特種設備應急救援機器人研究探討

楊靜

【摘 要】特種設備危及生命財產安全、危險性極大的設備和設施，一旦發生事故容易造成群死群傷。應急救援能力與科技水平和文明程度密切相關，對突發事故處置不當極易導致事故危害進一步擴大，引起公眾恐慌情緒蔓延，甚至導致政府信任危機。文章對有關特種設備及其應急救援機器人方面的研究成果進行梳理分析，以期對特種設備應急救援機器人研究有所幫助。

【關鍵詞】 特種設備 應急救援 機器人 前景 研究

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

一、 引言

特種設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、起重機械、客運索道、大型游樂設施和場內專用機動車輛[1]，截至2011年底，全國在用特種設備數量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]。特種設備廣泛應用于石油、化工、電力、機械、冶金、船舶、交通、輕工、建材等傳統工業領域和航天航空等現代工業領域以及人們的日常生活，為經濟社會發展發揮著重要作用。

二、特種設備事故現狀

2005年至2009年間，我國年均發生特種設備事故300多起，人員傷亡近千人，經濟損失巨大，有的重特大事故還造成人員群死群傷、居民大規模轉移、交通干線中斷、大范圍生產生活受到嚴重影響、大面積環境污染等災難性后果[3]。

近年來，典型的特種設備事故有：

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生泄漏，造成7名消防戰士和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移，大量家畜（家禽）、農作物死亡和損失，已造成直接經濟損失1700余萬元。京滬高速公路宿遷至寶應段（約110公里）關閉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，發生泄漏，導致1人死亡，120人中毒并有兩人危重；

4.2008年7月1日，內蒙古自治區呼倫貝爾市海拉爾晨鳴紙業有限責任公司發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分浙江省寧波市鎮海區定海東路158號寧波東和金屬有限公司發生一起氣瓶爆炸事故，造成3人重傷，15人輕傷。

大量的特種設備事故案例顯示特種設備應急救援已經成為社會公共安全救援重要的一環，為積極應對特種設備可能發生的重特大事故，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損失，維護正常的社會秩序和生產、生活秩序，建立高效的特種設備移動應急救援體系是各個特種設備檢驗檢測機構亟待解決的全國性問題。

三、特種設備事故應急救援現狀

各省市特種設備檢驗檢測機構均已建立特種設備應急救援預案，縱觀這些預案，盡管它們都明確了人員分工、職責，也建立了操作模式，但仍存在以下問題：一是應急救預案仍較依賴主觀判斷，缺乏一定的針對性、實用性；二是缺乏專業的事故應急救援設施及裝備尤其缺乏針對特種設備的應急救援機器人，應急救援技術水平落后；三是缺乏有效的預警機制。

目前，國內數個高?；蚩蒲袡C構已成功研發出了針對特種設備、非煤礦山及煤礦的安全生產事故的應急救援指揮系統。例如，國家質量監督檢驗檢疫總局組織研發出了國內首個應用于特種設備事故救援領域的“特種設備事故移動應急救援指揮系統”，直接促進了我國特種設備應急救援能力的提高。

四、應急救援機器人研發及應用現狀

世界上許多國家尤其是發達國家都在研制軍用機器人、掃雷機器人、排爆機器人和消防機器人等危險作業機器人。應急救援機器人是機器人的一個新興發展的領域，屬于危險作業機器人的一個分支，具有危險作業機器人的特點，同時還具有部分工業生產機器人的特點。

重大特種設備事故多為鍋爐爆炸、大型起重機械傾覆或?；沸孤?，事故現場環境惡劣，易發生二次危害。這些事故的救援方式多需要根據事故的類型及事故現場的實際環境確定救援的方案，然而，在這些事故中，救護人員一般無法進入危險區域進行環境檢測與現場勘察，而特種設備應急救援機器人可被應用到這些應急救援領域，代替人類進入事故的現場進行攝像、檢測并完成部分救援動作。

4.1 國外應急救援機器人研制現狀

在國外，應急救援機器人發展迅速，技術日益成熟，部分國家產品已初步進入實用化階段，西歐、美國及日本等世界發達國家與地區已開始裝備使用。

4.2 國內應急救援機器人研制現狀

國內應急救援機器人研究起步較晚，但發展迅速。盡管我國在應急救援機器人上已經做了大量的研究，但大部分還集中于煤礦、消防、道路交通等方面，應用于特種設備領域的特種設備應急救援機器人目前還鮮有科研、技術機構開展研發。

4.3 國內機器人研究機構情況

國內目前在機器人研究上處于較領先地位的高校、科研機構主要有以下幾家：中國科學院沈陽自動化研究所機器人學國家重點實驗室、哈爾濱工業大學機器人技術與系統國家重點實驗室、中國航天科工集團第九研究院探測與控制技術研究所特種機器人技術研發中心、清華大學智能技術與系統國家重點實驗室、中國科學院自動化研究所智能服務機器人實驗室以及東南大學遠程測控與機器人技術實驗室等。

4.4 國內外應急救援機器人應用案例

應急救援機器人最早投入實際使用的案例出現在2001年的“9.11恐怖襲擊”中[6]，不過機器人僅起到了搜索廢墟表面及淺表面生命體的作用，不能算為嚴格意義的應急救援。隨后幾年，機器人在應急救援中也主要承擔搜救的角色，這種狀況一直持續到2011年。2011年日本福島核危機，苦于本國沒有合適的機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程遙控機器人；美國iRobot公司為支援日本調查處理核事故，向日本提供4臺用于危險地帶的機器人，其中“勇士”（Warrior）和“打包”（PackBot）兩款機器人在救援中大顯身手，“勇士”機器人負責清理事故現場并負責拖動“打包”機器人靠近核反應堆，“打包”機器人負責對核反應堆核心外殼進行攝像并偵測核反應堆附近核泄漏情況。福島核事故促進日本機器人產業高速發展，2012年10月，日本新能源產業開發機構開發出兩款新型救災機器人，擬在福島第一核電站投入使用，同年11月底，日本東芝公司也發布一款四足機器人“福島探索者”用于福島第一核電站，以檢測其放射性物質的殘留影響。

五、結論

從工業機器人拉開機器人技術應用的帷幕開始，全球目前已有工業機器人、服務機器人、家用清掃機器人等繁多的產品種類，而且還有更多行業和領域正在積極探索機器人技術的應用。多份世界有影響的趨勢分析報告皆指出，機器人是未來科技的重要發展方向。

應急救援機器人在事故現場尤其是救護人員一般無法進入的危險區域成功救援的應用案例，以及特種設備事故危害性大、影響面廣、極易造成群死群傷的特點，將會使越來越多的研究機構及其研究人員將目光投向特種設備應急救援機器人的研發。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國務院令第373號 《特種設備安全監察條例》

[2] 黃杰鵬 2011年特種設備統計分析[J]. 統計與分析 2012年 第28卷第5期

[3] 陳國華，劉暉 特種機電設備安全科技支撐體系建設探討[J].工業安全與環保 2012年 第1期

[4] 金周英，白英 我國機器人發展的政策研究報告[J].機器人技術與應用 2009年 第2期

[5] 沈陽自動化研究所 “救災救援危險作業機器人技術”項目取得階段性進展 中國科學院網頁 2010年7月

[6] 柳玉龍 煤礦搜救機器人的研究現狀及關鍵技術井下搜救機器人關鍵技術研究[J].礦山機械 2013年第3期