■ 文/ 天津市公安局特警總隊(duì)排爆安檢工作處 謝紅超 張亞磊 朱巖

關(guān)鍵字：排爆實(shí)驗(yàn)室 大數(shù)據(jù) 虛擬技術(shù)

1 引言

當(dāng)前世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，隨著世界范圍內(nèi)的恐怖活動(dòng)日益猖獗，恐怖與反恐斗爭(zhēng)日趨激烈，加之恐怖活動(dòng)使用的爆炸裝置呈多樣化、隱蔽化、技術(shù)化和智能化的趨勢(shì)，以應(yīng)對(duì)爆炸恐怖活動(dòng)為主要內(nèi)容的理論研究、學(xué)術(shù)創(chuàng)新、專業(yè)人才培養(yǎng)等方面已經(jīng)非常迫切。

從排爆專業(yè)發(fā)展來看，國(guó)內(nèi)各地區(qū)及公安院校鮮少開設(shè)相關(guān)專業(yè)，我市排爆專業(yè)培訓(xùn)工作也是靠摸索經(jīng)驗(yàn)，缺乏系統(tǒng)性、專業(yè)性和實(shí)戰(zhàn)性的培訓(xùn)模式與系統(tǒng)。各區(qū)排爆先期處置隊(duì)伍技術(shù)水平參差不齊，訓(xùn)練工作缺乏統(tǒng)一監(jiān)督管理、涉爆案件信息閉塞等問題，嚴(yán)重影響我市排爆工作的整體發(fā)展。為解決上述問題，筆者提出了構(gòu)建排爆實(shí)戰(zhàn)智能實(shí)驗(yàn)室的想法，來彌補(bǔ)目前排爆工作中的各項(xiàng)不足，使我市排爆工作邁向一個(gè)新的臺(tái)階。

2 建設(shè)思路

排爆實(shí)戰(zhàn)智能實(shí)驗(yàn)室將著眼當(dāng)前世界反恐怖斗爭(zhēng)的前沿，運(yùn)用先進(jìn)主流的專業(yè)技術(shù)，結(jié)合科技強(qiáng)警的戰(zhàn)略方針，將信息化、智能化建設(shè)應(yīng)用到排爆實(shí)戰(zhàn)工作當(dāng)中，搜集國(guó)內(nèi)外先進(jìn)排爆理念、提高實(shí)戰(zhàn)教學(xué)方法和處置技術(shù)水平。主要包括以下建設(shè)思路。

一是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立預(yù)警分析系統(tǒng)，對(duì)涉爆案件進(jìn)行搜集（后期升級(jí)至京津冀地區(qū)），根據(jù)涉爆案件的數(shù)量、性質(zhì)、原理，采取大數(shù)據(jù)可視化的方式進(jìn)行顏色的等級(jí)標(biāo)注，研判案件發(fā)生情況分布，爆炸裝置類型，形成預(yù)警功能，全市范圍通報(bào)案情，使一線排爆隊(duì)員第一時(shí)間掌握案件裝置類型，以便流竄作案或同類案件在轄區(qū)內(nèi)發(fā)生時(shí)，可安全、高效的進(jìn)行處置。

二是結(jié)合排爆工作實(shí)際情況，建設(shè)市級(jí)排爆專業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，分別對(duì)專業(yè)人員、裝備、訓(xùn)練、考核、現(xiàn)場(chǎng)等方面進(jìn)行智能化、數(shù)據(jù)化管理，對(duì)各區(qū)排爆隊(duì)伍進(jìn)行綜合評(píng)分，時(shí)刻掌握各區(qū)涉爆先期處置隊(duì)伍現(xiàn)場(chǎng)綜合處置能力。

三是借鑒虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，在虛擬狀態(tài)下進(jìn)行搜排爆實(shí)戰(zhàn)技能操作，并對(duì)操作過程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和智能化管理，使搜排爆實(shí)戰(zhàn)教學(xué)更科學(xué)、更系統(tǒng)，以此來提升我市排爆實(shí)戰(zhàn)技能水平。

四是實(shí)戰(zhàn)復(fù)原裝置部分，收集國(guó)內(nèi)外典型爆炸案件，采取“一案一議一復(fù)原”工作模式，根據(jù)案件情況推演處置流程，吸取寶貴經(jīng)驗(yàn)，并將案件中爆炸裝置進(jìn)行分析、復(fù)原，每名排爆隊(duì)員進(jìn)行實(shí)物拆除訓(xùn)練，提高同類案件處置水平。

實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建共分為五項(xiàng)內(nèi)容，包括：模擬搜排爆現(xiàn)場(chǎng)、虛擬爆炸裝置組合分解、模擬排爆機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)、排爆訓(xùn)練考核研判、擬真排爆訓(xùn)練。

3 建設(shè)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建共分為五項(xiàng)內(nèi)容，包括：模擬搜排爆現(xiàn)場(chǎng)、虛擬爆炸裝置組合分解、模擬排爆機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)、排爆訓(xùn)練考核研判、擬真排爆訓(xùn)練。

3.1 模擬搜排爆現(xiàn)場(chǎng)

圖1 模擬搜排爆現(xiàn)場(chǎng)

3.1.1 功能應(yīng)用

1）平衡性教學(xué)應(yīng)用。在虛擬的軟件場(chǎng)景中，設(shè)定轉(zhuǎn)移爆炸物的路線、障礙等外部因素，由中樞系統(tǒng)下達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景，培訓(xùn)學(xué)員佩戴頭盔和重力感應(yīng)，采取手持方式將水銀、滾珠等反能動(dòng)的虛擬爆炸物轉(zhuǎn)移到指定安全的位置，來培養(yǎng)排爆隊(duì)員現(xiàn)場(chǎng)處置的穩(wěn)定性、平衡性。

2）心理素質(zhì)教學(xué)應(yīng)用。由中樞系統(tǒng)推送不同虛擬的場(chǎng)景中，在模擬起點(diǎn)位置讓培訓(xùn)人員隨機(jī)記下一組號(hào)碼，然后設(shè)定200 米的往返運(yùn)動(dòng)距離，讓培訓(xùn)人員在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)到達(dá)設(shè)定的終點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)的過程中設(shè)置不同的爆炸場(chǎng)景障礙和聲光干擾，到達(dá)終點(diǎn)后說出正確的號(hào)碼，以此提高排爆人員的心理素質(zhì)。

3）協(xié)同排爆處置。利用三維技術(shù)重建不同環(huán)境下的涉爆處置現(xiàn)場(chǎng)，由教員指定排爆處置小組（4 名隊(duì)員），每位隊(duì)員按照教員組安排的步驟和任務(wù)參與到協(xié)同處置中，隊(duì)員接受虛擬的看板指令，按要求分工協(xié)作共同處置爆炸物現(xiàn)場(chǎng)，操作模擬排爆儀器裝備，按規(guī)定步驟順利處置爆炸物，教員根據(jù)隊(duì)員在虛擬空間中的實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行操作打分和點(diǎn)評(píng)。

4）場(chǎng)地安檢訓(xùn)練。利用虛擬技術(shù)，模擬一個(gè)被安檢場(chǎng)景（如會(huì)議室、客房等），由教官設(shè)置可疑物品的位置，安檢人員在任務(wù)欄中選擇相應(yīng)的捜爆儀器進(jìn)行作業(yè)。通過此項(xiàng)訓(xùn)練，一是解決現(xiàn)實(shí)訓(xùn)練場(chǎng)地少的問題，二是解決民警利用不同儀器檢查重點(diǎn)區(qū)域的問題，三是民警可以沉浸式的體驗(yàn)不同場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3.1.2 技術(shù)原理

模擬搜排爆現(xiàn)場(chǎng)擬采用大空間虛擬現(xiàn)實(shí)互動(dòng)技術(shù)和爆炸物及訓(xùn)練任務(wù)三維實(shí)時(shí)模擬系統(tǒng)搭建。

3.2 虛擬爆炸裝置組合分解

3.2.1 功能應(yīng)用

圖2 全息模擬爆炸物分解訓(xùn)練

實(shí)現(xiàn)典型爆炸物分解訓(xùn)練與原理講解功能，可根據(jù)目前收集的全國(guó)100 多起涉爆案件，從中摘取比較典型的涉爆案件的爆炸裝置進(jìn)行3D 建模，設(shè)定到系統(tǒng)當(dāng)中。教員和學(xué)員都可以佩戴全息眼鏡，選定任意一個(gè)典型爆炸裝置，教員可在系統(tǒng)內(nèi)直接進(jìn)行三維空間中的拖、拽、拆解和標(biāo)注等操作，對(duì)爆炸裝置的每個(gè)起爆結(jié)構(gòu)進(jìn)行原理介紹和拆除方法的教學(xué)，學(xué)員可以跟隨教員視角觀看全息流程演示。

3.2.2 技術(shù)原理

虛擬爆炸裝置組合分解擬采用視角捕捉與實(shí)時(shí)渲染技術(shù)，構(gòu)建典型爆炸物分解模擬訓(xùn)練與原理講解系統(tǒng)。

3.3 模擬排爆機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)

圖3 模擬排爆機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)

3.3.1 功能應(yīng)用

在以人為本的排爆處置理念中，排爆機(jī)器人在排爆現(xiàn)場(chǎng)處置過程中發(fā)揮著功不可沒的作用。目前，各省市地區(qū)都在逐步進(jìn)行配備，強(qiáng)化機(jī)器人操作培訓(xùn)。但是，就目前實(shí)操訓(xùn)練模式來看，會(huì)產(chǎn)生以下弊端：一是由于排爆機(jī)器人屬于高精密儀器，價(jià)格比較昂貴，長(zhǎng)時(shí)間的使用會(huì)加速性能老化、零件磨損；二是現(xiàn)實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境有限，不能有效的針對(duì)地鐵、火車站等多種背景環(huán)境開展訓(xùn)練。模擬排爆機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)利用三維建模，在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置多種訓(xùn)練場(chǎng)景，教員可在訓(xùn)練場(chǎng)景內(nèi)設(shè)置障礙物和爆炸裝置，操作人員按照要求進(jìn)行作業(yè)。此種方法可以有效解決上述問題。

3.3.2 技術(shù)原理

模擬排爆機(jī)器人訓(xùn)練系統(tǒng)擬采用三維建模、視景驅(qū)動(dòng)以及VC 控件等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

3.4 排爆訓(xùn)練考核研判

3.4.1 功能應(yīng)用

圖4 預(yù)警分析系統(tǒng)

1）預(yù)警分析系統(tǒng)。系統(tǒng)呈現(xiàn)市內(nèi)行政地圖，利用市局110 接警平臺(tái)，將各區(qū)的涉爆案件進(jìn)行搜集，加注到地圖當(dāng)中，根據(jù)各區(qū)的涉爆案件的數(shù)量、性質(zhì)、原理，采取大數(shù)據(jù)可視化的方式進(jìn)行顏色的等級(jí)標(biāo)注，形成預(yù)警功能。對(duì)各區(qū)發(fā)生的爆炸案件進(jìn)行研究分析，進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練。

2）考核大數(shù)據(jù)。研發(fā)理論知識(shí)考核系統(tǒng)，采用后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)管理，支持在PC 端和警務(wù)通上應(yīng)用。系統(tǒng)包括考試管理、成績(jī)管理、理論知識(shí)管理、通知公告、查詢統(tǒng)計(jì)、題庫(kù)建立、自主學(xué)習(xí)、點(diǎn)贊評(píng)論、在線考試，實(shí)現(xiàn)按類別自動(dòng)生成隨機(jī)試卷，生成電子考試成績(jī)單。

3）學(xué)員生理大數(shù)據(jù)。建立培訓(xùn)人員生理特征監(jiān)控系統(tǒng)，利用專業(yè)運(yùn)動(dòng)手環(huán)的SDK 進(jìn)行深度開發(fā)，對(duì)培訓(xùn)人員爆炸物模擬處置訓(xùn)練，實(shí)操排除訓(xùn)練的心率、運(yùn)動(dòng)量等數(shù)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。在整體模擬過程中可以對(duì)學(xué)員心理情況執(zhí)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和曲線對(duì)別分析。并根據(jù)培訓(xùn)人員心理承受能力進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)崗位分工，同時(shí)結(jié)合培訓(xùn)人員的實(shí)際情況制定針對(duì)性訓(xùn)練計(jì)劃，提升排爆抗壓心理素質(zhì)。

4）裝備人員大數(shù)據(jù)。對(duì)排爆處置隊(duì)伍的裝備、人員情況，利用大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析能力進(jìn)行智能化的管理，對(duì)所有的排爆儀器裝備進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每件儀器要標(biāo)注其購(gòu)買時(shí)間、報(bào)廢年限、使用優(yōu)勢(shì)、處置缺點(diǎn)、性能狀態(tài)等方面，排爆人員要標(biāo)注其詳細(xì)的培訓(xùn)情況、儀器操作的優(yōu)勢(shì)及短板等，如果發(fā)生涉爆案件或者模擬警情時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境優(yōu)先推薦合理的排爆儀器和處置人員。

3.4.2 技術(shù)原理

排爆訓(xùn)練考核研判系統(tǒng)擬采用大數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，構(gòu)建排爆大數(shù)據(jù)瀏覽、分析和推演系統(tǒng)。

3.5 擬真排爆訓(xùn)練

3.5.1 功能應(yīng)用

1）爆炸物復(fù)原訓(xùn)練。將制作爆炸裝置的構(gòu)件按照開關(guān)種類進(jìn)行歸類存放，利用智能化的方式實(shí)施管理，在制作的操作臺(tái)上會(huì)擺放制作工具。培訓(xùn)人員按照電腦推送的全國(guó)典型案例，根據(jù)案例的描述，推演現(xiàn)場(chǎng)處置流程，并進(jìn)行爆炸裝置復(fù)原，在操作平臺(tái)上加裝攝像頭，通過視頻傳輸，方便授課人員直接掌握每名培訓(xùn)人員的制作過程。

2）爆炸物實(shí)戰(zhàn)排除。排除區(qū)域建立在六自由度液壓平臺(tái)上，培訓(xùn)學(xué)員穿戴排爆服在平臺(tái)上拆除爆炸物，失敗會(huì)引發(fā)相應(yīng)烈度的爆炸，以液壓平臺(tái)運(yùn)動(dòng)、投影和聲效方式展現(xiàn)。此種方式能夠有效克服培訓(xùn)人員的麻痹思想，使排爆培訓(xùn)緊貼實(shí)戰(zhàn)化。

圖5 爆炸物實(shí)戰(zhàn)排除

3.5.2 技術(shù)原理

擬真排爆系統(tǒng)擬采用聲光電結(jié)合的可編程六自由度液壓平臺(tái)技術(shù)。

4 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，新技術(shù)、新模式的變革將會(huì)驅(qū)動(dòng)排爆行業(yè)發(fā)生翻天覆地的變化。因此，排爆技術(shù)及培訓(xùn)工作也應(yīng)以科技興警為依托，向著“精準(zhǔn)化情報(bào)應(yīng)用、智能化指揮調(diào)度、無人化實(shí)戰(zhàn)處置、集約化運(yùn)行保障”的目標(biāo)發(fā)展，推進(jìn)排爆事業(yè)再上一個(gè)新水平、新臺(tái)階、新品質(zhì)。本文提出構(gòu)建排爆智能實(shí)驗(yàn)室的設(shè)想，以期為提高各地排爆技術(shù)及培訓(xùn)工作提供參考。