雷達(dá)生命探測(cè)儀在消防救援中的應(yīng)用探究

晏治

摘要：各種災(zāi)害事故頻發(fā)，對(duì)于消防救援所造成的壓力是巨大的，如何快速營救出被困群眾，如何快速找到被掩埋于廢墟中的生命體，保障人民群眾的生命安全，對(duì)于消防工作人員來說是一個(gè)需要思考的問題。在實(shí)際的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)，地震、建筑物坍塌對(duì)于高效營救造成較大的困難，傳統(tǒng)的搜救方式主要是人結(jié)合搜救犬^[1]，能夠搜索到困在表層的人員，對(duì)于困在深處的人員營救效果較為困難。雷達(dá)生命探測(cè)儀對(duì)于高效開展深層人員的救援工作，效果較好，效率會(huì)得到大幅度提升。文章主要就雷達(dá)生命探測(cè)儀在消防救援工作中的應(yīng)用展開分析與探究。

關(guān)鍵詞：雷達(dá);生命探測(cè)儀;消防救援;應(yīng)用探究

搜救犬、音頻生命探測(cè)儀、光學(xué)生命探測(cè)儀、紅外生命探測(cè)儀以及雷達(dá)生命探測(cè)儀在災(zāi)害搜救中比較常見，各有不同的特點(diǎn)。搜救犬在淺表層的搜救效率高，具有不可替代的作用;音頻生命探測(cè)儀在現(xiàn)場(chǎng)開展工作的效率較低，信號(hào)衰減大，在實(shí)際的操作中，音頻生命探測(cè)器受到的限制也比較多;光學(xué)生命探測(cè)儀自帶光源，能夠多角度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，隨著照明空間和探測(cè)方位的變化，其搜救的效果也會(huì)發(fā)生或好或壞的變化;雷達(dá)生命探測(cè)儀在實(shí)際工作中不易受到現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素的影響，能夠在不接觸、高靈敏度的狀態(tài)下完成工作，克服了音頻生命探測(cè)儀空間傳播衰減大以及受周邊環(huán)境變化影響較大的缺點(diǎn)。雷達(dá)生命探測(cè)儀具有很強(qiáng)的穿透力以及高度的敏感性，能夠不受外界的干擾，是目前廣受歡迎的生命探測(cè)技術(shù)^[2]。

一、雷達(dá)生命探測(cè)儀的性能分析

（一）雷達(dá)生命探測(cè)儀的發(fā)展現(xiàn)狀

汶川大地震后，我國的生命探測(cè)儀已經(jīng)有了較好的發(fā)展，我國與俄羅斯、日本等國家都開展了關(guān)于生命探測(cè)儀的相關(guān)理論研究，在不斷努力下，國內(nèi)生命探測(cè)儀的探測(cè)裝備、相關(guān)的探測(cè)距離、靈敏度、介質(zhì)補(bǔ)償，都已經(jīng)與國外同類水平的指標(biāo)相差無幾。相較于以前，我國使用的生命探測(cè)儀幾乎完全依賴進(jìn)口，當(dāng)前雷達(dá)生命探測(cè)儀已經(jīng)取得了較大的進(jìn)步，但是在實(shí)用性方面還有待提高。

（二）雷達(dá)生命探測(cè)儀的技術(shù)創(chuàng)新

雷達(dá)生命探測(cè)儀主要通過人體呼吸產(chǎn)生的多普勒效應(yīng)判斷生命體位置，為工作人員實(shí)施救援提供參考。人的呼吸頻率大概為每秒1到2次，這是人與其他呼吸頻率較高生命體的明顯區(qū)別。例如，對(duì)墻壁、磚塊、碎石塊發(fā)射電磁波時(shí)，電磁波產(chǎn)生的信號(hào)將沒有變化;對(duì)還在活動(dòng)或是呼吸的生命體發(fā)射電磁波時(shí)，電磁波返回的頻率會(huì)有所變化^[3]。在接收器受到反饋時(shí)，用3分鐘的時(shí)間采集信號(hào)，運(yùn)用累計(jì)信號(hào)、微分放大處理技術(shù)，分析接收器上的異常點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確判斷被困人員的生命體特征以及被困的位置。雷達(dá)生命探測(cè)儀是對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)的革新，涉及UWB+MIMO+Wi-Fi+手機(jī)信號(hào)，其穿透障礙物的厚度可以達(dá)到15米，有效探測(cè)深度可達(dá)30米，開展定位營救，定位的精準(zhǔn)度更高、虛警率更低、探測(cè)距離更加準(zhǔn)確。

（三）雷達(dá)生命探測(cè)儀的實(shí)際搜索能力

制作雷達(dá)生命探測(cè)儀的廠家不同，技術(shù)也會(huì)有所差異，探測(cè)的距離以及深度也會(huì)有所不同，文章主要選取了三種不同型號(hào)的雷達(dá)生命探測(cè)儀，對(duì)比其不同的探測(cè)深度以及探測(cè)移動(dòng)距離，對(duì)比結(jié)果如表1所示。通常情況下，探測(cè)移動(dòng)的深度比探測(cè)呼吸深度深，由于受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)被困者身體被擠壓，移動(dòng)信號(hào)搜索不便，主要靠呼吸信號(hào)搜救。以型號(hào)1雷達(dá)生命探測(cè)儀為例，雷達(dá)生命探測(cè)儀能夠探測(cè)到5米以內(nèi)的呼吸信號(hào)、10米以內(nèi)的移動(dòng)信號(hào)，穿透墻體、碎石等廢墟媒介，探索周期約為60秒，在不受外界干擾的情況下，一個(gè)小時(shí)最多可以搜索6000立方米的受災(zāi)區(qū)域。

（四）雷達(dá)生命探測(cè)儀的持續(xù)工作能力

在受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，需要持續(xù)開展搜救作業(yè)，另外，受災(zāi)區(qū)的電源經(jīng)常會(huì)中斷，所以更加需要工作設(shè)備的自主供電能力。文章主要選取了三種不同型號(hào)的雷達(dá)生命探測(cè)儀，對(duì)比其持續(xù)工作能力，如表2。以型號(hào)1雷達(dá)生命探測(cè)儀為例，它配備了三塊可以裝卸的電池，電池在充滿電之后，能夠持續(xù)工作6個(gè)小時(shí)^[4]，因此，三塊電池能夠保證儀器在無充電條件下連續(xù)工作18個(gè)小時(shí)。通常情況下，在救援現(xiàn)場(chǎng)，外界電源無法接入救援現(xiàn)場(chǎng)，雷達(dá)生命探測(cè)儀要持續(xù)工作十幾個(gè)小時(shí)，電源不充足將會(huì)嚴(yán)重影響救援效果。當(dāng)前的雷達(dá)生命探測(cè)儀主要采用可拆卸充電電池，能夠不斷增加工作時(shí)間，保障雷達(dá)生命探測(cè)儀的連續(xù)工作。

（五）影響雷達(dá)生命探測(cè)儀的因素

雷達(dá)生命探測(cè)儀具有很強(qiáng)的穿透力以及高度的敏感性，能夠不受外界的干擾，通過人體差頻電波的產(chǎn)生捕捉電場(chǎng)信號(hào)，進(jìn)而幫助救助人員準(zhǔn)確實(shí)施搜救。但是在實(shí)際的受災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，被掩埋在廢墟下的人員處于缺氧、缺水、斷食狀態(tài)，可能存在骨折、失血等情況，有的人在廢墟下因呼吸道阻塞極易發(fā)生休克，加之被困人員會(huì)有焦慮、擔(dān)憂、恐懼等情緒，在這種復(fù)雜情況下，雷達(dá)生命探測(cè)儀的準(zhǔn)確度與效率將會(huì)受到影響。另外，雷達(dá)生命探測(cè)儀發(fā)出的電磁波在遇到金屬物質(zhì)時(shí)將會(huì)被吸收、反射，雷達(dá)生命探測(cè)儀還無法穿透水以及其他含水量高的介質(zhì)。因此，雷達(dá)生命探測(cè)儀在某些場(chǎng)景運(yùn)用時(shí)還存在不足，其準(zhǔn)確度與效率還要進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)于雷達(dá)生命探測(cè)儀的效能還需要進(jìn)一步探索。

二、雷達(dá)生命探測(cè)儀的救援效能

（一）在救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)用

救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)較為混亂、受災(zāi)環(huán)境復(fù)雜，救援人員在使用雷達(dá)生命探測(cè)儀開展工作時(shí)，需要將探測(cè)區(qū)域內(nèi)的人員清除，降低外界人為因素的干擾，再劃定探測(cè)范圍，避免出現(xiàn)盲目探測(cè)，操作人員需與設(shè)備保持5米以上距離^[6]。將搜索區(qū)域劃分為規(guī)則的等大小的正方形，將雷達(dá)生命探測(cè)儀置于每個(gè)正方形區(qū)域中間，以三分鐘為一次，將探測(cè)儀移動(dòng)到下一個(gè)方格中間，以最大限度減少未被搜索到的表面區(qū)域。在探測(cè)結(jié)束后，方格中噴上黑色記號(hào)用來表示沒有發(fā)現(xiàn)幸存者;方格中噴上紅色記號(hào)用來表示可能有幸存者，并標(biāo)明深度，為后續(xù)救援人員提供決策依據(jù)，可大大提高現(xiàn)場(chǎng)救援工作的效率。

（二）多方位搜索人員位置的運(yùn)用7A2E85E9-70CA-4245-BA39-ABA8FF2BE3C9

在實(shí)際探測(cè)時(shí)，救援現(xiàn)場(chǎng)的情況比較復(fù)雜，探測(cè)儀擺放的位置與方式發(fā)生變化，那么接收埋壓人員的信號(hào)強(qiáng)度也會(huì)有所變化，其位置是否精確就很難得到保證。為了獲得被困者的準(zhǔn)確位置，可以在原來垂直方向探測(cè)的基礎(chǔ)上，將豎直放置轉(zhuǎn)化為水平放置，對(duì)被困者的深度位置進(jìn)行多方位的探測(cè)。通過開展分布式的組網(wǎng)，集合多臺(tái)雷達(dá)、多觀測(cè)點(diǎn)雷達(dá)定位等多種搜索方法將分布式優(yōu)勢(shì)充分利用起來，以準(zhǔn)確獲得生命信息，例如生命特征、生命體距離、方位角，以此提升生命探測(cè)裝備在受災(zāi)救援工作中應(yīng)用的有效性，提升救援工作質(zhì)量。

（三）雷達(dá)生命探測(cè)儀與搜救犬的綜合運(yùn)用

通過多方位定位，來回移動(dòng)探測(cè)器獲取被困者的位置，雖然雷達(dá)生命探測(cè)儀對(duì)于搜索區(qū)域內(nèi)有無生命體活動(dòng)的可信度能夠達(dá)到80%以上，但是會(huì)消耗掉大量的現(xiàn)場(chǎng)救援時(shí)間。在實(shí)際救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，綜合運(yùn)用雷達(dá)生命探測(cè)儀與搜救犬，可提高搜救效率^[7]。搜救犬的搜救可信度很高，基本能找到準(zhǔn)確位置。開展搜救工作時(shí)，可先用雷達(dá)生命探測(cè)儀進(jìn)行搜索工作，發(fā)現(xiàn)可疑目標(biāo)后，再讓搜救犬進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行確認(rèn);或是先利用搜救犬搜救，確定可疑目標(biāo)后，再利用雷達(dá)生命探測(cè)儀進(jìn)行探測(cè)工作，最終確定好被困人員的具體位置，開展?fàn)I救工作。在大面積、全方位的搜救工作中，通常要求人工搜索、搜救犬、儀器探測(cè)相互配合，這樣綜合的搜索手段能夠提高搜索工作效率，為人民的生命安全提供技術(shù)保障。

三、結(jié)語

雷達(dá)生命探測(cè)儀是目前最為先進(jìn)的生命搜尋技術(shù)，是現(xiàn)代超寬譜雷達(dá)技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的結(jié)合^[8]，彌補(bǔ)了以往生命探測(cè)儀穿透力差、探測(cè)精準(zhǔn)度誤差大以及響應(yīng)時(shí)間較慢的缺陷，在實(shí)際的救援現(xiàn)場(chǎng)，更加實(shí)用化，對(duì)于災(zāi)后的應(yīng)急搜救有著重要的作用。雷達(dá)生命探測(cè)儀的廣泛應(yīng)用能為災(zāi)害救援贏得更多的黃金營救時(shí)間，提高消防隊(duì)伍的營救能力，保障人民群眾的生命安全。

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