基于虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)研究

陸輝+繆明月

摘要：人口、產(chǎn)業(yè)和財(cái)富高度聚集的城市也聚集著越來(lái)越頻繁的險(xiǎn)情和危機(jī)，如何搞好危機(jī)應(yīng)急管理已經(jīng)成為一個(gè)不容回避的問(wèn)題。高校作為培養(yǎng)人才和傳播知識(shí)的場(chǎng)所，應(yīng)當(dāng)著眼應(yīng)急管理實(shí)踐性、操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，積極研究應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法，建設(shè)城市應(yīng)急實(shí)驗(yàn)室，把實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為服務(wù)教學(xué)科研、政府企業(yè)以及普通民眾的平臺(tái)，為更好地解決城市的應(yīng)急管理問(wèn)題提供有力支撐。

關(guān)鍵詞：高校；應(yīng)急管理；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；仿真技術(shù)

中圖分類號(hào)：G647 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）27-0254-02

應(yīng)急管理是公共管理的一個(gè)重要的分支領(lǐng)域，主要研究?jī)?nèi)容涵蓋了應(yīng)急管理所有重要環(huán)節(jié)，掌握城市應(yīng)急管理的基本理論、方法、技術(shù)，能夠快速有效、科學(xué)合理地處理各類公共危機(jī)事件，是城市管理實(shí)踐對(duì)于公共管理人才的新要求。由于應(yīng)急管理自身存在實(shí)踐性、實(shí)操性強(qiáng)的特點(diǎn)，涵蓋預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測(cè)與預(yù)警等環(huán)節(jié)的城市應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)室成為不可或缺的教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。近些年來(lái)，不少高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)對(duì)應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，開發(fā)了一些教學(xué)系統(tǒng)，總的看這些教學(xué)系統(tǒng)存在適應(yīng)突發(fā)事件種類有限、仿真效果較差、定量評(píng)價(jià)和分析基本沒(méi)有。本文將以應(yīng)急管理教學(xué)仿真系統(tǒng)及首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)城市應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)室為例，探討解決城市應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的問(wèn)題與對(duì)策。

一、應(yīng)急管理仿真教學(xué)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)現(xiàn)狀

2003年7月28日召開的全國(guó)防治非典工作會(huì)議指出，要加快建立健全各種突發(fā)事件應(yīng)急機(jī)制，大力增強(qiáng)應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和突發(fā)事件的能力。抗擊非典催生了我國(guó)現(xiàn)代應(yīng)急管理，也催生了我國(guó)的應(yīng)急管理教育事業(yè)。到2008年，河南理工大學(xué)、防災(zāi)科技學(xué)院、勞動(dòng)關(guān)系學(xué)院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)先后開展了應(yīng)急管理本科教育。近年來(lái)，我國(guó)應(yīng)急管理教學(xué)培訓(xùn)呈現(xiàn)了如火如荼的局面，一些大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)紛紛成立了應(yīng)急管理研究機(jī)構(gòu)。2009年4月23日全國(guó)第一個(gè)應(yīng)急管理學(xué)院在暨南大學(xué)成立，全國(guó)綜合性大學(xué)基本都成立了應(yīng)急管理研究所、應(yīng)急管理研究中心或基地等。此外，各級(jí)黨校、行政學(xué)院也都將應(yīng)急管理作為黨政干部培訓(xùn)的主干課程。回顧美國(guó)高校應(yīng)急管理教育發(fā)展的歷程，也不過(guò)20多年時(shí)間。1983年，北德克薩斯大學(xué)設(shè)立了美國(guó)第一個(gè)應(yīng)急管理專業(yè)，授理學(xué)學(xué)士學(xué)位，到1995年只有4所大學(xué)設(shè)立相關(guān)專業(yè)。從1995年開始，應(yīng)急管理專業(yè)在美國(guó)大學(xué)獲得了快速發(fā)展，截至2007年，47個(gè)州的266所大學(xué)開設(shè)應(yīng)急管理、國(guó)土安全等相關(guān)本科、專科專業(yè)或?qū)I(yè)證書班，其中，62所大學(xué)開始應(yīng)急管理全碩士授權(quán)專業(yè)，32所大學(xué)開始國(guó)土安全碩士授權(quán)專業(yè)，9所大學(xué)開設(shè)應(yīng)急管理博士學(xué)位專業(yè)，3所大學(xué)開設(shè)國(guó)土安全博士學(xué)位專業(yè)。美國(guó)的聯(lián)邦緊急事態(tài)管理局（FEMA）每年舉辦一次應(yīng)急管理高等教育大會(huì)，召集全美國(guó)高校（現(xiàn)在也有國(guó)外高校參加）應(yīng)急管理相關(guān)專業(yè)的代表討論應(yīng)急管理的熱點(diǎn)問(wèn)題和應(yīng)急管理高等教育的發(fā)展方向，它已經(jīng)成為美國(guó)推動(dòng)應(yīng)急管理教育和培訓(xùn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。國(guó)內(nèi)高校應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)室有兩大特點(diǎn)：一是著重防災(zāi)和應(yīng)急技術(shù)手段研究，研究過(guò)程中主要以航空、遙感等高科技手段為支撐。如：北京師范大學(xué)減災(zāi)與應(yīng)急工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要側(cè)重自然致災(zāi)因子研究，針對(duì)不同致災(zāi)因子設(shè)置不同配套設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室，分布于全國(guó)相關(guān)災(zāi)害易發(fā)地。二是著重應(yīng)急政策和管理等方面研究。如：中國(guó)科學(xué)院研究生院工程教育學(xué)院應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)室，是在應(yīng)急管理專業(yè)委員會(huì)和中國(guó)優(yōu)選法統(tǒng)籌法和經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會(huì)的支持下，開展以應(yīng)急資源、應(yīng)急預(yù)案為主要內(nèi)容的研究。

二、首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)應(yīng)急管理虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)定位

1.強(qiáng)化首都核心功能與發(fā)展城市應(yīng)急管理的需要。《北京城市總體規(guī)劃》（2004—2020）中首次提出：北京未來(lái)的發(fā)展定位是“國(guó)家首都、世界城市、文化名城和宜居城市”。世界城市的主要特征表現(xiàn)為國(guó)際金融中心、決策控制中心、國(guó)際活動(dòng)聚集地、信息發(fā)布中心和高端人才聚集中心五個(gè)方面。北京市“十二五”規(guī)劃明確指出：提高城市抗災(zāi)應(yīng)急能力，要按照“平災(zāi)結(jié)合、以防為主、快速反應(yīng)、措施有效”的原則，完善體制機(jī)制，建設(shè)具有強(qiáng)大危機(jī)應(yīng)對(duì)能力的城市。雖然經(jīng)過(guò)SARS事件處置和奧運(yùn)會(huì)承辦工作，北京城市應(yīng)急管理水平得到提升，但就建設(shè)世界城市的目標(biāo)看，城市應(yīng)急保障能力還有較大差距，尤其是理論和實(shí)操能力兼具的應(yīng)急人才的缺乏，制約了城市應(yīng)急管理發(fā)展速度。

2.專業(yè)學(xué)科發(fā)展的需要。當(dāng)前我校公共管理、管理科學(xué)與工程等學(xué)科發(fā)展日益強(qiáng)化各相關(guān)學(xué)科的相互交叉與融合，集中聚焦在城市運(yùn)行管理決策平臺(tái)上，突出城市應(yīng)急管理研究與應(yīng)用的重要性。我校城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院本科有行政管理、城市管理、公共事業(yè)管理和土地資源管理四個(gè)專業(yè)，研究生培養(yǎng)有公共管理一級(jí)學(xué)科和區(qū)域經(jīng)濟(jì)二級(jí)學(xué)科，我校信息學(xué)院有管理科學(xué)與工程博士點(diǎn)，安全工程學(xué)院有安全工程相關(guān)本、碩專業(yè)。建設(shè)智慧化的城市安全運(yùn)行管理、突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)測(cè)與評(píng)估管理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)有助于各個(gè)學(xué)科融合發(fā)展、共同提高，符合我校“十二五”規(guī)劃發(fā)展要求，得到學(xué)校各方面的保障與大力支持。

3.應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的需要。隨著人才培養(yǎng)目標(biāo)向復(fù)合型、應(yīng)用型管理人才轉(zhuǎn)變，必然要求教學(xué)方式從單純課堂灌輸?shù)膫鹘y(tǒng)教學(xué)模式，向融入更多操作技能和社會(huì)實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視培養(yǎng)動(dòng)手和實(shí)踐操作能力，發(fā)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)已成為我國(guó)教育事業(yè)“十二五”規(guī)劃和我校“十二五”規(guī)劃確定的發(fā)展任務(wù)與目標(biāo)。面向城市的公共管理專業(yè)具有實(shí)踐性、操作性強(qiáng)的特點(diǎn)，必然要求實(shí)驗(yàn)室作為教學(xué)支撐。城市應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)室將滿足行政管理（含電子政務(wù)）、城市管理（含區(qū)域經(jīng)濟(jì)管理）、公共事業(yè)管理、土地資源管理諸專業(yè)本科學(xué)生、MPA、區(qū)域經(jīng)濟(jì)碩士以及北京市相關(guān)干部培訓(xùn)的迫切需要，成為首都各級(jí)黨政機(jī)關(guān)及其領(lǐng)導(dǎo)干部進(jìn)行應(yīng)急管理模擬演練的實(shí)訓(xùn)基地。

4.整合資源構(gòu)建智慧城市管理教學(xué)研究平臺(tái)的需要。城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院擁有城市國(guó)際化、城鄉(xiāng)一體化、都市圈、城市環(huán)境建設(shè)、政府監(jiān)管與公共管理等研究平臺(tái)，均有明確的和長(zhǎng)期的研究方向，在教委的支持下，積累了大量世界主要城市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、京津冀地區(qū)大城市統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、北京市各年代各專業(yè)層次規(guī)劃圖冊(cè)。另外，已建設(shè)的數(shù)字城市實(shí)驗(yàn)室和其他科研項(xiàng)目還積累了一些設(shè)備。但由于數(shù)字城市實(shí)驗(yàn)室按常規(guī)學(xué)生上機(jī)機(jī)房式教室標(biāo)準(zhǔn)配置，難以適應(yīng)智慧城市發(fā)展背景下的城市公共管理人才培養(yǎng)和教學(xué)研究新要求，通過(guò)建設(shè)城市應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)室整合上述數(shù)據(jù)和設(shè)備，建立一個(gè)以北京大都市區(qū)為模板的城市運(yùn)行研究平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)最終建成滿足城市管理決策、運(yùn)行和危機(jī)應(yīng)對(duì)三大功能的“智慧城市實(shí)驗(yàn)研究中心”的發(fā)展目標(biāo)。endprint

三、應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)仿真系統(tǒng)的特色

1.管理方法與地方實(shí)際相融合。利用應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)，可以搭建具有三維效果的當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)圖。同時(shí)可以輸入當(dāng)?shù)貙?shí)際的OD數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、信號(hào)燈配時(shí)數(shù)據(jù)，緊貼城市布局和城市運(yùn)行實(shí)際，具有動(dòng)態(tài)仿真效果。

2.交互體驗(yàn)與動(dòng)態(tài)演示相融合。應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)是構(gòu)建全部關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實(shí)操平臺(tái)，教師可以通過(guò)鍵盤和鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作，制造各類應(yīng)急事件；仿真后臺(tái)可以對(duì)事件的進(jìn)展與演變進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真。學(xué)生分組進(jìn)行操作，各部門負(fù)責(zé)人有單獨(dú)操作平臺(tái)，也有信息傳送、匯總、發(fā)布平臺(tái)，教師利用這個(gè)平臺(tái)可以提問(wèn)，并匯總學(xué)生傳輸?shù)拇鸢浮?/p>

3.常態(tài)管理與應(yīng)急管理相融合。由于應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的仿真功能，且能夠進(jìn)行跟蹤記錄，記錄每一時(shí)刻的路網(wǎng)平均車速、主要路口等燈排隊(duì)長(zhǎng)度、道路流量等重要數(shù)據(jù)，所以應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)中心既能開展應(yīng)急管理教學(xué)，也能對(duì)日常管理措施調(diào)整、大型活動(dòng)組織等開展仿真研究和教學(xué)工作。

4.學(xué)生主導(dǎo)與教師引導(dǎo)相融合。在應(yīng)急管理教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生分組進(jìn)行操作，各部門負(fù)責(zé)人單獨(dú)操作，也有信息傳送、匯總、發(fā)布平臺(tái)，整個(gè)過(guò)程體現(xiàn)學(xué)生為主，教師為輔的新型教學(xué)理念。主要可以開展的教學(xué)項(xiàng)目：一是指導(dǎo)學(xué)生搭建路網(wǎng)、構(gòu)建三維模型和圖景，從而加深對(duì)現(xiàn)實(shí)路網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，熟悉應(yīng)急地理信息，同時(shí)學(xué)生搭建的路網(wǎng)和三維模型可以儲(chǔ)存下來(lái)，并入應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)，擴(kuò)大應(yīng)急演練教學(xué)的地理范圍；二是開展應(yīng)急處置演練培訓(xùn)與教學(xué)、科研工作；三是組織開展應(yīng)急預(yù)案設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)與優(yōu)化。

5.虛擬仿真與實(shí)景展示相融合。應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)可以與實(shí)景沙盤實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，即通過(guò)改變系統(tǒng)中的交通流量、信號(hào)配時(shí)、LED等數(shù)據(jù)信息實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)景沙盤中相關(guān)信息的調(diào)整與控制。實(shí)驗(yàn)中心分為虛擬體驗(yàn)室和實(shí)景展示室，分別承擔(dān)虛擬仿真突發(fā)事件處置過(guò)程和沙盤演練、實(shí)景展示應(yīng)急管理相關(guān)知識(shí)。

6.多元主體主觀評(píng)價(jià)與系統(tǒng)定量評(píng)價(jià)相融合。評(píng)價(jià)應(yīng)急管理的優(yōu)與劣、成與敗，需要檢測(cè)很多指標(biāo)，其中數(shù)據(jù)指標(biāo)通過(guò)綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)實(shí)時(shí)記錄從準(zhǔn)備階段到措施實(shí)施后階段虛擬預(yù)算、預(yù)案實(shí)施、臨時(shí)措施、城市運(yùn)行變化等信息數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。獲得數(shù)據(jù)包括：路網(wǎng)實(shí)時(shí)平均車速、道路實(shí)時(shí)流量、重要路口等燈車輛排隊(duì)長(zhǎng)度、救援車輛運(yùn)行速度與時(shí)間等，其他數(shù)據(jù)可以定制。

本項(xiàng)目計(jì)劃通過(guò)2～3年的研究和實(shí)踐，經(jīng)過(guò)總結(jié)、再調(diào)研與多方論證，計(jì)劃建成地震危機(jī)模擬與感知分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)、城市交通應(yīng)急智慧管理模擬教學(xué)系統(tǒng)、城市應(yīng)急實(shí)驗(yàn)室智能管理系統(tǒng)、跨平臺(tái)協(xié)同應(yīng)急模擬演練教學(xué)系統(tǒng)等先進(jìn)且實(shí)用的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)這些系統(tǒng)的建設(shè)最終搭建滿足城市運(yùn)行、管理、決策和危機(jī)應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)功能的“智慧城市運(yùn)行與應(yīng)急管理實(shí)驗(yàn)中心”。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭彥平，賀鈞.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展[J].信息技術(shù)，2005，（12）.

[2]周紅軍，王選科.虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)概述[J].航空計(jì)算技術(shù)，2005，（01）.

[3]周思躍，龔振邦.虛擬現(xiàn)實(shí)定義的探討[J].計(jì)算機(jī)仿真，2006，（09）.endprint