城市水域安全与救援：先进科技装备如何助力水域救援新趋势
随着该国各地城市化的快速发展，各种规模的城市逐渐成为人们工作，生活和娱乐的主要领域。目前，水环境规划经常在城市设计中安排，各种形式的水都立即出现在城市的每个角落，不仅保护和规范城市的当地环境，而且还为人们提供休闲，娱乐甚至工作。这些水具有不同的形状，包括自然和人造，这带来了便利性并隐藏了安全风险。从近年来的事故统计数据来看，可以看出，水中溺水的事故经常发生，并逐年增加。即使是专门从事潜水行动的人，也有潜水行动中溺水和中毒的风险。随着人们对生命权的高度重视，人类对自己的安全感的追求逐渐变得突出并受到高度重视。可以预测，使用先进的科学和技术设备来协助水救援，不可避免地会成为水救援设备开发的新趋势。互联网的图片
1。工作原理和共同类型
⒈工作原理
水下机器人的工作原理是使用配备了专门设计用于水下救援目标对象的多个检测设备的检测设备，用于与水下事故救援环境相关的参数的检测设备以及拯救目标对象。多功能的水下机器人，例如从水面到土地的特殊救援工具和设备，可用于事故救援水，检测和检测有关意外水下救援环境的信息以及有关水下救援目标的信息，并使用水并使用水。机器人的特殊工具将救援目标从水下运送到指定的水面积，以从水面挽救救援目标。在一定程度上，它取代了潜水救援人员，并在水中进行了大量的人类工作活动，消除，减少和降低了运营商的风险以及使用水下救援设备的人员的整体费用，可节省整体的成本救援工作，并提高整体救援工作效率的成本。
⒉普通的水下救援机器人
⑴带电缆的遥控器机器人
这种类型的机器人主体通过光电复合电缆连接到地面工作基站，操作终端设备通过电缆连接到地面工作基站。复合电缆用于实现车身和基站之间的通信和电源。操作员通过操作终端在地面上的操作终端通过。设备和基站远程操作身体以完成特定的操作任务。操作状态和收集的现场信息可以显示在基站的终端上。它主要由地面工作基站，电缆和绞车，起重设备，电源系统设备，推进器，机器人车身框架，浮动材料，摄像头系统，机器人，照明装置，机舱和其他设备，声纳和其他检测和检测设备。它由机器人，障碍物拆卸设备，其他特殊工具等组成。
⑵没有电缆的水下机器人的术控制
这种类型的机器人身体与地面工作基站没有直接的物理介质连接。通信连接使用无线通信或专用的水下通信网络。电源通常由独立携带的电池提供。操作员可以远程使用地面上的计算机基站进入身体。为了控制特定的操作任务，身体还可以启用诸如自主导航和自动操作之类的模式，并且其操作状态和收集的各种信息可以显示在基站的终端上。它主要由地面工作基站，起重设备，推进器，内置电源，机器人车身框架，浮动材料，相机系统，照明装置，机舱，通信系统和其他设备，声纳和其他检测和检测设备，机器人，障碍物拆卸设备，其他特殊工具等。
2。当前的发展状况
⒈理论和技术研究
在早期，一些研究人员就类似的水下机器人进行了水救援进行了大量研究。早些时候，在中国开发了紧急救援车，可以检测到水下渗透的洪水淹没车辆的数量，位置和水下流动条件。救援人员必须进入水以营救被困的人。在控制算法方面，有文献研究了用于小型水下救援机器人的标题和深度控制的控制算法，并进行模拟和实验研究。它提出了一种基于声学，视觉和可移动参考对象的组合定位和搜索方法，以完成搜索和救援系统平台。建筑和救援。
一些文献建议将声纳与潜水打捞头盔相结合，以从光学方向和声学方向完成水下较低的视觉头盔的人体工程学机制，并将声纳与潜水拯救头盔的整合完成。一些文献提出了一个无线电的水下救援机器人。一些文献提出了将水下拆除用磨料喷气机拆除救援机器人的关键问题。一些文件设计了一个自动巡航检测，快速遥控和救生员的救援机器人。一些文献开发了水下原型用于缺陷检测，以进行水下机器人定位和路径计划方法的研究。一些文献依赖于仿生技术，并使用海蛇作为建模原型来制定仿生机器人的整体规划。一些文档为水下救援和打捞中使用的小型水下机器人设计了一个控制系统，以实现水下机器人的运动控制，各种传感器的数据采集，视频拍摄和视频录制以及故障警报提示。
为了应对由于经常发生的隧道事故而限制人工救援能力的情况，有一份文档设计了具有强大地面适应性的追踪隧道救援机器人。已经开发了一种新的充气和高效的救援装置，用于逆转水，这可以在波浪中稳定转弯，抵抗风和波浪，并迅速逆转。最大负荷质量为160公斤，有7人可以同时救出水中。为了响应车辆瀑布事故，一些文件设计了一个紧急有线电视救援设备，用于由水下机器人控制的车辆瀑布事故，进行了其关键组件和设备的开发，并在实验室条件下完成了功能验证。
为了响应对小吨位物体快速救援和快速挽救的需求，有文献研究与水下螺柱焊接有关的技术。计划迅速焊接力抓地力，并在物体上安装一个举重环，以便在水下挽救，以尽快促进快速提升和紧急救援。为了响应复杂的操作，大尺寸，难以存储和对操作员的高专业要求，有一份文档设计适合城市环境的小型水救援机器人，可以快速救援。有一些文档设计和生产一个机器人，用于测量和清洁城市的地下隧道，这可以完成测量和清洁地下隧道的任务。有一些文献研究机器人测试中水下机器人的静水压力测试方法和测试标准，并设计了一组水下机器人的静水压力测试平台。
关于整体结构设计理论和水下机器人的新技术，用于水救援的新技术，全新机器的新理论和技术控制整个机器的动态性能控制，水下通信理论和技术，水下三维三维成像的新原理和技术等等，因为关于检测救援目标对象的理论和技术研究相对较少，与水环境有关的参数以及在用水量中检测危险目标合成孔径声纳，双眼相机和多眼相机。
⒉与行业相关的实力应用
消防部门已在早期总结了消防水下救援队的设备和设备，并建议包括水下机器人。 在CES首次亮相，并预测它将使用机器人在将来进行水救援。许多国内公司开发的水下机器人可以快速，准确地发现水下搜索和救援行动的目标，从而节省了搜索和救援行动的时间。 公共安全局警察局的每辆警车都配备了水救援机器人，挽救生命的范围可以超过1,5亿，并且响应速度大大提高。随着技术的持续发展，水救援机器人将得到充分升级，这可以通过“航空综合”系统带来更多便利，并挽救更多的生命。
在中国在水下事故救援中使用水下机器人的实践经验相对分散，并且没有统一的搜救理论和方法。它主要受价格等因素的影响，并且尚未被广泛用于救援行动。各种水下救援应用方案尚未全面整理和分析，并总结了水下机器人参与救援操作的各种实际需求，包括相应的功能和性能参数。
⒊国家标准
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自从颁布和实施国家标准“轻型电缆遥控器机器人”（GB/–2018）以来，它在家庭和家庭的整个行业的发展和增长以及家庭和家庭的整个行业的发展和增长中发挥了重要作用国外。平衡的发展和其他功能。
就水下机器人而言，大量国家标准缺乏总体指导和支持，并且缺乏由相关政府部门和行业领导的方案适用性标准的研发和促进机制。有些问题逐渐迅速暴露，甚至变得越来越严重。结果，情况是不能披露不同制造商的出色典型设计计划，也不能用于指导和支持制造商以促进相互增长。当前情况基本上是基于他们自身的长期经验积累，并逐渐相互改善。它甚至没有引用。少数制造商占领了对典型适用方案的大量需求，而更先进和实用的技术无法迅速进入该领域，造成浪费资源，当地拥堵甚至恶性竞争，造成了巨大的困惑，甚至引起了各种需求方。巨大的资源浪费。其中最明显的是关键组件及其材料选择，典型的设计方案，设计方法，基本理论，方法和常规技术，用于典型应用程序方案，等等。
该标准涉及非常广泛的范围，无法满足不同水域中复杂实际应用方案的特定需求。如果不可能基于此专门进行水下救援机器人的申请研究和制造。满足类似情况的实际需求的产品；没有持续开发和形成国家特殊机器人的国家标准，包括水下机器人进行水救援；无水浊度计和多普勒计，可以测量并在更广泛的范围内测量和获取更多信息。已经包括了事故水域的分析和检测，以及在市场上成功使用的其他设备；它可以开发行业标准，例如指导技术方法和典型的设计解决方案，用于弹性的水下机器人负载。简而言之，根据许多功能和性能，基于此生产的水下机器人对实际救援工作几乎没有任何意义，尤其是在流速较大的水下环境中使用，水深度较大，水中的大浊度大，并且分布在水中。水下环境。在异常众多危险物体和复杂分布的情况下，类似产品的实际应用将受到严格限制。
⒋制造商
在水下机器人的国内制造商中，从事救援活动的水下机器人制造商主要包括Boya （北京）机器人技术有限公司， Co.，Ltd。等。水进行和救援工作，主要由当地公共安全，海岸警卫队，海事，水务事务，紧急情况以及事故发生的其他部门派遣。中国没有成熟的制造商，专门研究水下救援机器人的深入，全面和完整的研究，生产和应用。
⒌取消案例和申请分析
2018年10月3日，凯森（）在里济豪（）兰斯汉区（ Iron and SteelBase）的 Iron and SteelBase的支持矿石终端项目中倾斜，杀死了9人。使用水下机器人观察并找到两个人。
2017年9月6日下午，两名潜水员在Hebei 的 长城勘探项目中失去了联系。 9月18日下午，发现了两个人使用水下遥控机器人60多米的图像。
2020年11月15日，一名来自南宁的潜水俱乐部的女潜水员在潜水时失去了联系，在桃花花水母的天窗上潜水，并使用水下机器人发现了尸体的位置。
在2021年7月15日凌晨3:30左右，在（南部）项目的隧道的建设区发生了渗透性事故。许多人被杀。使用水下机器人发现了许多尸体。
营救其他紧急情况。近年来，水下机器人已经能够参与并协助中国许多紧急情况的救援行动，例如在旺州的公交车坠机，重庆，扬特兹河和南中国海的一些沉船事件，以及在挑剔的造船厂，四川。
可以看出，在早期阶段，许多紧急情况的救援工作逐渐引入了水下机器人设备以协助操作，例如检测遇险中的人们的形象并确认位置。但是，这些水深度在200m之内，并且所使用的水下机器人设备暂时组织或运输。没有专门用于救援操作的设备，可以投入整个救援操作过程中，并且缺乏快速的三位数成像和精确定位系统。
目前，还没有系统整合多种功能，可以携带不同的设备来进行多参数测量（包括图像，视频，水参数等。在实时集中显示中远程收集的各种信息。它还可以进行自动综合分析（例如，对目标对象进行三维成像，关键数据的自动识别等）以及可以分析和判断的水救援平台的全面救援设备。
3。前景
⒈水救援行动的风险
类似于近年来进行的上述水下救援行动，并且可以澄清的是，水救援行动的风险与各种因素有关，并简要描述如下。
⑴水本身。意外水区域水面下方的水环境相对复杂。主要危害和有害因素是光线不足（发光通量的显着降低，人眼接收通道的限制等）以及无法准确测量和迅速捕获水体参数（不稳定的水流速度和方向清楚的情况预测和感知），各种水体的温度，有毒含量，浊度变化，突出物体等无法准确测量和确认，并且无法准确预测和感知，诸如生物攻击和倒塌和陆上滑坡之类的紧急情况。同时，到目前为止，尚未进行有关发生概率，危害后果和危害区域的特殊研究和实验，并影响水体的危害，这是空白的。但是，可以预测，与地面上发生的相同类型的紧急情况相比，水下人的总体风险价值更大，后果更加严重。
⑵室。操作员无法准确，快速地测量并获取水下信息，并将其提供给准备在水中运作的地面指挥官和人员。限制获取信息是最大的风险。人员必须遵守潜水操作中的相关安全操作程序。操作员的“三个违规”是最常见的风险。在操作中犯错误的可能性大于机器的可能性。在水下行动中发生“三个违规”之后，总体风险很高。大的。
⑶设备。水操作的安全主要取决于设备技术水平的水平。呼吸器设备及其辅助设备的质量是主要影响因素，它也与设备的日常维护和更换相距甚远。风险主要来自设备本身的质量，维护和更换的质量零件以及操作过程中对安全操作程序的相关要求的遵守程度。设备故障引起的风险相对较高。
⑷人员。在工作期间，入口操作员的身体和心理状态，他们已经掌握的技能和水平，经验，他们在工作中处理紧急情况的能力，工作持续时间，与设备和其他人合作的能力，等等。，是自己的影响。风险的主要因素。
⑸工作方法。风险主要集中在缺乏适应特定救援目标和现场操作的实际需求的目标操作方法上。有关操作方法制定的信息并不全面，缺失和不可靠，这导致无法完全适应实际救援任务的特定需求。选定的操作是该方法本身具有许多影响救援工作实施的缺陷。这也部分是由于操作员没有采取适当的保护措施。操作方法中故障或缺陷的风险相对较高，主要受到发生的可能性的影响。
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⑹基于决策的信息。该决定的信息的风险主要来自于无法准确，及时，快速，全面地传输救援目标，周围环境及其更改，并将其更改传递给决策者。信息收集中有很大的错误，收集的内容并不全面，因此收集和传输信息。时间延迟太大，并且信息制定者不方便地使用。信息后处理所需的操作方法太复杂和机密。可靠性较低，程序过于复杂，救援方面的不方便以及针对性决策方法的决策。这种风险相对较大。
⒉应用水下机器人的作用
通过上述类比分析，可以发现水下机器人在水救援中的主要功能可以分为：水运输工具的作用，水下检测工具的作用以及水下操作工具的操作。辅助救援功能如下。
⑴救援人员本身所扮演的角色：拯救水下救援人员的能量；通过水下行动降低给救援人员带来的风险；提高水下操作的效率；合作以节省财务资源；创造就业机会并改善社会文明学位。
⑵决策者扮演的角色：能够尽快获取决策者所需的信息；能够准确了解决策者所需的内容；能够全面获取所需的信息。决策所需的信息越全面，决策者制定救援计划就越有利。与救援目标本身有关的信息，与救援目标所在的环境有关的信息，救援目标和环境的实时更改信息，救援行动中各种风险的分配及其更改等，所有这些都必须是连续，全面地获得；持续的帮助和动态周期决策的改进。
⑶在使用各种设备的整体高效和协调优化中所起的作用：减少不必要的设备消耗并节省整体费用；提高特定操作的准确性；并促进水下机器人设备性能的持续改进。
⑷决策和救援的作用：快速，高效，并获得实时，可靠和全面的信息以进行决策；救援人员需要在水下操作环境中准确获取并及时分析各种危险因素，并在特定的救援行动中正确使用；事先获得的信息在制定救援措施中起着指导作用。指的是制定的救援措施，它将更具针对性和可靠性，并且运营人员将更安全地进行操作，并且实际的动态信息将更加全面。 ，可以降低整体操作的风险。
其他功能：某些任务是特殊的，只能由机器人完成，或者必须由机器人完成，这可以有效地降低人员操作风险。例如爆炸物，枪支，剩余的高风险核物质，包含重要国家机密的载体（例如笔记本电脑，硬盘存储媒体等），特殊犯罪证据等水的底部或石头，土壤和石头的石头上，人们进入水的水域不能清楚，可靠地消除操作的风险，否则人事行动将带来更大的风险。机器人可以取代进入水域，并有效，快速执行此类特殊任务，而不是人类。
内部的水下机器人开发趋势
一些文献指出，这种设备的实际应用并不乐观，当前的技术无法完全满足复杂灾难现场救援任务的实际要求。它的移动性，感知，沟通，电池寿命和特殊环境中的特定要求都限制了其应用。救援机器人技术有四个开发方向，包括综合救援功能，独立的救援行为，协调的救援任务和轻量级救援设备。一些文献指出，上述技术发展趋势有利于统一现有的救援机器人的功能，在危险环境中进行全面的救援活动，提高救援水平并形成良好的救援结果。在救援机器人的研究和开发中，我们需要通过各种技术优势加深救援技术的科学发展，并改善危险环境中救援机器人技术的科学性质。一些文献提出了五个开发建议，包括增强保护能力，提高沟通能力，提高电池寿命，增强导航能力以及掌握控制能力。将来，它将发展到质量，智力和稳定性。
一些文献提出，结构发展旨在满足环境，结构，材料和驱动器的综合设计，并具有一般/特殊的复杂需求。绩效发展旨在高可靠性，低能消耗和良好的环境适应性；设备开发非常聪明，可以准确地感知极端环境，多维信息自主决策，智能容错的能力和多机动态协作；通信技术开发旨在快速建立设备，多信息和在复杂空间环境中多信息信息的准确通信；救援设备开发朝着诸如方便操作和人机友好之类的趋势上，建立完整的性能评估系统和一系列标准系统。建议建立一种用于紧急救援设备的生产，教育，研究和应用的系统，并在关键时刻使用。加强技术突破和智能紧急救援设备的工业促进。实现紧急救援设备的高质量开发。
先进的智能控制技术，多感知融合技术，无线通信技术等逐渐应用于救援设备，以便紧急救援设备具有智能控制策略，精确的环境感知，独立学习和紧急情况的适应性等。达到紧急救援设备的高质量开发。一些文献提出，它将发展为先进的结构设计，可靠的运动性能，高智能，快速准确的沟通以及良好的人力计算机互动。一些文献指出，水下机器人的设备和使用将进一步增强，应用方案将更加受欢迎。水下机器人是从搜索和救援复合设备开发的，该设备目前更频繁地用于运营专业知识，这将突出声纳的搜索范围，搜索准确性和成像技术，并且还将成为救援团队的主流配置。灯泡设备将突出显示工作组的水下控制功能和多维关节轴功能。
到目前为止，在紧急救援行业中，无论是对水下机器人在水下救援中的作用的分析和演示，水下救援机器人的功能以及相应组件的设备以及选择相应组件的设置，还是在水下机器人的选择模制产品的功能认证，产品制造检查和检查以及大规模的试用案例，尚未在“水下救援机器人”上得出统一的结论，并正式颁布了相应的标准和法规。
目前，水下紧急救援仍然在水下机器人设备的开发中占有很大的盲点。例如，搜索和救援深度已经达到甚至超过100m，并且无法通过适当的方法充分同意中国水下救援行动的许多特殊要求。 ，导致需要与使用的特征相结合的市场上现有设备的特殊改进。大多数救援行动都涉及特殊操作，这些操作类似于开发和促进类似设备以形成规模开发的经验。只有通过制定国家标准来给出明确的限制和指导，我们才能在短时间内迅速集中并形成财务和人力资源。 ，情报，物质资源，政策力量和其他优势，集中精力在困难的问题上取得突破，例如快速的三维目标成像对救援目标对象和周围的特定对象。
从上面的讨论中可以预测，使用更先进的科学和技术设备（例如水下机器人）来协助水救援，不可避免地会成为水救援设备开发的新趋势，并且可以使用它取代危险的操作。模块化，智力和功能整合将有可能成为未来设计和开发的主流，并将越来越多地应用于水救援行动。
4。结论
水下机器人执行检测和其他相关任务，以获得由人员操作获得和执行的各种信息和任务行为，比人事操作和执行任务更全面，更准确，更可靠，更加准确，更准确。人员运营可以降低运营的总体风险，提高整体运营的效率，大大降低整体运营费用，有效地减少紧急情况，例如牺牲和工人伤害，并为决策者和救援人员提供更高的质量和更高的可靠性。 With and "", the use of to carry out is one of the for theof work in the , and it is in line with thelaws ofandtotheof thecause. Using thiscan work, and.
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