基于虛擬現實技術的警務戰術實戰模擬訓練研究

摘 要 實戰模擬訓練是培養警務人員實戰能力和提升警務人員實戰素質的有效途徑，然而當前警務戰術的實戰模擬訓練受場地、場景等因素制約，面臨次數少、效果差的困境。虛擬現實技術所具有的特性高度契合警務戰術實戰化模擬訓練的需求，二者的結合能突破警務戰術實戰模擬訓練場地的桎梏，提高訓練效果。文章旨在探索虛擬現實技術警務戰術實戰模擬訓練系統的設計，以提升警務人員的實戰能力。

關鍵詞 警務戰術；虛擬現實；實戰化訓練

中圖分類號：G642 " """""""""""""""""""""""""文獻標識碼：A """DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.15.022

Research on Police Tactical Simulation Training Based on Virtual Reality Technology

ZHANG Jieqiang， LU Fengyun

（China People's Police University， Langfang， Hebei 065000）

Abstract Practical simulation training is an effective way to cultivate the practical ability and enhance the practical quality of police officers. However， the current practical simulation training of police tactics is limited by factors such as venue and scene， and faces the dilemma of limited frequency and poor effectiveness. The characteristics of virtual reality technology highly meet the needs of practical simulation training for police tactics. The combination of the two can break through the constraints of practical simulation training venues for police tactics and improve training effectiveness. The article aims to explore the design of a virtual reality technology police tactical simulation training system to enhance the combat capabilities of police officers.

Keywords police tactics; virtual reality technology; simulation training

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）是可以創建和體驗虛擬環境、事物的仿真技術。虛擬現實技術以計算機技術為核心，輔以計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、AI、計算機仿真、計算機網絡、并行處理與高性能計算等技術，可在一定范圍內生成與真實世界高度近似的虛擬環境，并借助顯示和交互設備作用于用戶的視、聽、觸覺等感覺方面，用戶可以與虛擬環境中的對象進行交流互動、產生相互影響，獲得宛若親臨真實環境的感覺和體驗。因虛擬現實技術所具有的沉浸性、構想性和交互性等特征，可廣泛應用于國防、教育、醫療、娛樂等眾多領域。警務戰術是一門具有很強操作性和應用性的特殊課程，要求貼近實戰，與實戰接軌，其最終目的是應用于實戰，無數事實一再證明，任何在田徑場和射擊館訓練出來的戰術意識在實戰面前都顯得蒼白無力，甚至不堪一擊。因而技能戰術的學習類型不僅需要記憶與操作，還需要在情景中反復體會與思考，從而達到在實戰中靈活運用的目的[1]。虛擬現實技術利用其超仿真的效果呈現，或完美再現過去真實發生過的實戰情景，或合理模擬未來可能出現的實戰情形，為警務人員進行反復的、多樣化的、個性化的模擬實戰訓練提供條件。虛擬現實技術與警務戰術實戰化模擬訓練相結合，構建虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練系統，創造與實戰體驗和效果幾近相同的虛擬訓練環境，是培養警務戰術實戰型人才的積極探索和可靠手段。

1 "虛擬現實技術與警務戰術實戰模擬訓練的契合度分析

1.1 "虛擬現實技術的構想性契合警務戰術實戰化訓練情景的豐富度需求

目前公安院校和公安機關在警務戰術實戰化模擬訓練中存在重視程度不高、實戰訓練次數少、模擬實戰訓練的真實程度較低、訓練模擬人員不投入、道具制作粗糙等現象，這些都極大地影響了參訓人員的參與熱情和投入程度，致使模擬訓練難以達到預期目標并取得理想的訓練效果。此外，警務實戰訓練場地建造和維護成本高、特殊情景無法復刻等問題也在一定程度上制約著警務戰術實戰模擬訓練的開展。警務戰術課程教學中，理論課時遠多于訓練課時，實戰技能嚴重依賴傳統課堂，學生僅能通過“紙上談兵”式口頭交流獲得實戰經驗，對于實戰能力的提升效用十分有限，而虛擬現實技術的構想性恰好能解決這些問題。構想性也稱為想象性，是指用虛擬現實技術再現真實發生過的場景，或構想尚未發生過的場景，能用以創造豐富的虛擬實戰訓練情景以應對不同的訓練需求，解決實戰訓練場地、場景制約的問題，參訓人員置身于虛擬實戰環境中，以自己身體的視角去全方面地觀察、體驗與感知訓練內容，將身、心、環境融為一體，能夠擴展參訓人員對實戰訓練內容的感知形式和范圍，不僅可以加深對已有知識的理解和掌握，還能產生新的啟發和思考。

1.2 "虛擬現實技術的交互性契合警務戰術實戰模擬訓練中的自主學習需求

虛擬現實技術的交互性是指使用交互設備以簡捷、自然的方式與計算機生成的虛擬世界中的對象進行交互，用戶可以通過交互設備與虛擬環境進行交互，虛擬環境中的景物對交互行為作出實時響應，使用戶能感受到虛擬環境的變化，從而產生對相應現實世界的體驗[2]。交互性意味著強調用戶的體驗，在教育培訓的領域中，可以通過多感知通道技術或設備配合自然化的交互邏輯以提升學習者的學習體驗。虛擬現實技術的交互功能讓人在全方位觀察虛擬環境的基礎上，主動地去體驗、探索虛擬環境中的事物和內容。在虛擬現實警務戰術實戰訓練系統中，參訓人員要發揮主觀能動性與虛擬現實環境中的虛擬違法犯罪嫌疑人、事物和情景進行互動，變“被動接受”為“主動參與”，要用所學知識和技能自主完成訓練內容，將勝任執法實戰行動所需的法律法規、警務技戰術、心理素質、團隊協作等能力融會貫通，自主建構“為我所用”的實戰能力體系，寓學于練，并且對所學知識在深度和廣度上產生全新的感悟，變灌輸式、標準答案式的訓練方式為探究式、啟發式、研討式的訓練方式。

1.3 "虛擬現實技術的沉浸性契合警務戰術實戰模擬訓練的實效提升需求

沉浸性是虛擬現實技術的核心特性，是虛擬現實技術區別于傳統模擬技術的關鍵所在。沉浸性，即讓人產生自己是虛擬環境中的一分子的感覺，使人更加專注于虛擬世界中的事物與情境，從而忽略環境的虛擬性，獲得更為真情實感的投入式體驗。當人沉浸在一項事物中而忘記自我時，就會進入心流狀態，在這種狀態下，人的學習效率會有明顯的提高并得到更多的學習樂趣。要增強虛擬現實的沉浸感，離不開人機交互技術對人體多感覺通道的刺激，當感覺通道得到的刺激越多，用戶在虛擬環境下收獲的沉浸式體驗感就越強。視、聽、觸覺融合的多通道人機交互所帶來的高沉浸性和強交互性應用在教育、培訓場景中，能夠提升人在虛擬世界中的體驗感、參與感和掌控感，拓展對知識的感受維度，在知識獲取、認知轉化、認識強化等方面創造和提供豐富的路徑。參訓人員在高沉浸度的虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練環境中，感覺如同“浸入”一線執法現場一般，不僅被賦予現場執法民警的新身份，還會產生完成訓練目標和特定情境訓練任務的新希望和新追求，也會對訓練內容產生更多的興趣，在心流狀態的加持下，更能全身心地投入訓練，既有效避免分心走神等情況的發生，又減少了錯誤操作的次數，提高了參訓人員對警務戰術知識和技能的掌握度和留存度，從而提高訓練成果的長期留存率，保證訓練的效果。

1.4 "虛擬現實技術的仿真化訓練契合警務戰術實戰的心理素質提升需求

研究證明，虛擬現實技術可幫助人們緩解各種恐懼癥，讓受試者以稀釋的形式面對他們的恐懼，建立他們的耐受性。警務戰術是用來解決公安執法實踐中面臨的沖突與對抗的有效手段。要實現服務警務實戰的目的，在掌握警務戰術相關理論知識的基礎上，更重要的是進行實戰化訓練，以培養和鍛煉警務人員快速有效應對處理各類執法沖突與對抗的心理素質和戰術能力。虛擬現實技術能夠創造模擬出危險、刺激、多變的實戰訓練環境，有效鍛煉參訓人員的警務戰術技能、應急處突意識以及協同作戰能力，大幅縮短參訓人員面對危險情形時的反應時間，還可以在多次反復的模擬訓練中提升參訓人員的實戰心理素質，使其在面對危險情形時不至于驚慌失措而無法正常應對，以致錯失最佳處置時機，造成無法挽回的后果。

1.5 "虛擬現實技術的數據化訓練契合警務戰術模擬訓練精細考核需求

虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練系統可以將智能穿戴設備和各類傳感器整合在一起，用以采集參訓人員訓練時產生的各種數據，例如：運動傳感器可以檢測、記錄訓練時的運動產生的各種數據，計算并分析運動情況，提供可視化的訓練數據和訓練結果分析，以便為參訓人員進行訓練復盤和量身設計合理的提升計劃方案；生物傳感器可以采集心率、血壓、血氧等人體生理數據，實現對參訓人員生理、心理狀況的監測并預警，降低參訓人員受傷的概率。以采集到的訓練數據和生理數據為基礎，使用機器學習和人工智能處理，通過對數據進行全面統計和深度挖掘，分析參訓人員的訓練情況，對各個科目的訓練效果進行評定，完善警務戰術訓練的考核數據模型和算法，從而準確、科學地評估警務人員的戰術能力和訓練水平，促進警務戰術訓練科學化、考核數據化、結果運用精細化，為智慧型警務戰術訓練系統建設打下基礎，推動警務戰術學向更深層次發展。

2 "虛擬現實技術警務戰術實戰模擬訓練系統的設計

2.1 "構建虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練臨場感

臨場感是虛擬現實技術沉浸感的基礎，是人進入虛擬環境后大腦不由自主產生出來的“我在現場”的心理感受，虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練要實現這樣的效果，細致的視覺畫面和真實的聽覺音效是必不可少的，使用Unity和Unreal engine等開發軟件能極大地降低虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練系統的開發難度和縮短開發時間，搭配頭戴式顯示器等設備提供給參訓人員在視覺、聽覺、觸覺等感官上的刺激，且能夠實時無限制地觀察虛擬事物的三維空間，讓參訓者感受到自己身臨實戰環境，且自主地產生相應的身體反應和心理感受以進行訓練。

2.2 "營造虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練臨戰感

2.2.1 "隨機數模擬執法活動的概率

警察在執法活動、突發事件處置中，違法犯罪人員行為的改變不會按照警察的意志而進行，警察的行為也不會百分之百對違法犯罪人員產生效果，處置過程和處置結果均具有不確定性。因此，虛擬現實警務戰術模擬實戰訓練要體現出不確定性，一方面，虛擬嫌疑人的數量、位置等方面應隨機，使每次訓練所面臨的情形均不同。另一方面，實戰模擬訓練系統可借鑒兵棋推演系統中的“隨機數”來模擬處置行為與處置結果間的概率問題，在兵棋推演系統中通過隨機數生成器產生隨機數，利用相似性原理來模擬戰斗結果發生的概率，依據虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練系統的隨機數裁決表判定的結論來確定每一次處置行為的后續發展，使模擬訓練的劇情走向和結果充滿不確定性。

2.2.2 "臨場表現決定后續模擬實戰訓練的內容

虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練系統將智能穿戴設備、傳感設備、體感設備、眼動追蹤技術等連接到訓練系統中，對參訓人員的戰術動作和心理狀態進行實時監測，參訓人員面對虛擬違法犯罪嫌疑人的對抗、沖突行為，要求迅速做出該不該使用武力制止、使用何種戰術、使用到何種程度等各種決策，系統會根據其臨場訓練表現決定下一步的劇情走向和難度，如參訓人員進行口頭警告，系統會根據參訓人員的表現決定虛擬違法人員接下來的對抗行為是肢體沖突還是持刀砍殺或是放棄抵抗，這種特別突然的、強刺激的情景變化，更貼近公安執法實戰，能夠提高參訓人員的應激水平，達到控制實戰情緒的目的和消除緊張、恐懼等負面情緒的效果，充分發揮自己的技能和戰術，同時避免了參訓人員摸清訓練情景的規律而產生厭煩感。

2.2.3 "自然、友好的人機交互體驗

在多種人機交互技術中，較適合應用于警務戰術實訓的是語音交互技術和手勢、姿勢交互技術。其中，語音交互技術適配于虛擬現實是基于通過語音下達命令代替人使用雙手去操作設備，這種簡化式的交互步驟，重在模擬出日常人際交流過程的自然感和熟悉感，實現流暢化的人機交互體驗。而語音交互技術的關鍵是語音識別引擎，國內外現有的語音識別軟件都已非常成熟。手勢、姿勢交互技術則是通過慣性傳感器單元或視頻跟蹤的方法對人體相關的部位進行識別和監測，獲得人的運動姿態信息，并將這些信息解釋為某種具有交互意義的命令，從而實現人機交互。合適的虛擬現實人機交互給用戶帶來舒適感的同時，也會使用戶更加沉浸于虛擬環境中，而不會帶來割裂感。

3 "結語

理論教學是基礎，案例教學是載體，實踐教學是途徑。虛擬現實警務戰術實戰模擬訓練是警務戰術在完成理論教學的基礎上，實現案例教學和實戰模擬訓練的最優選擇。

參考文獻

[1] 倪峰，趙軍.試析警務戰術模擬情景訓練[J].公安教育，2008（4）：30-32.

[2] 趙沁平.虛擬現實綜述[J].中國科學，2009，39（1）：2-46.