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基于虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)急管理實驗教學(xué)系統(tǒng)研究
基于虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)急管理實驗教學(xué)系統(tǒng)研究
陸輝，繆明月
�。ㄊ锥冀�(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院，北京100070）
摘要：人口、產(chǎn)業(yè)和財富高度聚集的城市也聚集著越來越頻繁的險情和危機(jī)，如何搞好危機(jī)應(yīng)急管理已經(jīng)成為一個不容回避的問題。高校作為培養(yǎng)人才和傳播知識的場所，應(yīng)當(dāng)著眼應(yīng)急管理實踐性、操作性強(qiáng)等特點，積極研究應(yīng)急管理實驗教學(xué)的方法，建設(shè)城市應(yīng)急實驗室，把實驗室建設(shè)成為服務(wù)教學(xué)科研、政府企業(yè)以及普通民眾的平臺，為更好地解決城市的應(yīng)急管理問題提供有力支撐。
關(guān)鍵詞：高校；應(yīng)急管理；實驗教學(xué)；仿真技術(shù)
作者簡介：陸輝，首都經(jīng)貿(mào)大學(xué)城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院，工程師，碩士，研究領(lǐng)域為應(yīng)急管理、教育信息化；繆明月，首都經(jīng)貿(mào)大學(xué)城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院，交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理工程博士，研究領(lǐng)域為城市管理。
應(yīng)急管理是公共管理的一個重要的分支領(lǐng)域，主要研究內(nèi)容涵蓋了應(yīng)急管理所有重要環(huán)節(jié)，掌握城市應(yīng)急管理的基本理論、方法、技術(shù)，能夠快速有效、科學(xué)合理地處理各類公共危機(jī)事件，是城市管理實踐對于公共管理人才的新要求。由于應(yīng)急管理自身存在實踐性、實操性強(qiáng)的特點，涵蓋預(yù)防與應(yīng)急準(zhǔn)備、監(jiān)測與預(yù)警等環(huán)節(jié)的城市應(yīng)急管理實驗室成為不可或缺的教學(xué)實訓(xùn)平臺。近些年來，不少高校、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)對應(yīng)急管理實驗教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了研究，開發(fā)了一些教學(xué)系統(tǒng)，總的看這些教學(xué)系統(tǒng)存在適應(yīng)突發(fā)事件種類有限、仿真效果較差、定量評價和分析基本沒有。本文將以應(yīng)急管理教學(xué)仿真系統(tǒng)及首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)城市應(yīng)急管理實驗室為例，探討解決城市應(yīng)急管理實驗室建設(shè)的問題與對策。
一、應(yīng)急管理仿真教學(xué)系統(tǒng)及實驗室建設(shè)現(xiàn)狀
2003年7月28日召開的全國防治非典工作會議指出，要加快建立健全各種突發(fā)事件應(yīng)急機(jī)制，大力增強(qiáng)應(yīng)對風(fēng)險和突發(fā)事件的能力�？箵舴堑浯呱宋覈F(xiàn)代應(yīng)急管理，也催生了我國的應(yīng)急管理教育事業(yè)。
到2008年，河南理工大學(xué)、防災(zāi)科技學(xué)院、勞動關(guān)系學(xué)院、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)先后開展了應(yīng)急管理本科教育。近年來，我國應(yīng)急管理教學(xué)培訓(xùn)呈現(xiàn)了如火如荼的局面，一些大學(xué)及科研機(jī)構(gòu)紛紛成立了應(yīng)急管理研究機(jī)構(gòu)。2009年4月23日全國第一個應(yīng)急管理學(xué)院在暨南大學(xué)成立，全國綜合性大學(xué)基本都成立了應(yīng)急管理研究所、應(yīng)急管理研究中心或基地等。此外，各級黨校、行政學(xué)院也都將應(yīng)急管理作為黨政干部培訓(xùn)的主干課程。回顧美國高校應(yīng)急管理教育發(fā)展的歷程，也不過20多年時間。1983年，北德克薩斯大學(xué)設(shè)立了美國第一個應(yīng)急管理專業(yè)，授理學(xué)學(xué)士學(xué)位，到1995年只有4所大學(xué)設(shè)立相關(guān)專業(yè)。從1995年開始，應(yīng)急管理專業(yè)在美國大學(xué)獲得了快速發(fā)展，截至2007年，47個州的266所大學(xué)開設(shè)應(yīng)急管理、國土安全等相關(guān)本科、專科專業(yè)或?qū)I(yè)證書班，其中，62所大學(xué)開始應(yīng)急管理全碩士授權(quán)專業(yè)，32所大學(xué)開始國土安全碩士授權(quán)專業(yè)，9所大學(xué)開設(shè)應(yīng)急管理博士學(xué)位專業(yè)，3所大學(xué)開設(shè)國土安全博士學(xué)位專業(yè)。美國的聯(lián)邦緊急事態(tài)管理局（FEMA）每年舉辦一次應(yīng)急管理高等教育大會，召集全美國高校（現(xiàn)在也有國外高校參加）應(yīng)急管理相關(guān)專業(yè)的代表討論應(yīng)急管理的熱點問題和應(yīng)急管理高等教育的發(fā)展方向，它已經(jīng)成為美國推動應(yīng)急管理教育和培訓(xùn)的發(fā)動機(jī)。國內(nèi)高校應(yīng)急管理實驗室有兩大特點：一是著重防災(zāi)和應(yīng)急技術(shù)手段研究，研究過程中主要以航空、遙感等高科技手段為支撐。如：北京師范大學(xué)減災(zāi)與應(yīng)急工程重點實驗室主要側(cè)重自然致災(zāi)因子研究，針對不同致災(zāi)因子設(shè)置不同配套設(shè)備的實驗室，分布于全國相關(guān)災(zāi)害易發(fā)地。二是著重應(yīng)急政策和管理等方面研究。如：中國科學(xué)院研究生院工程教育學(xué)院應(yīng)急管理實驗室，是在應(yīng)急管理專業(yè)委員會和中國優(yōu)選法統(tǒng)籌法和經(jīng)濟(jì)數(shù)學(xué)研究會的支持下，開展以應(yīng)急資源、應(yīng)急預(yù)案為主要內(nèi)容的研究。
二、首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)應(yīng)急管理虛擬仿真實驗室建設(shè)定位
1. 強(qiáng)化首都核心功能與發(fā)展城市應(yīng)急管理的需要�！侗本┏鞘锌傮w規(guī)劃》（2004—2020）中首次提出：北京未來的發(fā)展定位是“國家首都、世界城市、文化名城和宜居城市”。世界城市的主要特征表現(xiàn)為國際金融中心、決策控制中心、國際活動聚集地、信息發(fā)布中心和高端人才聚集中心五個方面。北京市“十二五”規(guī)劃明確指出：提高城市抗災(zāi)應(yīng)急能力，要按照“平災(zāi)結(jié)合、以防為主、快速反應(yīng)、措施有效”的原則，完善體制機(jī)制，建設(shè)具有強(qiáng)大危機(jī)應(yīng)對能力的城市。雖然經(jīng)過SARS事件處置和奧運(yùn)會承辦工作，北京城市應(yīng)急管理水平得到提升，但就建設(shè)世界城市的目標(biāo)看，城市應(yīng)急保障能力還有較大差距，尤其是理論和實操能力兼具的應(yīng)急人才的缺乏，制約了城市應(yīng)急管理發(fā)展速度。
2.專業(yè)學(xué)科發(fā)展的需要。當(dāng)前我校公共管理、管理科學(xué)與工程等學(xué)科發(fā)展日益強(qiáng)化各相關(guān)學(xué)科的相互交叉與融合，集中聚焦在城市運(yùn)行管理決策平臺上，突出城市應(yīng)急管理研究與應(yīng)用的重要性。我校城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院本科有行政管理、城市管理、公共事業(yè)管理和土地資源管理四個專業(yè)，研究生培養(yǎng)有公共管理一級學(xué)科和區(qū)域經(jīng)濟(jì)二級學(xué)科，我校信息學(xué)院有管理科學(xué)與工程博士點，安全工程學(xué)院有安全工程相關(guān)本、碩專業(yè)。建設(shè)智慧化的城市安全運(yùn)行管理、突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)測與評估管理實驗系統(tǒng)有助于各個學(xué)科融合發(fā)展、共同提高，符合我校“十二五”規(guī)劃發(fā)展要求，得到學(xué)校各方面的保障與大力支持。
3.應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的需要。隨著人才培養(yǎng)目標(biāo)向復(fù)合型、應(yīng)用型管理人才轉(zhuǎn)變，必然要求教學(xué)方式從單純課堂灌輸?shù)膫鹘y(tǒng)教學(xué)模式，向融入更多操作技能和社會實踐的實驗教學(xué)模式轉(zhuǎn)變。實驗教學(xué)重視培養(yǎng)動手和實踐操作能力，發(fā)展實驗教學(xué)已成為我國教育事業(yè)“十二五”規(guī)劃和我�！笆濉币�(guī)劃確定的發(fā)展任務(wù)與目標(biāo)。面向城市的公共管理專業(yè)具有實踐性、操作性強(qiáng)的特點，必然要求實驗室作為教學(xué)支撐。城市應(yīng)急管理實驗室將滿足行政管理（含電子政務(wù)）、城市管理（含區(qū)域經(jīng)濟(jì)管理）、公共事業(yè)管理、土地資源管理諸專業(yè)本科學(xué)生、MPA、區(qū)域經(jīng)濟(jì)碩士以及北京市相關(guān)干部培訓(xùn)的迫切需要，成為首都各級黨政機(jī)關(guān)及其領(lǐng)導(dǎo)干部進(jìn)行應(yīng)急管理模擬演練的實訓(xùn)基地。
4.整合資源構(gòu)建智慧城市管理教學(xué)研究平臺的需要。城市經(jīng)濟(jì)與公共管理學(xué)院擁有城市國際化、城鄉(xiāng)一體化、都市圈、城市環(huán)境建設(shè)、政府監(jiān)管與公共管理等研究平臺，均有明確的和長期的研究方向，在教委的支持下，積累了大量世界主要城市統(tǒng)計數(shù)據(jù)、京津冀地區(qū)大城市統(tǒng)計數(shù)據(jù)、北京市各年代各專業(yè)層次規(guī)劃圖冊。另外，已建設(shè)的數(shù)字城市實驗室和其他科研項目還積累了一些設(shè)備。但由于數(shù)字城市實驗室按常規(guī)學(xué)生上機(jī)機(jī)房式教室標(biāo)準(zhǔn)配置，難以適應(yīng)智慧城市發(fā)展背景下的城市公共管理人才培養(yǎng)和教學(xué)研究新要求，通過建設(shè)城市應(yīng)急管理實驗室整合上述數(shù)據(jù)和設(shè)備，建立一個以北京大都市區(qū)為模板的城市運(yùn)行研究平臺，可以實現(xiàn)最終建成滿足城市管理決策、運(yùn)行和危機(jī)應(yīng)對三大功能的“智慧城市實驗研究中心”的發(fā)展目標(biāo)。
三、應(yīng)急管理實驗教學(xué)仿真系統(tǒng)的特色
1.管理方法與地方實際相融合。利用應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)，可以搭建具有三維效果的當(dāng)?shù)芈肪W(wǎng)圖。同時可以輸入當(dāng)?shù)貙嶋H的OD數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)、信號燈配時數(shù)據(jù)，緊貼城市布局和城市運(yùn)行實際，具有動態(tài)仿真效果。
2.交互體驗與動態(tài)演示相融合。應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)是構(gòu)建全部關(guān)鍵環(huán)節(jié)的實操平臺，教師可以通過鍵盤和鼠標(biāo)點擊操作，制造各類應(yīng)急事件；仿真后臺可以對事件的進(jìn)展與演變進(jìn)行實時仿真。學(xué)生分組進(jìn)行操作，各部門負(fù)責(zé)人有單獨操作平臺，也有信息傳送、匯總、發(fā)布平臺，教師利用這個平臺可以提問，并匯總學(xué)生傳輸?shù)拇鸢浮?/p>
3.常態(tài)管理與應(yīng)急管理相融合。由于應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)具有強(qiáng)大的仿真功能，且能夠進(jìn)行跟蹤記錄，記錄每一時刻的路網(wǎng)平均車速、主要路口等燈排隊長度、道路流量等重要數(shù)據(jù)，所以應(yīng)急管理實驗中心既能開展應(yīng)急管理教學(xué)，也能對日常管理措施調(diào)整、大型活動組織等開展仿真研究和教學(xué)工作。
4.學(xué)生主導(dǎo)與教師引導(dǎo)相融合。在應(yīng)急管理教學(xué)活動中，學(xué)生分組進(jìn)行操作，各部門負(fù)責(zé)人單獨操作，也有信息傳送、匯總、發(fā)布平臺，整個過程體現(xiàn)學(xué)生為主，教師為輔的新型教學(xué)理念。主要可以開展的教學(xué)項目：一是指導(dǎo)學(xué)生搭建路網(wǎng)、構(gòu)建三維模型和圖景，從而加深對現(xiàn)實路網(wǎng)的認(rèn)識，熟悉應(yīng)急地理信息，同時學(xué)生搭建的路網(wǎng)和三維模型可以儲存下來，并入應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)，擴(kuò)大應(yīng)急演練教學(xué)的地理范圍；二是開展應(yīng)急處置演練培訓(xùn)與教學(xué)、科研工作；三是組織開展應(yīng)急預(yù)案設(shè)計、評價與優(yōu)化。
5.虛擬仿真與實景展示相融合。應(yīng)急仿真教學(xué)系統(tǒng)可以與實景沙盤實現(xiàn)互聯(lián)互通，即通過改變系統(tǒng)中的交通流量、信號配時、LED等數(shù)據(jù)信息實現(xiàn)對實景沙盤中相關(guān)信息的調(diào)整與控制。實驗中心分為虛擬體驗室和實景展示室，分別承擔(dān)虛擬仿真突發(fā)事件處置過程和沙盤演練、實景展示應(yīng)急管理相關(guān)知識。
6.多元主體主觀評價與系統(tǒng)定量評價相融合。評價應(yīng)急管理的優(yōu)與劣、成與敗，需要檢測很多指標(biāo)，其中數(shù)據(jù)指標(biāo)通過綜合評價系統(tǒng)實時記錄從準(zhǔn)備階段到措施實施后階段虛擬預(yù)算、預(yù)案實施、臨時措施、城市運(yùn)行變化等信息數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。獲得數(shù)據(jù)包括：路網(wǎng)實時平均車速、道路實時流量、重要路口等燈車輛排隊長度、救援車輛運(yùn)行速度與時間等，其他數(shù)據(jù)可以定制。
本項目計劃通過2～3年的研究和實踐，經(jīng)過總結(jié)、再調(diào)研與多方論證，計劃建成地震危機(jī)模擬與感知分析實驗教學(xué)系統(tǒng)、城市交通應(yīng)急智慧管理模擬教學(xué)系統(tǒng)、城市應(yīng)急實驗室智能管理系統(tǒng)、跨平臺協(xié)同應(yīng)急模擬演練教學(xué)系統(tǒng)等先進(jìn)且實用的實驗系統(tǒng)，通過這些系統(tǒng)的建設(shè)最終搭建滿足城市運(yùn)行、管理、決策和危機(jī)應(yīng)對實驗功能的“智慧城市運(yùn)行與應(yīng)急管理實驗中心”。
參考文獻(xiàn)：
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