疫情防控公共政策虛擬仿真技術初探

摘 要：公共政策虛擬仿真研究方法是社會科學研究的新方法。公共政策仿真研究方法主要包括數理統計的方法、系統動力學的方法和基于主體建模的方法，都有較為成熟的開發工具。疫情防控公共政策虛擬仿真研究很早就進入研究者的視野，并在這次新型冠狀病毒肺炎疫情防控中發揮了重要作用。

關鍵詞：疫情防控;公共政策;虛擬仿真

一、公共政策虛擬仿真技術概況

社會科學研究可分為思辨研究（又稱理論研究）、實證研究（量化的、質化的，如民族志、口述史、文本分析、引文分析等）、實踐研究（案例、對策、反思等）。后來出現了一種新的社會科學研究方法——計算社會科學研究，計算社會科學研究是一種由分析工具支持的科學研究方法，如自動信息提取、社會網絡分析（SNA）、地理空間分析、復雜系統建模、社會仿真模型等，虛擬仿真研究方法就是計算社會科學的一種。

20世紀60年代初，基于離散事件和系統動力學的仿真開始應用于社會科學研究，確定了其方法論工具的地位。20世紀70年代末，一批專家學者將社會仿真方法引入我國并主要圍繞方法論層面進行探索，80年代中期開始了真正意義上的公共政策仿真研究。20世紀90年代初，由于圣塔菲研究所在復雜適應性系統（CAS）理論上的貢獻，這種情況因為基于主體建模（Agent—Based Modeling，ABM）的出現而發生了根本變化。20世紀80年代以來，分布式人工智能和軟件主體技術的研究開始應用到人類社會的仿真，這些具有學習能力的模型對于個人認知過程仿真建模非常有用。

公共政策仿真研究是伴隨著社會科學仿真方法的演進而發展的。公共管理與政策分析仿真研究在我國出現于20世紀80年代中期。這一課題的研究已取得一系列的成果，且正在引起越來越多教學和研究者的關注，逐漸成為公共管理與政策分析學的一個前沿。目前，公共管理與政策分析仿真技術除經濟政策仿真研究外，社會政策、科技政策、公共安全政策也逐漸成為我國公共政策仿真研究的新亮點。

當前我國公共管理與政策分析仿真研究仍然存在不少問題，如仿真方法理論研究較多，可操作性研究不足;研究視域較為集中，多元研究不足;宏觀政策問題居多，微觀政策問題研究較少;公共管理學科研究者對政策仿真的認知普遍缺乏。作為一個新領域，未來我國公共管理與政策分析仿真研究還需要不斷加強，尤其是在引導科學決策思維轉變，政策仿真平臺支持力度方面需要加強，在研究傾向上，從追求于仿真模型應用的可行性到應用的可操作性轉變，在研究視域上，從以經濟政策為主到經濟分析與管理政策仿真研究并重，在建模方法上，從側重于系統動力學到系統動力學與多主體建模并重，在研究方式上，跨學科研究需要進一步增強，公共政策仿真需要系統科學、計算經濟學、統計學、公共管理學、管理科學等多元交叉學科的支撐[1]。

鑒于虛擬仿真技術在公共管理政策分析中的發展潛力，在一些實力雄厚的綜合性高水平大學組建跨學科政策虛擬仿真實驗室，開展虛擬仿真實驗教學和研究，并以此為平臺組建跨學科團隊，以更好地為政府決策和經濟社會發展服務。

二、公共政策虛擬仿真研究方法及平臺軟件

公共政策涉及到社會網絡和人的行為這些高度不確定性的領域，導致公共政策的分析、制定和實施都是伴隨著復雜性，從政策涉及的主體，到主體所處的環境，再到政策施行的過程，各個環節都充滿了由高度不確定性引致的復雜性，從這個意義上說，公共政策無往不在復雜性之中。

面對這些復雜性，傳統的定性和定量的公共政策研究方法似乎變得無能為力了，事實上，在面對諸多公共政策實施的效果時，傳統的方法也確實面臨著有效性的挑戰。通過仿真技術，對公共政策的制定和執行展開實行前的模擬，是判斷公共政策制定正確與否和提升其科學性的重要方法。

隨著人類計算能力的不斷提升以及建模理念和方法的進步，對公共政策的仿真大致經歷了三個階段，即數理統計的方法、系統動力學的方法和基于主體建模的方法。另外，以人工智能為基礎的虛擬現實技術正在提供新的虛擬仿真研究方法。目前我國的公共政策仿真方法主要是系統動力學建模、多主體建模和虛擬現實技術建模。

目前對于上述幾種仿真方法都已有較為成熟的開發工具，基于系統動力學模型的仿真平臺有Vensim、iThink、Power-sim、STELLA等;Swarm、NetLogo、Starlogo、RePast則是對應基于主體建模的;anylogic軟件作為最近比較新興的仿真軟件，既可以支持基于系統動力學建模，也可以支持基于主體建模。[2]UrbanSim作為一種新型的城市虛擬現實仿真系統，目前僅在美國鹽湖城和我國臺北等少數城市獲得實踐。

三、疫情防控公共政策虛擬仿真研究

公共政策系統是典型的復雜適應性系統（Complex Adaptive System，CAS），是一個由自然生態、人工設施、生產生活等相互作用的多個子系統組成的交叉網絡系統。系統包含大量自主行動和相互交流影響的主體，這些主體又受到政策環境因素的影響，公共政策注入系統之后，經過主體的理解-反應-影響-行動之后，涌現出政策結果。作為公共政策制定者來說，仿真的輸出能使其得到不同政策組合的不同直觀量化的結果，從而為其決策提供極具價值的參考。所以疫情防控公共政策虛擬仿真研究很早就進入研究者的視野。

人類社會面臨傳染病的嚴重威脅，近20年發生的一些傳染病，如非典型性肺炎，高致病性禽流感，甲型H1N1流感，新型冠狀病毒肺炎等，均對生命健康和社會生活造成了很大影響。如何遏制傳染病暴發，緩解傳染病流行，是當前社會面臨的緊迫問題。從系統科學的角度看，傳染病流行是在人群中發生的一個復雜擴散過程，對這一過程建立模型，有助于理解傳染病的流行機理，認識內在規律，以模型為基礎對傳染病傳播過程進行分析和預測，可以為干預措施的選擇提供理論依據。如哈洛蘭（Halloran）等人通過仿真方法比較大規模接種和定點接種的作用。萊斯利（Leslie）、伯恩漢姆（Brunham）和阿特金森（Atkinson）用仿真方法研究HIV /AIDS傳播問題。黃崇源（Huang）等人使用仿真方法評估了幾個城市的SARS防疫措施。宣慧玉（Xu-an）等人的擴展CA模型考慮了個體異質性，研究了不同傳染性，活躍程度以及不同鄰域形式對HIV/AIDS傳播過程的影響。[3]張發，李璐，宣慧玉認為建立傳染病傳播模型是理解傳染病流行機理，預測流行趨勢，進行防控決策的基礎。[4]李璐，宣慧玉，高寶俊，提出了一個元胞自動機擴展模型。[5]剛家泰等結合甲型H1N1流感特點，給出了該模型的動態仿真過程，可為疫情發展趨勢的預測、以及政府制定干預疫情的有效措施提供可靠的依據。[6]曾哲淳，趙冬等應用系統動力學方法建立數學模型，宏觀地模擬嚴重急性呼吸綜合征（SARS）疫情在自然人群和醫院內傳播的過程，以及患者通過就診和社區隔離措施移出傳播鏈的過程。[7]

在這次新型冠狀病毒肺炎疫情中，生活空間（沈陽）數據技術服務有限公司的“基于多數源據融合的疫情防控分析系統及服務”，利用多源數據分析對疾控、運營商、醫保、公安數據進行聚合，通過確診和疑似人員的時空信息進行大數據分析，幫助政府相關部門主動精準發現密切接觸人群，從而有效防控疫情傳播。丹東東方測控技術股份有限公司的“大數據分析與領導輔助決策系統”，將政務活動中產生的政務信息資源，通過數據挖掘技術以及信息組合、數學建模、相關性分析、智能檢索引擎、仿真建模和自定義專項分析等技術，對公共政策的制定和執行展開實行前的模擬，確保公共政策仿真全過程的正確性和可信性，最大限度地讓公共政策仿真接近實際需求，降低決策失誤率、提高公共政策的執行效果，進一步提升公共政策制定的科學性和合理性。

總之，虛擬仿真技術作為公共政策研究的新領域，有著非常廣闊的未來發展潛力，非常值得公共管理研究學者予以關注。

參考文獻：

[1]婁成武、田旭.中國公共政策仿真研究：現狀、問題與展望——基于CNKI相關文獻的統計分析[J].中國行政管理，2013（03）：24-29

[2]張洋溢.中國公共政策仿真方法與平臺研究現狀[J].管理觀察，2019（04）：55-56

[3]李璐、宣慧玉.多主體仿真在公共衛生事件應急管理中的應用——以一個傳染病政策仿真系統為例[J].西安交通大學學報（社會科學版），2010.30（01）：57-64

[4]張發、李璐、宣慧玉.傳染病傳播模型綜述[J].系統工程理論與實踐，2011.31（09）：1736-1744

[5]李璐、宣慧玉、高寶俊.基于元胞自動機的異質個體HIV/AIDS傳播模型[J].系統管理學報，2008.17（06）：704-710

[6]剛家泰、任嘉佳、章鑫等.基于元胞自動機的異質個體甲型H1N1流感傳播模型[J].生物數學學報，2014.29（03）：531-537

[7]曾哲淳、趙冬、李巖等.應用系統動力學模型對SARS疫情傳播及主要防控措施效果的計算機模擬仿真研究[J].中華流行病學雜志，2005（03）：11-15

作者簡介：

趙豪邁（1970--）男，教授，博士，主要研究方向為公共管理、信息管理。