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基于虛擬仿真技術的應急管理實驗教學系統研究
基于虛擬仿真技術的應急管理實驗教學系統研究
陸輝，繆明月
�。ㄊ锥冀洕Q易大學城市經濟與公共管理學院，北京100070）
摘要：人口、產業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，如何搞好危機應急管理已經成為一個不容回避的問題。高校作為培養人才和傳播知識的場所，應當著眼應急管理實踐性、操作性強等特點，積極研究應急管理實驗教學的方法，建設城市應急實驗室，把實驗室建設成為服務教學科研、政府企業以及普通民眾的平臺，為更好地解決城市的應急管理問題提供有力支撐。
關鍵詞：高校；應急管理；實驗教學；仿真技術
作者簡介：陸輝，首都經貿大學城市經濟與公共管理學院，工程師，碩士，研究領域為應急管理、教育信息化；繆明月，首都經貿大學城市經濟與公共管理學院，交通運輸規劃與管理工程博士，研究領域為城市管理。
應急管理是公共管理的一個重要的分支領域，主要研究內容涵蓋了應急管理所有重要環節，掌握城市應急管理的基本理論、方法、技術，能夠快速有效、科學合理地處理各類公共危機事件，是城市管理實踐對于公共管理人才的新要求。由于應急管理自身存在實踐性、實操性強的特點，涵蓋預防與應急準備、監測與預警等環節的城市應急管理實驗室成為不可或缺的教學實訓平臺。近些年來，不少高校、科研機構、企業對應急管理實驗教學系統進行了研究，開發了一些教學系統，總的看這些教學系統存在適應突發事件種類有限、仿真效果較差、定量評價和分析基本沒有。本文將以應急管理教學仿真系統及首都經濟貿易大學城市應急管理實驗室為例，探討解決城市應急管理實驗室建設的問題與對策。
一、應急管理仿真教學系統及實驗室建設現狀
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事件應急機制，大力增強應對風險和突發事件的能力�？箵舴堑浯呱宋覈F代應急管理，也催生了我國的應急管理教育事業。
到2008年，河南理工大學、防災科技學院、勞動關系學院、華南農業大學先后開展了應急管理本科教育。近年來，我國應急管理教學培訓呈現了如火如荼的局面，一些大學及科研機構紛紛成立了應急管理研究機構。2009年4月23日全國第一個應急管理學院在暨南大學成立，全國綜合性大學基本都成立了應急管理研究所、應急管理研究中心或基地等。此外，各級黨校、行政學院也都將應急管理作為黨政干部培訓的主干課程�；仡櫭绹咝惫芾斫逃l展的歷程，也不過20多年時間。1983年，北德克薩斯大學設立了美國第一個應急管理專業，授理學學士學位，到1995年只有4所大學設立相關專業。從1995年開始，應急管理專業在美國大學獲得了快速發展，截至2007年，47個州的266所大學開設應急管理、國土安全等相關本科、�？茖I或專業證書班，其中，62所大學開始應急管理全碩士授權專業，32所大學開始國土安全碩士授權專業，9所大學開設應急管理博士學位專業，3所大學開設國土安全博士學位專業。美國的聯邦緊急事態管理局（FEMA）每年舉辦一次應急管理高等教育大會，召集全美國高校（現在也有國外高校參加）應急管理相關專業的代表討論應急管理的熱點問題和應急管理高等教育的發展方向，它已經成為美國推動應急管理教育和培訓的發動機。國內高校應急管理實驗室有兩大特點：一是著重防災和應急技術手段研究，研究過程中主要以航空、遙感等高科技手段為支撐。如：北京師范大學減災與應急工程重點實驗室主要側重自然致災因子研究，針對不同致災因子設置不同配套設備的實驗室，分布于全國相關災害易發地。二是著重應急政策和管理等方面研究。如：中國科學院研究生院工程教育學院應急管理實驗室，是在應急管理專業委員會和中國優選法統籌法和經濟數學研究會的支持下，開展以應急資源、應急預案為主要內容的研究。
二、首都經濟貿易大學應急管理虛擬仿真實驗室建設定位
1. 強化首都核心功能與發展城市應急管理的需要�！侗本┏鞘锌傮w規劃》（2004—2020）中首次提出：北京未來的發展定位是“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為國際金融中心、決策控制中心、國際活動聚集地、信息發布中心和高端人才聚集中心五個方面。北京市“十二五”規劃明確指出：提高城市抗災應急能力，要按照“平災結合、以防為主、快速反應、措施有效”的原則，完善體制機制，建設具有強大危機應對能力的城市。雖然經過SARS事件處置和奧運會承辦工作，北京城市應急管理水平得到提升，但就建設世界城市的目標看，城市應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急人才的缺乏，制約了城市應急管理發展速度。
2.專業學科發展的需要。當前我校公共管理、管理科學與工程等學科發展日益強化各相關學科的相互交叉與融合，集中聚焦在城市運行管理決策平臺上，突出城市應急管理研究與應用的重要性。我校城市經濟與公共管理學院本科有行政管理、城市管理、公共事業管理和土地資源管理四個專業，研究生培養有公共管理一級學科和區域經濟二級學科，我校信息學院有管理科學與工程博士點，安全工程學院有安全工程相關本、碩專業。建設智慧化的城市安全運行管理、突發事件應急預測與評估管理實驗系統有助于各個學科融合發展、共同提高，符合我校“十二五”規劃發展要求，得到學校各方面的保障與大力支持。
3.應用型創新人才培養模式的需要。隨著人才培養目標向復合型、應用型管理人才轉變，必然要求教學方式從單純課堂灌輸的傳統教學模式，向融入更多操作技能和社會實踐的實驗教學模式轉變。實驗教學重視培養動手和實踐操作能力，發展實驗教學已成為我國教育事業“十二五”規劃和我�！笆濉币巹澊_定的發展任務與目標。面向城市的公共管理專業具有實踐性、操作性強的特點，必然要求實驗室作為教學支撐。城市應急管理實驗室將滿足行政管理（含電子政務）、城市管理（含區域經濟管理）、公共事業管理、土地資源管理諸專業本科學生、MPA、區域經濟碩士以及北京市相關干部培訓的迫切需要，成為首都各級黨政機關及其領導干部進行應急管理模擬演練的實訓基地。
4.整合資源構建智慧城市管理教學研究平臺的需要。城市經濟與公共管理學院擁有城市國際化、城鄉一體化、都市圈、城市環境建設、政府監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計數據、京津冀地區大城市統計數據、北京市各年代各專業層次規劃圖冊。另外，已建設的數字城市實驗室和其他科研項目還積累了一些設備。但由于數字城市實驗室按常規學生上機機房式教室標準配置，難以適應智慧城市發展背景下的城市公共管理人才培養和教學研究新要求，通過建設城市應急管理實驗室整合上述數據和設備，建立一個以北京大都市區為模板的城市運行研究平臺，可以實現最終建成滿足城市管理決策、運行和危機應對三大功能的“智慧城市實驗研究中心”的發展目標。
三、應急管理實驗教學仿真系統的特色
1.管理方法與地方實際相融合。利用應急仿真教學系統，可以搭建具有三維效果的當地路網圖。同時可以輸入當地實際的OD數據、流量數據、信號燈配時數據，緊貼城市布局和城市運行實際，具有動態仿真效果。
2.交互體驗與動態演示相融合。應急仿真教學系統是構建全部關鍵環節的實操平臺，教師可以通過鍵盤和鼠標點擊操作，制造各類應急事件；仿真后臺可以對事件的進展與演變進行實時仿真。學生分組進行操作，各部門負責人有單獨操作平臺，也有信息傳送、匯總、發布平臺，教師利用這個平臺可以提問，并匯總學生傳輸的答案。
3.常態管理與應急管理相融合。由于應急仿真教學系統具有強大的仿真功能，且能夠進行跟蹤記錄，記錄每一時刻的路網平均車速、主要路口等燈排隊長度、道路流量等重要數據，所以應急管理實驗中心既能開展應急管理教學，也能對日常管理措施調整、大型活動組織等開展仿真研究和教學工作。
4.學生主導與教師引導相融合。在應急管理教學活動中，學生分組進行操作，各部門負責人單獨操作，也有信息傳送、匯總、發布平臺，整個過程體現學生為主，教師為輔的新型教學理念。主要可以開展的教學項目：一是指導學生搭建路網、構建三維模型和圖景，從而加深對現實路網的認識，熟悉應急地理信息，同時學生搭建的路網和三維模型可以儲存下來，并入應急仿真教學系統，擴大應急演練教學的地理范圍；二是開展應急處置演練培訓與教學、科研工作；三是組織開展應急預案設計、評價與優化。
5.虛擬仿真與實景展示相融合。應急仿真教學系統可以與實景沙盤實現互聯互通，即通過改變系統中的交通流量、信號配時、LED等數據信息實現對實景沙盤中相關信息的調整與控制。實驗中心分為虛擬體驗室和實景展示室，分別承擔虛擬仿真突發事件處置過程和沙盤演練、實景展示應急管理相關知識。
6.多元主體主觀評價與系統定量評價相融合。評價應急管理的優與劣、成與敗，需要檢測很多指標，其中數據指標通過綜合評價系統實時記錄從準備階段到措施實施后階段虛擬預算、預案實施、臨時措施、城市運行變化等信息數據來實現。獲得數據包括：路網實時平均車速、道路實時流量、重要路口等燈車輛排隊長度、救援車輛運行速度與時間等，其他數據可以定制。
本項目計劃通過2～3年的研究和實踐，經過總結、再調研與多方論證，計劃建成地震危機模擬與感知分析實驗教學系統、城市交通應急智慧管理模擬教學系統、城市應急實驗室智能管理系統、跨平臺協同應急模擬演練教學系統等先進且實用的實驗系統，通過這些系統的建設最終搭建滿足城市運行、管理、決策和危機應對實驗功能的“智慧城市運行與應急管理實驗中心”。
參考文獻：
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