基于集成DEMATEL-ISM的消防员体能发展影响因素研究.pdf
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1、应急管理研究Fire Science and Technology,September 2023,Vol.42,No.9基于集成 DEMATELISM 的消防员体能发展影响因素研究刘博1,王统领2,朱国庆3,陈文佳1(1.中国矿业大学 体育学院,江苏 徐州 221116;2.湖州师范学院,浙江 湖州 313000;3.中国矿业大学 安全工程学院,江苏 徐州 221116)摘要:为促进消防员体能发展,从自身、训练、管理、保障、消防特性 5 个维度构建消防员体能发展影响因素指标体系,利用决策试验和评价实验室法(DEMATEL)计算 22个影响因素的影响度、被影响度、中心度和原因度,结合解释结构模型
2、法(ISM),建构消防员体能发展影响因素的多层递阶结构模型,从而实现对系统中各因素重要性、因果属性以及因素间逻辑和层次结构的全面把握。研究表明:22个影响因素中包含 12个原因指标和 10 个结果指标,其中健康状况、训练恢复保障等 13 个指标是影响消防员体能发展的关键因素,在多层递阶结构模型中,体能训练负荷是表面因素层最为关键的指标,体能恢复状况是中间因素层最为关键的指标,健康状况是次深因素层最为关键的指标,体能训练综合环境是本质因素层最为关键的指标。关键词:消防员;体能;体能训练;DEMATEL;ISM中图分类号:G808.1;D631.6 文献标志码:A 文章编号:1009-0029(2
3、023)09-1298-062022年,“十四五”国家应急体系规划“十四五”国家消防工作规划 中提出,要加强应急救援力量建设,构建中国特色消防救援力量体系。中国共产党第二十次全国代表大会报告中明确指出:“提高防灾减灾救灾和重大突发公共事件处置保障能力,加强国家区域应急力量建设”。这充分体现我国对应急力量和消防救援队伍建设的高度重视。消防救援队伍作为国家应急力量的重要构成主体,自 2018年改革转隶之后,其职能由单一灾种拓展至“全灾种、大应急”,同时所担负的职责也越发繁重艰巨。在消防员执行任务过程中,不仅需要熟练的技能,更加需要良好的体能作为保障。消防员体能是执行出警任务的基础能力,是战斗力生成
4、与保障的重要基础。为此,对消防员体能发展的影响因素进行分析,明确影响体能发展的关键点,对消防员圆满完成救援任务、维护国家安全、保护人民群众人身和财产安全,以及保障自身安全具有重要意义。近几年,学者对消防员体能发展相关问题的研究,主要集中在以下方面:一是王统领等1、吴翠翠等2、马会宝3等以消防员体能训练现实状况及科学化的视角为切入点,深度剖析了当前消防员体能训练的困境和不同季节体能训练安排特点,提出了基于现实体能特征构建体能训练方案。二是姜锋4、刘兴超5、SOKOLOSKI M L6等从不同训练方法模式应用消防员体能发展的视角切入,重点讨论了功能性训练、CrossFit训练、有氧与抗阻训练应用于
5、消防员体能发展的实证研究,提出了基于不同训练方法模式的相关建议。目前,现有研究多局限于体能训练问题与对策、科学化体能训练及不同方法应用体能发展效果等单方面问题的探讨,却忽略了对消防员体能发展多维度影响因素的研究。消防员体能发展涉及多维因素及各因素间的相互作用,具有鲜明的复杂结构体系特性。准确掌握消防员体能发展各因素的影响层级关系及关键影响因素,是促进消防员体能高效发展,维护国家安全的重要依据与前提保障。基于此,笔者采用集成 DEMATEL-ISM 方法分析消防员体能发展各影响因素的重要程度,识别各影响因素在消防员体能发展中的类别与作用,以期为促进消防员体能发展提供借鉴和理论参考。1消防员体能发
6、展影响因素指标体系的构建在科学性、全面性、系统性、合理性、可行性的选取原则上,基于文献资料、基层调研和专家咨询等,构建消防员体能发展影响因素指标体系。消防员体能发展影响因素指标具体选取中参考运动员体能训练基本要求、体能发展影响要素等7,并结合消防员工作性质、应急救援业务训练与考核大纲 中体能训练内容8、体能训练实际状况等来保证指标选取的科学性、全面性。通过邀请专家对消防员体能发展影响因素指标进行筛选,最终将消防员体能发展影响因素指标体系划分为自身维度、训练维度、管理维度、保障维度、消防特性维度 5 个维度,下属影响因素指标包含自身形态、生理机能、健康状况、体能恢复状况、意志品质、知识储备能力等
7、 22 项,具体指标及分类指标说明见表 1、图 1。2基于集成 DEMATEL-ISM 的消防员体能发展影响因素综合建模DEMATEL(决策试验和评价实验室法)是一种识别与分析复杂问题系统中关键要素及其关联程度的量化研究方法9。其优点可以通过要素原因度、中心度等识别分析出复杂问题系统中关键要素与要素之间的影响度,局限性在于无法划分确定因素层次结构和内在关联10。ISM(解释结构模型法)是一种运用数学计算对要素 进 行 重 新 整 合 并 建 构 层 级 结 构 的 技 术 分 析 研 究 方基金项目:应急管理部消防救援局科技计划项目(2020XFLR43)法11。其优点是能够反映系统要素间的逻
8、辑关系与层级结构,局限性在于无法确定各因素的作用程度12。本文将 DEMATEL 方法和 ISM 方法进行有机结合,这不仅能融合二者的优势,达到研究的互补性,更能保证要素间关系分析研究的全面性与系统性,增加分析研究的深度。基于集成 DEMATEL-ISM 的消防员体能发展影响因素综合建模具体步骤如下。2.1建立直接影响矩阵基于上述纳入的消防员体能发展影响因素,将其记为 S=S1,S2,S22,用 aij表示 Si(i=1,2,22)与 Sj(j=1,2,22)之间的关系,使用 04 标度法(0 为没有影响、1 为较弱影响、2 为一般影响、3 为较强影响、4 为非常强影响)的评判规则指代因素 S
9、i对因素 Sj的影响强度。通过向北京、江苏、山西、浙江、贵州等 11名相关领域专家学者(专家学者全部具有博士学位,且分别具有多年的体育教育训练学、体能训练理论与实践、消防员体技能训练等方面研究经验)发放专家直接关联评判表,对 22个影响因素进行两两之间相互关系的比较、评价与赋值。考虑到各专家主观认识和个体知识的差异性,通过平均法处理 因 素,获 得 初 始 直 接 影 响 矩 阵 A,见 图 2,计 算 公 式见式(1)。A=(Aij)22 22=1mk=1makij,k=1,2,m(1)表 1消防员体能发展影响因素指标说明Table 1Description of indicators of
10、 influencing factors on physical development of firefighters消防员体能发展影响因素自身维度训练维度管理维度保障维度消防特性维度穿戴救援装备情况执行任务性质类型出警比例时长膳食营养保障训练恢复保障训练安全保障医疗保障消防员培训管理政策制度建设队伍建设体能训练综合环境体能训练师资体能训练监测体能训练负荷体能训练方法体能训练项目知识储备能力意志品质体能恢复状况健康状况生理机能自身形态图 1消防员体能发展影响因素指标体系Fig.1Index system of factors affecting firefighters physical d
11、evelopment1298消防科学与技术2023年 9 月第 42 卷第 9 期法11。其优点是能够反映系统要素间的逻辑关系与层级结构,局限性在于无法确定各因素的作用程度12。本文将 DEMATEL 方法和 ISM 方法进行有机结合,这不仅能融合二者的优势,达到研究的互补性,更能保证要素间关系分析研究的全面性与系统性,增加分析研究的深度。基于集成 DEMATEL-ISM 的消防员体能发展影响因素综合建模具体步骤如下。2.1建立直接影响矩阵基于上述纳入的消防员体能发展影响因素,将其记为 S=S1,S2,S22,用 aij表示 Si(i=1,2,22)与 Sj(j=1,2,22)之间的关系,使用
12、 04 标度法(0 为没有影响、1 为较弱影响、2 为一般影响、3 为较强影响、4 为非常强影响)的评判规则指代因素 Si对因素 Sj的影响强度。通过向北京、江苏、山西、浙江、贵州等 11名相关领域专家学者(专家学者全部具有博士学位,且分别具有多年的体育教育训练学、体能训练理论与实践、消防员体技能训练等方面研究经验)发放专家直接关联评判表,对 22个影响因素进行两两之间相互关系的比较、评价与赋值。考虑到各专家主观认识和个体知识的差异性,通过平均法处理 因 素,获 得 初 始 直 接 影 响 矩 阵 A,见 图 2,计 算 公 式见式(1)。A=(Aij)22 22=1mk=1makij,k=1
13、,2,m(1)表 1消防员体能发展影响因素指标说明Table 1Description of indicators of influencing factors on physical development of firefighters编号S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17S18S19S20S21S22影响因素自身形态生理机能健康状况体能恢复状况意志品质知识储备能力训练项目训练方法训练负荷训练监测训练师资训练综合环境队伍建设政策制度建设消防员培训管理医疗保障训练安全保障训练恢复保障膳食营养保障出警比例时长执行任务性质类型穿戴救援装备情况指标
14、说明消防员的身体形态情况,包括身高、体重、BMI、四肢长度、肌肉围度等消防员身体在新陈代谢的作用下,各器官系统的工作能力,包括心脏机能、呼吸机能等,衡量指标有脉搏、血压、肺活量等消防员自身的身体健康情况,包括损伤情况、心理与生理疲劳程度、突发疾病、慢性疾病、心理疾病等消防员体能训练后的恢复情况,包括体能恢复程度、体能恢复能力、体能恢复速度等包括消防员的价值观、消防员对体能训练重视度、参加体能训练的主观能动性、坚持体能训练的时间等消防员对体能训练相关知识的储备情况,包括对体能训练的认知、对体能训练基础知识和方法的掌握、对体能训练放松恢复知识和方法的掌握消防员进行体能训练时具体的练习项目,训练项目
15、选择的科学性、针对性等都会影响体能训练实际效果包括消防员的基础体能训练方法和应用体能训练方法两部分,基础与应用体能训练方法新颖度、多样性、对应性等都影响着体能训练情况包括消防员体能训练的训练强度和训练量两方面消防队伍对消防员体能训练情况的监控和测验带领消防员进行体能训练的组训者情况,包括专业师资的规模、组训者专业能力等消防员进行体能训练的外部环境、内部环境,包括天气、训练海拔、温度、湿度、训练场地设施全面度、训练场地设施的总量、训练场地面积等消防队伍对管理者、组训者体能训练综合能力及重视程度的培养提升,包括管理者培训、组训者培训消防队伍对消防员体能训练情况所设置的考核制度、奖励制度等消防队伍对
16、消防员进行体能训练的相关培训,包括体能训练知识、损伤预防、放松恢复等消防队伍对消防员身体健康出现异样(发生损伤、感染疾病等)情况下医疗救治的保障情况消防队伍对消防员进行体能训练时的安全保障,包括体能训练时的保护人员、保护装置、体能训练服装等消防员进行体能训练后的放松恢复的方式方法及心理干预疏导等,包括训练后放松器材量与种类、促进身体恢复器材情况、促进身体恢复的方式方法、体能训练成绩不理想或长时间不提升的心理疏导等消防员日常膳食营养设置及进行体能训练后膳食营养设置情况,膳食营养设置的合理性、科学性、针对性等对其体能训练提升及过后恢复具有重要意义包括消防员每天外出执行出警任务的比例及单次外出执行出
17、警任务的时长消防员执行任务的性质和类型,执行任务性质包括出警任务的危险性及危险程度,执行任务类型包括火灾预防、灭火、抢险救援等消防员面对不同的出警任务所穿戴的相应救援装备类型及穿戴装备时长消防员体能发展影响因素自身维度训练维度管理维度保障维度消防特性维度穿戴救援装备情况执行任务性质类型出警比例时长膳食营养保障训练恢复保障训练安全保障医疗保障消防员培训管理政策制度建设队伍建设体能训练综合环境体能训练师资体能训练监测体能训练负荷体能训练方法体能训练项目知识储备能力意志品质体能恢复状况健康状况生理机能自身形态图 1消防员体能发展影响因素指标体系Fig.1Index system of factors
18、 affecting firefighters physical development1299Fire Science and Technology,September 2023,Vol.42,No.9式中:m为专家数量。2.2建立综合影响矩阵通过对直接矩阵 A 进行运算处理,得到规范化矩阵B,计算公式见式(2)。(2)B=()bij22 22=11 i 22j=122aijAmax在规范矩阵 B 基础之上,通过运算获得综合矩阵 C,其表示消防员体能发展各影响因素的直接影响和间接影响的累计效果,计算公式见式(3)。C=(cij)22 22=B1+Bk=B(I-B)-1(3)式中:I为单位矩阵
19、。2.3计算影响度、被影响度、中心度和原因度在综合影响矩阵的基础上,通过计算得出消防员体能发展影响因素的影响度、被影响度、原因度和中心度。影响度(di)为综合影响矩阵中各行元素之和,其表示各行对应因素对所有其他因素的综合影响值;被影响度(ei)为综合影响矩阵中各列元素之和,其表示各列对应因素受到所有其他各因素的综合影响值;中心度(fi)为(di)与(ei)之和,表示该因素在影响因素指标体系中的重要程度,其值越大,表明该因素重要性越大;原因度(gi)为(di)与(ei)之差,若原因度大于零,表示该因素对其他因素影响大,称为原因要素;反之,称为结果因素。计算公式见式(4)式(7),具体计算结果见表
20、 2。di=j=122cij,i=1,2,22(4)ei=j=122cji,i=1,2,22(5)fi=di+ei,i=1,2,22(6)gi=di-ei,i=1,2,22(7)2.4建立可达矩阵首先求取系统整体影响矩阵 T,计算公式见式(8)。T=(tij)22 22=I+C(8)为实现系统结构简化,筛去影响程度较小的指标间的影响关系,引入阈值。值的设置非常关键,其大小影响着系统结构的复杂程度。为获取最佳的系统结构,经过反复斟酌多次取值分析,最终确定 值为 0.5。依照式(9)建立消防员体能发展影响因素可达矩阵 H,见图 3。H=(hij)2222,hij=1,tij,i,j=1,2,220
21、,tij,i,j=1,2,22(9)2.5构建多层次递阶结构模型由可达矩阵 H 依据以下公式可求取消防员体能发展影响因素的可达集 L(Si)、先行集 P(Si)、共同集 Q(Si),计算公式见式(10)式(12)。L(Si)=Si|aij=1(10)P(Si)=Si|aji=1(11)Q(Si)=L(Si)P(Si)(12)S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17S18S19S20S21S22S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17S18S19S20S21S220 3 3 3 3 2 3 3 3 2 2 3
22、 2 2 3 2 2 3 2 3 3 3 0 3 3 3 3 2 3 3 3 2 2 3 2 2 3 2 2 3 2 3 3 3 3 4 0 4 3 3 3 3 3 3 2 3 2 2 2 3 3 3 3 3 3 32 3 3 0 3 2 3 3 3 3 3 2 2 2 2 3 2 3 3 3 3 22 2 3 2 0 2 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 3 2 2 3 3 21 2 2 2 2 0 3 3 3 3 3 2 2 2 3 2 3 2 2 2 3 2 3 3 3 3 3 2 0 3 3 3 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 32 3 3 3 3 2 3 0 3 3
23、 2 2 2 2 2 3 3 2 2 3 3 23 3 3 3 3 2 3 3 0 3 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 22 3 3 3 2 2 3 3 3 0 2 3 2 2 2 3 3 3 3 2 2 22 2 2 3 3 3 3 3 3 3 0 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 32 2 2 3 3 3 3 3 3 3 0 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 32 2 2 3 2 3 3 3 3 3 3 3 0 3 3 3 3 3 3 3 2 31 1 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 0 3 3 3 3 3 2 2 22 2 3 2 3 3 3 3 3
24、3 3 3 3 3 0 3 3 3 3 2 3 22 2 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 3 2 3 0 3 3 3 3 2 22 2 3 3 2 2 3 3 3 3 3 3 3 2 3 3 0 3 3 3 3 32 3 3 3 3 2 3 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 0 3 3 3 33 3 3 3 2 2 2 3 3 3 2 2 2 2 2 3 2 3 0 2 2 22 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3 3 0 3 32 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 3 3 3 3 3 3 0 32 2 3 3 2 2 3 2 3
25、 3 2 3 2 2 3 3 3 3 2 3 3 0图 2消防员体能发展影响因素的直接影响矩阵 AFig.2Direct impact matrix A of factors affecting firefighters physical development表 2消防员体能发展影响因素的影响度、被影响度、中心度和原因度Table 2Impact degree,affected degree,centrality and cause degree of the factors affecting the physical development of firefighters编号S1S2S3
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