面向青藏高原东北缘地震灾害的武警救援装备建设研究.pdf

中 国 应 急 救 援CHINA EMERGENCY RESCUE26 中 国 应 急 救 援理 论 探 索T h e o r y D i s c o v e r y面向青藏高原东北缘地震灾害的武警救援装备建设研究刘浩1 石福丽1 李文博2摘 要青藏高原东北缘地区，有着数量众多的活动断裂，是形成我国地震最为活跃的区域之一。武警部队作为抢险救援的精锐力量，在遂行地震灾害救援任务中肩负着神圣使命。目前，武警地震救援装备尚存在装备可靠性相对较弱、多样化保障相对不足、装备协同相对较差等问题，为更好完成地震救援任务，从提升装备科技效能、强化装备环境适应、完善装备保障体系等方面提出发展对策，为提升救援装备能力建设提供了借鉴。关键词：武警部队 地震灾害 救援装备Research on Rescue Equipment for PAP Suitable for Earthquake Disaster Response in Northeast Margin of Qinghai-Tibet PlateauLIU Hao,SHI Fuli,LI Wenbo Abstract:There are a large number of active faults in the northeastern margin of the Qinghai-Tibet Plateau,forming one of the most active areas of earthquakes in China.As the elite force of search and rescue,the Peoples Armed Police Force shoulders the sacred mission in carrying out the task of earthquake disaster rescue.At present,there are still some problems in the earthquake rescue equipment of the PAP,such as the relatively weak reliability of equipment,the relatively insufficient diversified support,and relatively poor coordination of equipment.In order to better respond to earthquake rescue mission,putting forward some development initiatives from the aspects of improving the scientific and technological efficiency of the equipment,strengthening the environmental adaptation of the equipment and improving the equipment support system,which provides a reference for improving the rescue equipment capacity building.Keywords:Peoples Armed police force;earthquake disaster;rescue equipment全球每年有超过 100 万次的地震发生，相当于大约每分钟两次地震1。青藏高原东北缘地区，因受欧亚板块和印度板块的主控边界断裂海原-祁连断裂和阿尔金断裂夹持，形成数量众多的活动断裂，成为我国地震最活跃的区域之一，也是我国地震救援研究的热点区域。据统计，我国大陆大部分地区位于地震烈度以上区域，有超过 58的国土面积和近 55的人口位于度以上的地震高风险区，包含了中国 23 个省会城市和2/3 的百万人口以上城市2。以西气东输、中欧班列两大基础设施两侧约 50 千米范围作为任务区域（图1），长度约 1092 千米。在收集、整理、分析该区域已有基础地理、地震构造、地震灾害、城市建设等资料基础上，针对青藏高原东北缘地区面临的较高地震灾害风险，结合武警部队所担负的任务特点及装备建设现状，提出该区域地震救援装备建设发展对策。1 任务区域环境特点青藏高原东北缘地区主要包括祁连山和河西走廊两大地理单元。河西走廊西起疏勒河下游，东至乌鞘岭，是一条东西长约 1000 千米，南北宽几千米至 50多千米的狭长区域，是古丝绸之路的重要组成部分，西气东输、中欧班列等重大基础设施沿该区域分布密集。复杂的理 论 探 索27CHINA EMERGENCY RESCUET h e o r y D i s c o v e r y2024 年/第 2 期/总第 104 期地质构造，频发的强烈地震，给该区域的重大基础设施带来了严重威胁。1.1 区域重大基础设施及主要城市任务区域位于青海省和甘肃省境内，重大基础设施主要有西气东输管线、中欧班列、兰新铁路、兰新客运专线等，涉及两省 49 个市（县），人口分布极不均衡、差异性较大。兰州、西宁及河西走廊内的张掖、武威等城市人口密集（其中，张掖和武威两市的城区人口分别为51 万人和 101 万人），祁连山山区人口稀疏，多为无人区。1.2 区域地形地貌与气候特征从地形地貌特征来看，任务区域位于黄土高原与青藏高原的过渡地带，地貌分类复杂，地质构造特殊3，祁连山山脉海拔多在 4000 米以上，与河西走廊的相对高差为 2000 米以上。其中祁连山的天然降水和冰雪融水在河西走廊内融汇，形成了石羊河水系、疏勒河水系和黑河水系，为祁连山北麓的绿洲和河西走廊内的农田提供了丰富水源，河西走廊内的大部分区域被戈壁、沙漠覆盖，祁连山岩石多为裸露，植被相对稀少。1.3 区域地震活动情况研究区域地震活动频度高、烈度大，历史上记录到的 6 级以上地震共 29 次。近年来，仍有多次中强地震发生，如1986 年青海门源 6.4 级地震，2016 年青海门源 6.4 级地震。其中，2022 年 1 月 8日发生的青海门源 6.9 级地震，更是造成兰新铁路客运专线冷龙岭隧道和硫磺沟大桥的严重破坏，进而导致铁路中断。2 武警部队地震救援任务分析近年来，随着武警部队规模结构和力量编成调整改革，为更好完成“六位一体”使命任务，抢险救援力量得到了全方位、立体性发展，作为抢大险、救大灾的主要力量，改革调整后，实现了由小而散向多而精的调整优化，抢险救援力量覆盖全国，指挥协同性、应对高效性、处置有效性实现大幅提升。针对地震灾害救援任务，武警部队救援力量主要开展“侦检评估、人员搜索、现场营救”等行动。“侦检评估”是指对任务区域及周边潜在危险进行监测和评估，包括分析危险源、建筑物和空气状况，评估建筑物受损部位、二次倒塌风险、结构稳定性等。同时，开展余震监测、缓慢沉降和倒塌趋势分析，视情对起重机、装载机、吊车等工程装备的使用提供建议。“人员搜索”是指采取人工表层搜索、搜救犬深层搜索和仪器精确搜索等方式，对任务区域内被困人员进行搜寻、探查及标记的行动。通常需要根据灾情信息制定搜索方案，进一步明确优先搜索区域、搜索方法、任务分工和人员编组等。“现场营救”是指根据评估结果和搜索信息，采取开设营救作业面、创建营救通道、救治和救出被困人员的行动。主要包括：障碍物移除、障碍物顶撑、障碍物破拆、建筑物支撑、绳索救援等技术。3 武警部队地震救援装备现状分析3.1 装备应用典型案例2023 年 12 月 18 日，甘肃省积石山县发生 6.2 级地震，地震共造成甘肃、青海两省 77.2 万人不同程度受灾，151 人遇难，983 人受伤，灾区建筑物、基础设施受损严重，直接经济损失 146.12 亿元。任务中，武警部队救援力量使用的侦检、搜索、营救、车辆等救援装备几百余套，各类车辆 60 余台，第一时间赶到积石山县刘集乡和大河家镇展开救援4。本次救援行动中，武警部队主要担负排查搜救、伤员救治、救灾物资搬运、受灾群众安置等任务，在整个救援行动中发挥图 1 任务区域中 国 应 急 救 援CHINA EMERGENCY RESCUE28 中 国 应 急 救 援理 论 探 索T h e o r y D i s c o v e r y了重大作用。此次救援任务顺利完成，地震救援装备在此次行动中发挥重要作用，但通过救援官兵反馈，从救援装备使用角度来看，仍然存在以下不足：3.1.1 部分装备受救援现场多因素影响，功能作用发挥不完全如目前救援分队广泛使用的生命探测仪，由于现场作业人员较多，人畜生命体征辨别复杂，装备噪音干扰大等原因，容易造成情况判断失真，影响救援效果。3.1.2 智能救援指挥决策与评估系统建设迟滞，信息化救援能力有差距极端自然环境下救援指挥决策适用性不强、响应速度慢、准确性不高、智能化程度低等问题亟待解决。3.1.3 救灾物资储备体系及标准化工作欠缺，装备筹储供策略研究仍需加强针对各级装备物资储备体系建立，储备标准的制定，救援装备器材的紧急调运联动等方面，还需要进一步加强研究。对于地震救援装备发展建设，亟需紧盯科技发展动态，着眼信息化、无人化、智能化发展方向，紧扣任务需要，强化体系建设，拓展军民融合，着力解决制约地震救援装备发展的瓶颈。3.2 装备应用情况目前武警部队救援力量遂行地震救援任务的主要装备可分为侦检装备、搜索装备、营救装备、辅助装备、通讯装备、医疗装备、后勤保障装备、动力照明装备、救援车辆等 9 类5。3.2.1 侦检装备在灾害现场检测环境中危险因素的设备，主要包括气体检测仪、放射性检测仪、漏电检测仪等。3.2.2 搜索装备在灾害现场进行生命搜索定位的设备，主要包括人工、生物、仪器。3.2.3 营救装备在灾害现场开辟安全通道和搬运受困者的设备，主要包括破拆、顶升、移除、绳索、动力照明、辅助等设备。3.2.4 医疗装备在灾害现场实现生命支持和洗消防疫的设备。主要包括救治、消毒、疫情防控等。3.2.5 救援车辆指提供指挥、通信、营救及后勤保障的机动运载车辆。主要包括装备器材车、保障车、其他运输车辆等。3.3 存在问题3.3.1 整体性能难以满足实际，装备可靠性相对较弱一是作业效率相对较低。现有的侦检装备尚未达到自动化、集成化作业要求，过度依赖人工作业，红外、遥感等远距离侦测能力还不能满足任务需要。二是功能延伸相对较弱。现有的搜索装备虽能基本满足任务需要，但作业环境兼容性不足，作业距离仍有限制，对任务区域开展立体广域扫描、智能交互识别及精准快速定位等能力还需提升。三是环境适应性相对较差。现有部分营救装备在高原高寒条件下，存在启动困难、功率不足、电池损耗倍增、作业时长缩短等难题；液压装备甚至出现油液冻结、流动性降低、管路冻裂等情况；由于气压降低，还出现装备密封失效的现象，威胁操作安全，影响装备性能发挥。3.3.2 复杂环境通信有待突破，多样化保障相对不足高原高寒环境使得信息化装备性能下降明显，电离层变化强烈，多径效应明显，信号传输衰减较大。骤起骤伏的地形环境造成无线电波产生阻隔作用，形成电磁“盲区”。此外，复杂条件下风沙侵入触点，增大接触电阻导致触点烧伤，造成接触不良、漏电等故障，加剧装备损耗。实际救援中，任务现场无公网、地形环境复杂、天气情况恶劣等因素，还会降低信息组网传输效果，对现场通信造成负担，多样化条件装备保障难度增大。3.3.3 高精度探测水平亟待加强，装备协同相对较差地震发生后，被埋压人员生命体征信号微弱、姿态随机、空间各异的特征，影响了生命探测仪的探测效率，现有装备难以克服自身抖动、人员姿态变化、空间结构差异造成生命体征提取和识别的难题，突出表现在探测距离近、探测效率低、探测精度弱等瓶颈。除此之外，还存在传统救援装备与智能救援装备协同不到位的现象，任务中常常因为装备调配不当，造成部分装备闲置，影响救援效率，无法发挥装备体系整体效能。4 武警部队地震救援装备发展对策4.1 着眼任务需要，提升装备科技效能地震及次生灾害发生后，深层被埋压人员搜寻定位困难，恶劣自然环境给救援工作带来了巨大挑战。随着信息技术的发展，无人化、智能化技术获得了广泛应用，需要加大智能化装备救援理论创新、探索智能化装备救援形态、摸清智能化装备救援机理，从根本上提升理 论 探 索29CHINA EMERGENCY RESCUET h e o r y D i s c o v e r y2024 年/第 2 期/总第 104 期智能无人救援装备的水平5。针对极端自然环境下救援指挥决策适用性不强、响应速度慢、准确性不高、智能化程度低等问题，研发适合高海拔低温环境下物联感知系统，提升救援装备环境适应性和安全状态分析预警，增强特殊环境下救援决策指挥能力。针对青藏高原东北缘人员居住分散、信息网络覆盖相对不足等情况，加强无人航空器应用，广泛使用无人热成像装备，强化无人集群协同救援，完成大范围区域内搜索和巡逻6。除此之外，装备操作便携性也是地震救援装备需要考虑重要方面之一，通过改善便携性，可以有效降低装备对救援人员的专业度影响，使得救援人员可以在任务现场更快操作救援装备，提升救援效率。4.2 深化融合发展，强化装备环境适应坚持“需求牵引、科技创新、资源共享”的思路，研究形成涵盖广泛、体系全面的深度融合发展局面。首先，在灾情预警研判上，要深化交流协作，构建省地震局专家组与救援部队相互协同的信息共享研判机制，有针对性的开展联合训练演练，积极开发救援装备辅助系统，将无人机、工程设备、通信设备进行统筹，提升协同救援效率，实现救援装备智能调配7；其次，在救援力量建设上，广泛研究不同区域救援特点及规律，强化搜索、营救、转移等科目训练，加强救援分队建设，构建梯次合理，编组优化的救援力量，充分考虑危险化学物质、高强度撞击、高温、高寒、高湿度等特殊作业环境8，对地震救援装备的影响，提高装备的可靠性和环境适应性；再次，在装备保障建设上，要立足现有装备实际，强化装备应用、供应、维修等方面的保障，加强科学管理，实施快速有效保障。此外，地震救援装备较其他装备而言，军民共用性更好，其中防护、侦测、搜索、营救、绳索等装备，在日常生产中同样应用广泛。4.3 紧跟发展趋势，完善装备保障体系当前，世界各国的地震救援装备都朝着多样化、多功能化、信息化等方向发展9。我国的应急救援装备建设，也必将以建立完善的应急救援装备体系为基础10，因此，武警部队应在科技创新的驱动下，坚持以任务为牵引，切实摸清短板弱项，加大装备采购、研发和配备力度。针对担负任务区域实际需要，科学构建武警部队装备保障体系，就近建设抢（维）修材料储备仓库，因地制宜增加装备储备，满足大灾巨灾的应对需求，优化储备装备物资的品种、规模、分布和标准，增加工程机械、破拆顶撑、个人防护等救援装备储备11。同时，加大与国家应急资源管理平台的对接力度，根据国家应急物资储备布局，建立武警部队自身储备物资的动态调整机制。加强与生产销售企业、施工单位、大型专业物流企业联系11，畅通装备保障物流供给渠道，有效提升装备物资保障能力。作者单位：1.武警工程大学2.甘肃省地震局参考文献1 裴惠娟,周中红,孙艳萍,et al.甘肃省地震灾害时空分布特征研究 J.自然灾害学报,2015,24(03):67-75.2 孙磊.中国地震灾害管理的历史进路、变迁动力与现实挑战 J.中国应急管理科学,2023,(11):53-65.3 李潇昂.甘肃省地震灾害风险评估研究 D,2021.4 郭祥云,韩立波,张旭,et al.2023 年 12 月 18 日甘肃积石山 6.2 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