一场世界级难题的演练:足球场大小油罐爆炸!无人机、智能机器人能代替救援队员灭火吗

红星新闻 2025-06-11 23:14

在应急救援题材电影中,经常看到发生大型火灾、爆炸时,救援队员不顾自身安危冲入火场救援,经历生死考验的场景。当下人工智能、无人机、智能机器人等产业发展迅速,这些高科技产品能否应用在救援领域,替代救援队员进入高危场地?

国家防灾减灾救灾委员会、国务院安全生产委员会主办的“应急使命·2025”演习将在6月中下旬开展。近日,红星新闻记者在应急管理部邀请下走进演习四个专题之一的大型储罐火灾爆炸事故应急救援专题现场,见到了具备最新科技成果的耐高温机器人、无人机、大跨距举高喷射消防车和超大流量拖车消防炮等装备。

在6月8日进行的首次明火预演中,这些高科技装备联动参与,而救援队员只需要在距离火场数十米外的距离操作。

表面积接近足球场大小的油罐爆炸

一场世界级难题的演练

设想这样一个场景:6月盛夏的某一天,国内一个大型罐区的外浮顶储罐遇极端天气浮盘沉没,罐内油品泛溢,近千平方米油面在风力作用下剧烈挥发,大量易燃油气在罐内集聚,遭雷击后剧烈闪爆,迅速形成全液面火灾。

巨大火焰和冲击波造成火灾报警系统、生产工艺自动控制系统、冷却系统、泡沫灭火系统全部失效,爆炸碎片四处飞迸。掀翻了旁边的球形芳烃储罐,顶部泄压阀喷射燃烧;击穿另一侧的立式储罐罐壁,油品流淌燃烧;还压断西南侧化工装置三层平台,工艺管线爆炸燃烧。火光冲天,浓烟蔽日,200米内热辐射强烈。

本次大型储罐火灾爆炸事故应急救援行动专题演习模拟的就是这样一场事故。

国家危险化学品应急救援中原油田队书记王庆银告诉记者,大型储罐的全液面火灾是世界级难题,自从有石油工业以来全球发生过多起大型储罐火灾事故,靠人为成功处置的概率非常低。“十万方的油罐,罐顶直径80米,表面积五千多平方米,接近足球场大小,这种体积装满原油的油罐失火,你想一下灭火难度有多大。一旦原油罐发生沸溢,沸溢喷溅距离是罐高10倍以上,就是一二百米的高度。消防车和救援队员都在废液喷溅的危害范围之内。”

▲耐高温机器人抵近灭火

据悉,本次演习针对现场火情侦察难、储罐冷却防护难、流淌火阻断难、全液面火灾扑救难、沸溢防护处置难等问题,重点设置智能化态势侦检和决策指挥、全方位冷却防护、快速远程供水供液、化工装置立体火扑救、立式储罐流淌火扑救、球形储罐喷射火扑救、外浮顶储罐全液面火扑救等7个重点科目21个子科目。

王庆银表示,除了磨合、锤炼队伍,这次演习还会用很多科技手段采集大罐燃烧的热辐射、热传导等数据,通过数据采集推演出3万立方米、5万立方米、10万立方米乃至15万立方米储罐发生火灾时需要的救援力量。

本次演习的另一大特点是设置了比测环节。共征集到153家单位申报的消防车、机器人、无人机、侦检装备、个体防护装备、灭火剂材料等9类、227台(套、种)新质救援能力,分批次组织现场比测。筛选出的高科技成果包括工作高度达65米的大跨距举高喷射消防车,流量高达570升/秒的超大流量拖车消防炮,能在百米外激光“扫描”罐体表面的储罐火灾形变监测雷达,能抵御1200度高温燃烧的新型防火材料等。

用王庆银的话说,厂家都说自己的装备不错,那就真正点火试试你的指标、性能是否真正符合实战要求。

不怕千度高温的防火机器人亮相

遥控距离能达一公里左右

6月8日,演习进行了首场明火演练。点火后,火势迅速展开,浓烟高达数百米,站在一百多米外观看的记者也能明显感受到热浪。

但在距离罐体大火只有几米的地方,有一辆红色履带小车正对着起火点喷水,似乎完全没有受到高温影响。

国家安全生产实训演练及装备测试队副队长王小勇告诉红星新闻记者,这款机器人是在比测中脱颖而出的耐高温防火机器人,可以在1000度左右的高温下保持正常出水灭火的能力,是一款完全国产的机器人。

王小勇提到,这次参加比测的机器人除了耐高温的能力和正常拖载消防水袋灭火的能力外,还具备了音视频图像采集传输、火源自动识别等技术。进入浓烟滚滚的火场后,可以自己找到温度最高的热源,托载消防水带将灭火剂打到着火点,实现降温灭火。并且,这些机器人的遥控距离能达到一公里左右,救援队员可以在安全距离上进行操控,也能通过遥控设备看到火场的最新情况。

▲消防队员远距离遥控操作机器人

“在没有机器人的情况下,人近距离接触火场是十分危险的,过去往往只能通过消防车远程灭火降温,等火场的浓烟、火焰、温度都降下来之后人才能进去。虽然现在有了耐高温、隔热的防护服能够支持救援队员进入火场,但肯定不如机器人效果好,毕竟能够最大程度保障人的安全。”王小勇介绍,113支国家安全生产应急救援队伍,基本都配备了这种灭火机器人。

灭火机器人未来想要更大规模应用、在火灾救援中发挥更大作用,最需要改进的地方是什么?王小勇表示,耐高温能力是急需提高的技术。因为在危化场景下,燃料充足、燃烧释放速率高,产生的火焰规模和温度都很高,对灭火机器人的耐高温能力有很高的要求。如果机器人不具备耐高温能力,无法抵近实施救援,那么它的功能就无法实现。

而这次参加比测的十七台机器人中,只有四台具备耐高温能力(800度以上),其中两台还在高温测试前选择退出,具备耐高温能力的机器人比例还是偏低。

王小勇介绍,单纯的耐高温并不难实现,难点在于在高温火场下,机器人的发动机、电路系统依然可以正常工作。特别是脆弱的电子元件,如何通过隔热材料、降温手段,使其经受高温考验,是个需要攻克的难关。

无人机也能参与此类救援

可建立大数据事故预案系统,协助救火

近年来,无人机已经广泛应用于各行各业,在应急救援领域应用也十分广泛。在面对大型储罐火灾爆炸事故时,无人机可以发挥哪些作用?能否使用无人机进行灭火呢?

在6月8日的明火演练现场,记者也看到了天空中多架无人机参与,但几架无人机均在火场外围活动,并未看到它们直接参与灭火。

国家危险化学品应急救援扬子石化队装备室主任孔翔介绍,无人机本身的性能决定了它抗环境干扰能力并不强,精密设备不耐高温、空中飞行易受气流影响等都限制了它的防爆应用。

“在石化行业火灾中,温度高,气流扰动大,无人机容易受到影响,并且体型和携带的救援装备都不够,无法作为一线直接救援设备。无人机投弹的方式多应用于森林火灾救援。”

但孔翔也强调,即使存在种种限制,无人机在石油化工火灾中依然可以发挥巨大作用。

孔翔介绍,无人机可以在救援现场进行红外成像,可以通过气体实时在线分析判断是否存在大规模泄漏和有毒有害气体散逸,还可以进行现场照明等。这次比测,孔翔和其他参与人员更多关注的都是无人机作为载体研发出的其他应用。

▲明火预演航拍

这次演习的另一发现,则是利用无人机为载体,建立大数据事故预案系统。

“无人机升空后,把现场图像传回指挥中心或地面站,依托大数据模型,第一时间进行现场照片或者视频分析后,对灾情进行研判,快速生成事故预案。这样能完成车辆装备的调动和药剂数量计算,协助进行火场指挥。”

孔翔告诉记者,目前这一系统还不完善,主要是数据库只有一些火场救援指南,大量的案例战法和人工判断还没能计算进去。但他提到,大数据最大的优势就是不断学习和完善,只要方向是正确的,在不久的将来,这个系统完全可以具备现场指挥员的救援处置能力。

红星新闻记者 刘亚洲 

编辑 包程立 责编 官莉