鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)研究＊

王永強(qiáng)

一、鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)

（一）概念

鐵路刑事案件是指發(fā)生在鐵路公安機(jī)關(guān)管轄范圍內(nèi)的各類刑事案件?！豆矙C(jī)關(guān)辦理刑事案件程序規(guī)定》第20條第1款規(guī)定，鐵路系統(tǒng)的機(jī)關(guān)、廠、段等單位發(fā)生的刑事案件，車站等工作區(qū)域內(nèi)和列車內(nèi)等發(fā)生的刑事案件，鐵路建設(shè)施工工地發(fā)生的刑事案件，鐵路沿線發(fā)生的或破壞鐵路設(shè)施的刑事案件，以及內(nèi)部職工在鐵路線上執(zhí)行任務(wù)中發(fā)生的案件，由發(fā)案地鐵路公安機(jī)關(guān)管轄。這五類鐵路公安機(jī)關(guān)管轄的案件現(xiàn)場(chǎng)就是鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)。

（二）特點(diǎn)

鐵路公安機(jī)關(guān)在現(xiàn)場(chǎng)勘查工作時(shí)，要關(guān)注一般犯罪現(xiàn)場(chǎng)的特點(diǎn)，又要注意研究鐵路犯罪現(xiàn)場(chǎng)的個(gè)性特點(diǎn)，把握鐵路犯罪現(xiàn)場(chǎng)的特殊性。因?yàn)殍F路既是公共交通運(yùn)輸工具，又是一個(gè)行業(yè)系統(tǒng)，所以，常常因?yàn)殍F路搶修和恢復(fù)通車等原因，現(xiàn)場(chǎng)遭到不同程度的破壞，給現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)和勘查帶來(lái)不利影響；由于車站人流大，列車停或發(fā)、過(guò)往頻繁等，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜且易變；駛離車站的列車處于行駛狀態(tài)，犯罪行為就是在這一流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生，導(dǎo)致這類現(xiàn)場(chǎng)具有流動(dòng)性等特征。

二、鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)需求與目標(biāo)

（一）建設(shè)需求

1.國(guó)家大力支持和積極倡導(dǎo)。近年來(lái)，國(guó)家對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研發(fā)引起了政府相關(guān)部門(mén)和學(xué)術(shù)界的重視，并制定了開(kāi)展相關(guān)技術(shù)研究的計(jì)劃。隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程等技術(shù)的高速發(fā)展，V R技術(shù)得到相當(dāng)?shù)闹匾??？萍疾亢蛧?guó)防科工委已將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，國(guó)內(nèi)眾多機(jī)構(gòu)都在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究和應(yīng)用，取得了一系列研究成果。國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)文加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的戰(zhàn)略布局和發(fā)展規(guī)劃，從國(guó)家層面確定支持虛擬技術(shù)的發(fā)展。

2.國(guó)內(nèi)相關(guān)建設(shè)蓬勃發(fā)展?！笆濉逼陂g，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革、提高人才培養(yǎng)水平的重要基礎(chǔ)性工作。教育部已經(jīng)在2014年、2015年和2016年連續(xù)三年共批準(zhǔn)設(shè)立300個(gè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。教育部要求有關(guān)高校要高度重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化和虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)工作，加強(qiáng)虛擬仿真優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)與開(kāi)放共享，提升虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍教學(xué)和管理能力，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理信息化和支持服務(wù)信息化水平。

3.司法體制改革大勢(shì)所趨。犯罪現(xiàn)場(chǎng)重建不是僅僅停留在偵查階段，對(duì)于犯罪事實(shí)發(fā)生的前后經(jīng)過(guò)過(guò)程都可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重現(xiàn)，運(yùn)用動(dòng)畫(huà)播放，甚至體感控制等方式重現(xiàn)犯罪發(fā)生的經(jīng)過(guò)，也是“偵查為中心”向“法庭審理為中心”的體現(xiàn)，對(duì)于犯罪嫌疑人犯罪情節(jié)的認(rèn)定與刑罰的量定都有著重大意義。

4.公安行業(yè)應(yīng)用的迫切需求。隨著犯罪的智能化與危險(xiǎn)性的提高，公安工作正面臨著愈來(lái)愈多的挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了暴力恐怖犯罪、大規(guī)模群體性事件等難處置、難應(yīng)對(duì)、難預(yù)測(cè)的犯罪類型。這類案件現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作具有高成本、高消耗、不可逆操作等特點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為我們提供此類案（事）件的演練模型，從而形成具有針對(duì)性的預(yù)案，大大提升社會(huì)管控與危機(jī)處理能力。

5.鐵路警務(wù)工作特點(diǎn)使然。鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)的諸多特點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)受限等因素，導(dǎo)致在組織這類實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)重新復(fù)原現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)物操作的難度較大。而虛擬實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和使用可以在有限的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行更多種類的現(xiàn)場(chǎng)復(fù)原。同時(shí)，也可以為鐵路公安機(jī)關(guān)進(jìn)行真實(shí)案件的偵辦、司法鑒定和法庭審理等工作提供幫助。

（二）建設(shè)意義

1.突破公安專業(yè)課程的課堂維度限制。虛擬技術(shù)使教學(xué)不再受限于傳統(tǒng)課堂的教室面積、課堂時(shí)間、教學(xué)環(huán)境、學(xué)生心理體驗(yàn)、教師講解等維度的限制，學(xué)生可以選擇在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、任何環(huán)境中開(kāi)始體驗(yàn)和操作。特別是可以利用虛擬技術(shù)重現(xiàn)那些在課堂和實(shí)驗(yàn)室中難以模擬再現(xiàn)的案件現(xiàn)場(chǎng)，為刑事偵查、刑事技術(shù)、治安學(xué)等專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)提供仿真的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和模擬演練平臺(tái)，使學(xué)習(xí)者浸入式體驗(yàn)真實(shí)辦案過(guò)程。

2.豐富公安專業(yè)課程的學(xué)習(xí)交互形式。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)彌補(bǔ)既有課堂的不足，學(xué)習(xí)者可以直接參與到仿真的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境之中，最大限度地理解和演練公安專業(yè)知識(shí)和技能。教師在講述相關(guān)公安專業(yè)課程時(shí)，學(xué)習(xí)者進(jìn)入虛擬的實(shí)際辦案環(huán)境中完成實(shí)驗(yàn)和訓(xùn)練。

3.完善鐵路警務(wù)方向虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)工作。目前，鐵路警務(wù)教育和鐵路公安實(shí)戰(zhàn)部門(mén)已完成省級(jí)實(shí)驗(yàn)示范中心的申報(bào)工作。但是，在虛擬實(shí)驗(yàn)室方面還處于探索階段。全國(guó)多所公安院校正在結(jié)合本校相關(guān)專業(yè)推動(dòng)建設(shè)虛擬實(shí)驗(yàn)室。所以，鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)能夠積極推動(dòng)鐵路警務(wù)方向虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)工作。

（三）建設(shè)目標(biāo)

1.革新教學(xué)理念，理論實(shí)踐并重。公安院校的教學(xué)方向始終是為人民警察隊(duì)伍培養(yǎng)具備高素質(zhì)、優(yōu)秀業(yè)務(wù)能力的預(yù)備警官，如何在教學(xué)期間盡可能地提升學(xué)生的業(yè)務(wù)能力，使他們能更好地適應(yīng)警隊(duì)的工作環(huán)境是公安院校主攻的課題?；谶@樣的教學(xué)目標(biāo)，公安院校的教學(xué)體系中實(shí)踐部分應(yīng)占相當(dāng)?shù)谋壤?shí)際上，由于公安工作的特殊性以及高校教學(xué)的局限性，很多一線工作的知識(shí)傳授都只能停留在理論階段。

運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合實(shí)際課堂授課，許多原本受限于條件不能進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)都能實(shí)現(xiàn)。如對(duì)于毒物、毒品的辨識(shí)與認(rèn)定，二維平面的圖片教學(xué)過(guò)于簡(jiǎn)單，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有能力在最大范圍內(nèi)重現(xiàn)毒物、毒品的外觀特點(diǎn)。像這樣從理論上升為實(shí)踐的教學(xué)個(gè)例還有很多，這將大大推動(dòng)現(xiàn)階段課程教學(xué)理念的革新。

2.變革學(xué)習(xí)方式，學(xué)生占據(jù)主動(dòng)。對(duì)于個(gè)人的學(xué)習(xí)來(lái)說(shuō)，最好的無(wú)疑是具有針對(duì)性的一對(duì)一量身定制的教學(xué)。無(wú)論是教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施，還是師資力量，現(xiàn)階段要想達(dá)到這樣的教學(xué)模式較難實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)走進(jìn)課堂，除了統(tǒng)一的投影儀大屏集體展示以外，最大的優(yōu)勢(shì)在于具備了個(gè)性化教學(xué)的可能性，課程教授形式并不局限于投影儀等常規(guī)電教工具，還可基于學(xué)生手中的各種設(shè)備終端。利用這一特性，課程教授的成果反饋可由學(xué)生終端發(fā)送至教師處，利用信息系統(tǒng)形成每個(gè)學(xué)生的特征檔案，計(jì)算機(jī)給出掌握情況的評(píng)估，甚至是下一階段教學(xué)的方向指引。

在教學(xué)過(guò)程中，同一課程的教學(xué)進(jìn)度會(huì)因?qū)W生不同而出現(xiàn)差異。學(xué)生利用終端了解自己的課程進(jìn)度，選擇最適合自己的授課方式，加之實(shí)踐操作的比例提升，真正成為了學(xué)習(xí)主體。

三、鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)與基礎(chǔ)

（一）實(shí)驗(yàn)室的特點(diǎn)

1.教學(xué)方法多樣化。（1）再現(xiàn)案件現(xiàn)場(chǎng)，沉浸式虛擬勘驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心特點(diǎn)在于其創(chuàng)造的沉浸式環(huán)境，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求。虛擬現(xiàn)實(shí)將變成一種可靠的媒介，幫助學(xué)生更快地學(xué)習(xí)，變得更有積極性，并且將可能性進(jìn)行拓展。

使用360°案件現(xiàn)場(chǎng)全景相機(jī)，視角范圍完整，立體感真實(shí)，令觀察者沉浸其中。三維全景不但可以全方位記錄某時(shí)某地的現(xiàn)場(chǎng)情況，更可以將某個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)景用三維立體的方式表現(xiàn)出來(lái)，這樣性價(jià)比極高的展示方式和記錄手段是一般圖片和三維建模根本無(wú)法完成的。通過(guò)這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，辦案人員才能更精準(zhǔn)地把握現(xiàn)場(chǎng)空間感。

利用360°全景照相，可真實(shí)保存和瀏覽三維的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)。還能用不同的三維虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景模型，包括建筑物、樹(shù)木、家居設(shè)備、動(dòng)物及人體模型、汽車及各種現(xiàn)實(shí)生活中的一切物品，設(shè)置燈光，選擇各種材質(zhì)貼圖，達(dá)到逼真的案件現(xiàn)場(chǎng)虛擬仿真效果，進(jìn)行攝像機(jī)、物體、環(huán)境、動(dòng)物和人體的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)和仿真，達(dá)到各種模擬案件現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景及人體和事件發(fā)生、過(guò)程、結(jié)果的重現(xiàn)。

（2）多重交互體驗(yàn)，提升實(shí)操仿真性。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建的虛擬犯罪現(xiàn)場(chǎng)，除卻視覺(jué)上的逼真重現(xiàn)外，還能提供多種感官上的交互式體驗(yàn)。如，通過(guò)手勢(shì)操作，將電信號(hào)實(shí)時(shí)錄入所搭建的犯罪現(xiàn)場(chǎng)，內(nèi)置物理引擎會(huì)提供各項(xiàng)操作執(zhí)行后的反饋，不用進(jìn)行現(xiàn)實(shí)世界中類似爆破等不可逆或代價(jià)較高的操作，在虛擬世界中重現(xiàn)，也能得到計(jì)劃實(shí)施后的結(jié)果。虛擬現(xiàn)實(shí)課程滿足教師與學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)中的交互需求。如教師可以看到學(xué)生在看什么，學(xué)生可以根據(jù)教師的指引觀看特定的內(nèi)容。教師還可以根據(jù)學(xué)生的反應(yīng)來(lái)選擇下一段內(nèi)容。

此外，上述多重傳感的錄入以及物理引擎的反饋，提供了設(shè)計(jì)針對(duì)各種復(fù)雜、困難、重大案事件應(yīng)對(duì)策略、預(yù)案的可能。比如近年春運(yùn)期間，鐵路客流量都達(dá)到3億多人次。在現(xiàn)實(shí)中不可能再召集如此大的人流來(lái)演練及嘗試多種應(yīng)對(duì)方法，論證其可行性的機(jī)會(huì)，而物理引擎的動(dòng)態(tài)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)卻可以不斷地進(jìn)行演練直至找到最優(yōu)的應(yīng)對(duì)方案。這將大大地提升實(shí)際操作的成功率。

2.考核方式實(shí)戰(zhàn)化。（1）虛擬環(huán)境實(shí)際操作。虛擬技術(shù)根據(jù)教學(xué)大綱和實(shí)戰(zhàn)化的要求，將所學(xué)理論知識(shí)和關(guān)鍵技能設(shè)計(jì)成虛擬場(chǎng)景，對(duì)學(xué)生進(jìn)行課程考核。他們可在不同情景、不同執(zhí)法對(duì)象、不同突發(fā)事件中進(jìn)行仿真應(yīng)對(duì)和操作。虛擬系統(tǒng)自動(dòng)記錄學(xué)生操作的情況，并進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，形成其考核結(jié)果和成績(jī)單。

（2）考核結(jié)果量化統(tǒng)計(jì)和分析。學(xué)生在操作過(guò)程中的每一個(gè)反應(yīng)和行為都會(huì)被系統(tǒng)準(zhǔn)確記錄。當(dāng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立刻停止考核，并且虛擬出現(xiàn)該錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致的后果，讓學(xué)生體驗(yàn)到該項(xiàng)操作的重要性，并及時(shí)更正錯(cuò)誤的操作。在學(xué)生提交操作結(jié)束后，將對(duì)其操作的全過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，形成此次考核的成績(jī)單。針對(duì)學(xué)生的錯(cuò)誤或不當(dāng)操作造成的嚴(yán)重后果加以分析，給出訓(xùn)練計(jì)劃。

（二）建設(shè)基礎(chǔ)

1.前期成果通過(guò)公安部競(jìng)賽檢驗(yàn)。課題組成員在參加第二屆公安院校教學(xué)技能競(jìng)賽的刑事技術(shù)組授課展示中，已經(jīng)啟動(dòng)引入鐵路破壞案件現(xiàn)場(chǎng)虛擬系統(tǒng)。在競(jìng)賽中，評(píng)委組專家對(duì)此給予充分肯定。課程中使用的虛擬系統(tǒng)就是本項(xiàng)目的研究成果。前期完成的鐵路破壞案件現(xiàn)場(chǎng)的虛擬環(huán)境，可以將犯罪現(xiàn)場(chǎng)精準(zhǔn)還原，通過(guò)動(dòng)畫(huà)形式再現(xiàn)犯罪嫌疑人的作案過(guò)程，在案情介紹、現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)情況、犯罪過(guò)程分析等講授環(huán)節(jié)都對(duì)教學(xué)起到了積極的促進(jìn)作用。

2.前期成果服務(wù)偵辦案件。在2016年某次鐵路破壞案件的偵辦中，課程組成員全程參與。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)情況，為專案組制作了案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)虛擬環(huán)境。該案件現(xiàn)場(chǎng)因列車碾壓和其他因素被破壞。如何快速?gòu)?fù)原現(xiàn)場(chǎng)，還原嫌疑人作案過(guò)程成為偵辦案件的突破口。課題組成員利用現(xiàn)有勘驗(yàn)數(shù)據(jù)，成功復(fù)原障礙物的放置情況及列車撞擊障礙物的過(guò)程，為專案組各組的分析提供巨大的幫助。

在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)過(guò)程中，要始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，從鐵路刑事案件現(xiàn)場(chǎng)庫(kù)中選擇適宜的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，吸納實(shí)戰(zhàn)部門(mén)的民警，建設(shè)敬業(yè)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍，在建設(shè)過(guò)程中，根據(jù)學(xué)生的反饋，及時(shí)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)體系。

：

[1]蔡新建.鐵路犯罪現(xiàn)場(chǎng)勘查[M].北京：中國(guó)人民公安出版社.2011（3）.

[2]教育部辦公廳.教育部辦公廳關(guān)于2017-2020年開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知[Z].2017-07-13.