疫情防控公共政策虛擬仿真技術(shù)初探

摘 要：公共政策虛擬仿真研究方法是社會科學(xué)研究的新方法。公共政策仿真研究方法主要包括數(shù)理統(tǒng)計的方法、系統(tǒng)動力學(xué)的方法和基于主體建模的方法，都有較為成熟的開發(fā)工具。疫情防控公共政策虛擬仿真研究很早就進入研究者的視野，并在這次新型冠狀病毒肺炎疫情防控中發(fā)揮了重要作用。

關(guān)鍵詞：疫情防控;公共政策;虛擬仿真

一、公共政策虛擬仿真技術(shù)概況

社會科學(xué)研究可分為思辨研究（又稱理論研究）、實證研究（量化的、質(zhì)化的，如民族志、口述史、文本分析、引文分析等）、實踐研究（案例、對策、反思等）。后來出現(xiàn)了一種新的社會科學(xué)研究方法——計算社會科學(xué)研究，計算社會科學(xué)研究是一種由分析工具支持的科學(xué)研究方法，如自動信息提取、社會網(wǎng)絡(luò)分析（SNA）、地理空間分析、復(fù)雜系統(tǒng)建模、社會仿真模型等，虛擬仿真研究方法就是計算社會科學(xué)的一種。

20世紀60年代初，基于離散事件和系統(tǒng)動力學(xué)的仿真開始應(yīng)用于社會科學(xué)研究，確定了其方法論工具的地位。20世紀70年代末，一批專家學(xué)者將社會仿真方法引入我國并主要圍繞方法論層面進行探索，80年代中期開始了真正意義上的公共政策仿真研究。20世紀90年代初，由于圣塔菲研究所在復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)（CAS）理論上的貢獻，這種情況因為基于主體建模（Agent—Based Modeling，ABM）的出現(xiàn)而發(fā)生了根本變化。20世紀80年代以來，分布式人工智能和軟件主體技術(shù)的研究開始應(yīng)用到人類社會的仿真，這些具有學(xué)習能力的模型對于個人認知過程仿真建模非常有用。

公共政策仿真研究是伴隨著社會科學(xué)仿真方法的演進而發(fā)展的。公共管理與政策分析仿真研究在我國出現(xiàn)于20世紀80年代中期。這一課題的研究已取得一系列的成果，且正在引起越來越多教學(xué)和研究者的關(guān)注，逐漸成為公共管理與政策分析學(xué)的一個前沿。目前，公共管理與政策分析仿真技術(shù)除經(jīng)濟政策仿真研究外，社會政策、科技政策、公共安全政策也逐漸成為我國公共政策仿真研究的新亮點。

當前我國公共管理與政策分析仿真研究仍然存在不少問題，如仿真方法理論研究較多，可操作性研究不足;研究視域較為集中，多元研究不足;宏觀政策問題居多，微觀政策問題研究較少;公共管理學(xué)科研究者對政策仿真的認知普遍缺乏。作為一個新領(lǐng)域，未來我國公共管理與政策分析仿真研究還需要不斷加強，尤其是在引導(dǎo)科學(xué)決策思維轉(zhuǎn)變，政策仿真平臺支持力度方面需要加強，在研究傾向上，從追求于仿真模型應(yīng)用的可行性到應(yīng)用的可操作性轉(zhuǎn)變，在研究視域上，從以經(jīng)濟政策為主到經(jīng)濟分析與管理政策仿真研究并重，在建模方法上，從側(cè)重于系統(tǒng)動力學(xué)到系統(tǒng)動力學(xué)與多主體建模并重，在研究方式上，跨學(xué)科研究需要進一步增強，公共政策仿真需要系統(tǒng)科學(xué)、計算經(jīng)濟學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、公共管理學(xué)、管理科學(xué)等多元交叉學(xué)科的支撐[1]。

鑒于虛擬仿真技術(shù)在公共管理政策分析中的發(fā)展?jié)摿Γ谝恍嵙π酆竦木C合性高水平大學(xué)組建跨學(xué)科政策虛擬仿真實驗室，開展虛擬仿真實驗教學(xué)和研究，并以此為平臺組建跨學(xué)科團隊，以更好地為政府決策和經(jīng)濟社會發(fā)展服務(wù)。

二、公共政策虛擬仿真研究方法及平臺軟件

公共政策涉及到社會網(wǎng)絡(luò)和人的行為這些高度不確定性的領(lǐng)域，導(dǎo)致公共政策的分析、制定和實施都是伴隨著復(fù)雜性，從政策涉及的主體，到主體所處的環(huán)境，再到政策施行的過程，各個環(huán)節(jié)都充滿了由高度不確定性引致的復(fù)雜性，從這個意義上說，公共政策無往不在復(fù)雜性之中。

面對這些復(fù)雜性，傳統(tǒng)的定性和定量的公共政策研究方法似乎變得無能為力了，事實上，在面對諸多公共政策實施的效果時，傳統(tǒng)的方法也確實面臨著有效性的挑戰(zhàn)。通過仿真技術(shù)，對公共政策的制定和執(zhí)行展開實行前的模擬，是判斷公共政策制定正確與否和提升其科學(xué)性的重要方法。

隨著人類計算能力的不斷提升以及建模理念和方法的進步，對公共政策的仿真大致經(jīng)歷了三個階段，即數(shù)理統(tǒng)計的方法、系統(tǒng)動力學(xué)的方法和基于主體建模的方法。另外，以人工智能為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)正在提供新的虛擬仿真研究方法。目前我國的公共政策仿真方法主要是系統(tǒng)動力學(xué)建模、多主體建模和虛擬現(xiàn)實技術(shù)建模。

目前對于上述幾種仿真方法都已有較為成熟的開發(fā)工具，基于系統(tǒng)動力學(xué)模型的仿真平臺有Vensim、iThink、Power-sim、STELLA等;Swarm、NetLogo、Starlogo、RePast則是對應(yīng)基于主體建模的;anylogic軟件作為最近比較新興的仿真軟件，既可以支持基于系統(tǒng)動力學(xué)建模，也可以支持基于主體建模。[2]UrbanSim作為一種新型的城市虛擬現(xiàn)實仿真系統(tǒng)，目前僅在美國鹽湖城和我國臺北等少數(shù)城市獲得實踐。

三、疫情防控公共政策虛擬仿真研究

公共政策系統(tǒng)是典型的復(fù)雜適應(yīng)性系統(tǒng)（Complex Adaptive System，CAS），是一個由自然生態(tài)、人工設(shè)施、生產(chǎn)生活等相互作用的多個子系統(tǒng)組成的交叉網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。系統(tǒng)包含大量自主行動和相互交流影響的主體，這些主體又受到政策環(huán)境因素的影響，公共政策注入系統(tǒng)之后，經(jīng)過主體的理解-反應(yīng)-影響-行動之后，涌現(xiàn)出政策結(jié)果。作為公共政策制定者來說，仿真的輸出能使其得到不同政策組合的不同直觀量化的結(jié)果，從而為其決策提供極具價值的參考。所以疫情防控公共政策虛擬仿真研究很早就進入研究者的視野。

人類社會面臨傳染病的嚴重威脅，近20年發(fā)生的一些傳染病，如非典型性肺炎，高致病性禽流感，甲型H1N1流感，新型冠狀病毒肺炎等，均對生命健康和社會生活造成了很大影響。如何遏制傳染病暴發(fā)，緩解傳染病流行，是當前社會面臨的緊迫問題。從系統(tǒng)科學(xué)的角度看，傳染病流行是在人群中發(fā)生的一個復(fù)雜擴散過程，對這一過程建立模型，有助于理解傳染病的流行機理，認識內(nèi)在規(guī)律，以模型為基礎(chǔ)對傳染病傳播過程進行分析和預(yù)測，可以為干預(yù)措施的選擇提供理論依據(jù)。如哈洛蘭（Halloran）等人通過仿真方法比較大規(guī)模接種和定點接種的作用。萊斯利（Leslie）、伯恩漢姆（Brunham）和阿特金森（Atkinson）用仿真方法研究HIV /AIDS傳播問題。黃崇源（Huang）等人使用仿真方法評估了幾個城市的SARS防疫措施。宣慧玉（Xu-an）等人的擴展CA模型考慮了個體異質(zhì)性，研究了不同傳染性，活躍程度以及不同鄰域形式對HIV/AIDS傳播過程的影響。[3]張發(fā)，李璐，宣慧玉認為建立傳染病傳播模型是理解傳染病流行機理，預(yù)測流行趨勢，進行防控決策的基礎(chǔ)。[4]李璐，宣慧玉，高寶俊，提出了一個元胞自動機擴展模型。[5]剛家泰等結(jié)合甲型H1N1流感特點，給出了該模型的動態(tài)仿真過程，可為疫情發(fā)展趨勢的預(yù)測、以及政府制定干預(yù)疫情的有效措施提供可靠的依據(jù)。[6]曾哲淳，趙冬等應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)方法建立數(shù)學(xué)模型，宏觀地模擬嚴重急性呼吸綜合征（SARS）疫情在自然人群和醫(yī)院內(nèi)傳播的過程，以及患者通過就診和社區(qū)隔離措施移出傳播鏈的過程。[7]

在這次新型冠狀病毒肺炎疫情中，生活空間（沈陽）數(shù)據(jù)技術(shù)服務(wù)有限公司的“基于多數(shù)源據(jù)融合的疫情防控分析系統(tǒng)及服務(wù)”，利用多源數(shù)據(jù)分析對疾控、運營商、醫(yī)保、公安數(shù)據(jù)進行聚合，通過確診和疑似人員的時空信息進行大數(shù)據(jù)分析，幫助政府相關(guān)部門主動精準發(fā)現(xiàn)密切接觸人群，從而有效防控疫情傳播。丹東東方測控技術(shù)股份有限公司的“大數(shù)據(jù)分析與領(lǐng)導(dǎo)輔助決策系統(tǒng)”，將政務(wù)活動中產(chǎn)生的政務(wù)信息資源，通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)以及信息組合、數(shù)學(xué)建模、相關(guān)性分析、智能檢索引擎、仿真建模和自定義專項分析等技術(shù)，對公共政策的制定和執(zhí)行展開實行前的模擬，確保公共政策仿真全過程的正確性和可信性，最大限度地讓公共政策仿真接近實際需求，降低決策失誤率、提高公共政策的執(zhí)行效果，進一步提升公共政策制定的科學(xué)性和合理性。

總之，虛擬仿真技術(shù)作為公共政策研究的新領(lǐng)域，有著非常廣闊的未來發(fā)展?jié)摿?，非常值得公共管理研究學(xué)者予以關(guān)注。

參考文獻：

[1]婁成武、田旭.中國公共政策仿真研究：現(xiàn)狀、問題與展望——基于CNKI相關(guān)文獻的統(tǒng)計分析[J].中國行政管理，2013（03）：24-29

[2]張洋溢.中國公共政策仿真方法與平臺研究現(xiàn)狀[J].管理觀察，2019（04）：55-56

[3]李璐、宣慧玉.多主體仿真在公共衛(wèi)生事件應(yīng)急管理中的應(yīng)用——以一個傳染病政策仿真系統(tǒng)為例[J].西安交通大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010.30（01）：57-64

[4]張發(fā)、李璐、宣慧玉.傳染病傳播模型綜述[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2011.31（09）：1736-1744

[5]李璐、宣慧玉、高寶俊.基于元胞自動機的異質(zhì)個體HIV/AIDS傳播模型[J].系統(tǒng)管理學(xué)報，2008.17（06）：704-710

[6]剛家泰、任嘉佳、章鑫等.基于元胞自動機的異質(zhì)個體甲型H1N1流感傳播模型[J].生物數(shù)學(xué)學(xué)報，2014.29（03）：531-537

[7]曾哲淳、趙冬、李巖等.應(yīng)用系統(tǒng)動力學(xué)模型對SARS疫情傳播及主要防控措施效果的計算機模擬仿真研究[J].中華流行病學(xué)雜志，2005（03）：11-15

作者簡介：

趙豪邁（1970--）男，教授，博士，主要研究方向為公共管理、信息管理。