黃錦運(yùn) 曲同磊 賈群林

1 國際建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)情況

美國消防協(xié)會（National Fire Protection Association，簡稱：NFPA）的標(biāo)準(zhǔn)《NFPA1006》及《FEMA 城市搜救隊(duì)（USAR）建筑坍塌救援技師手冊》均有相關(guān)的要求，在當(dāng)?shù)鼐哂幸欢ǖ臋?quán)威性。

如：NFPA 標(biāo)準(zhǔn)中，與建筑坍塌救援技術(shù)及培訓(xùn)有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)是 NFPA1006 和NFPA1670 兩個標(biāo)準(zhǔn)。這兩個標(biāo)準(zhǔn)的最新版本都是2017年版的，都將技術(shù)救援分為19個救援專項(xiàng)領(lǐng)域（Discipline），每個救援專項(xiàng)領(lǐng)域都分為了三個級別：意識級（Awareness）、操作級（Operation）和技師級（Technician）［1］。這兩個標(biāo)準(zhǔn)的不同點(diǎn)在于，NFPA1006規(guī)定的是救援人員的分類分級能力要求，而NFPA1670規(guī)定的是救援隊(duì)伍的分類分級能力要求。

仔細(xì)研究NFPA1006-2017的結(jié)構(gòu)可以看出，NFPA1006界定每個類別每個級別的能力要求時，都首先確定該類別該級別救援人員需要執(zhí)行的任務(wù)，再確定完成每個任務(wù)所需掌握的知識（應(yīng)知）和所需掌握的技能（應(yīng)會）。應(yīng)當(dāng)說，NFPA1006的“任務(wù)”概念，與我國應(yīng)急培訓(xùn)中的“科目”概念是基本相同的。通過對NFPA1006-2017 第6章（建筑坍塌救援）中“任務(wù)”進(jìn)行梳理，可以看出意識級救援人員不要求進(jìn)行任何操作，僅僅執(zhí)行輔助性工作；操作級與技師級的各項(xiàng)任務(wù)基本一樣，唯一的區(qū)別在于一個是針對輕型建筑（主要指木結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、無鋼筋加固的磚混結(jié)構(gòu)等建筑），另一個是針對重型建筑（主要指有鋼筋加固的磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)等建筑）。由于培訓(xùn)設(shè)施主要用于支持實(shí)操技能訓(xùn)練，因此這里僅總結(jié)了NFPA1006-2017中對建筑坍塌救援操作級和技師級的任務(wù)（即科目）要求，如表1所示。

表1 NFPA1006-2017 對建筑坍塌救援人員的分級能力要求

NFPA1006-2017的附錄 D.1介紹了典型的墻板坍塌模式及其成因、主要生存位置等情況，表2對這些內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。

表2 NFPA1006-2017對典型墻板坍塌模式的總結(jié)

表 3 NFPA1006-2017 對地震造成的建筑物典型坍塌模式的總結(jié)

NFPA1006-2017的附錄D.2總結(jié)了地震造成的建筑物典型坍塌模式，表3對這些內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)。

從上述介紹可以看出，美國在對建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施設(shè)計(jì)之前，做了大量分析研究工作，主要包括：不同類型建筑物在不同類型作用力的作用下造成倒塌原因、倒塌模式及生存空間等的分析，并與不同分級的救援人員和救援隊(duì)伍的能力相匹配，具有極強(qiáng)的應(yīng)用性和實(shí)戰(zhàn)性。

2 國內(nèi)外建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施的比較分析

從標(biāo)準(zhǔn)、文獻(xiàn)方面，我們不難看出，相比發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平，我國的建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施存在一些短板與不足：

2.1 標(biāo)準(zhǔn)不夠細(xì)化

相比我國的《GB/T29175-2012消防應(yīng)急救援技術(shù)訓(xùn)練指南》、《GB/T29177-2012消防應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施要求》等標(biāo)準(zhǔn)，NFPA1006、NFPA1670、《FEMA建筑坍塌救援技師培訓(xùn)手冊》等國際廣泛接受的建筑坍塌救援技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)對建筑坍塌模擬培訓(xùn)設(shè)施提出了更加詳細(xì)的要求［2］，值得我們進(jìn)行借鑒。

2.2 場景不夠豐富

美國德克薩斯州農(nóng)工大學(xué)工程擴(kuò)展服務(wù)中心（Engineering Extension Service Center of Texas A＆M University簡 稱：TEEX） 的建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施，包括獨(dú)棟小樓、購物中心、辦公樓、政府大樓四個建筑坍塌場景和三個廢墟堆，涵蓋了國際上普遍認(rèn)可的單斜式坍塌、A 字型坍塌、V 字型坍塌、懸臂式坍塌、層疊式坍塌等各種典型坍塌形式，同時，為了更有效地對學(xué)員進(jìn)行培訓(xùn)，TEEX還花費(fèi)大量精力，從歷史災(zāi)害中找到上述各種坍塌場景的實(shí)景參考，并在培訓(xùn)設(shè)施設(shè)計(jì)的時候，將各種坍塌形式與歷史災(zāi)害場景進(jìn)行有機(jī)融合，形成實(shí)戰(zhàn)化、實(shí)景化的模擬培訓(xùn)設(shè)施，以期達(dá)到更好的培訓(xùn)效果。在這方面，我國建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施在設(shè)計(jì)上還較為粗放，尚無一個基地包括了上述所有坍塌形式，還缺乏與歷史災(zāi)害場景的有機(jī)融合。在這些方面，我們需要向國際同行進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2.3 交互不夠到位

TEEX 的教官在講授支撐技術(shù)的時候，會帶領(lǐng)學(xué)員前往學(xué)校的力學(xué)實(shí)驗(yàn)室， 借助壓力測試儀器，向?qū)W員展示典型支撐結(jié)構(gòu)的支撐能力，并讓學(xué)員親身體驗(yàn)支撐結(jié)構(gòu)達(dá)到臨界壓力之前會出現(xiàn)的形變、發(fā)出的聲響等征兆。了解這些征兆，對于學(xué)員在救援現(xiàn)場正確識別潛在的危險(xiǎn)非常重要，是一個學(xué)員應(yīng)當(dāng)掌握的技能。我國的建筑（倒塌/坍塌）模擬訓(xùn)練設(shè)施，還沒有這種動態(tài)交互手段，學(xué)員無法實(shí)際體驗(yàn)，只能通過教官講解來達(dá)到學(xué)習(xí)目的，其效果應(yīng)不如動態(tài)反饋好。這僅僅是一個很小的例子，但通過這個小例子可以看出，國際一流培訓(xùn)基地，是比較注意在動態(tài)交互上面下功夫的。

2.4 評估不夠全面

通過對TEEX培訓(xùn)設(shè)施與培訓(xùn)方法的調(diào)研，課題組了解到TEEX認(rèn)為實(shí)訓(xùn)后的回顧點(diǎn)評是應(yīng)急救援訓(xùn)練的一個重要環(huán)節(jié)，是確保訓(xùn)練效果的一個必不可少的步驟。因此，TEEX在訓(xùn)練設(shè)施上布置了大量的錄音、錄像裝置，對學(xué)員的受訓(xùn)過程進(jìn)行全程記錄，TEEX 教官在每次培訓(xùn)之后，也會借助這些錄音、錄像，對學(xué)員的操作過程進(jìn)行點(diǎn)評，指出其中的問題，提高學(xué)習(xí)的效果。而在我國的建筑坍塌（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施中，我們尚未看到這樣的評估方法。

2.5 研究不夠系統(tǒng)

在建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施方面，國內(nèi)外文獻(xiàn)都比較稀少，但相比而言，西方的研究論文在研究方法上更加系統(tǒng)，值得我們進(jìn)行借鑒。

3 提高建筑（倒塌/坍塌）綜合模擬訓(xùn)練設(shè)施實(shí)用性的方法

3.1 改進(jìn)設(shè)計(jì)研究的理論基礎(chǔ)

3.1.1 技術(shù)接受模型

技術(shù)接受模型（Technology Acceptance Model，簡稱TAM）是由美國學(xué)者戴維斯（Fred D.Davis，1986）運(yùn)用理性行為理論（Theory of Reasoned Action，簡稱TRA）研究用戶對信息系統(tǒng)接受時所提出的一個模型， 考慮內(nèi)部信念（Beliefs）、使用態(tài)度（Attitude Toward Using）及行為意向（Behavioral Intention）等因素的影響，其最初目的在于解釋和預(yù)測人們對信息技術(shù)的接受程度。

TAM 經(jīng)典模型如圖1。該模型主張受外部變量影響的感知有用性與感知易用性作為獨(dú)立變量，決定著使用態(tài)度、行為意向與系統(tǒng)使用等非獨(dú)立變量。

圖1 技術(shù)接受模型（TAM）拓?fù)鋱D

經(jīng)過諸多學(xué)者研究以及大量數(shù)據(jù)證明，TAM 經(jīng)典模型表明當(dāng)一個系統(tǒng)的感知易用性越高時，使用者的使用態(tài)度與系統(tǒng)使用越積極，同時系統(tǒng)的感知有用性也越高［4］。感知易用性作為過程預(yù)期，感知有用性作為結(jié)果預(yù)期，在學(xué)習(xí)和行為的早期階段，感知易用性對使用者行為意向的直接影響較強(qiáng)，但隨著時間的推移逐漸弱化，因此，感知有用性為 TAM 模型的主要決定因素，感知易用性為次要決定因素。經(jīng)過不斷研究和長期發(fā)展，TAM 模型具有一定局限性，通過不斷地?cái)U(kuò)充和完善形成了技術(shù)接受擴(kuò)展模型（TAM2）、技術(shù)接受和使用統(tǒng)一模型（UTAUT）以及技術(shù)接受模型 3（TAM3）等。但目前所有的改進(jìn)技術(shù)接受模型仍以 TAM 模型為基本框架，從系統(tǒng)和使用者的特征進(jìn)行分析，均在此基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整。

3.1.2 設(shè)計(jì)科學(xué)研究范式

設(shè)計(jì)科學(xué)是采用科學(xué)的研究方法研究人的思維、設(shè)計(jì)對象、設(shè)計(jì)過程和設(shè)計(jì)結(jié)果，是一種著眼于構(gòu)建和評價創(chuàng)新的技術(shù)人工物來解決實(shí)際問題的一種研究范式，是看待和解釋世界的基本方式，是指某一特定學(xué)科學(xué)者共有的基本世界觀， 由其特有的觀察視角、基本假設(shè)、概念體系和研究方式構(gòu)成的。設(shè)計(jì)科學(xué)研究范式已經(jīng)在教育、醫(yī)療、管理信息系統(tǒng)等領(lǐng)域被廣泛討論和應(yīng)用。

設(shè)計(jì)科學(xué)理論主要包含規(guī)范性理論和描述性設(shè)計(jì)理論。設(shè)計(jì)科學(xué)研究范式以解決問題為導(dǎo)向，以設(shè)計(jì)構(gòu)造人工物（系統(tǒng)） 為目標(biāo)，將設(shè)計(jì)過程中的創(chuàng)意、判斷和經(jīng)驗(yàn)變得可觀察和校驗(yàn)，實(shí)施規(guī)范化的工程設(shè)計(jì)流程，為我們提供了一種學(xué)術(shù)化的研究實(shí)踐方案的手段。因此，對人工創(chuàng)造物的設(shè)計(jì)研究，可以遵循設(shè)計(jì)科學(xué)范式（Design Science Paradigm）來開展。

一次嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)科學(xué)研究范式下的研究，需要按照規(guī)范的流程和步驟來開展。一般通用的設(shè)計(jì)科學(xué)研究范式下的研究流程包括：發(fā)現(xiàn)問題、提出建議和初步設(shè)計(jì)、完善設(shè)計(jì)發(fā)展成一個人工產(chǎn)品和檢測與評價該人工產(chǎn)品。其中，發(fā)現(xiàn)問題、理論知識基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)評價為設(shè)計(jì)科學(xué)研究范式的三個基礎(chǔ)研究部分。

3.1.3 研究模型

參考TAM模型在信息系統(tǒng)領(lǐng)域中的應(yīng)用，將TAM模型與設(shè)計(jì)科學(xué)規(guī)范性研究范式相結(jié)合，綜合國內(nèi)外應(yīng)急培訓(xùn)設(shè)施研究成果，將建設(shè)的應(yīng)急培訓(xùn)設(shè)施作為整個目標(biāo)系統(tǒng)，形成基于TAM模型框架的應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施研究模型（見圖2）。

圖2 設(shè)計(jì)科學(xué)研究范式下的研究流程

該模型主要用于指導(dǎo)應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施的建設(shè)，明確建設(shè)的側(cè)重點(diǎn)以及讓使用者的接受程度更高。由于 TAM 經(jīng)典模型對使用情況的收集受主觀因素影響較大，僅以單一、同質(zhì)性個體為研究對象，其研究結(jié)果會扭曲和夸大獨(dú)立變量和非獨(dú)立變量間的關(guān)系。因此，在 TAM 應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施研究模型的建立中，需避免單一， 要將個體的差異和特征作為重點(diǎn)考量。本模型以教練和參加培訓(xùn)學(xué)員為研究對象， 對使用應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施的情況以及接受程度的考慮，既注重有用性對學(xué)員使用態(tài)度的影響，又不能忽視有用性和易用性對教練使用態(tài)度的影響，保障 TAM 模型的參考價值以及對應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施接受程度的解釋力度。

在開展應(yīng)急救援培訓(xùn)設(shè)施建設(shè)前，首先要明確設(shè)施建設(shè)存在的問題以及運(yùn)用描述性理論的思想為培訓(xùn)設(shè)施找尋科學(xué)依據(jù)，不僅具有理論基礎(chǔ)更要遵循客觀規(guī)律，再結(jié)合大量 TAM 經(jīng)典模型研究所表現(xiàn)出的對系統(tǒng)使用的基本規(guī)律和特征，得出實(shí)現(xiàn)需求目標(biāo)（如圖3），提升應(yīng)急救援培訓(xùn)設(shè)施的競爭力，需要考慮訓(xùn)練要素、訓(xùn)練場景、可操控性以及可評估性的結(jié)論。教練和學(xué)員在初期使用應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施時，對其使用和接受程度影響最大的因素是設(shè)施的易用性，故將應(yīng)急救援設(shè)施操控難易度以及訓(xùn)練結(jié)果評估便捷性作為影響本研究模型易用性的兩個外部變量，又根據(jù) TAM 模型感知易用性的影響程度隨使用設(shè)施時間的增長而逐漸弱化的特點(diǎn)，將應(yīng)急救援培訓(xùn)設(shè)施的訓(xùn)練要素完備性以及訓(xùn)練場景真實(shí)性作為影響該模型有用性的兩個外部變量。在多項(xiàng) TAM 模型研究中還表明，只有通過感知有用性的調(diào)節(jié)作用，感知易用性才會影響用戶使用意圖。因此，在設(shè)計(jì)應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施過程中，要著重于訓(xùn)練要素是否齊全、場景是否豐富，同時也要兼顧操控是否方便、評估是否便捷［2］。

圖3 已建成的綜合性訓(xùn)練設(shè)施

除此之外，應(yīng)急救援訓(xùn)練設(shè)施還應(yīng)包含訓(xùn)練成本、培訓(xùn)課程合理性等因素，由于應(yīng)急救援設(shè)施暫未完全開放、訓(xùn)練課程還處于設(shè)計(jì)階段，還不具備成為理性可測度外部變量的條件，故未將這兩個因素納入本研究模型。另外，安全性也是一個非常重要的因素，安全性不高培訓(xùn)教官或?qū)W員是不會接受這個設(shè)施的，因此本模型中納入安全性這個因素。

基于上述分析，形成了圖4所示的應(yīng)急培訓(xùn)設(shè)施設(shè)計(jì)研究模型。

圖4 基于TAM的應(yīng)急培訓(xùn)設(shè)施研究模型

3.2 設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)要求

（1）采用災(zāi)害場景復(fù)現(xiàn)方式來建設(shè)模擬訓(xùn)練設(shè)施，真實(shí)感與沉浸感更強(qiáng)，更有利于結(jié)合實(shí)戰(zhàn)組織訓(xùn)練，與傳統(tǒng)訓(xùn)練設(shè)施相比，更有利于教官創(chuàng)新教學(xué)方法，更有利于鍛煉學(xué)員解決實(shí)際問題的能力，更有利于暴露學(xué)員實(shí)戰(zhàn)中可能出現(xiàn)的問題，最終獲得取得更好的訓(xùn)練效果；

（2）在訓(xùn)練過程中，適當(dāng)引入動態(tài)交互，能夠使訓(xùn)練變得更有沉浸感，更具吸引力，使學(xué)員更愿意參與［3］；

（3）在培訓(xùn)效果的考評環(huán)節(jié)，采用信息化評估技術(shù)，能夠降低教官的工作強(qiáng)度，增加評估結(jié)果的客觀性，同時也能使學(xué)員更準(zhǔn)確地了解自身的問題，也能為未來智能化評估技術(shù)的發(fā)展打下數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。