刘乐斌，石 斌，邓云璐

（中国人民公安大学，北京 102623）

警务战术是警察处置执法冲突与对抗行为的原则、策略和方法。警务战术训练是针对警察执法实践而专门组织的教育训练过程，其核心为战术思维能力的培养，因此，不断改进和创新贴近警务实战并符合战术思维能力形成规律的训练方法对提高警务战术训练效果尤为重要。伴随着科学技术的飞速发展，越来越多的高科技手段应用于战术训练之中，出现了大量适用警务实战需要的战术训练器材和设备，极大地丰富了训练内容和训练手段。仿真技术在军事领域中已被广泛应用。警察战术训练与军事作战训练有着许多相似之处，近年来也有许多仿真技术被应用于警察战术训练之中。情景互动式影像训练就是现代科技应用于训练实践的一个成功典范，目前，该训练方法已成为国内外警察系统训练实战技能和战术能力的主要手段之一，欧美、香港的警察部门更将其广泛应用于警察的实战对抗训练中，对提高警员执法技巧及枪械运用的实际能力产生了积极的作用。

一、仿真技术概述

仿真技术是由多门学科相融合而组成的一项综合技术，它以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验，可以非常有效而经济地用于科研、训练之中。并且，仿真技术作为一种试验手段，允许操作者多次重复试验，可以对其进行有效地控制，破坏性小，耗费也很低。例如，在警务战术训练系统中所采用的情景互动式影像训练，将先进的仿真技术与网络相结合，采用仿制装备和计算机仿真系统共同构成模拟的战术情景，之后再利用网络将受训者联系在一起，让受训者真实地体验战术行为，这样既可以使受训者加深对战术行动的理解，而且还能找出其中存在的问题，及时解决问题。仿真技术是一项国防关键技术，对提高武器系统的研制效率、改善部队训练和提高战斗力将发挥越来越大的作用，已成为发达国家实现质量建军的一种重要手段。而且，近年来还被应用于警察战术训练之中，以图提高警察部队的整体执法能力。

二、警务战术情景互动式影像系统概况

警务战术情景互动影像系统以实景拍摄的场景影像及全虚拟仿真的3D场景投影显示作为训练情境，使用无后坐力激光枪或实弹枪、警棍以及仿真辣椒水激光喷射器对屏幕进行模拟对抗训练，其特点是让受训人员置身于实景拍摄的模拟执法现场，通过声、光、电的反复立体刺激，训练其对危险的评估能力和警察强制手段的使用技巧。该系统可满足标准射击科目训练、自设射击科目训练、多层次战术科目训练的需要，运用控制仿真训练、实景训练和联网对抗训练等训练方式培养受训人员的综合实战能力；并且还具备人员及训练成绩管理，训练效果考评，专家系统指导数据库管理等功能。

（一）系统构成（见后表）

（二）系统主要功能

1.射击科目训练的功能

可在计算机屏(双屏)上设置参数，将靶标显示在投影屏上进行训练，成绩同时显示在两个屏上。系统提供命令语音接口，供教官在训练过程中使用口令，如，准备、开始射击；提供训练过程中的背景音乐，可以容纳3名射手同时训练，可设置对应不同射手靶标边框和弹着点的颜色。靶标可以随机出现，也可以指定位置出现。

（1）标准科目训练：提供标准的训练科目，如7M胸环靶射击等。

（2）自设科目训练：可选择训练场景、靶标类型、射击距离、隐现方式、隐现次数、隐现时间、运动速度等具体参数类型，形成自设科目，进行训练。

名称 数量 单位 设备组成 技术参数及功能说明投影摄像一体机 1 套 高亮度高清晰投影机 电源 AC100V-240V功耗 300W以上*亮度 2500流明*分辨率1280×720显示互动影像计算机探测屏幕上的红外激光光斑（定位误差＜1个投影像素）调整监控范围和角度处理红外摄像头捕捉到的数据，计算弹孔在屏幕上的坐标位置1 台激光定位系统 1 套 红外摄像头微调平台定位软件主系统和录像考评系统用影像互动射击装置训练评估软件1 套 提供隐蔽，探测躲闪等战术动作在屏幕上目标开火的同时，气枪同时发出彩弹，训练战术能力提供拔枪，鸣枪等交互触发提供交互主软件模块 1 套 软件部分界面友好，数据反应充分，节目运行流利，符合需求，画面衔接平稳，射击后没有帧停顿现象实景资料库用于射手射击结果的评估音响设备 专业功放，音箱电动投影屏 进口投影屏总控制台 控制台及彩色喷墨打印机 安装设备及输出训练结果掩体气枪攻击系统枪支控制系统对讲系统实景影像资料1 1 1 1套套套套

（3）战术科目训练：可选择不同的复杂场景，提供不同的背景声响，在场景中配套特殊人型靶标(如劫持人质靶，持枪歹徒靶等)，指定出靶条件（如，时间到，1号靶标被命中2号靶标起，外部交互传感器有出发等）隐靶条件，利用非实景的静态科目，尽可能地模拟真实场景，进行训练。

2.实战训练仿真功能

提供与实景影像联动鸣枪、拔枪、躲闪、语音控制等交互手段，提供与实景影像联动的彩弹等攻击武器以及带有后坐力的激光模拟枪，营造产生心理压力的真实训练环境，以得到更好的训练效果。

系统所配拔枪、鸣枪动作检测模块对受训人员的一些基本动作，如执法过程中的语言控制、危险情形下的避险动作等进行跟踪与处理，提高了训练过程的互动性。同时对训练人员的一些枪械操作动作能实现检测与跟踪，如执法过程中的拔枪、鸣枪警告等动作，通过这些信号的检测，可对受训人员进行更为有效地评估。

每个实景科目训练完成后，系统将训练过程中的事件以列表的方式显示（如：射手每一发射击的时间，命中目标与否，歹徒是否开枪，是否有躲闪，喊话，拔枪，鸣枪等事件），同时以画中画的形式显示对应事件的场景，最后保存到数据库。针对运行中的实景提供静音、暂停功能，以用于讲解。对多种随机跳转方式，可以提供随机跳转，也可以提供选定跳转到固定的下续场景。提供丰富的设置接口，可以任意选择使用与否。针对同一训练实景可以设置不同训练难度。

3.实时互动对抗功能

对抗训练主训者可通过网络实现和辅助训练者实时的音视频和文字交互沟通。将安装在两个房间邻近的两套影像靶系统连接在一起，训练者通过投影屏幕进行实弹或激光模拟的对抗训练，投影屏幕显示的是对方所处的真实情形，而不是预先摄制的影像资料，这样使训练更具有实时性、真实性和对抗性（见图1）。

图1 实时互动对抗系统示意图

为实现实时对抗，系统共增加了两套动作采集摄像机，用于随时采集对抗双方的实时动作，并通过视频采集设备和投影设备将两名对抗训练者的实时视频影像资料传输到对方的投影屏幕上，形成实时的、互动的训练场景（见图2）。

图2

对抗射击器主要用于在对抗训练时增加训练人员的压力和紧张感，当一方训练者（如训练者B）进行射击时，在同一时间，对方（训练者A）前端的对抗射击器会向A发射一颗BB弹，以体现真实对抗射击时的交战效果（见图3）。

图3

4.开放式编辑功能

系统提供开放的实景资料编辑平台。通过实景编辑可以将同一套实景资料进行设置，实现有针对性地训练。同时能将自由拍摄训练进行录像，接驳到系统中使用。系统实现录像可以自由编辑、射击区域自由编辑等功能，由施训者实现训练思想。

5.训练考评功能

采用画中画技术，将射手动作采集并合成为同步影像资料文件,储存于电脑硬盘中，以方便考评人员于现场或事后进行指导或综合考评。该系统具备实时录像、回放、快进、快退、暂停、局部放大缩小功能。

6.数据库（IC卡）管理功能

能够提供基于IC卡的人员管理和训练成绩管理，提供查询管理功能，提供以柱状图、折线图等图表方式实现的分析功能，显示查询数据，提供打印功能。科目训练提供的靶标图表打印在对训练成绩打印时，针对有环数要求的射击成绩,不仅可列表打印成绩,还可以打印靶型与弹着点,使成绩打印单一目了然,便于集中考核时的成绩统计（见图4）。

图4

成绩排序功能也可以在比赛结束时，立刻按从高到低的次序列出所有射手的射击成绩，节省大量的统计时间并且避免了人工操作可能出现的失误。

通过数据库管理能够实现对射击数据的分析功能，起到辅助训练指导的作用。并且该系统专门将档案管理功能单独列出，以便于日常维护和对数据进行密码管理，以防止无关人员误操作造成数据丢失。

7.光点捕捉功能

采用激光模拟射击时,一体机内的CCD摄像头能将画面上的激光斑实时摄入并传给系统的图像识别系统进行计算，从而判断是否击中目标，并自动检测出弹着点，目标被击中做出的反应。

8.专家系统分析功能

提供专家系统对以往射击数据进行分析，产生射击动作等的改进意见，起到辅助指导的作用。

三、警务战术训练系统科技应用展望

（一）基于警务战术训练实战模拟研究的训练仿真技术应用

实战模拟研究是警务战术的研究方法之一，其构成特质与警务实战存在密切的联系。警务战术学作为揭示执法战斗规律的科学，可以认定该研究方法对于推动警务战术学科体系的完善有直接的作用。

警务战术训练仿真技术应用就是将系统仿真思想融入警务战术训练过程，将实战模拟研究方法与系统仿真方法结合，以促进警务战术训练贴近实战并提高警务战术训练效果。同时，训练仿真技术的应用将有利地创新模拟教学与训练方法，研发适用警察实战需要的战术训练器材与设备，将高科技手段应用于战术训练之中。

警务战术训练仿真系统可分为：演示性仿真、研究型仿真和教育训练仿真；依据仿真对象可分为：实战环境仿真系统、战术主体仿真系统和实战环境与战术主体的交互仿真系统；这是警务战术领域区别与其他领域仿真分类的特点。

1.演示性仿真：大多采用三维建模技术，对警察执法战术实施过程和实战环境进行建模，其目的是为了真实显示警察执法战术实施的具体过程或者实战环境的整体场面，给人以视觉效果，增加系统的可视性。该类仿真通常用于在执行大型案发现场的建模中，例如群体性骚乱事件的处置等。

2.研究型仿真：该类仿真通常用于针对研究的需要而建立的仿真系统。其建模的目的在于将实战过程的数据信息进行采集，进行物理建模和数学建模，以供研究战术过程的一般规律。

3.教育训练仿真：该类仿真是比较受专业研究人员关注，其应用目的在于提高警员执法战术的运用能力。因为这类仿真系统具有较强的实用性，在警务战术训练过程中常用于实战训练，以期提升警员的实战能力。

在警务战术训练中，仿真的对象包含实战环境、参战警员、群众和犯罪嫌疑人，依据其仿真对象的特征，可分为以下三类仿真系统：

1.实战环境仿真系统：该仿真系统是对实战环境进行的仿真。其应用的功能类似警用沙盘，即对实战环境进行客观描述之用。对实战环境仿真系统的深入研究，有助于专业研究人员设计和组织战术训练，使得训练效果更为贴近实战的需要。

2.战术主体仿真系统：在警务战术训练过程中，战术的主体包含参战民警、群众和犯罪嫌疑人。单警的仿真，其目的是为了研究个体警员在战术系统中的功能；警员团队的仿真，是为了研究警员团队联合战术行动的状况，以促进改良警员团队在战术行动中的效能；人群的仿真，主要用于处置群体性骚乱事件人员安全应对的研究中，或者应用于人群密集的场所进行战术行动的设计与处置。

3.实战环境与战术主体的交互仿真系统：是一种针对警察执法战斗过程和结果的仿真。仿真过程往往与特定的战术案例类别相联系，例如解救人质、抓捕行动、车辆查控等。该类仿真系统的建立可从专家系统和实战案例系统出发，采用数学建模手段建立交互式仿真，为警务战术训练服务，达到对警员的有效战术训练。

警务战术训练系统仿真技术具有广阔的发展前景，依托计算机模拟技术、军事数理战术的科技发展，可以研发适用于警察战术训练的专业训练仪器和设备。

比较军事作战模拟的发展现状并参考系统仿真学科在各相关领域应用新进展，可以认为警务战术实战模拟研究与训练仿真技术具有广阔的发展前景，计算机模拟技术、电子学习技术等的发展可能为警务战术计算机辅助训练系统的研发创造良好的基础条件。在警务战术实战模拟研究和仿真模拟训练的基础上，可以开发基于网络的警务战术仿真训练的虚拟现实系统、仿真训练软件。

（二）交互式警务推演电子沙盘

国内目前无论是电子沙盘三维立体，还是激光沙盘虚拟现实，他们都是利用声光电和控制技术与真实的物理沙盘结合视频技术实现立体沙盘的展示，并通过图文扫描仪将收到的照片或对实物沙盘通过声光电控制过程进行录像，之后把信息输入电脑显示，它只能按照固定的录像顺序或事先程序编好的播放顺序或游历顺序游历，无法在屏幕上直接做交互，无法任意放大缩小、任意漫游标注摆放，且受实际大小限制，操作不方便，也无法在屏幕上直接交互。

自然交互式警务推演电子沙盘系统把现有的各种应用集成到一台中心图形计算机上，用自然交互式通用指挥平台作为显示和操作平台。通过各种接口实现与现有三维地图及警务实战模拟训练相关数据库连接，通过人手或教鞭等辅助工具实现对屏幕显示的三维地图放大、缩小、漫游、拖拉、写字画圈等标注,使受训人员在显示的虚拟执法环境下进行实战指挥能力训练。

（三）警用数字单兵

警用数字单兵是在恶劣的地理条件、危险的环境及车辆不能到达的地方，通过单兵背负的形式到达现场，实现实时图像传输和指挥调度等功能，具有机动灵活、携带方便的特点，担负着消防执勤、单兵侦察、公安刑侦等单兵机动任务的远程现场多媒体信息实时、动态的收集处理传递的重要任务。

警用数字单兵由个人无线传输设备、便携视频监控设备、便携电池、个人语音通信设备等四部分构成，可以轻松集成、便于携带。单兵队员利用个人无线传输设备，可将个人便携视频监控设备采集的所处周围环境和侦查对象的图像实时传回给指挥人员和现场指挥中心；同时通过语音通信设备同指挥员进行双向通话，听取、回复指令；随身供电系统为以上设备提供充足电力。警用数字单兵的功能由单兵终端、通信指挥车及其它辅助系统如车载监控显示系统等组成来实现。它采用了一系列先进的扩频通信技术、调制解调技术、信道编解码技术、差错控制技术，并结合数字图像压缩等多媒体网络传输技术，能够在高速移动环境下实现视频、语音、数据等宽带多媒体业务的实时、同步传输。

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