dá)國家都在研制軍用機(jī)器人、掃雷機(jī)器人、排爆機(jī)器人和消防機(jī)器人等危險作業(yè)機(jī)器人。應(yīng)急救援機(jī)器人是機(jī)器人的一個新興發(fā)展的領(lǐng)域，屬于危險作業(yè)機(jī)器人的一個分支，具有危險作業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)，同時還具有部分工業(yè)生產(chǎn)機(jī)器人的特點(diǎn)。

重大特種設(shè)備事故多為鍋爐爆炸、大型起重機(jī)械傾覆或?；沸孤鹿尸F(xiàn)場環(huán)境惡劣，易發(fā)生二次危害。這些事故的救援方式多需要根據(jù)事故的類型及事故現(xiàn)場的實(shí)際環(huán)境確定救援的方案，然而，在這些事故中，救護(hù)人員一般無法進(jìn)入危險區(qū)域進(jìn)行環(huán)境檢測與現(xiàn)場勘察，而特種設(shè)備應(yīng)急救援機(jī)器人可被應(yīng)用到這些應(yīng)急救援領(lǐng)域，代替人類進(jìn)入事故的現(xiàn)場進(jìn)行攝像、檢測并完成部分救援動作。

4.1 國外應(yīng)急救援機(jī)器人研制現(xiàn)狀

在國外，應(yīng)急救援機(jī)器人發(fā)展迅速，技術(shù)日益成熟，部分國家產(chǎn)品已初步進(jìn)入實(shí)用化階段，西歐、美國及日本等世界發(fā)達(dá)國家與地區(qū)已開始裝備使用。

4.2 國內(nèi)應(yīng)急救援機(jī)器人研制現(xiàn)狀

國內(nèi)應(yīng)急救援機(jī)器人研究起步較晚，但發(fā)展迅速。盡管我國在應(yīng)急救援機(jī)器人上已經(jīng)做了大量的研究，但大部分還集中于煤礦、消防、道路交通等方面，應(yīng)用于特種設(shè)備領(lǐng)域的特種設(shè)備應(yīng)急救援機(jī)器人目前還鮮有科研、技術(shù)機(jī)構(gòu)開展研發(fā)。

4.3 國內(nèi)機(jī)器人研究機(jī)構(gòu)情況

國內(nèi)目前在機(jī)器人研究上處于較領(lǐng)先地位的高校、科研機(jī)構(gòu)主要有以下幾家：中國科學(xué)院沈陽自動化研究所機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國航天科工集團(tuán)第九研究院探測與控制技術(shù)研究所特種機(jī)器人技術(shù)研發(fā)中心、清華大學(xué)智能技術(shù)與系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國科學(xué)院自動化研究所智能服務(wù)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室以及東南大學(xué)遠(yuǎn)程測控與機(jī)器人技術(shù)實(shí)驗(yàn)室等。

4.4 國內(nèi)外應(yīng)急救援機(jī)器人應(yīng)用案例

應(yīng)急救援機(jī)器人最早投入實(shí)際使用的案例出現(xiàn)在2001年的“9.11恐怖襲擊”中[6]，不過機(jī)器人僅起到了搜索廢墟表面及淺表面生命體的作用，不能算為嚴(yán)格意義的應(yīng)急救援。隨后幾年，機(jī)器人在應(yīng)急救援中也主要承擔(dān)搜救的角色，這種狀況一直持續(xù)到2011年。2011年日本福島核危機(jī)，苦于本國沒有合適的機(jī)器人參與探查和搶修，不得不依賴外部援助，2011年3月17日，提出向德國政府請求提供遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人；美國iRobot公司為支援日本調(diào)查處理核事故，向日本提供4臺用于危險地帶的機(jī)器人，其中“勇士”（Warrior）和“打包”（PackBot）兩款機(jī)器人在救援中大顯身手，“勇士”機(jī)器人負(fù)責(zé)清理事故現(xiàn)場并負(fù)責(zé)拖動“打包”機(jī)器人靠近核反應(yīng)堆，“打包”機(jī)器人負(fù)責(zé)對核反應(yīng)堆核心外殼進(jìn)行攝像并偵測核反應(yīng)堆附近核泄漏情況。福島核事故促進(jìn)日本機(jī)器人產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，2012年10月，日本新能源產(chǎn)業(yè)開發(fā)機(jī)構(gòu)開發(fā)出兩款新型救災(zāi)機(jī)器人，擬在福島第一核電站投入使用，同年11月底，日本東芝公司也發(fā)布一款四足機(jī)器人“福島探索者”用于福島第一核電站，以檢測其放射性物質(zhì)的殘留影響。

五、結(jié)論

從工業(yè)機(jī)器人拉開機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的帷幕開始，全球目前已有工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、家用清掃機(jī)器人等繁多的產(chǎn)品種類，而且還有更多行業(yè)和領(lǐng)域正在積極探索機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用。多份世界有影響的趨勢分析報告皆指出，機(jī)器人是未來科技的重要發(fā)展方向。

應(yīng)急救援機(jī)器人在事故現(xiàn)場尤其是救護(hù)人員一般無法進(jìn)入的危險區(qū)域成功救援的應(yīng)用案例，以及特種設(shè)備事故危害性大、影響面廣、極易造成群死群傷的特點(diǎn)，將會使越來越多的研究機(jī)構(gòu)及其研究人員將目光投向特種設(shè)備應(yīng)急救援機(jī)器人的研發(fā)。

參考文獻(xiàn)

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