雷達生命探測儀在消防救援中的應(yīng)用探究

■ 晏治 貴州省黔南州消防救援支隊

搜救犬、音頻生命探測儀、光學生命探測儀、紅外生命探測儀以及雷達生命探測儀在災(zāi)害搜救中比較常見，各有不同的特點。搜救犬在淺表層的搜救效率高，具有不可替代的作用；音頻生命探測儀在現(xiàn)場開展工作的效率較低，信號衰減大，在實際的操作中，音頻生命探測器受到的限制也比較多；光學生命探測儀自帶光源，能夠多角度進行旋轉(zhuǎn)，隨著照明空間和探測方位的變化，其搜救的效果也會發(fā)生或好或壞的變化；雷達生命探測儀在實際工作中不易受到現(xiàn)場環(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。雷達生命探測儀具有很強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技術(shù)[2]。

一、雷達生命探測儀的性能分析

（一）雷達生命探測儀的發(fā)展現(xiàn)狀

汶川大地震后，我國的生命探測儀已經(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)于生命探測儀的相關(guān)理論研究，在不斷努力下，國內(nèi)生命探測儀的探測裝備、相關(guān)的探測距離、靈敏度、介質(zhì)補償，都已經(jīng)與國外同類水平的指標相差無幾。相較于以前，我國使用的生命探測儀幾乎完全依賴進口，當前雷達生命探測儀已經(jīng)取得了較大的進步，但是在實用性方面還有待提高。

（二）雷達生命探測儀的技術(shù)創(chuàng)新

雷達生命探測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，對墻壁、磚塊、碎石塊發(fā)射電磁波時，電磁波產(chǎn)生的信號將沒有變化；對還在活動或是呼吸的生命體發(fā)射電磁波時，電磁波返回的頻率會有所變化[3]。在接收器受到反饋時，用3分鐘的時間采集信號，運用累計信號、微分放大處理技術(shù)，分析接收器上的異常點，能夠準確判斷被困人員的生命體特征以及被困的位置。雷達生命探測儀是對于傳統(tǒng)技術(shù)的革新，涉及UWB＋MIMO＋Wi-Fi＋手機信號，其穿透障礙物的厚度可以達到15米，有效探測深度可達30米，開展定位營救，定位的精準度更高、虛警率更低、探測距離更加準確。

（三）雷達生命探測儀的實際搜索能力

制作雷達生命探測儀的廠家不同，技術(shù)也會有所差異，探測的距離以及深度也會有所不同，文章主要選取了三種不同型號的雷達生命探測儀，對比其不同的探測深度以及探測移動距離，對比結(jié)果如表1所示。通常情況下，探測移動的深度比探測呼吸深度深，由于受災(zāi)現(xiàn)場被困者身體被擠壓，移動信號搜索不便，主要靠呼吸信號搜救。以型號1雷達生命探測儀為例，雷達生命探測儀能夠探測到5米以內(nèi)的呼吸信號、10米以內(nèi)的移動信號，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，一個小時最多可以搜索6000立方米的受災(zāi)區(qū)域。

表1 不同型號雷達生命探測儀探測呼吸深度以及探測移動深度對比

（四）雷達生命探測儀的持續(xù)工作能力

在受災(zāi)現(xiàn)場，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的雷達生命探測儀，對比其持續(xù)工作能力，如表2。以型號1雷達生命探測儀為例，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個小時[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個小時。通常情況下，在救援現(xiàn)場，外界電源無法接入救援現(xiàn)場，雷達生命探測儀要持續(xù)工作十幾個小時，電源不充足將會嚴重影響救援效果。當前的雷達生命探測儀主要采用可拆卸充電電池，能夠不斷增加工作時間，保障雷達生命探測儀的連續(xù)工作。

表2 不同型號雷達生命探測儀持續(xù)工作能力對比

（五）影響雷達生命探測儀的因素

雷達生命探測儀具有很強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)生捕捉電場信號，進而幫助救助人員準確實施搜救。但是在實際的受災(zāi)現(xiàn)場，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，加之被困人員會有焦慮、擔憂、恐懼等情緒，在這種復雜情況下，雷達生命探測儀的準確度與效率將會受到影響。另外，雷達生命探測儀發(fā)出的電磁波在遇到金屬物質(zhì)時將會被吸收、反射，雷達生命探測儀還無法穿透水以及其他含水量高的介質(zhì)。因此，雷達生命探測儀在某些場景運用時還存在不足，其準確度與效率還要進一步加強，對于雷達生命探測儀的效能還需要進一步探索。

二、雷達生命探測儀的救援效能

（一）在救災(zāi)現(xiàn)場的運用

救災(zāi)現(xiàn)場較為混亂、受災(zāi)環(huán)境復雜，救援人員在使用雷達生命探測儀開展工作時，需要將探測區(qū)域內(nèi)的人員清除，降低外界人為因素的干擾，再劃定探測范圍，避免出現(xiàn)盲目探測，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，將雷達生命探測儀置于每個正方形區(qū)域中間，以三分鐘為一次，將探測儀移動到下一個方格中間，以最大限度減少未被搜索到的表面區(qū)域。在探測結(jié)束后，方格中噴上黑色記號用來表示沒有發(fā)現(xiàn)幸存者；方格中噴上紅色記號用來表示可能有幸存者，并標明深度，為后續(xù)救援人員提供決策依據(jù)，可大大提高現(xiàn)場救援工作的效率。

（二）多方位搜索人員位置的運用

在實際探測時，救援現(xiàn)場的情況比較復雜，探測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強度也會有所變化，其位置是否精確就很難得到保證。為了獲得被困者的準確位置，可以在原來垂直方向探測的基礎(chǔ)上，將豎直放置轉(zhuǎn)化為水平放置，對被困者的深度位置進行多方位的探測。通過開展分布式的組網(wǎng)，集合多臺雷達、多觀測點雷達定位等多種搜索方法將分布式優(yōu)勢充分利用起來，以準確獲得生命信息，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）雷達生命探測儀與搜救犬的綜合運用

通過多方位定位，來回移動探測器獲取被困者的位置，雖然雷達生命探測儀對于搜索區(qū)域內(nèi)有無生命體活動的可信度能夠達到80%以上，但是會消耗掉大量的現(xiàn)場救援時間。在實際救災(zāi)現(xiàn)場，綜合運用雷達生命探測儀與搜救犬，可提高搜救效率[7]。搜救犬的搜救可信度很高，基本能找到準確位置。開展搜救工作時，可先用雷達生命探測儀進行搜索工作，發(fā)現(xiàn)可疑目標后，再讓搜救犬進入現(xiàn)場，對目標區(qū)域進行確認；或是先利用搜救犬搜救，確定可疑目標后，再利用雷達生命探測儀進行探測工作，最終確定好被困人員的具體位置，開展營救工作。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

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