虛擬現(xiàn)實技術(shù)在警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

張偉 申靖靖

摘要：利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)推動公安實戰(zhàn)化訓(xùn)練轉(zhuǎn)型升級，已成為各級公安機關(guān)順應(yīng)時代發(fā)展的必然要求。VR+警務(wù)實訓(xùn)建設(shè)豐富了“教學(xué)練戰(zhàn)”一體化警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)資源，開辟了實戰(zhàn)應(yīng)用導(dǎo)向下“以戰(zhàn)育人”的新途徑，實現(xiàn)了單向知識講授向全景互動感知的突破。本文就虛擬現(xiàn)實技術(shù)在警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練中的應(yīng)用進行探索，闡述VR警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)涵，介紹VR警務(wù)實訓(xùn)的基本特征，對VR在警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練中的需求進行分析，提出VR在警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)中的具體應(yīng)用，為公安機關(guān)創(chuàng)新警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練模式提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);警務(wù)實訓(xùn)教學(xué);教學(xué)實踐

在虛擬現(xiàn)實技術(shù)所構(gòu)建的三維空間中，人們可以獲得高度逼真的感知效果，因此VR虛擬實現(xiàn)技術(shù)在公安教育領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。教師可以借助VR虛擬實現(xiàn)技術(shù)構(gòu)建各種虛擬環(huán)境，然后借助傳感裝置使訓(xùn)練者沉浸于環(huán)境中，從而豐富其親身體驗，這種富有實踐性的教學(xué)方式獲得了意想不到的教學(xué)效果，是提升警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練實效的一大法寶，可推進警務(wù)技能實戰(zhàn)化教學(xué)方式的改變與創(chuàng)新。

一、VR警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)涵

（一）警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)的內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）簡稱VR，是一種通過計算機構(gòu)建虛擬世界，它能夠模擬三維空間，使學(xué)習(xí)者得到逼真的觸覺、聽覺、視覺等感知效果，從而讓他們產(chǎn)生身臨其境之感。在虛擬空間中，人們能夠借助傳感裝置將自己“投射”到各種對象上中，并對它們進行操作和控制。警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)是一種五位一體的綜合訓(xùn)練，實現(xiàn)了心理、體能、技能、戰(zhàn)術(shù)、法律等訓(xùn)練內(nèi)容的高度融合，它強調(diào)執(zhí)法程序，要求訓(xùn)練內(nèi)容面向警務(wù)實戰(zhàn)、符合警察執(zhí)法特征。警務(wù)人員要具備執(zhí)法對抗的警務(wù)實戰(zhàn)能力，精通相關(guān)法律政策與執(zhí)法程序，還應(yīng)強化臨戰(zhàn)心理素質(zhì)訓(xùn)練。唯有將不同的訓(xùn)練項目有機結(jié)合起來，讓訓(xùn)練者在大量的模擬演練中鞏固、強化警務(wù)實戰(zhàn)能力，并形成條件反射，他們才能夠在未來的執(zhí)法工作中切實發(fā)揮作用。

（二）VR警務(wù)實訓(xùn)的基本特征

1.構(gòu)想性

“構(gòu)想性”即VR警務(wù)實訓(xùn)中所應(yīng)用的教學(xué)情景是教師構(gòu)想而成，教師的構(gòu)想需要在計算機設(shè)備及其相關(guān)技術(shù)的支撐下轉(zhuǎn)化為特定教學(xué)情景。教學(xué)情景的構(gòu)想與實現(xiàn)，對警務(wù)實訓(xùn)任務(wù)和目標(biāo)的達(dá)成具有重要意義。因此，當(dāng)前的“VR+教育”警務(wù)實訓(xùn)模式已經(jīng)不再局限于用戶界面、應(yīng)用軟件的應(yīng)用，而是形成了一種能夠解決更多訓(xùn)練問題的教學(xué)系統(tǒng)。

2.沉浸性

VR虛擬實現(xiàn)技術(shù)所虛擬出的三維空間可以帶給人逼真的觸感，從而使人們?nèi)嫒谌胩摂M世界，并將自己作為VR虛擬世界的一部分，這就是VR虛擬實現(xiàn)技術(shù)的“沉浸性”特征。VR警務(wù)實訓(xùn)繼承了這一特征，可以使訓(xùn)練者形成逼真的觸覺、味覺、聽覺、嗅覺、視覺感知，繼而令其沉浸于教學(xué)情景，實現(xiàn)與虛擬世界的交互融合。

3.交互性

VR警務(wù)實訓(xùn)的“交互性”是指虛擬世界互動的自然程度，以及訓(xùn)練者對虛擬空間內(nèi)物體的可操作程度。在VR警務(wù)實訓(xùn)中，主要是利用動作捕捉、VR手柄以及語言、VR頭盔等設(shè)備與裝置，實現(xiàn)訓(xùn)練者與虛擬世界的多元交流。整體上而言，VR虛擬現(xiàn)實教學(xué)模式實現(xiàn)了教師與訓(xùn)練者的實時交互，可以帶給訓(xùn)練者更加深刻的體驗和記憶，有助于深化他們對知識與技術(shù)的理解。

二、VR警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)需求分析

（一）提升實戰(zhàn)訓(xùn)練安全性

為了控制警員訓(xùn)練造成的傷亡情況，警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)往往會將一些危險性較高的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計成視頻和圖片，訓(xùn)練者難以體驗到特定環(huán)境下的現(xiàn)場氣氛和執(zhí)法情景，對相關(guān)技能的學(xué)習(xí)處于“紙上談兵”的階段。利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬實際警務(wù)工作場景，可使訓(xùn)練者身臨其境，將自己置身于現(xiàn)實的環(huán)境中，從而實現(xiàn)現(xiàn)場氣氛、執(zhí)法情況與訓(xùn)練者觸覺、聽覺、視覺的統(tǒng)一。教師在VR警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)中，可以利用圖像合成、背景

生成技術(shù)，為訓(xùn)練者虛擬幾近真實、形勢多變的立體警務(wù)執(zhí)法環(huán)境，進而使訓(xùn)練者充分感受到執(zhí)法現(xiàn)場復(fù)雜多變與高壓氣氛，這種教學(xué)模式既保證了實戰(zhàn)訓(xùn)練的效果，又顯著提高了教學(xué)的安全性。

（二）節(jié)省訓(xùn)練成本

受到場地、訓(xùn)練頻率和經(jīng)費、時間、科目等因素制約，傳統(tǒng)警務(wù)實戰(zhàn)教學(xué)往往會出現(xiàn)布置現(xiàn)場不夠全面、訓(xùn)練科目不夠完整、訓(xùn)練時間短、受訓(xùn)人員覆蓋面不足等問題，影響了實戰(zhàn)化教學(xué)訓(xùn)練目標(biāo)的達(dá)成，不利于訓(xùn)練者綜合能力的提升，此類問題尤其集中在各類突發(fā)事件模擬演練訓(xùn)練中。通過VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建虛擬的演練場景，則可以減少開支、縮短準(zhǔn)備周期、突破場地與時間的限制，為訓(xùn)練者提供各種大規(guī)模的突發(fā)事件模擬訓(xùn)練情景。

（三）推動教學(xué)方式創(chuàng)新

警察在武力使用過程中經(jīng)常會面臨各種危險情況，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)可對不同的訓(xùn)練場景、執(zhí)法語言、武力使用等級、訓(xùn)練程序和突發(fā)情況進行有效模擬，從而帶給訓(xùn)練者幾近真實的立體體驗，有效減少了各類因素對警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)的限制，使訓(xùn)練者通過虛擬的方式進入警務(wù)實戰(zhàn)現(xiàn)場。VR警務(wù)實訓(xùn)模式下，教師可結(jié)合訓(xùn)練科目的要求，借助傳感器等設(shè)備，對訓(xùn)練者語言特征、戒備姿勢、站立位置等執(zhí)法動作做出即時響應(yīng)，促使他們以執(zhí)法者身份與虛擬情景中的人或者物進行交互，繼而產(chǎn)生與真實執(zhí)法過程相似的體驗，促進執(zhí)法經(jīng)驗的積累。

（四）提高心理抗壓能力

教師可利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)對警察武力使用和警務(wù)執(zhí)法環(huán)境進行有效模擬，從而為訓(xùn)練者構(gòu)建各類教學(xué)情境。在VR虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，教師可根據(jù)實訓(xùn)需求設(shè)置不同執(zhí)法背景，讓訓(xùn)練者結(jié)合不同執(zhí)法情況做出相應(yīng)反應(yīng)。比如，教師依據(jù)不同警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練科目的要求設(shè)計實訓(xùn)任務(wù)單，然后據(jù)此推進與信息技術(shù)公司、科研所的合作，根據(jù)典型案例制作VR虛擬實現(xiàn)技、戰(zhàn)術(shù)教學(xué)資源，以便在警務(wù)實戰(zhàn)化訓(xùn)練的各個階段為訓(xùn)練者再現(xiàn)案件情節(jié)和構(gòu)建虛擬執(zhí)法現(xiàn)場。訓(xùn)練者在緊張激烈、驚險刺激、立體逼真的實戰(zhàn)模擬環(huán)境中，可以充分感知執(zhí)法現(xiàn)場氛圍，進而有效磨礪自己的心理素質(zhì)，實現(xiàn)心理抗壓能力的顯著提升。

三、VR在警務(wù)實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）VR虛擬打靶訓(xùn)練

靶場訓(xùn)練是比較特殊的實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，部分訓(xùn)練者會因為實踐體驗過少而忘記靶場訓(xùn)練規(guī)范與流程，也有一部分訓(xùn)練者會因此而一直不能消除對持槍的抵抗心理。靶場訓(xùn)練對場地要求較高，訓(xùn)練者難免會因為各種條件制約而無法獲得足夠的實彈訓(xùn)練次數(shù)，因此靶場訓(xùn)練效果與效率極低。教師借助VR虛擬實現(xiàn)技術(shù)開展警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練，為訓(xùn)練者構(gòu)建虛擬的靶場訓(xùn)練環(huán)境與任務(wù)，則可以使實戰(zhàn)訓(xùn)練突破時空限制，方便訓(xùn)練者在任意時間、地點進入“靶場”參加訓(xùn)練。VR警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練可實現(xiàn)訓(xùn)練者在虛擬環(huán)境中自由行走，并利用VR視覺技術(shù)重現(xiàn)整個射擊流程，幫助訓(xùn)練者鞏固訓(xùn)練效果、消除對持槍的心理障礙，這是一種低成本、安全性強且高效的訓(xùn)練方式。

（二）VR街道巡邏訓(xùn)練

實景巡邏訓(xùn)練所需配合單位多，對社會的影響較大，因此在當(dāng)前的警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練中，實景訓(xùn)練是比較缺乏的，大部分訓(xùn)練者并未參加過實景訓(xùn)練。實景巡邏訓(xùn)練體驗的缺失導(dǎo)致很多訓(xùn)練者在走上警務(wù)崗位之后無法針對一些突發(fā)情況做出及時、正確的反應(yīng)，難以有效發(fā)揮街道巡邏職能。

在VR警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練中融入VR街道巡邏緊急事件處理訓(xùn)練，以現(xiàn)實場景為依托打造虛擬環(huán)境，可擺脫現(xiàn)實條件的限制，為訓(xùn)練者還原實景巡邏的感覺，讓其在虛擬空間體驗各種突發(fā)治安事件，并結(jié)合所學(xué)知識處理事件，以有效鍛煉訓(xùn)練者實戰(zhàn)能力。在VR警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)中，對街景進行數(shù)字化重現(xiàn)，訓(xùn)練者登錄設(shè)備之后可產(chǎn)生身臨其境之感，在特定的學(xué)習(xí)場域中完成巡邏演練，如此既能夠彌補實景巡邏訓(xùn)練的不足，能夠為訓(xùn)練者提供一種簡單方便的街道巡邏實戰(zhàn)訓(xùn)練途徑。

（三）VR信息傳遞通道構(gòu)建

打通現(xiàn)有VR訓(xùn)練系統(tǒng)與訓(xùn)練系統(tǒng)平臺的信息傳遞通道，為訓(xùn)練者訓(xùn)練數(shù)據(jù)管理、VR訓(xùn)練業(yè)務(wù)、智能訓(xùn)練業(yè)務(wù)提供準(zhǔn)確的信息資源，實現(xiàn)警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練流程優(yōu)化與閉環(huán)管理，促進相關(guān)訓(xùn)練管理效率、訓(xùn)練質(zhì)量的提升。將現(xiàn)有的智能訓(xùn)練管理系統(tǒng)與傳統(tǒng)的訓(xùn)練管理系統(tǒng)進行整合，將相關(guān)資源上傳到移動互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，為訓(xùn)練者在VR警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練系統(tǒng)中進行自主訓(xùn)練、教師創(chuàng)新教學(xué)模式提供便利。

（四）VR在指揮官系統(tǒng)的應(yīng)用

基于VR技術(shù)與AR技術(shù)的融合，構(gòu)建VR+AR指揮官系統(tǒng)，構(gòu)建一種新型的警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練教學(xué)模式。在該模式下，指揮官角色可以隨時隨地通過AR系統(tǒng)對VR訓(xùn)練者角色下達(dá)指令，有利于提升作戰(zhàn)效率、減少延誤時間。增加自定義模塊化訓(xùn)練系統(tǒng)，通過訓(xùn)練場景的自由組合，將教師的構(gòu)想應(yīng)用到虛擬系統(tǒng)，從而突破傳統(tǒng)警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練對器材與場地的依賴，實現(xiàn)訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一化。訓(xùn)練者可借助此套系統(tǒng)，將碎片化時間充分利用起來，在課下進行自主訓(xùn)練。后臺數(shù)據(jù)顯示，將這套系統(tǒng)應(yīng)用到警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練之后，訓(xùn)練者現(xiàn)實實踐訓(xùn)練中錯誤率從之前的10%降低至3%。

四、結(jié)語

總而言之，基于VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建警務(wù)訓(xùn)練系統(tǒng)，為訓(xùn)練者構(gòu)建新型實戰(zhàn)訓(xùn)練模式，可從實戰(zhàn)化教學(xué)維度出發(fā)，提示訓(xùn)練針對性、交互性、沉浸性以及安全性，是警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練教學(xué)發(fā)展的重要方向。教師可以通過VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建逼近真實、多感知一體化的、可控的學(xué)習(xí)環(huán)境，促使訓(xùn)練者主動參與訓(xùn)練活動;借助人與虛擬世界的自然交互、多元感知，引導(dǎo)訓(xùn)練者對相關(guān)訓(xùn)練內(nèi)容的自主探索。故而，推動“VR+教育”，將VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到警務(wù)實戰(zhàn)訓(xùn)練中，滿足訓(xùn)練者的實戰(zhàn)化訓(xùn)練需求，顯著提升警察執(zhí)法能力。

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基金項目：河北省高等教育學(xué)會高等教育科學(xué)研究“十四五”規(guī)劃課題“基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的警務(wù)戰(zhàn)術(shù)課程教學(xué)模式研究”（GJXH2021-221）;教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目“警察武力使用虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)模式研究”（202102108005）;河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目“警務(wù)指揮與戰(zhàn)術(shù)專業(yè)混合式教學(xué)模式改革研究”（2020GJJG333）;河北省高等教育教學(xué)改革研究與實踐項目《警務(wù)指揮與戰(zhàn)術(shù)專業(yè)（合成作戰(zhàn)方向）建設(shè)研究》（2019GJJG459）;河北省研究生課程思政示范課程“特種警務(wù)行動”（YKCSZ2021153）。

作者簡介：張偉（1983—），男，黑龍江哈爾濱人，講師，主要從事警務(wù)實戰(zhàn)化訓(xùn)練研究。