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摘要：随着我国VR技术的快速发展，信息化装备水平的不断提高，迫切要求监狱警察教育训练工作要不断变革与创新，以适应新形势下对监狱警察人才的需求。将VR技术融入警务实战训练，建立训练新格局，培养新时代监狱警察实战人才。
关键词：VR虚拟现实技术；警务实战；教育训练
随着全球VR技术运用快速发展，VR技术已成为全球战略性新兴产业之一［1］。2019年习近平总书记在全国公安工作会议讲话时提出，要坚持“政治建警、改革强警、科技兴警、从严治警”。之后，警务实战训练开启新模式，它可以弥补传统警务实战训练的不足，通过搭建高效且科学的训练体系为警务实战训练提供了新的发展方向。
一、国内外研究现状
20世纪80年代开始，模拟训练在我国进入迅速发展阶段，先后研制成功多种飞行模拟器及防空导弹武器的指挥控制模拟训练系统。相继掌握了计算机成像、图形图像显示技术、多媒体技术以及精确控制机体和弹体运动平台技术等［2］。同一时期，美国国防部将VR技术率先应用于军事训练当中，直接服务于美国的军事教育训练，他们提出分布式交互仿真（DIS）的概念，以虚拟方式实时将数以千计的单兵和小组集合在一起，使得全球各地的战斗人员能够交互并与计算机模拟出来的兵力交互，从而实现了从战略到战役、组织作战到单兵作战、战场环境到武器运用等多方位的模拟实战演练［3］。随着我国VR虚拟现实技术的飞速发展，在各地政府出台的一系列支撑“VR+行业”应用政策扶持下，VR+国防、VR+医学等领域出现了多层次、多维度的广泛运用。
VR技术是依托多媒体、人机交互、数据库和网络通信等技术，构建高度仿真的实验环境和对象，实现真实条件不具备或者难以完成的动作的一种技术。利用现代计算机仿真系统，实现集计算机图形人机界面技术和仿真技术为一体的多媒体传感技术［4］。它具有以下特点：
第一，仿真性。VR技术构建的虚拟演练环境通过对现实场景的扫描和还原，将最真实的现场情况、地质地貌、建筑物结构等通过三维立体显像展现在使用者眼前。
第二，沉浸性。是让受训者能够身临其境地全面融入其中并使自己成为了VR虚拟世界的一部分。
第三，交互性。是人与计算机之间交互技术，在人与计算机中间传递、互换信息的载体和对话接口。
第四，安全性。在VR技术搭建的虚拟环境中训练者可以大胆地使用各种技能和战术策略，即使犯下严重错误，也不会造成后果。
二、VR技术在警务实战训练中的优势
作为新兴的警务实战训练方式，利用沉浸性、交互性、多感知性等优势可以突破传统训练的局限，切实提高受训者的实战能力，为警务实战训练提供了有力支撑［5］。
第一，教学资源拓展强。VR技术运用计算机模拟技术，可根据需求任意创建训练环境、任意设计各类警情、重现典型案件。
第二，训练自主性强。VR技术融合了视觉、听觉和触觉技术，增强了学习兴趣，变被动学习为主动学习，更有兴趣自主反复学习，直至达到考核标准。
第三，训练内容规范合理。VR技术可根据训练要求，科学设定训练步骤、目标，模拟违反规范后的严重后果。
第四，训练过程安全可靠。VR技术搭建虚拟训练环境，逼真还原执法现场，使学员在安全环境中开展训练，规避传统训练中的安全隐患。
第五，训练效能高。训练场景一次搭建反复训练，训练内容易拓展，训练方式不受时间和地点限制。
第六，考核科学严谨。与传统考核由教官主观判断不同，VR技术科学地分解考核任务，数据化、标签化训练成绩，由计算机科学判定，真实反映学员的实战能力。
VR技术应用于监狱警察实战专项训练相比较传统训练的优势明显，在不受外界环境等因素局限的情况下，更大程度上提升了受训者的训练自由度和操作能力，实现监狱警察实战专项训练的现代化和数字化。
三、VR技术在监狱警察实战训练中的应用形式
（一）构建虚拟实战环境
采用VR技术全方位模拟构建监狱执法三大现场场景，受训者面对虚拟情景中所出现的警情，做出正确合理的研判，运用相应的技战术来处置训练。在这种虚拟模拟训练中，模拟实战场景的构建有着重要的作用，VR技术通过对实战环境场景、战术背景、警械与武器装备和受训人员等进行统计分析，为受训者创造出一种逼近现实场景的虚拟立体战术环境。
（二）建立一站式训练模式
一站式训练模式是将多次训练课程按照一定的顺序系统地组合到一起，供训练者进行训练。在这个训练模式下，训练者可以在警察执法武力的多方面开展训练，例如根据武力等级，从口头警告到徒手对抗，到警械对抗、武器对抗，最后进行综合性实战演练。在整个模式中，所有的虚拟场景、目标对手以及所用装备都能够根据实际需要以远程遥控方式改变，方便受训者通过系统中课程安排体验到生动形象的训练教学。
（三）多层级联合模拟训练
在处置监狱暴力突发事件中，因为现场的执法环境和人员复杂多变，单依靠监区一线执勤民警的处置往往会造成势单力薄的局面，需要依靠监区现场执勤民警、监狱特警、指挥中心之间的协同配合作战，我们可以借助VR技术建立一个模拟突发警情现场，让监区现场执勤民警、监狱特警、指挥中心三方多层的警力都参与到模拟的现场处置中，不受训练场地的限制，大大提高了训练效果，指挥中心利用计算机终端系统下达作战指令，并查看监区现场执勤民警与监狱特警之间的协同配合能力。
（四）有效反馈及时调整
警务技能战术的形成需要示范、讲解、训练、纠错、点评等阶段，在传统的警务实战训练中，教官面对众多学员在训练中出现的错误技能动作不能面面俱到进行复盘、分析、点评，针对受训者的实际水平，也只能讲解共性的错误点，由于训练时间的问题，教官不能将每一位受训者的错误问题逐一讲解分析并纠正，这样容易造成训练效果低下，而VR技术的运用能够很好地解决这一问题。它利用强大的数据库，让受训者通过佩戴VR接收反馈器进行警务实战训练，在某一个特定的警情处置场景下，如果做出的警务技战术动作与事先存储在数据中心的正确示范动作不相符时，VR接收反馈器就会发出警告，提醒受训者及时更正自己的错误，系统也会详细记录受训者的错误数据，教官会根据训练情况及时调整训练时间与技术指导。
四、基于VR警察实战训练平台的设计
目前国内一些警察院校已经开始VR警察实战技术平台的建设，但是由于项目内容、理念和实训目的不同，在硬件和软件方面的选择与设计上也存在较大差别，为了更好地服务于监狱警察实战训练，经过调研和专家访谈，在VR基础上设计监狱警察实战训练平台。
（一）设计理念和原则
用世界领先的技术变革监狱警察训练模式、评分体系，增强警力的单兵和团队配合能力。
第一，以受训者为核心。根据案例中危险等级、类别、难度等来设计体验内容，主要包括语言控制、徒手控制、警械控制、武器控制和战术配合等，重点设计武力相关的行为动作与虚拟案情的互动，突出安全使用武力和规范使用武力的理念。
第二，规范使用武力。围绕使用执法武力时的心理变化，来选择合理的虚拟体验内容，对受训者造成一定的心理压力，让他们在各类危险环境下仍可以完成任务，要有成功和失败的体验，内容的设置需要以符合执法规范为原则。
第三，以先进的虚拟现实技术为依托。选择先进的虚拟现实系统仿真软件开发工具，可以使用全景摄像机、VR编辑系统、真实的体验终端、三维制作系统等，保证平台功能完备，运行可靠，提高警察武力实训效果。
（二）总体的架构
基于虚拟现实技术通过可视化呈现执法现场环境，武力使用数据，辅助方案制定和执法效果评估的虚拟体验，通过构建监狱内常见暴力突发事件，让受训者佩戴相关的设备，体验危险情境，更加真实地记住武力使用过程，为此设计的执法武力体验系统应达到各类暴力抗法的环境视景仿真、符合实际的要求，如图1所示。
虚拟仿真技术借助三维图像库构建仿真训练场地，为监狱警察实战训练搭建一个真实生动的训练环境，让训练效果更加逼真，提高临战的危险体验感觉。环境包括监狱执法三大现场、场地配置、虚拟罪犯等模型的建立，这一过程是通过多种影像技术、数据与图片复制现实训练场地的三维环境，受训者在此环境条件下，可以真实地体验执法状况和各类危险的发生，减少现实执法中的伤亡概率。
（三）基于VR技术的监狱警察实战训练平台功能
基于VR技术建设VR警务实战训练体系资源平台，结合监狱警察训练特点，研发具有监狱执法特点的课程和培训体系，进而用VR警务实战训练系统的知识、理念、经验、技术固化于其中。平台主要功能如下：
功能一：仿真训练。VR警务实战单警训练系统可实现多警情的单警训练、小组协同作战、异地联训等科目，解决了传统训练方式难以克服的训练环境单一无变化、训练过程无法追溯回放、考核结果无法客观评价等问题。VR警务实战单警训练系统是利用虚拟现实技术、三维仿真技术、动作捕捉技术、大数据、人工智能技术以及物理模拟技术等，通过计算机全方位模拟重现事件的环境和发生过程，利用虚拟现实技术和动作捕捉技术将受训人员带入可交互的沉浸式环境中，通过人工智能技术提供各类突发事件的处置模拟训练、学习、考核等，从而达到安全有效的训练目标。
功能二：模拟警务指挥。VR模拟警务指挥系统主要有指挥训练、数据监测、绩效评估等功能。根据端口设置，该警务指挥系统可配备三个主要端口：指挥端、数据管理端和监测评估端，在指挥端方面，主要功能为对参训人员的管理、对配备装备的设定、对项目的评估与修改等；在数据管理端方面，主要功能有对现实环境数据的分析与快速搭建虚拟的环境并进行实时的修改，对人员、部门、权限等数据的管理、维护与备份。在监测评估端方面，主要功能为对受训人员进行实时监控、预警，对其所完成训练项目的程度进行评估并提出可行性建议。
功能三：实训信息辅助。指挥作战的关键在于，能提供单警级的环境位置及协同信息。将虚拟环境与现实环境同时展现出来，将两方面的数据“无缝”集成，提取其中有用的信息，并相互叠加与补充，利用视频透视式头盔，进行执法现场方位的识别，并由此分析整合，获取该现场的地理位置数据信息，以便于更有效地对现场采取多方位增援，能够更好地应对处置特种任务时可能发生的孤立无援的状况。
功能四：实战演练。一场完整的暴力处突模拟花费巨大，现阶段的执法模拟实战演练还不可能完全依靠虚拟现实技术来主导，但如果在部分模拟任务中加上虚拟现实技术，便可以大大降低模拟成本。
虚拟现实技术应用在监狱警察实战训练中，能改善传统训练模式中耗费大、危险性高、教学枯燥等缺陷，有利于提升监狱警察实战训练的效果。利用虚拟现实技术的训练模式，是顺应新时代监狱警察实战训练的需求，也是新时代“科技强警”道路中重要的一步。
参考文献
［1］KIM N，YAN N，GRERGOIRE L，et al．Road Construction Workers’Boredom Susceptibility，Habituation to Warning Alarms，and Accident Proneness：Virtual Reality Experiment［J］．Journal of Construction Engineering and Management，2023，149（2）：65-69.
［2］万强．虚拟警务战术训练系统的设计与实现［D］.上海：上海交通大学，2008.
［3］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（5）：26-29.
［4］孙淑铨．虚拟实训中多人协同拆装的关键技术研究［D］．广州：广东工业大学，2021.
［5］李连忠．警察武力使用规范化仿真训练体系研究［J］．政法学刊，2021，38（4）：117-123.
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