■ 王劍 王佩 曲彬德 崔堃鵬 中國消防救援學(xué)院

根據(jù)《消防訓(xùn)練基地建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（190—2018）》要求，煙熱訓(xùn)練設(shè)施屬于消防基礎(chǔ)技能訓(xùn)練設(shè)施，是總隊(duì)、支隊(duì)級訓(xùn)練基地的應(yīng)建訓(xùn)練設(shè)施。煙熱訓(xùn)練設(shè)施是通過模擬火場高溫、濃煙、噪音、黑暗環(huán)境，訓(xùn)練消防救援人員在仿真火場環(huán)境中正確使用裝備、穿越各種障礙、執(zhí)行搶險(xiǎn)救援任務(wù)的訓(xùn)練系統(tǒng)，可為新訓(xùn)消防員開展心理適應(yīng)訓(xùn)練、體力承受訓(xùn)練以及障礙通過訓(xùn)練等提供火場仿真場景，也可為基層消防隊(duì)伍開展個(gè)人防護(hù)類裝備應(yīng)用訓(xùn)練、搶險(xiǎn)救援類裝備使用操作等模擬仿真訓(xùn)練環(huán)境。

《網(wǎng)柵隔斷式煙熱訓(xùn)練室技術(shù)性能要求（XF942—2011）》為消防煙熱訓(xùn)練設(shè)施現(xiàn)行建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)主要針對設(shè)施的安全技術(shù)方面進(jìn)行要求，并未對訓(xùn)練內(nèi)容和難度系數(shù)做明確、統(tǒng)一規(guī)范。然而，不同火災(zāi)均有其自身的復(fù)雜性和不可復(fù)制性，而當(dāng)前針對消防煙熱仿真的訓(xùn)練，大多僅停留在初級體驗(yàn)階段，并未實(shí)現(xiàn)消防員從心理到體能再到技能等全方位針對性系統(tǒng)施訓(xùn)。本文將以中國消防救援學(xué)院新建四集裝箱網(wǎng)柵式煙熱模擬訓(xùn)練設(shè)施為例，從硬件結(jié)構(gòu)組成、技術(shù)原理以及安全規(guī)程入手，分析研究消防員在煙熱環(huán)境中的系統(tǒng)訓(xùn)練。

一、網(wǎng)柵隔斷式煙熱訓(xùn)練室結(jié)構(gòu)組成與技術(shù)原理

以四集裝箱網(wǎng)柵隔斷式煙熱訓(xùn)練室為例，系統(tǒng)設(shè)施由4 臺(tái)集裝箱為框架主體拼接成為一套完整系統(tǒng)，其中1臺(tái)用于體能訓(xùn)練室和控制室與另3 臺(tái)隔離，其余3 臺(tái)內(nèi)裝置金屬網(wǎng)柵系統(tǒng)。網(wǎng)柵系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置有：金屬網(wǎng)柵通道系統(tǒng)（含障礙模擬系統(tǒng)）、步進(jìn)跟蹤系統(tǒng)（人員跟蹤系統(tǒng)）、煙熱模擬系統(tǒng)（含排煙降溫系統(tǒng)）、視像監(jiān)控系統(tǒng)、聲光控制系統(tǒng)（含廣播通信系統(tǒng)）、體能訓(xùn)練室、安全救護(hù)系統(tǒng)、電動(dòng)門系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等九部分模塊組成。

（一）金屬網(wǎng)柵通道系統(tǒng)（含障礙模擬系統(tǒng)）

金屬網(wǎng)柵通道系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有模塊式復(fù)雜通道，適用于匍匐前進(jìn)、半蹲式前進(jìn)和彎腰跑步的各種訓(xùn)練。網(wǎng)柵通道可通過調(diào)節(jié)活動(dòng)門的位置組合多種不同訓(xùn)練線路用以拓展出不同難度的訓(xùn)練方案。網(wǎng)柵內(nèi)設(shè)有“H 形障礙網(wǎng)”“V 形障礙網(wǎng)”“菱形障礙網(wǎng)”“圓筒障礙”“滑竿”“獨(dú)木橋”“井蓋”“爬繩”“軟梯”及模擬塌方、電子陷阱、網(wǎng)籠管道、柵欄、豎井、鋼筋破拆、木板破拆等人為路障，用以增加訓(xùn)練難度。金屬網(wǎng)柵通道所有邊網(wǎng)及中間網(wǎng)片均可快速拆卸，用于訓(xùn)練人員在出現(xiàn)意外情況時(shí)救援使用。

（二）步進(jìn)跟蹤系統(tǒng)（人員跟蹤系統(tǒng)）

步進(jìn)跟蹤系統(tǒng)通過設(shè)置在網(wǎng)籠通道地面和障礙訓(xùn)練設(shè)施地面的壓力傳感器、壓控地板、信號采集器等，將訓(xùn)練人員的位置、訓(xùn)練路線以及行走路線等電信號傳送到控制室，使控制室人員可以及時(shí)、準(zhǔn)確判斷施訓(xùn)者所處位置、通過路線并對施訓(xùn)人員下達(dá)指令。

（三）煙熱模擬系統(tǒng)（包括排煙系統(tǒng)）

煙熱模擬系統(tǒng)由煙霧發(fā)生器、環(huán)境增溫系統(tǒng)、環(huán)境增溫加濕系統(tǒng)、溫度監(jiān)控系統(tǒng)以及排煙系統(tǒng)組成。煙霧發(fā)生器噴發(fā)舞臺(tái)煙霧對人體無害，可按訓(xùn)練要求能見度控制釋放量。環(huán)境增溫系統(tǒng)用于制造局部高溫區(qū)（50℃~60℃可調(diào)），熱風(fēng)機(jī)風(fēng)口為60℃的高溫?zé)彷椛洹囟瓤刂瓶稍谟?xùn)練時(shí)根據(jù)需要設(shè)定溫度，分自動(dòng)控制升溫和手動(dòng)控制升溫。環(huán)境增溫加濕系統(tǒng)提高空氣相對濕度。排煙系統(tǒng)迅速排除煙霧，使室內(nèi)完成全部排煙時(shí)間小于3分鐘。

（四）視像監(jiān)控系統(tǒng)

訓(xùn)練室設(shè)置熱成像攝像機(jī)、紅外監(jiān)控?cái)z像頭、紅外云臺(tái)攝像機(jī)等，除可在正常光照下使用外，還可在黑暗、濃煙和高溫環(huán)境下監(jiān)控訓(xùn)練活動(dòng)，以此觀察訓(xùn)練人員的訓(xùn)練情況及位置，保證監(jiān)控區(qū)域無死角，并實(shí)時(shí)將信號傳回至控制室內(nèi)監(jiān)視器上并可回放。

（五）聲光控制系統(tǒng)

聲光控制系統(tǒng)模擬災(zāi)害現(xiàn)場火光、爆炸聲、呼喊聲等立體感官災(zāi)難情景，增強(qiáng)整個(gè)訓(xùn)練過程緊張程度。同時(shí)還可對施訓(xùn)人員下達(dá)指令進(jìn)行輔助訓(xùn)練。

（六）安全救護(hù)系統(tǒng)

根據(jù)《消防培訓(xùn)基地訓(xùn)練設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》第7.2.3.1 條“煙熱訓(xùn)練室應(yīng)設(shè)有應(yīng)急照明、監(jiān)控、對講、排煙裝置和緊急救援通道?？梢酝ㄟ^閉路電視和熱成像儀等觀察受訓(xùn)人員的訓(xùn)練情況，確定受訓(xùn)人員所處位置，并可與受訓(xùn)人員進(jìn)行通信”。第7.2.3.2 條“煙熱訓(xùn)練室中應(yīng)使用確定成分的無毒煙氣?？蓪ｉT設(shè)計(jì)并安裝發(fā)煙裝置產(chǎn)生煙氣”。此兩項(xiàng)為強(qiáng)制性條款。另外根據(jù)具體情況，設(shè)備通常增設(shè)一鍵式安全救援系統(tǒng)，一旦施訓(xùn)人員出現(xiàn)意外，控制室內(nèi)設(shè)有緊急救援鍵，可一鍵同時(shí)關(guān)閉訓(xùn)練室內(nèi)發(fā)煙裝置、升溫裝置、聲光模擬裝置，同時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)、應(yīng)急照明系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)并由救援人員進(jìn)行救援。

（七）集中控制系統(tǒng)

集中控制系統(tǒng)包括控制柜、配電控制柜、控制操作臺(tái)及一些常規(guī)控制儀表，如溫度表、各類控制按鈕等硬件設(shè)備，用于信號采集、處理、顯示終端的目的，可將實(shí)訓(xùn)人員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)及時(shí)反饋并存儲(chǔ)下來，同時(shí)將煙熱模擬系統(tǒng)、視像監(jiān)控系統(tǒng)、聲光控制系統(tǒng)以及一鍵安全救援系統(tǒng)等設(shè)備的控制終端集成于控制室內(nèi)。

二、消防員煙熱模擬環(huán)境中可行性施訓(xùn)方案探索

在煙熱訓(xùn)練設(shè)施中，不同子系統(tǒng)模擬的災(zāi)害現(xiàn)場火光、爆炸聲、呼喊聲等場景均為獨(dú)立單一要素組合而成，且各要素強(qiáng)度人為可控，這便為不同人群開展分層次訓(xùn)練提供了可行性前提。根據(jù)施訓(xùn)者年齡、性別、身體素質(zhì)、心理素質(zhì)等自身?xiàng)l件不同，可將煙熱仿真模擬訓(xùn)練可分為煙熱場景體驗(yàn)式訓(xùn)練和消防員火場體、技能訓(xùn)練兩類。

（一）煙熱場景體驗(yàn)式訓(xùn)練

煙熱場景體驗(yàn)式訓(xùn)練主要針對未接觸過火災(zāi)現(xiàn)場的新訓(xùn)消防員、院校學(xué)員以及其他社會(huì)消防培訓(xùn)人員等。根據(jù)人員對火災(zāi)場景的感觀認(rèn)知和適應(yīng)能力需要一個(gè)漸進(jìn)的過程，可將體驗(yàn)式訓(xùn)練分為火場人員疏散逃生訓(xùn)練和消防員火場障礙通過訓(xùn)練。

1.火場人員疏散逃生訓(xùn)練

火場人員疏散逃生訓(xùn)練主要針對非消防救援人員或無火場經(jīng)歷的新訓(xùn)消防救援人員不佩戴防護(hù)裝備的情況下，在模擬仿真火場中感受火災(zāi)特點(diǎn)與危險(xiǎn)性，克服自身對煙、火的恐懼心理，最終達(dá)到快速適應(yīng)火場環(huán)境、冷靜決策、科學(xué)逃生的能力。此科目與非煙熱環(huán)境下的火場人員疏散逃生演練相比較，給受訓(xùn)者立體、直觀、深刻的緊張感和危險(xiǎn)體驗(yàn)。安全方面，因仿真煙霧為可食用級煙霧，無污染，對人體沒有傷害。此外，在逃生路線設(shè)置方面，可靈活調(diào)整金屬網(wǎng)柵通道模塊，制定初級體驗(yàn)式逃生路線（路線一），適當(dāng)降低障礙難度，減小路線長度，僅以提高受訓(xùn)者心理適應(yīng)能力為主要施訓(xùn)目標(biāo)。

2.消防員火場障礙通過訓(xùn)練

消防員火場障礙通過訓(xùn)練的施訓(xùn)對象為初級消防救援人員。其主要施訓(xùn)目的是訓(xùn)練消防員在佩戴全套消防員個(gè)人防護(hù)裝備（消防員防護(hù)服裝、空氣呼吸器、隨身佩戴類裝備等）的負(fù)重情況下，穿越網(wǎng)柵通道中設(shè)置的各種模擬仿真障礙和陷阱的通過能力。在障礙通過路線（路線二）的設(shè)置方面，應(yīng)適當(dāng)增加其仿真場景障礙難度，如：“H 形障礙網(wǎng)”“V 形障礙網(wǎng)”“菱形障礙網(wǎng)”“圓筒障礙”“滑竿”“獨(dú)木橋”“井蓋”“爬繩”“軟梯”及模擬塌方、電子陷阱、網(wǎng)籠管道、柵欄、豎井、鋼筋破拆、木板破拆等人為路障，使消防員感受在火場濃煙、高溫、嘈雜狀態(tài)下負(fù)重通過障礙的難度特征。

（二）消防員煙熱環(huán)境體、技能訓(xùn)練

消防員煙熱環(huán)境體、技能訓(xùn)練屬于煙熱環(huán)境的進(jìn)階級訓(xùn)練，能夠較為真實(shí)還原火災(zāi)現(xiàn)場的救援操作。此類訓(xùn)練要求消防救援人員應(yīng)有一定的業(yè)務(wù)能力基礎(chǔ)和良好的自身心理素質(zhì)。

1.空氣呼吸器耗氣訓(xùn)練

在高溫濃煙環(huán)境下，空氣呼吸器是救援人員的呼吸依靠，一旦出現(xiàn)氣體提前耗盡的狀況，將直接威脅佩戴人員生命。影響空氣呼吸器使用時(shí)間的因素有很多種，如：氣瓶容積、工作強(qiáng)度、害怕或興奮等心理因素、使用經(jīng)驗(yàn)、使用環(huán)境大氣壓力等。綜合分析可分兩類，一類為客觀因素，如：氣瓶容積、環(huán)境大氣壓等；另一類為主觀因素，如：心理因素、體能因素、使用經(jīng)驗(yàn)等。

空氣呼吸器耗氣訓(xùn)練目的就是通過針對性的訓(xùn)練，改善影響空氣呼吸器使用時(shí)間的主觀因素。要特別強(qiáng)調(diào)的是，日常訓(xùn)練過程中，背戴空氣呼吸器負(fù)重長跑，而不使用氣瓶內(nèi)氣體進(jìn)行呼吸，這種訓(xùn)練僅是負(fù)重體能訓(xùn)練，而非空氣呼吸器耗氣訓(xùn)練。耗氣訓(xùn)練需要在特定條件下提高自身機(jī)體對空呼使用時(shí)間的反復(fù)練習(xí)。此訓(xùn)練科目的“特定條件”是針對集裝箱煙熱設(shè)施內(nèi)“金屬網(wǎng)柵通道”條件所開展的。而金屬網(wǎng)柵通道為籠體式結(jié)構(gòu)，更貼近于“限定空間”行進(jìn)通道，人員在此通道內(nèi)，僅適用于采取匍匐前進(jìn)、半蹲式前進(jìn)和彎腰跑步等行進(jìn)形式。在此條件下，耗氣訓(xùn)練勞動(dòng)強(qiáng)度相對較高，更貼近實(shí)戰(zhàn)。

組訓(xùn)方面，空氣呼吸器屬于消防員個(gè)人防護(hù)類裝備，簡單說就是每個(gè)人都必須使用的裝備，因此該科目施訓(xùn)對象應(yīng)面向全體指戰(zhàn)員。

成績評定方面，根據(jù)理想氣體體積方程：

注：P 為氣體壓力、V 為氣體體積、m 為氣體質(zhì)量、M 為摩爾質(zhì)量、T 為環(huán)境溫度、R 為氣體常數(shù)

當(dāng)恒溫狀態(tài)下（即溫度T 不變），體積V（氣瓶容積）、物質(zhì)的量M、氣體常數(shù)R 不變的情況下，氣瓶壓力P與空氣質(zhì)量m 成正比。

因此在成績評定方面，規(guī)定訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練時(shí)間相等的情況下，記錄開始前空氣呼吸器的氣瓶壓力：P1，完成任務(wù)時(shí)的氣瓶壓力為：P2。將前、后壓力做減法得到P0。

P0= P1-P2

P0值越小，說明人員在訓(xùn)練過程中耗氣量越小，耗氣訓(xùn)練的施訓(xùn)目的即是通過反復(fù)練習(xí)，提高自身在火場中的心理適應(yīng)能力，負(fù)重作業(yè)能力以及對空氣呼吸器的使用熟練程度，最終使受訓(xùn)人員的P0不斷降低。

2.熱成像儀應(yīng)用技能訓(xùn)練

熟練掌握熱成像儀的應(yīng)用技能可幫助消防救援人員快速檢查火場周邊熱環(huán)境，評估火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢，輔助火情偵察，提高搜救能力，最終達(dá)到快速滅火救援的目的。然而，基層救援隊(duì)伍中普遍缺乏針對熱成像儀的技能訓(xùn)練與培訓(xùn)，原因之一便是缺乏煙熱訓(xùn)練環(huán)境。煙熱模擬訓(xùn)練系統(tǒng)是熱成像儀技能訓(xùn)練極佳的實(shí)訓(xùn)場地。結(jié)合滅火救援實(shí)際，熱成像儀應(yīng)用技能可從以下幾方面展開施訓(xùn)：

（1）熱成像圖像判讀訓(xùn)練

熱成像儀圖像判讀能力是熟練掌握熱成像儀操作的基礎(chǔ)技能之一，通過將煙熱現(xiàn)場的溫差物體與儀器熱成像畫面反復(fù)觀測，相互對比、掌握圖像各參數(shù)指標(biāo)的背后所代表的現(xiàn)實(shí)物體的物理特征，如訓(xùn)練人員在濃煙環(huán)境下辨別生命體、磚混材料、木質(zhì)物體、金屬材料和玻璃鏡面等實(shí)物的熱成像畫面，再比如在高溫環(huán)境下識(shí)別室內(nèi)常見物體材料的溫差變化的成像區(qū)別等。熱成像圖像判讀訓(xùn)練有助于消防救援人員更好地理解掌握裝備儀器性能，精準(zhǔn)判斷火場熱環(huán)境特征與火情發(fā)展態(tài)勢，最終輔助決策，實(shí)現(xiàn)科學(xué)滅火及救助人員的目的。

（2）濃煙探路行進(jìn)訓(xùn)練

熱成像儀屬于偵檢類器材，為快速搜救小組穿越濃煙環(huán)境偵檢使用。因儀器鏡頭結(jié)構(gòu)限制，導(dǎo)致其畫面水平視角小與垂直視角范圍均小于人眼雙目視角范圍。成像儀水平視角一般為40°—60°范圍內(nèi)，垂直視角一般為35°—50°范圍視距。雙眼距離屏幕越近越有真實(shí)感，但實(shí)際救援過程中卻不能盲目緊盯屏幕，以防止行進(jìn)過程中的高差，樓梯、陷阱、落差，隨時(shí)注意掃描前方地面，避免對設(shè)備產(chǎn)生依賴，學(xué)會(huì)使用器材探路前進(jìn)。

（3）搜尋熱源方位訓(xùn)練

熱成像儀快速尋找熱源方位訓(xùn)練必須是建立在人員具備一定火場心理適應(yīng)能力的前提下，能夠依靠消防員個(gè)人防護(hù)服裝并熟練使用呼吸防護(hù)類裝備的基礎(chǔ)上，開展的訓(xùn)練科目。煙熱火場的熱源主要分為三類：

a 被動(dòng)熱源（Passive Emitter），可被放熱或加熱的物體（冷卻），如衣柜、桌椅等；

b 主動(dòng)熱源（Active Emitter），可維持恒溫的生命體，主動(dòng)熱源電磁波容易被遮蔽。

c 直接熱源（Direct Emitter），化學(xué)熱、火源等可對被動(dòng)熱源加熱的熱源。

由此可見，搜尋熱源方位訓(xùn)練主要受訓(xùn)對象為快速偵檢小組成員。尋找直接熱源目的為滅火，搜尋主動(dòng)熱源目的是救人。在濃煙條件下，人眼無法直接觀測出煙氣的流動(dòng)態(tài)勢。通過辨識(shí)熱成像儀中煙氣流動(dòng)特征，判斷能量聚集地點(diǎn)和火源位置，使受訓(xùn)人員能夠及時(shí)感知火災(zāi)發(fā)展態(tài)勢，快速獲取火場信息，為科學(xué)制定滅火戰(zhàn)術(shù)提供一手可靠信息。通過系統(tǒng)訓(xùn)練，可不斷強(qiáng)化人員靈活進(jìn)出火場的搜救技能。

3.其他仿真模擬訓(xùn)練

其他仿真模擬訓(xùn)練可結(jié)合不同地區(qū)的重點(diǎn)單位特征，制定相應(yīng)的煙熱模擬訓(xùn)練。此類訓(xùn)練針性較強(qiáng)，難度系數(shù)較高，主要施訓(xùn)目的為在特定救援任務(wù)下開展的救援技能訓(xùn)練。如：

（1）尋閥堵漏訓(xùn)練

尋閥關(guān)閥訓(xùn)練是為模擬在煙熱環(huán)境條件進(jìn)行堵漏作業(yè)場景。此類訓(xùn)練的受訓(xùn)者往往已經(jīng)具備較為嫻熟的堵漏技術(shù)能力，但真實(shí)的危險(xiǎn)化學(xué)品堵漏現(xiàn)場往往要求救援人員佩戴齊全的個(gè)人防護(hù)裝備，并在負(fù)重的情況下，雙手佩戴防護(hù)手套，透過呼吸器的全面罩進(jìn)行尋閥關(guān)閥最終完成堵漏作業(yè)。此類仿真訓(xùn)練往往難度較大，更貼近實(shí)戰(zhàn)。通過科學(xué)系統(tǒng)的反復(fù)練習(xí)，可提高救援人員的實(shí)戰(zhàn)技巧與應(yīng)變能力，為真實(shí)救援積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。

（2）尋聲辯位訓(xùn)練

尋聲辯位訓(xùn)練是為模擬濃煙、嘈雜、爆閃等災(zāi)害場景下，營救被困者的專項(xiàng)訓(xùn)練。此訓(xùn)練方法為：將提前錄制的被困者呼救聲源裝置（如：藍(lán)牙音響）隨機(jī)放置在系統(tǒng)任意位置。訓(xùn)練目的為通過在嘈雜環(huán)境中播放呼救錄音，使受訓(xùn)人員辨識(shí)聲音方位，判斷被困人員位置，進(jìn)而組織施救。

三、研究結(jié)論

本研究通過解析四集裝箱煙熱模擬訓(xùn)練系統(tǒng)設(shè)施的結(jié)構(gòu)組成和技術(shù)原理入手，結(jié)合當(dāng)前消防救援隊(duì)伍火場仿真訓(xùn)練現(xiàn)狀，對煙熱環(huán)境中的心理行為訓(xùn)練和消防體、技能訓(xùn)練進(jìn)行了探索與研究，主要觀點(diǎn)如下：

（一）煙熱場景體驗(yàn)式訓(xùn)練更加側(cè)重人員的火場心理行為訓(xùn)練。針對人群為未經(jīng)歷過火災(zāi)現(xiàn)場的新訓(xùn)消防員、院校學(xué)員以及其他社會(huì)消防培訓(xùn)人員，按人員對火場適應(yīng)能力由若到強(qiáng)的認(rèn)知規(guī)律，科目設(shè)置分為“火場人員疏散逃生演練”和“消防員火場障礙通過訓(xùn)練”較為合理。

（二）消防員煙熱環(huán)境體、技能訓(xùn)練針對人群是具備一定的業(yè)務(wù)能力基礎(chǔ)的救援人員，并對其進(jìn)行的專項(xiàng)體、技能仿真施訓(xùn)。按照救援能力逐步提高的規(guī)律，科目設(shè)置分為“空氣呼吸器耗氣訓(xùn)練”“熱成像儀應(yīng)用技能訓(xùn)練”和“其他仿真類模擬訓(xùn)練”較為合理。

需要特殊強(qiáng)調(diào)的是，火災(zāi)具有多樣性，每場火災(zāi)都有其自身的特征。因此，仿真設(shè)施的模擬場景與真實(shí)火場還是存在不小的差距，真實(shí)火場內(nèi)的突發(fā)性無法被復(fù)制，這就要求受訓(xùn)者不能思維固化，一旦身處火災(zāi)現(xiàn)場需要時(shí)刻保持警惕與冷靜，不能僅憑經(jīng)驗(yàn)處置問題，需要具備綜合處置措施和能力。