黄国彰 李连忠

[摘           要]  基于虚拟现实技术的仿真训练系统在警务执法训练中具有重要作用。与现实世界中的训练和教育相比，它能够提供更有成效的配置，低成本维护，进一步扩展开发。现有工作表明，基于虚拟现实技术的仿真训练系统可以提供良好的训练效果和突出的训练表现，多维度地提升警察自身技能，降低警务执法训练的成本。将真实训练和虚拟训练相结合，可以有效增强训练效果。对警察的调查结果表明，教官和学员都能很好地实现其预期目标，并取得了显著进步。

[关    键   词]  虚拟现实技术;警务执法;仿真系统;技能训练

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0602（2020）40-0086-02

在过去的十年中，处理器的性能以非常快的速度不断提高，芯片多处理器（CMP）和相关技术使计算机的功能比以前更强大。计算机技术也已经应用于各行各业，并且取得了突破性提升。在教育和训练行业，计算机技术也得到了广泛应用，利用计算机技术开发了各种工具，以提升教学和训练的效率并且降低成本[1]。基于虚拟现实技术的仿真训练系统已经开发并应用于教育行业。

基于虚拟现实技术的仿真训练系统可以在教育和训练中发挥重要作用。作为一种特殊的职业，警察必须应对现实世界中的各种情况。专业技能对他们来说非常重要，尤其是当他们面对危险时。然而，用于技能训练的现实世界的配置非常昂贵，并且在这种训练模式中也存在许多危险。仿真训练系统可以为警察提供有效、安全的训练条件和环境[2]。

本文描述了基于虚拟现实技术的仿真训练系统。该系统可用于开展警务执法仿真实战训练，能够为学员提供安全、高效、低成本的训练服务。而且将警察平时训练的项目集成到该系统中，并加以优化，最大限度模拟现实情况，为受训学员提供良好的训练环境[3]。调查表明，基于虚拟现实技术的仿真训练系统可以满足警察的日常训练需求。

一、系统结构设计

如何训练警察的专业技能一直是一个重要课题。仿真训练系统充分利用了虚拟现实技术的优势，并考虑到现实环境中受训学员的训练情况以及现实世界中的高昂的训练器材费用，构建了一套完善的仿真训练平台[4]。

（一）系统设计原则

警察在执行任务时将面临复杂多变的情况和环境，并且他们可能处于非常危险的境地。对警察来说，应该学习其职业的基本知识并掌握必要的技能以保障自己的生命安全。基于虚拟现实技术的仿真训练系统须遵循以下三个原则。

1.循序渐进的原则。面对复杂多变的任务环境，警察需要掌握多种技能，其中一些是基本技能，易于掌握;而有些可能是高级的，难以掌握。因此，受训学员应该在掌握基本技能的情况下学习更高级的技能。系统应该设置不同等级的技能训练，以满足不同级别训练人员的要求。

2.整合原则。在现实世界中，当警察在执行任务时，需要用到自身多项技能。系统应该为学员提供不同的训练环境设置。因此受训学员可以将自身多项技能得到同步提升。此外，仿真训练系统可以与现实世界中的训练整合在一起，能够得到更好的训练效果。

3.可扩展性原则。基于虚拟现实技术的仿真训练系统应该为警察提供足够的训练项目。但是随着时代的进步，警察可能需要学习更多的技能，也就是说，系统应该结合现实世界的变化，为学员提供更多的训练项目，简言之，系统必须具有可扩展性。

（二）仿真训练系统结构

根据训练内容和分析要求，将仿真训练系统分为四个子系统，包括硬件系统、人机交互系统、方案配置系统和分析系统。

仿真训练系统的四个子系统为训练提供了不同的服务。硬件系统是硬件级别的基本支持。仿真训练系统需要实时创建方案，用户也需要来自仿真训练系统的实时响应。而且，仿真训练系统的不同部分可能分布在不同的物理位置。因此，仿真训练系统应该具有强大的硬件系统。方案配置系统负责各种训练方案的配置、创建、删除和记录等操作，保证不同级别的学员都能进行适合自己的训练。当学员开始训练时，将根据他们的训练水平创建具有不同难度的方案。人机交互系统被提供给受训学员，用于受训学员和仿真训练系统之间的交互。仿真训练系统为学员提供了不同的训练，因此也为学员提供了不同的用户界面。分析系统用于分析学员的训练状况。训练数据将在训练期间收集。训练结束后，可以将数据用于分析，这有助于改进以后的训练。在仿真训练系统中，各个子系统应该留有可伸缩接口，这些接口将用于将来的扩展。

（三）仿真训练系统具体内容

在日常开展仿真训练时，为有效防范训练内容单一、枯燥乏味，为警察设计了不同阶段的训练内容，交互于四个子系统中，旨在通过内容设计的丰富，增强警察训练效果，且能够提高受训人员的综合素质及训练热情。同时，结合受训警察从业的时间分阶段的设计受训内容，旨在持续地增强训练效果。

仿真训练系统的具体内容可分为基本技能训练、高级技能训练。其中，基本技能训练包括法律法规、徒手训练、警械训练和枪械训练。受训学员将首先学习与他们未来工作相关的基本法律法规，然后接受枪械技能、警械使用、战术运用的技能训练。但是在基本技能训练中，将考察受训学员不同技能的训练结果，如果学员不能掌握这些技能，就无法开始高级技能训练。

另外，高级技能训练包括两种不同的类型：简单方案和复杂方案。在学员完成基本技能训练之后，可以申请进行高级技能训练，在高级技能训练之初，系统为已完成基本技能训练，但没有进行过模拟情境训练的学员提供简单情境。在场景模拟训练中，受训学员必须使用自己学习到的多种技能。简单方案和复杂方案之间的区别在于复杂方案将提供环境或其他因素的更復杂配置。例如，学员在简单场景中模拟训练时，场景中只有警察和罪犯，但是在复杂的情况下，可能增加人质角色，并且罪犯已经绑架人质。因此，受训学员能够充分模拟现实场景进行训练。

整体可见，从仿真训练系统的内容设计来看，设计类似进阶式的训练内容，使受训的学员先熟悉机械式的训练，熟悉警械、枪械，之后再进入实战阶段，模拟现实场景，由此使受训人员先奠定良好的基础，进而增强应变性，提高实战能力。

二、仿真训练系统功能的介绍

在本章中，根据仿真训练系统体系结构的设计描述仿真训练系统的子系统功能。

（一）硬件系统

硬件系统具有三个组件，包括计算机网络、服务器和客户端。仿真训练系统使用的计算机网络是LAN（局域网），它也可以连接到Internet。在此结构中，服务器主要用于存储仿真训练系统的必要数据，例如环境的配置参数，教官和受训学员的信息以及训练重播。因此，服务器必须具有高性能。用户可以使用不同类型的客户端来输入仿真训练系统进行训练。仿真训练系统支持多用户。系统建立了专门的训练中心进行仿真训练系统训练。受训学员可以利用自己的计算机或者是其他移动设备，并且可以在任何地方通过网络使用仿真训练系统。

（二）人机交互系统

仿真训练系统是一个为受训学员提供训练服务的平台。最重要的是仿真训练系统中的用户体验。人机交互系统是用户和仿真训练系统之间的接口。用户将通过标准人机界面登录仿真训练系统，他们可以使用分析系统查询其训练状态并分析其训练数据。用户还可以通过标准人机界面切换到方案配置人机界面。可以通过配置人机界面设置配置，方案配置系统创建相应场景后，用户可以进行训练。

实际上，具有不同训练水平的学员将具有不同的方案人机界面。如果学员刚开始接受训练，则只能配置基本技能训练的环境。他必须首先掌握这些基本技能。教官将通过分析系统判断他是否通过了基础训练。如果通过了，该学员可以进行简单的情景训练。当且仅当该学员通过了简单情境训练的训练后，他的水平才会再次提高，并且可以进行复杂的情景训练。尽管必须逐步训练学员，但通过系统的层层训练，学员有足够的经验。这种经验将帮助他们掌握警察执法所需实战技能。

（三）方案配置系统

方案配置系统是仿真训练系统最重要的子系统。在此子系统中，仿真训练系统为用户创建不同的方案。

方案配置系统分为四个部分：方案配置、方案生成、方案训练和训练记录。他们可以通过“方案配置”搭建适合自己的方案进行训练。方案生成用于根据方案配置中的参数来生成方案。在仿真训练系统中提供了一些固定场景，用于基本技能训练和高级技能训练。基本技能训练中的技能是基本技能，场景将经常使用。一些简单的场景和复杂的场景是典型的场景，并且将被多次使用。学员将通过“方案训练”进行训练。该场景将在训练期间保留在该部分中。训练结束后，“方案训练”将销毁该方案。在训练期间，训练记录将收集并记录训练数据。此类数据将存储在数据库服务器中并提供给教官和学员进行分析。

（四）分析系統

分析系统对用户来说非常重要。尽管学员可以通过仿真训练系统训练获得一些经验，但也应找出他们在训练中所采取行动的不足之处。分析系统将为训练分析提供相应的数据。

每个学员都可以通过分析系统查询他的信息。分析系统将详细提供训练数据，还将训练记录提供给用户。通过基于训练数据和训练记录的分析，学员可以改善他们的训练。教官也可以通过分析系统帮助学员进行改进。

三、结论

作为警察应该掌握多种警务执法实战技能，而基于虚拟现实技术的仿真训练系统可以提供一个合适的平台。在本文中，介绍了仿真训练系统的概念、结构以及组成，和其在警察训练和教育这一领域起到的重要的作用。这是一个集成的模拟训练系统，它有四个子系统，可以为训练提供不同的功能。仿真训练系统可以根据学员的训练水平来控制训练过程。因此，学员可以逐步掌握技能。而且，仿真训练系统提供的场景与现实世界中的场景类似。这种情景训练将为他们提供不同情况下的经验。根据调查，基于虚拟现实技术的仿真训练系统作为警察的训练平台有较高的训练效果增强，并且降低了总体训练成本，是一种高效的仿真训练系统。

参考文献：

[1]韦益毅，王旭.虚拟仿真技术在警务战术对抗训练中的运用研究[J].公安教育，2019，292（5）：28-31.

[2]冯玉梁，王德新，张军.实战导向的警察应急体适能课程建设初探[C]//第十一届全国体育科学大会论文摘要汇编，2019.

[3]徐霄飞.不失大学底色突出公安特色：公安院校实战化教学再思考[J].科教文汇（中旬刊），2019（12）.

[4]徐忠宁.浅析制约我国警务执法训练的瓶颈及对策[J].公安教育，2019，291（4）：33-34，39-40.

编辑 武生智