探索未来消防新纪元：火灾扑救虚实结合的应用与评估

社会快速发展背后面临的建筑火灾问题，给消防救援队伍带来严峻挑战。近年来，我国建筑火灾频发，造成了巨大的生命财产损失。当前，我国消防训练方式主要依赖于实地应急演练和灭火案例分析，这种方法虽具直观性，但弊端也显而易见：它不仅耗费大量的人力与物力资源，而且演练效果的评估往往局限于事后总结，难以在训练过程中实施即时调整与优化。因此，采用虚拟现实（VR）技术进行消防模拟训练正逐渐成为消防救援队伍训练体系转型升级的关键方向。

（一）虚拟现实技术在消防领域的研究现状

欧美等发达国家在20世纪就将虚拟现实技术用于军事、消防等高消耗、高风险领域。在国内，虽然将VR技术用于训练的起步时间较晚，但近年来，我国一些科研机构、高校、消防部门也基于VR技术开发或引进了很多消防模拟训练系统。比如上海消防总队从荷兰引进了XVR系统，江苏消防总队从美国引进了ADMS(重大灾害管理仿真系统)，河北省秦皇岛消防支队引进“VR消防体验屋”以提高体验者对消防安全知识的理解。

（二）某建筑火灾扑救综合训练应用

在操作人员的带领下，受训者进入HTC定位基站确定的虚拟现实训练区域，戴上头戴显示器，手拿半实物多功能消防仿真水枪即可进行训练，登录系统后呈现的UI交互界面。登录并进入系统后一共有四个选项供受训者选择，分别是训练教学、训练开始、训练设置以及退出训练。

（三）系统训练效果评估

1.系统训练效能评估

为了全面评估基于VR技术的建筑火灾扑救虚实结合系统在实际训练中的效果，并据此优化系统功能，设计了一套系统的训练效能评估方案。在战术性能评估方面，选定了六个关键指标：水枪的流量调节能力、火场供水的有效强度、模拟燃烧面积的控制、水枪的有效射程范围、火灾荷载密度的模拟准确性以及火灾扑灭所需时间。这些指标直接反映了系统模拟火灾场景的真实度和消防员在虚拟环境中操作水枪进行扑救的能力。

为确保评估结果的客观性和公正性，特别邀请了50名来自不同专业背景、对消防知识及VR技术无先前了解的在校大学生作为测试对象。在测试前为所有参与者提供了详尽的理论与设备使用培训。而技能培训则聚焦于头戴显示器、手柄控制器以及半实物仿真水枪装置的具体操作，通过实践操作加深参与者的理解与掌握。完成培训后，参与者即可进入系统，开始他们的虚拟火灾扑救训练，并在此过程中接受全面的评估。

2.系统训练可用性评估

系统可用性评估方法较多，如启发式评估法、用户测试法、大声思维法、用户观察法、事后问卷调查法、访谈法、焦点小组法、用户反馈法等方法，结合本虚实结合虚拟现实训练系统的特点，拟采用事后问卷调查法对系统训练的有效性进行评估。测试人员将被测试者安排在不同的房间进行测试，以避免系统测试信息泄露，在实验中选用同一型号的头戴显示器和VIVE设备(手柄控制器除外)。

研究表明，本系统实现了具有高度挑战性、沉浸感、交互感、逼真感的建筑火灾扑救训练，一方面能够提升受训者使用多功能水枪进行灭火的能力；另一方面，能增强受训者对建筑火灾场景的感知能力，对消防仿真训练的发展具有积极意义。