消防救援搜救装备的现状及思考

■ 余祖燕 松江区消防救援支队

2021年上海市金山区“4·22”圣瑞电子火灾，厂方4名工作人员被困火场，2名消防救援人员在营救被困人员返回的过程中，因现场浓烟大、情况突变被困火场，并因此献出了宝贵的生命。“救人第一，科学施救”是消防救援工作的指导思想，在灭火救援战斗中，积极抢救人员生命也是消防救援人员的首要任务。但在近几年的火灾救援中，消防救援人员因搜救工作而牺牲的案例并不少见。其中，很重要的原因是搜救现场情况复杂多变，搜救装备性能不足，消防救援队伍也因此付出了惨痛代价。当前，消防搜救可以说是消防救援工作中的世界级难题。文章结合消防救援工作现实情况，从提升搜救装备性能的角度，希望通过装备升级提升搜救效率，在保护人民群众生命安全的同时减少消防救援人员伤亡。

一、消防搜救工作难点

（一）火场环境复杂多变，导致搜救工作效率低

火灾现场存在大量可燃物，在不完全燃烧时会产生大量烟气，容易使火灾现场人员迷失方向。一些更为复杂的搜救现场往往需要很多搜救小组，消防救援人员可能来自不同的队站，非主管队站在未开展“六熟悉”的情况下，搜救难度更大、风险更高。一些大型火场往往跨度深，结构复杂，被困人员遇到火情时容易惊慌失措，在火场中盲目逃窜，位置一直在发生变化，搜救定位困难。火场中温度高、热辐射大，消防救援人员的安全也会受到严重威胁。火灾现场还经常发生一些情况突变，如坍塌、爆炸和轰燃等。这些不确定因素，不但会加速火势扩散，还阻碍了消防搜救行动的开展，严重降低了搜救效率，甚至威胁消防救援人员生命安全。经调查统计，这类情况导致消防救援人员牺牲的伤亡人数占各类火场伤亡总数的73%。火场环境多变并且不可控，是造成消防救援人员搜救效率低下的重要原因。

（二）火场烟雾大、能见度低，导致消防救援人员行进困难

搜救现场烟雾大，温度高，能见度低，被困人员位置难以确定。火场烟气还会对消防救援人员安全造成极大威胁。火场燃烧物产生的烟气通常有毒有害，而且还会削减光透度，影响消防救援人员视线，导致搜救行进困难。随着烟雾增多，减光系数逐步增大，人的行动速度降低，当减光系数大于0.5（L/m）时，人的移动速度降至约0.3m/s，能见度甚至不到1m。在这样的恶劣条件下，消防救援人员冒着烟熏火烤的危险，艰难地开展搜寻工作，如果没有参照物，消防救援人员自身也很容易迷失方向。有时候即便找到了被困人员，也未必能够安全返回。在浓烟环境下，消防救援人员自身也承受着巨大的心理压力，有的火场搜救时还面临着烈火的威胁，甚至还有爆炸和有毒气体泄漏等危险，既要争分夺秒救人，也要顾及自身安全，搜救难度特别大。

（三）救援装备重量较大，导致人员体能消耗大

当前的搜救装备，主要以保护消防救援人员安全为主。保护消防救援人员不受烈火、浓烟侵袭，但在智能搜救、目标定位等方面性能偏弱。即便能够实现相应功能，相关装备重量也不轻。通常，一名消防救援人员携带的搜救装备和自身防护装备重量会超过15kg，算上搜救绳、担架、导向绳和热成像仪等一些特殊装备，体能负荷更重。消防救援人员还要花费大量体力将被困人员安全带出火场，最困难的是被困人员完全失去意识的情况下，不能有效配合，消防救援人员体能消耗更大。因此，一场搜救工作就是一次生与死的较量，是对消防救援人员体能、技能、心理和意志能力的综合考验。

二、消防搜救装备的发展现状

改革转隶后，消防救援队伍职能全面拓展，一些地方政府加大投入，消防队伍装备建设有了较大的进步和发展，战斗力得到有效提高，但对标国家队、主力军的需求，对标国际先进装备标准，我们的装备建设仍旧存在一些短板。比如消防装备研究体系没有形成市场化、规模化，一些高科技前沿技术没有聚焦到消防救援领域，没有转化为消防装备产品，搜救装备仍然存在明显的短板。

（一）个人搜救装备偏重

火场搜救小组的防护装备主要包括：灭火救援服装、安全自救工具、侦查检测器材和搜寻器材，以及一些搜救需要的破拆、通讯、导向、照明等器材装备。从需求上讲，器材越多越好；从便捷性上考虑，装备越少越好，但显然救援需求高于便捷需求，这些装备增加了消防救援人员的负担。比如，为了减少消防救援人员受到热辐射的伤害，消防救援人员战斗服通常偏厚。但在高温的火场，穿着厚重的战斗服，消防救援人员热能流失严重，经常汗流浃背，行动不便。有时算上空气呼吸器、发光导向绳和生命探测仪等搜救设备，往往负重超过20kg，严重延缓了消防救援人员的搜救行动。个人搜救装备的重量严重限制了救援效率，迫切需要新技术、新装备来有效解决这一矛盾，提高救援效率。

（二）呼吸装备供气时间短

目前很多消防队站配备的是6.8L的空气呼吸器，最大压力30MPa，储备空气在常压下约2000L，执勤压力要求大于25MPa，在火场正常情况下可以使用0.5h，但是在搜救行动中消防救援人员压力大，消耗大，实际使用时间也就在24～25min。如果搜寻到被困人员，还要与其分享空气呼吸器的空气，有效使用时间更短。通常，空气呼吸器报警压力为5～6MPa，报警后可使用量约200L（折合常压气体），按中等工作强度30L/min计，消防救援人员在听到报警后立即撤离现场的时间为6.8min左右。根据前文极限烟雾条件下，人的行动速度为0.3m/s，按照直线距离计算，从空气呼吸器报警到空气使用完毕，人的行动距离约120m。如果是2人分享空气呼吸器的情况下，行动距离为50～60m，实际情况很难保证完全按照直线行走，所以有效行动距离更短。这对消防救援人员和被救人员的生命安全构成了极大的威胁。因此，空气呼吸器的使用时间直接限制了消防救援人员每一次的搜救作业时间。

（三）照明装备穿透力差

目前配备的照明装备主要有防爆电筒、强光电筒、照明车、移动照明灯。防爆电筒和强光电筒是单兵搜救的主要照明装备，可以连续使用1.5～3h，照明距离较远，但烟雾穿透能力不强。根据国际发光照明委员会的测试结果，在照度高于12lx的情况下，人的视觉感受比较满意，在照度低于0.2lx的情况下，人的视觉感受到模糊，难以辨别事物。通常火场的情况比较复杂，在极端情况下，有效照度低于1lx，可视距离往往不到1m。而在大型火灾搜救过程中，极端情况比较常见，在一些复杂的火场，消防救援人员非常容易迷失方向。不但不能成功营救被困人员，甚至连自身的安全都难以保障。目前市场上的单兵照明装备很难满足搜救实战的需求。照明装备的强弱，也是决定消防救援人员是否进得去、出得来的关键因素。

（四）导向绳索不够长

目前配备的发光导向装备，主要有100m和50m两类，最长的有200m，但比较重。携带更多的导向绳也会增加负重，如200m长的发光导向绳，自重为7kg，在常规条件下使用时间为8h。在实际火场中，受高温和烈火的影响，使用时间大大缩短，而且容易损坏。在实际搜救中，200m的导向绳难以满足消防救援人员需求。因为消防救援人员的搜寻并不是从起点到终点的直线距离，在火场中的实际轨迹往往是折线或曲线，其行程轨迹往往超过400m。由于可见度低，搜寻的过程中来回走动，浪费了大量的有效绳长，有的甚至会造成导向绳打结。如果在返回途中，沿着来回曲折或打结的发光导向绳行走，将会耽误大量时间，造成的影响可能是灾难性的。据了解，“4·22”火灾现场的发光导向绳释放超过了200m，最终还是不够用。如果携带更多的导向绳，也必然会增加消防救援人员的负重量，在这种情况下，消防救援人员行动迟滞，自身安全也可能受到严重威胁。

（五）定位装备不先进

就目前的技术条件，没有形成完善的消防搜救定位系统，难以准确地对被困人员进行有效定位，也难以对消防救援人员进行位置跟踪。在消防领域，现阶段的科学技术缺少对被困人员在立体式空间下的精确定位进行研究。在缺少被困人员信息的情况下，大空间搜救工作就成了拉网式排查，效率非常低下。一旦消防救援人员自身被困火场，尤其是火场空间大、房间多、不能有效定位的情况下，如何搜救遇险的消防救援人员也是一大难题。目前市面上还没有满足需求的消防定位装备，一些市面上的无线定位装置也因为信号衰减等原因，导致定位不准，有时候反而会误导搜救工作。当前，消防搜救工作只能靠最原始的人工方式来进行。

三、破解瓶颈的几点思考

针对当前火场搜救难点和现有装备实际情况，我们要不断完善现有保障体制，引入资本力量，坚持科技创新，向前沿技术要战斗力，做大做强消防救援装备市场，构建消防装备建设体系，升级现有防护装备和搜救装备，探索新战法，针对性补短板，提高自我防护能力和搜救能力。

（一）研发轻便的搜救服装

坚持着眼前沿尖端科技，聚焦材料技术、材料科学，寻找新材料、新技术，同科研院校和高科技企业合作。变被动等为主动做，研发轻便、隔热的防护服装，占领消防材料研究科学高地。比如借鉴航空、航天隔热技术，研究消防救援隔热服，不断开发新产品，从而提高消防救援人员火场适应能力和灵活性，有效减轻消防救援人员搜救负担，提升火场生存能力。

（二）探索开发粘贴式声光导向装置

目前使用的发光导向绳长度有限，携带不便，展开后容易受损，使用受到限制。可以尝试转变思路，研发替代产品，比如粘贴式声光报警导向装置，做到小巧玲珑，携带方便，使用时可粘贴、可回收。消防救援人员在搜救过程中，只需沿途粘贴，便可形成记号，当作路标，并配置遥控启动装置手环式佩戴。需要导航时一键遥控启动，发光、发声，指引方向。声光报警，光线、声音穿透力强，既可以长距离使用，又携带轻便，利于消防救援人员往返，将大大减轻消防救援人员心理压力。需要解决的技术难题是导向装置如何短期粘贴而不坠落，拆卸时可以轻易拆下。解决了这个技术难题，相关功能的实现并非空谈。

（三）研发配备定位装备

当前定位技术有了长足的发展，如果把无线定位技术和移动定位技术应用在消防搜救上面，在救援现场临时搭建三维定位系统，现场查找被困人员立体定位，变网格式搜救为定点式搜救，将会有效提高搜救效率。同时为每一位消防救援人员配备三维定位装置，将对消防救援人员的生命安全提供有效的安全保障，一旦消防救援人员在执行任务过程中发生意外，可以通过定位装置有效地进行快速救援，消防救援人员伤亡率将大大降低。

（四）升级照明装备

充分发挥光学技术，同高校和大型照明企业开展针对性研究合作，以火场需求引领技术创新。重点针对浓烟浓雾中的光学穿透技术开展研究，寻找浓烟条件下，穿透力强、有效照明度高的色光。研发出火场极限条件下可视距离远的照明装备，增加消防救援人员的可视度。既能减少消防救援人员迷失的概率，也能增加有效搜救范围。

（五）研发大容量空气呼吸器

利用材料技术，研发重量轻、耐压强的大储量空气呼吸器。针对搜救攻坚组要专门配备容量为9L的空气呼吸器，延长单次进攻搜救时间，防止因空气呼吸器空气不足造成消防救援人员伤亡。同时，针对搜救工作还应研发大容量氧气呼吸器，探索使用其他材料作为氧气源，研究能够长时间产生氧气的呼吸器。针对消防救援人员还应额外配置简易氧气面罩，提高消防救援人员在极端条件下的生存概率，还应针对被困人员配备氧气面罩，避免两人共享空气源造成氧气使用时间减少。

（六）引进人工智能搜救技术

当前人工智能技术已相当成熟，如果把人工智能技术同消防搜救相结合，以机器人搜救替代人工搜救，既能有效减少消防救援人员的伤亡，同时还可以提高搜救效率。从目前的技术上看是可以实现的。据报道：小米公司仿生四足机器人CyberDog（铁蛋），已经可以实现跨越障碍快速行走，可以自主扫描定位，自动识别。无人机技术和自动驾驶技术也在不断进步，如果能够将这些技术结合起来，研发具有极限耐热、红外识别、生命探测、自动扫描、自动行走和自动反馈的搜救机器人，利用机器人替代消防救援人员完成搜救任务，既是对人力的解放，也是搜救技术的重要突破，搜救成功率将有效提高，消防救援人员伤亡率也将大大降低。试想，如果这一远景目标得以实现，在将来的火灾救援现场，我们将看到的是：通过移动技术搭建三维定位平台，迅速实现被困人员定位。最先进的消防搜救机器人携带救援装备进入火场，在火场中通过红外夜视和扫描识别避障技术，轻松穿过浓烟区，迅速找到被困人员，被困人员通过机器人携带的空气呼吸装置和照明装置，做好自我保护，在机器人高倍数算法分析下，迅速寻找撤离通道，最终在智能机器人的引导下，成功撤离火场。

四、结语

综上所述，虽然当前消防救援装备还存在不足，但随着人工智能技术的不断发展，随着新材料技术的不断进步，随着消防救援装备市场不断扩大，消防救援装备必然产生质的飞跃，人民群众的生命财产必将得到有效保护，消防救援人员的生命安全也将得到有效保障。