原標(biāo)題：洪災(zāi)襲來險情急 科技撐起“保護(hù)傘”

科技日報記者 都芃

(資料圖)

受季風(fēng)、臺風(fēng)等因素影響，每年的7月下旬和8月上旬，民間俗稱“七下八上”，是我國東部地區(qū)降水最為集中的時期，也是我國抗洪防汛的關(guān)鍵時間。今年進(jìn)入7月下旬后，受臺風(fēng)影響，我國東部地區(qū)普遍遭遇強(qiáng)降水天氣。

城市作為建筑物密集、人員高度集中的區(qū)域，在遭遇強(qiáng)降雨時往往存在內(nèi)澇風(fēng)險。為了盡可能降低城市內(nèi)澇帶來的不利影響，最大限度保障人民生命和財產(chǎn)安全，近年來各類科技手段被廣泛應(yīng)用于城市防澇及災(zāi)害救援，為我們撐起了一把防澇減災(zāi)的“保護(hù)傘”。

管道機(jī)器人讓排水系統(tǒng)更通暢

排水系統(tǒng)是一座城市應(yīng)對內(nèi)澇災(zāi)害的重要武器，排水系統(tǒng)的運(yùn)行能力，直接關(guān)系城市能夠承受多少降水量。其中，排水管道是排水系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的組成部分。排水管道一旦出現(xiàn)故障或者破損，就會造成排水量不足或者排水堵塞等一系列問題，進(jìn)一步加重城市內(nèi)澇、環(huán)境污染等。

然而，由于城市排水管道往往深埋地下，檢測維護(hù)頻率較低，管道難免存在堵塞、老化、漏水等問題。一旦遭遇極端強(qiáng)降雨天氣，平時微不足道的小問題都有可能被放大，加劇內(nèi)澇災(zāi)害，嚴(yán)重影響城市環(huán)境和居民生活。雨污管道檢測機(jī)器人便是解決這一問題的好幫手。

雨污管道檢測機(jī)器人是一種能夠行走在管道內(nèi)部，對其進(jìn)行實時監(jiān)測、檢測管道狀況的智能機(jī)器人。雨污管道檢測機(jī)器人主要由機(jī)身、攝像頭、傳感器、電池、控制系統(tǒng)等部分組成。該機(jī)器人搭載高清攝像頭、激光雷達(dá)、多功能探頭等傳感器，攝像頭可以對管道內(nèi)部情況進(jìn)行高清晰度、高穩(wěn)定性的實時圖像拍攝。其他傳感器則用于測量管道內(nèi)部的溫度、濕度等，進(jìn)一步完善管道內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集，甚至人類肉眼無法看到的細(xì)小裂痕也可以被清楚記錄。之后，機(jī)器人會將采集到的數(shù)據(jù)回傳，使地面檢修人員全面掌握管道內(nèi)部的情況。通過控制系統(tǒng)，操作人員還可以對雨污管道檢測機(jī)器人的動態(tài)參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測和調(diào)整，保證機(jī)器人的準(zhǔn)確定位和穩(wěn)定運(yùn)行。同時，雨污管道檢測機(jī)器人機(jī)身由高強(qiáng)度材料制成，能夠適應(yīng)城市地下排水管道內(nèi)部的復(fù)雜環(huán)境。

不僅可以檢測，如今最先進(jìn)的雨污管道檢測機(jī)器人甚至還能夠?qū)艿肋M(jìn)行主動維修。以往，在發(fā)現(xiàn)管道故障后，雨污管道檢測機(jī)器人只能上報給地面人員，后續(xù)再由路政工作人員將路面“開膛破肚”，對地下管道進(jìn)行維修。每一次路面翻修都會給城市居民的正常出行帶來不便。

如今，雨污管道檢測機(jī)器人通過搭載的光固化修復(fù)系統(tǒng)，將一種名為“玻璃纖維樹脂軟管”的膠質(zhì)材料纏繞在修復(fù)氣囊上，再將其牽引至破損區(qū)域后進(jìn)行高壓充氣。隨后，這種材料會像氣球一樣膨脹，緊緊貼附在管壁上，并在紫光燈的“炙烤”下變硬，如此便可完成管道破損處的修復(fù)，該種膠質(zhì)材料的使用壽命最長可達(dá)50年。利用這種方法無需對路面“開膛破肚”就能進(jìn)行管道維修，顯著提升了城市居民的日常出行體驗，同時大大降低了人力、物力消耗。

搶險車排澇宛若“龍吸水”

被網(wǎng)友親切地稱為“龍吸水”的大型移動搶險車，近年來在城市內(nèi)澇救援中受到廣泛關(guān)注，在近期北京、河北等地發(fā)生的內(nèi)澇災(zāi)害救援中也扮演了重要角色。

“龍吸水”通常指垂直式供排水搶險車，是城市內(nèi)澇排水的重要裝備之一。其外觀最為顯著的特點，是有一根可以高高豎起的排水管。憑借這根粗壯的排水管，它可以吸取特定內(nèi)澇區(qū)域的積水，并將其揚(yáng)灑至較遠(yuǎn)區(qū)域，為特定區(qū)域排澇發(fā)揮重要作用?！褒埼钡膿P(yáng)程最高可以達(dá)到22米，相當(dāng)于將水噴至7層居民樓的高度。其單個水泵的額定流量通常在每小時3000立方米至5000立方米，僅用50分鐘就可以抽干一個國家標(biāo)準(zhǔn)游泳池的水。

“龍吸水”具有諸多優(yōu)勢，使其能夠勝任城市排澇任務(wù)。

首先，其應(yīng)急處置速度快。以往固定的大型排澇設(shè)備僅搭設(shè)便要耗時1小時，如遇水位變化，設(shè)備還需進(jìn)行拆、移、裝，更加費時費力，嚴(yán)重影響排澇效率。而“龍吸水”工作時不需要進(jìn)行額外的設(shè)備搭設(shè)，也無需額外的動力源，其可以直接利用汽車自身的發(fā)動機(jī)作為動力，驅(qū)動液壓水泵進(jìn)行抽水作業(yè)，最快10分鐘便可投入現(xiàn)場作業(yè)，真正做到“來之能戰(zhàn)”。

其次，相比傳統(tǒng)大型排澇設(shè)備需配備4至5人進(jìn)行搭設(shè)和運(yùn)行作業(yè)，“龍吸水”通常只需配備2人便可正常開展作業(yè)。在災(zāi)情嚴(yán)重、人手緊張時，節(jié)約出的人力便可以投入到更加緊急的搶險工作中。

除此之外，相比傳統(tǒng)的大型排水設(shè)施，“龍吸水”更加靈活，其長長的吸水臂可以借助特定工作平臺實現(xiàn)平移、翻轉(zhuǎn)、滑移、伸縮、旋轉(zhuǎn)等動作，將作業(yè)區(qū)域最大化，非常適合在地鐵、下穿式立交橋、深基坑等地下、半地下空間和低洼地區(qū)作業(yè)，能以最快速度降低積水給城市居民生活帶來的影響。

除了昵稱霸氣、外觀吸睛的“龍吸水”外，近年來，一種新型的子母式排水搶險車也常出現(xiàn)在城市內(nèi)澇搶險救災(zāi)的現(xiàn)場。子母式排水搶險車通常由兩部分組成，母車為廂式車輛，其車廂內(nèi)部裝備有“子車”。

當(dāng)內(nèi)澇災(zāi)害發(fā)生時，母車停靠在靠近內(nèi)澇區(qū)域的安全位置，隨后釋放“子車”下水進(jìn)行作業(yè)。工作人員可以遠(yuǎn)程遙控“子車”，其最遠(yuǎn)可以在距離“母車”近百米的位置開展遠(yuǎn)程作業(yè)。由于身形小巧，“子車”可以實現(xiàn)全地形移動，能夠深入到人員和大型車輛無法到達(dá)的受災(zāi)區(qū)域，例如城市中常見的地下室、地下車庫、地下商場等，實現(xiàn)安全、高效排澇救災(zāi)。

無人救生設(shè)備快速營救落水者

當(dāng)發(fā)生嚴(yán)重洪澇災(zāi)害時，除了需要對積水險情進(jìn)行及時處置，更重要的是救助遇險人員。在救助保障設(shè)備領(lǐng)域，無人化成為近年來重要的發(fā)展趨勢，從大型的無人救生艇到小型水上救生機(jī)器人，各類智能無人設(shè)備能在關(guān)鍵時刻挽救落水者生命。

無人救生艇通常采用電能作為驅(qū)動能源，能夠通過遙控操作實現(xiàn)無人駕駛，具有智能操作、高效救援、行駛穩(wěn)定的特點，可以替代救援人員營救落水者。

無人救生艇在多處細(xì)節(jié)的設(shè)計上都為落水者獲救增加了可能性。其艇身兩側(cè)配備帶狀軟把手和救生繩，方便落水者抓握，能夠支持2人登艇、4人攀附，最大救援能力達(dá)到6人。全艇重量僅為55公斤，小型車輛也可輕松將其攜帶，保證了機(jī)動靈活性。同時，其獨特的噴泵結(jié)構(gòu)動力強(qiáng)勁，能夠在流速高達(dá)7米/秒的急流中穩(wěn)定行進(jìn)，空載航速達(dá)到每小時25公里，可以在短時間內(nèi)到達(dá)落水者位置。其配備的大容量高性能鋰電池，續(xù)航時間超過1小時，可以滿足救援行動中長時間續(xù)航的需求。

無人救生艇的遙控距離達(dá)到1000米以上，操作人員不僅可以利用遙控裝置控制救援艇行動，還能夠?qū)崟r掌握救援艇的GPS定位、行駛方向、行駛路線、電池電量等信息，合理規(guī)劃救援行動。無人救生艇上裝備的攝像頭在救援過程中可以進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、錄像、拍照；其配備的雙向?qū)χv機(jī)還能夠支持救援隊員與被困人員進(jìn)行語音對講，使救援人員遠(yuǎn)程掌握現(xiàn)場情況。

除了無人救生艇，小型水面救生機(jī)器人近年來也在多地嶄露頭角。2022年8月，山東省威海市公安局海岸警察支隊沙窩派出所接到報警求助，一名男孩在海中游泳時遭遇離岸流，即將被帶入深水區(qū)。緊急關(guān)頭，民警迅速出動“海豚1號”水面救生機(jī)器人，僅用時8分鐘，便將男孩成功營救上岸。

參與營救的工作人員介紹，“海豚1號”水面救生機(jī)器人外形扁平，形狀酷似火箭頭部。其操作十分便捷，當(dāng)遇到人員落水時，施救者單人即可將該機(jī)器人拋扔至水中，遙控其迅速到達(dá)落水者身邊。落水者抓牢后，機(jī)器人啟動，便可迅速將其帶回至岸邊，在施救的同時保障救援人員自身安全。該機(jī)器人不僅能夠承擔(dān)多種復(fù)雜水域下的救援任務(wù)，還具備防沙、防纏繞、防碰撞和自扶正功能，即便被風(fēng)浪或其他外力掀翻，也能夠快速回正。

各類無人機(jī)為救災(zāi)提供空中支援

在抗洪救災(zāi)中，無人機(jī)憑借強(qiáng)大的空中優(yōu)勢屢屢在危急時刻扮演關(guān)鍵角色。在此次北京、河北等地的洪澇災(zāi)害救援中，各類型無人機(jī)便紛紛上陣，在通信保障、物資投送、現(xiàn)場測繪等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為保障受災(zāi)群眾生活、提升救災(zāi)效率作出了重要貢獻(xiàn)。

受此次洪水影響，北京市房山區(qū)、門頭溝區(qū)等地多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)通信信號中斷。中國移動、中國聯(lián)通、中國電信等運(yùn)營商紛紛出動無人機(jī)，搭建應(yīng)急通信系統(tǒng)，融合衛(wèi)星鏈路，實現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)接入，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁?yīng)急通話和短信服務(wù)，保障受災(zāi)地區(qū)和外界通信的暢通，通信系統(tǒng)最多可以支持上千名用戶同時在線，滿足了應(yīng)急指揮所需，為通信全面恢復(fù)爭取了時間。

除了用于通信保障的小型無人機(jī)，大載重?zé)o人直升機(jī)還可以為受災(zāi)地區(qū)投送包括食物、飲用水、救生衣等在內(nèi)的應(yīng)急物資。

相關(guān)工作人員介紹，在此次受災(zāi)較為嚴(yán)重的北京房山區(qū)十渡鎮(zhèn)，為了保障受災(zāi)群眾生活，在當(dāng)?shù)卣{(diào)度下，某公司出動了大載重?zé)o人直升機(jī)，掛載了約35斤物資從臨時搭建起降點起飛，在全程暴雨和大霧天氣中翻越7座山，飛行高度達(dá)700米，成功到達(dá)投送目的地上空，并通過索降的方式將物資精準(zhǔn)投放至目標(biāo)地點。

除了各型旋翼無人機(jī)，大型固定翼無人機(jī)也在救災(zāi)中承擔(dān)著重要的任務(wù)。

例如，翼龍—2H應(yīng)急救災(zāi)型無人機(jī)能夠?qū)κ転?zāi)地區(qū)水位、房屋損壞情況等進(jìn)行偵察，回傳現(xiàn)場高清圖像、視頻數(shù)據(jù)，為應(yīng)急管理部門提供高效指揮和精準(zhǔn)調(diào)度的決策依據(jù)。翼龍—2H應(yīng)急救災(zāi)型無人機(jī)具備遠(yuǎn)航程、長航時、大載重、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點，可以在8至10級風(fēng)中常態(tài)化飛行并執(zhí)行任務(wù)，能夠在旋翼無人機(jī)無法作業(yè)時起到重要的補(bǔ)充作用。

來源：科技日報