新興技術(shù)在應(yīng)急救援裝備的應(yīng)用及展望

畢然 劉治永 張曉飛 付卉青

0 引言

應(yīng)急救援裝備是指應(yīng)急救援人員為應(yīng)對自然災(zāi)害與事故災(zāi)難在開展日常訓練和應(yīng)急處置全過程中所必需的儀器、設(shè)備和工具等。應(yīng)急救援裝備根據(jù)具體功能可以分為預測預警裝備、個體保護裝備、通信與信息裝備、滅火搶險裝備、醫(yī)療救護裝備、交通運輸裝備、工程救援裝備、應(yīng)急技術(shù)裝備等八大類[1]。

應(yīng)急救援裝備是處理突發(fā)事件，實施應(yīng)急救援的物質(zhì)基礎(chǔ)。先進的應(yīng)急救援裝備，能有效提高應(yīng)急救援能力，消減人員傷亡和財產(chǎn)損失，有效保護環(huán)境和社會穩(wěn)定，充分體現(xiàn)生命至上、安全發(fā)展、科學發(fā)展的時代理念。

2018年應(yīng)急管理部成立后，應(yīng)急救援裝備得以有效整合，我國應(yīng)對各類突發(fā)事件的能力得到快速提升。針對自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生以及社會安全事件等不同類型突發(fā)事件的應(yīng)急救援裝備得以有機整合，避免了應(yīng)急救援裝備重復建設(shè)，資源重復儲備，促進了適應(yīng)不同災(zāi)種的多功能應(yīng)急救援裝備的開發(fā)與應(yīng)用，進而形成強有力的應(yīng)急救援能力。本文通過分析我國應(yīng)急救援裝備發(fā)展現(xiàn)狀，進一步探討云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能化和無人化技術(shù)等新興技術(shù)在應(yīng)急救援裝備的應(yīng)用前景，通過新興技術(shù)的應(yīng)用，提升我國防災(zāi)救災(zāi)能力。

1 我國應(yīng)急救援裝備現(xiàn)狀

我國應(yīng)急救援裝備發(fā)展起步較晚，常規(guī)應(yīng)急救援裝備已基本能夠適應(yīng)我國的救災(zāi)需求，但大部分應(yīng)急救援裝備功能單一，集成化、自動化程度較低，某些應(yīng)急救援裝備需要依靠進口的現(xiàn)狀依然存在。

由于突發(fā)公共事件具有復雜多變的特性，就決定了用于處置各類突發(fā)公共事件及自然災(zāi)害事故的應(yīng)急救援裝備的復雜性和多樣性。各式各樣的應(yīng)急救援裝備，必須相互組合、配合使用，成為一個體系，才能有效發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。此前，我國分災(zāi)種的災(zāi)害管理模式，造成了應(yīng)急管理“各自為戰(zhàn)”的現(xiàn)象，應(yīng)急救援裝備的分類同樣如此，不同災(zāi)種的救援隊伍各有不同的裝備分類方式，如：消防部門將裝備分為個人防護、滅火器材、滅火劑、消防車輛與搶險救援共5大類200多種，森林消防將裝備分為滅火機具、輔助器材、預警檢測設(shè)備、防護設(shè)備、保障設(shè)備、航空護林裝備、阻隔工程機械、通信、車輛與其他共10大類100多種，地震部門將裝備分為偵檢、搜索、營救、后勤、通訊、評估和信息、醫(yī)療與救援車輛共8類300多種，安全生產(chǎn)部門將危險化學品救援裝備分為個人防護、救援車輛、偵檢、滅火、通信、破拆、堵漏、輸轉(zhuǎn)、洗消、排煙、照明與其他等共12類[2]。隨著我國應(yīng)急管理體制的改革，應(yīng)急救援裝備正逐步實現(xiàn)科學整合、統(tǒng)一協(xié)調(diào)，與應(yīng)急救援行動相適應(yīng)，需要構(gòu)建并完善符合我國實際的應(yīng)急救援裝備體系。

目前，我國應(yīng)急救援裝備存在的問題主要有以下三點：一是裝備可靠性不足，關(guān)鍵性能指標達不到要求，很難滿足復雜災(zāi)害環(huán)境救援的需求，如應(yīng)用于高層樓宇滅火中舉升高度在50米以上的舉高消防車基本依賴進口，國內(nèi)具有相應(yīng)資質(zhì)的企業(yè)不超過10家；二是缺少應(yīng)急救援的特種設(shè)備，在時效范圍內(nèi)完成救援及保障任務(wù)具有一定的難度，如森林、草原大面積燃燒，需要快速開辟防火隔離帶的專用設(shè)備，國內(nèi)往往只能用人工作業(yè)，這種方式效率低、救援人員風險大；三是專門用于應(yīng)急救援的裝備不足，很多時候只能用常規(guī)裝備進行替代，使得救援效率大大降低[3]。

隨著我國新型工業(yè)化、信息化和城鎮(zhèn)化的深入推進，各類突發(fā)事件的發(fā)生概率大幅增加，事件復雜程度更高、破壞力更強、傳播速度更快、防控難度也不斷增大，應(yīng)急救援裝備作為應(yīng)急管理的基礎(chǔ)和技術(shù)保障，只有依托科技創(chuàng)新，才能支撐各種突發(fā)事件的有效預防和高效應(yīng)對，才能更快實現(xiàn)應(yīng)急救援裝備的現(xiàn)代化。

2 新興技術(shù)在應(yīng)急救援裝備的應(yīng)用

當前，全球科技創(chuàng)新進入密集活躍期，呈現(xiàn)高速發(fā)展與高度融合態(tài)勢。信息技術(shù)、新能源、新材料、生物技術(shù)等新興技術(shù)向各領(lǐng)域加速滲透、深度融合，正在急速推動著以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、綠色化為特征的新一輪產(chǎn)業(yè)與社會變革。我國發(fā)布的《中國工程科技2035發(fā)展戰(zhàn)略》也提出了先進計算技術(shù)、人工智能、城市安全運行保障與韌性增強關(guān)鍵技術(shù)、大數(shù)據(jù)多元感知與實時協(xié)同處理等與應(yīng)急救援裝備相關(guān)的技術(shù)[4]。相信隨著云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等新興技術(shù)與應(yīng)急救援裝備的結(jié)合，將為公共安全與應(yīng)急救援提供更好的技術(shù)支撐。

2.1 云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用

目前，大數(shù)據(jù)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在災(zāi)害預測和實施分析當中，例如大數(shù)據(jù)技術(shù)在滑坡災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用、大數(shù)據(jù)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用等。隨著大數(shù)據(jù)與云計算的融合發(fā)展，大數(shù)據(jù)的獲取、挖掘、分析和可視化能力將得到進一步提升，通過對海量數(shù)據(jù)的深度分析和實時數(shù)據(jù)的迅速處理，可以有效地對未來進行預測，提升風險預警能力。

在大數(shù)據(jù)和云計算幫助下，現(xiàn)有的災(zāi)害預警系統(tǒng)，如臺風、凍災(zāi)等自然災(zāi)害預警和災(zāi)后損失預測將更加精準，后續(xù)的救援工作和災(zāi)害重建效率會大幅提升。在城市公共安全領(lǐng)域，在人員信息數(shù)據(jù)高度聯(lián)網(wǎng)、城市地理空間高度數(shù)字化、城市監(jiān)控管理高度智能化的推動下，整合后的城市大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，將給諸如重大傳染性疾病監(jiān)控、公共安全事件監(jiān)測預警、城市環(huán)境災(zāi)害、安全生產(chǎn)事故監(jiān)測與防治等方面，帶來更加精準、提前量更大的預判。在大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的支持下，各類監(jiān)測平臺能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急數(shù)據(jù)資源的全要素獲取、全范圍流轉(zhuǎn)、全維度分析、全時段互聯(lián)互通，將使信息孤島現(xiàn)象不復存在。

2020年初，新型冠狀病毒肺炎疫情突然來襲，給國家治理體系和治理能力帶來了嚴峻考驗。此次疫情中，大數(shù)據(jù)等新興技術(shù)為打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)提供了有力支撐。我國基礎(chǔ)電信企業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)及相關(guān)研究機構(gòu)利用技術(shù)和數(shù)據(jù)優(yōu)勢，在疫情態(tài)勢感知、遷移路徑跟蹤、企業(yè)復工復產(chǎn)等方面，為政府科學防治與精準施策提供了有力支撐。大數(shù)據(jù)技術(shù)的充分應(yīng)用，不僅能更有效地利用于防控部署、資源調(diào)配、數(shù)據(jù)利用、輿情監(jiān)測、公眾心理等疫情防控相關(guān)工作，而且能夠快速、精準、全面地開展人員流向分析，定位接觸人群，及時控制疫情擴散。通過大數(shù)據(jù)實現(xiàn)健康碼通行，實現(xiàn)在防控疫情的同時，保障人們正常的生活方式，推動了地區(qū)復工復產(chǎn)，緩解了疫情對我國的經(jīng)濟沖擊。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感器、射頻識別技術(shù)（RFID,Radio Frequency Identification）和全球定位系統(tǒng)（GPS）等裝置與技術(shù)，實時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物和位置等各種需要的信息，通過網(wǎng)絡(luò)接入，實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合無線通信、5G、北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)等移動互聯(lián)技術(shù)，可以實現(xiàn)對應(yīng)急救援信息全方位、實時化、高可靠的監(jiān)測預警并提供應(yīng)急救援期間的通信保障。

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)急救援的過程中進行應(yīng)用，在快速獲取相關(guān)災(zāi)害信息的同時，通過對感知的信息進行處理，可以有效的組織救援工作，進一步提高救援的效率。在應(yīng)急資源調(diào)配中引入基于RFID的智能物流系統(tǒng)可以提高執(zhí)行效率、減少調(diào)配時間和降低物流成本。災(zāi)害發(fā)生后，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以感知災(zāi)區(qū)的溫度、濕度、安全地區(qū)的范圍等，從而使救援人員得到準確的救援信息，對災(zāi)區(qū)的人員進行安置，保證人們的生命安全。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立的信息平臺，可以使組織救援人員與現(xiàn)場調(diào)度人員隨時進行溝通與聯(lián)系，使組織人員能夠正確有效的組織救援工作。

通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在礦山、?；贰⒐I(yè)等企業(yè)的安全生產(chǎn)過程中，接入監(jiān)測傳感系統(tǒng)、定位系統(tǒng)以及隱患排查系統(tǒng)等綜合安全管理數(shù)據(jù)，對安全生產(chǎn)進行實時監(jiān)管與排查，對存在的安全隱患進行預警、區(qū)域定位、趨勢監(jiān)控、災(zāi)情記錄等多種監(jiān)管方式，全方位地保障安全生產(chǎn)過程中的生命和財產(chǎn)的安全。

2.3 智能化、無人化技術(shù)的應(yīng)用

近年來，智能化、無人化技術(shù)呈現(xiàn)井噴式發(fā)展勢頭，人工智能技術(shù)得到了快速發(fā)展，機器人通過利用機器視覺、語音識別、自然語言處理、知識圖譜、生物特征識別等人工智能技術(shù)，獨立自主完成復雜工作的能力顯著提升。

在新材料、新能源技術(shù)的支持下，無人機已在偵查、監(jiān)測、航拍、測繪、快遞運輸?shù)阮I(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。無人機具有啟動迅速、飛行靈敏、體積小、抗干擾能力強等特點，可以到達一些比較危險或環(huán)境惡劣的受災(zāi)區(qū)域及環(huán)境，完成復雜困難的救援任務(wù)，對災(zāi)區(qū)進行人員感知、災(zāi)情評估后，合理地劃分重點區(qū)域、運輸應(yīng)急物資、分配救援力量，從而規(guī)劃高效、安全的救援路線，保障救援工作的順利完成。

目前，國內(nèi)外很多大型企業(yè)已經(jīng)在快速布局智能化、無人化應(yīng)急救援裝備，消防機器人、無人機巡檢、工程機械自動救援等方面的產(chǎn)品已經(jīng)問世，這些產(chǎn)品雖然還存在智能化水平有限、續(xù)航時間短等弊端，但隨著新材料、新工藝以及新技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，應(yīng)急救援產(chǎn)品必將向著高度智能化、高機動、長續(xù)航的方向發(fā)展，并能夠有效的提升應(yīng)急救援的精準度以及救援效率。

2.4 新材料和新工藝的應(yīng)用

新興技術(shù)的快速發(fā)展離不開新材料與新工藝的研發(fā)與推廣。新材料、新工藝與新技術(shù)等可以應(yīng)用到新興技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品中，比如救援無人機采用輕量化材料能夠增加其機動及續(xù)航能力，也可以應(yīng)用到傳統(tǒng)的應(yīng)急產(chǎn)品當中，通過改性、改良等方式以適應(yīng)新時代應(yīng)急救援的新需求。

先進制造工藝是提高應(yīng)急救援裝備性能、質(zhì)量的必要條件。通過應(yīng)用增材制造技術(shù)、液態(tài)模鍛和輕量化技術(shù)等先進制造工藝，提高應(yīng)急救援裝備制造水平，從而增強裝備的可靠性和環(huán)境適應(yīng)能力。增材制造技術(shù)解決了過去許多難以制造的復雜結(jié)構(gòu)零件的成型，并大幅度減少了工序，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，尤其適合結(jié)構(gòu)精密復雜、個性化產(chǎn)品的加工制造；液態(tài)模鍛可鍛出形狀復雜、尺寸準確、更接近于成品的鍛件，有利于提高零件的力學性能和使用壽命。適合于制造形狀復雜、安裝空間小、加工工序復雜的特殊零件；輕量化技術(shù)可充分發(fā)揮各種材料在強度、剛度、輕量化及成本等方面的優(yōu)勢，根據(jù)裝備實際工況需要確定關(guān)鍵零部件的材料及結(jié)構(gòu)。

碳纖維是具有很高強度和模量的耐高溫纖維，其強度是鋼鐵的2倍以上，比鋁輕30%、比鋼輕50%，是良好的結(jié)構(gòu)材料，可以應(yīng)用在輕量化車輛以及航空飛行器等應(yīng)急救援設(shè)備中；聚酰亞胺是具有酰亞胺重復單元的聚合物，適用溫度廣、耐化學腐蝕、強度高，其可用于耐高溫隔熱材料、防彈和防火織物以及絕緣復合材料等；聚對苯撐苯并二噁唑纖維（簡稱PBO纖維）具有高強高模、高耐熱、低密度與不可燃燒等特點，兼具良好的力學性能和耐高溫性能，可用于制造消防服、爐前服等耐熱工作服以及防彈背心和安全靴等個人防護裝備。

我國應(yīng)急救援裝備的比功率、質(zhì)量利用系數(shù)等指標較國外先進產(chǎn)品還有不小差距。耐高溫隔熱材料、高強度高模量材料需要依賴進口[1]。所以，加大碳纖維、聚酰亞胺和PBO纖維等新材料的研發(fā)與應(yīng)用，是提高我國應(yīng)急救援裝備性能水平的重要工作之一。這些材料和工藝目前已經(jīng)開始被應(yīng)急救援裝備生產(chǎn)企業(yè)大量使用，這些材料和工藝的使用正在使我國的應(yīng)急救援裝備變?yōu)楦叨水a(chǎn)業(yè)，進而帶動產(chǎn)品升級和產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

3 思考與展望

新興技術(shù)在應(yīng)急救援裝備的應(yīng)用能夠增加裝備的科技含量和附加值，培育新的經(jīng)濟增長點，推動應(yīng)急產(chǎn)業(yè)發(fā)展。為此，我國需要落實并推進以下四個方面的舉措。

3.1 推動應(yīng)急核心技術(shù)研發(fā)

國家發(fā)展改革委、工信部、科技部、財政部于9月23日聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于擴大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資 培育壯大新增長點增長極的指導意見》聚焦“卡脖子”問題，針對擴大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資提出了以下幾個方面的重點任務(wù)：加快高性能纖維材料、高強高導耐熱材料、耐腐蝕材料等核心技術(shù)攻關(guān)；加快高端裝備制造產(chǎn)業(yè)補短板，重點支持工業(yè)機器人、建筑、醫(yī)療等特種機器人、高端儀器儀表、軌道交通裝備、節(jié)能異步牽引電動機、航空航天裝備、海洋工程裝備及高技術(shù)船舶等高端裝備生產(chǎn)；穩(wěn)步推進工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、區(qū)塊鏈等技術(shù)集成創(chuàng)新和融合應(yīng)用。

應(yīng)急救援裝備的研發(fā)應(yīng)同時以國家發(fā)展改革委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2019年本）》中提出的69類公共安全與應(yīng)急產(chǎn)品為出發(fā)點，重點突破帶有基礎(chǔ)性、方向性的關(guān)鍵應(yīng)急技術(shù)難題，強化重點、難點技術(shù)攻關(guān)，開展聯(lián)合科技攻關(guān)、集成創(chuàng)新，形成聯(lián)合研發(fā)團隊，突破技術(shù)瓶頸，為推動應(yīng)急科技進步提供知識和技術(shù)儲備。

3.2 加強科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)

應(yīng)急科技創(chuàng)新人才是應(yīng)急救援裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成部分，是裝備產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新、技術(shù)升級的重要保障。目前，各類應(yīng)急救援隊伍建設(shè)多以當?shù)叵狸犖闉榛A(chǔ)，掌握多災(zāi)種應(yīng)急技術(shù)與技能的復合型專業(yè)技術(shù)人才與技能人才短缺，迫切需要各類機構(gòu)根據(jù)應(yīng)急產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要培養(yǎng)復合型專業(yè)技術(shù)人才和技能人才。同時，構(gòu)建具有全球競爭力的人才制度體系，完善有利于激發(fā)創(chuàng)新活力的激勵保障機制，不斷優(yōu)化人才發(fā)展環(huán)境，營造風清氣正的科研創(chuàng)新生態(tài)，凝聚優(yōu)秀人才、促進人才成長、釋放人才潛能、發(fā)揮人才作用，吸引和激勵廣大科技人才踴躍投身應(yīng)急產(chǎn)業(yè)建設(shè)中來。

3.3 健全應(yīng)急技術(shù)轉(zhuǎn)化機制

科技成果轉(zhuǎn)化是實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的根本路徑，是實現(xiàn)科技與經(jīng)濟深度融合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是推進供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的必然要求。科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化作為一項復雜的系統(tǒng)工程，需要政產(chǎn)學研用各個主體全方位協(xié)同參與。在市場經(jīng)濟話語體系下，需要一個中央?yún)f(xié)調(diào)的體制來指引其運作。為此，我國在應(yīng)急救援裝備技術(shù)轉(zhuǎn)化方面亟待構(gòu)建開放的協(xié)同轉(zhuǎn)化機制，健全成果轉(zhuǎn)化激勵機制，搭建政產(chǎn)學研用多方協(xié)同平臺，完善創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)移體系，穩(wěn)步推進新興技術(shù)與應(yīng)急技術(shù)快速融合，進而提升我國應(yīng)急救援裝備的技術(shù)水平。

3.4 完善應(yīng)急救援裝備體系

構(gòu)建符合我國實際的應(yīng)急救援裝備體系，應(yīng)從宏觀全局的視角審視我國應(yīng)急救援裝備現(xiàn)狀，加強統(tǒng)型，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一管理系統(tǒng)，統(tǒng)一協(xié)調(diào)裝備標準的制定，注重前沿科技的運用。構(gòu)建與應(yīng)急救援行動相適應(yīng)的裝備體系，對于保障國家應(yīng)急力量有效應(yīng)對各種災(zāi)害性突發(fā)事件，維護社會穩(wěn)定和發(fā)展，具有重要而深遠的意義。

隨著新興技術(shù)的推廣，它們對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響將逐步體現(xiàn)。信息技術(shù)、人工智能、新材料和新工藝等新興技術(shù)的大面積推廣應(yīng)用，將會使各行各業(yè)的生產(chǎn)、組織和管理方式發(fā)生突破性變革。隨著人工智能、云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等技術(shù)與應(yīng)急救援技術(shù)的深入融合，應(yīng)急管理逐步由傳統(tǒng)的被動防御轉(zhuǎn)向主動的預判預警，救援的災(zāi)害類型也由傳統(tǒng)的單一災(zāi)害轉(zhuǎn)為預防處置新型、復雜、綜合性災(zāi)害，未來的應(yīng)急救援裝備也將呈現(xiàn)出交叉化、融合化和高端化的發(fā)展趨勢，相信隨著應(yīng)急管理裝備的現(xiàn)代化，以及逐步形成科技創(chuàng)新驅(qū)動防災(zāi)減災(zāi)的工作機制，必將快速提升我國應(yīng)急救援裝備的技術(shù)水平向中高端發(fā)展，推進應(yīng)急救援裝備向“多功能、智慧化和高效化”轉(zhuǎn)型升級，大幅提升我國防災(zāi)減災(zāi)以及應(yīng)急救援能力。