科普丨改寫“生死時速”的地震救援科技

2025-04-02 16:53 新華網責任編輯：陳曦

新華社北京4月2日電科普丨改寫“生死時速”的地震救援科技

新華社記者葛晨孫晶

地震是一種破壞力巨大的自然災害,造成嚴重的即時傷害和次生災害,救援難度大。多種科技手段可提升救援效能,救援設備正在向便攜化、一體化、智能化等方向發展,助力救援人員與死神賽跑。

搜尋幸存者的生命探測手段

“里面有人嗎,敲敲東西發出聲音!”這是震后搜救時救援人員尋找幸存者的常見情景。然而并非每位幸存者的回應都能被人耳聽到,這時就需要“上科技”。

北京藍天救援隊提供的信息顯示,在磚石瓦礫里尋找幸存者需要根據現場廢墟規模和場景使用合適的生命探測儀,這也是國際通用的地震救援手段。常用的生命探測儀主要分為視頻、音頻和雷達三類。

視頻生命探測儀也被稱為“蛇眼”,通常使用軟線或探桿連接控制系統,可深入狹小空間內部,一些“蛇眼”還具備補光、紅外線和對講功能。

音頻生命探測儀搭載音頻采集探頭,通過采集建筑物內部聲波或震動判斷是否有生命跡象,一般在較為安靜的環境下使用。

雷達生命探測儀可通過電磁波穿透非金屬障礙物探測生命跡象,最早使用單維雷達,僅可判斷是否有生命跡象;目前救援多采用二維雷達,通過二維圖像顯示,可了解被困者位置、姿態等信息。

隨著人工智能、衛星技術等發展,生命探測儀的科技含量近年來也不斷升級:美國機器人公司ReconRobotics研發出能夠探測復雜環境的可投擲微型機器人;2023年土耳其地震,救援人員使用先進信號處理技術和算法降低生命探測儀誤報率等。

開辟救援通道的破拆頂撐器械

“地震不殺人,建筑殺人”是國際防災領域的常見表述。美國地質調查局網站顯示,地震中最大的危險是對人造建筑和自然結構及其內容物造成的震動,導致坍塌,致人傷亡。要想在坍塌建筑里打開救援通道,必須使用到破拆裝備。

北京市消防救援總隊特種災害救援處副處長田野接受記者采訪時說,大型破拆裝備除了建筑工程使用的推土機、挖掘機,還有用來打碎混凝土的鑿巖機、用于傳送勘察現場儀器的混凝土打孔機等,小型設備包括用于移除門框、電線等雜物的角磨機、剪斷鋼筋等硬物的液壓剪切鉗、狹小空間內破拆混凝土與沖鉆功能一體的沖擊錘等。

田野說,集“小型、輕便、大功率”等特征為一體是破拆工具的未來發展趨勢。

救援通道打開后,還需使用頂撐工具,為救援通道創造更多安全空間。傳統的千斤頂是最常用的大范圍頂撐工具;輕便的液壓剪擴鉗除了能剪斷鋼筋等硬物,也能反向起到支撐作用;頂撐氣囊使用氣瓶充氣,是小范圍頂撐的絕佳選擇。

多次派遣隊員參與國內外地震救援的北京藍天救援隊表示,除了用機械設備,救援人員還會現場用木材等制作三維支撐、門窗支撐,對救援通道進行穩定加固,防止救援期間出現二次坍塌。

聯通“信息孤島”的通信定位保障

地震造成的基礎設施損毀會帶來一時難以恢復的大面積通信中斷,使災區成為與外界隔絕的“信息孤島”。聯合國減少災害風險辦公室發布的報告顯示,“信息孤島”導致的數據共享不足會顯著降低救援效率。

田野說,恢復通信是救援隊進入地震現場的首要工作之一。救援隊通常在第一時間組建局域無線電通信來保障隊員之間語音通話需求;長距離通信往往使用銥星等衛星電話設備,還可架設海事衛星終端來實現視頻通信。

救援隊通常會全員配備衛星定位設備,使用北斗、GPS等衛星定位系統掌握隊員在大范圍現場的分布情況;在隊員進入廢墟內部后,救援隊可利用慣性導航定位跟蹤,模擬還原他們的行進路線。

隨著技術發展,一些救援隊使用便攜式基站、無人機或氣球搭載空中基站來實現信號覆蓋。基站既能保障救援溝通需求,也有望讓幸存者手機恢復信號,進而用信號定位等手段提升救援效率。

“機器換人”的智能裝備

地震現場地勢復雜,一些救援區域甚至難以行走,“機器換人”的方法為救援人員節省不少精力和時間,智能無人裝備也成為地震救援科技的發展方向。

四足機器人可搭載生命探測儀等設備進入廢墟尋找幸存者,極大拓展探測范圍;無人機除了投遞藥品、食物等,還可提供緊急照明、搭載生命探測儀、空中基站等,諸多方案已成功在救援中實踐。

智能裝備還有望做到在危險環境中完全替代人類實施救援。中國宇樹科技的機器人實現了完全仿人的自然行走;美國波士頓動力公司的新版Atlas機器人實現了在工廠內不同儲物柜之間靈活搬運零件,該公司還研發出適用于多種災難場景搜救的機器狗……近年來,賦予機器人多模態感知能力的具身智能技術迅猛發展,有望未來為地震救援中的“機器換人”開啟更多應用情景。

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