■ 文/ 天津市公安局特警總隊排爆安檢工作處 謝紅超 張亞磊 朱巖

關鍵字：排爆實驗室 大數(shù)據(jù) 虛擬技術

1 引言

當前世界正經(jīng)歷百年未有之大變局，隨著世界范圍內的恐怖活動日益猖獗，恐怖與反恐斗爭日趨激烈，加之恐怖活動使用的爆炸裝置呈多樣化、隱蔽化、技術化和智能化的趨勢，以應對爆炸恐怖活動為主要內容的理論研究、學術創(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，國內各地區(qū)及公安院校鮮少開設相關專業(yè)，我市排爆專業(yè)培訓工作也是靠摸索經(jīng)驗，缺乏系統(tǒng)性、專業(yè)性和實戰(zhàn)性的培訓模式與系統(tǒng)。各區(qū)排爆先期處置隊伍技術水平參差不齊，訓練工作缺乏統(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，筆者提出了構建排爆實戰(zhàn)智能實驗室的想法，來彌補目前排爆工作中的各項不足，使我市排爆工作邁向一個新的臺階。

2 建設思路

排爆實戰(zhàn)智能實驗室將著眼當前世界反恐怖斗爭的前沿，運用先進主流的專業(yè)技術，結合科技強警的戰(zhàn)略方針，將信息化、智能化建設應用到排爆實戰(zhàn)工作當中，搜集國內外先進排爆理念、提高實戰(zhàn)教學方法和處置技術水平。主要包括以下建設思路。

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

二是結合排爆工作實際情況，建設市級排爆專業(yè)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，分別對專業(yè)人員、裝備、訓練、考核、現(xiàn)場等方面進行智能化、數(shù)據(jù)化管理，對各區(qū)排爆隊伍進行綜合評分，時刻掌握各區(qū)涉爆先期處置隊伍現(xiàn)場綜合處置能力。

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

四是實戰(zhàn)復原裝置部分，收集國內外典型爆炸案件，采取“一案一議一復原”工作模式，根據(jù)案件情況推演處置流程，吸取寶貴經(jīng)驗，并將案件中爆炸裝置進行分析、復原，每名排爆隊員進行實物拆除訓練，提高同類案件處置水平。

實驗室構建共分為五項內容，包括：模擬搜排爆現(xiàn)場、虛擬爆炸裝置組合分解、模擬排爆機器人訓練系統(tǒng)、排爆訓練考核研判、擬真排爆訓練。

3 建設內容

實驗室構建共分為五項內容，包括：模擬搜排爆現(xiàn)場、虛擬爆炸裝置組合分解、模擬排爆機器人訓練系統(tǒng)、排爆訓練考核研判、擬真排爆訓練。

3.1 模擬搜排爆現(xiàn)場

圖1 模擬搜排爆現(xiàn)場

3.1.1 功能應用

1）平衡性教學應用。在虛擬的軟件場景中，設定轉移爆炸物的路線、障礙等外部因素，由中樞系統(tǒng)下達應用場景，培訓學員佩戴頭盔和重力感應，采取手持方式將水銀、滾珠等反能動的虛擬爆炸物轉移到指定安全的位置，來培養(yǎng)排爆隊員現(xiàn)場處置的穩(wěn)定性、平衡性。

2）心理素質教學應用。由中樞系統(tǒng)推送不同虛擬的場景中，在模擬起點位置讓培訓人員隨機記下一組號碼，然后設定200 米的往返運動距離，讓培訓人員在規(guī)定的時間內到達設定的終點，在運動的過程中設置不同的爆炸場景障礙和聲光干擾，到達終點后說出正確的號碼，以此提高排爆人員的心理素質。

3）協(xié)同排爆處置。利用三維技術重建不同環(huán)境下的涉爆處置現(xiàn)場，由教員指定排爆處置小組（4 名隊員），每位隊員按照教員組安排的步驟和任務參與到協(xié)同處置中，隊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，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)隊員在虛擬空間中的實際表現(xiàn)進行操作打分和點評。

4）場地安檢訓練。利用虛擬技術，模擬一個被安檢場景（如會議室、客房等），由教官設置可疑物品的位置，安檢人員在任務欄中選擇相應的捜爆儀器進行作業(yè)。通過此項訓練，一是解決現(xiàn)實訓練場地少的問題，二是解決民警利用不同儀器檢查重點區(qū)域的問題，三是民警可以沉浸式的體驗不同場景的結構特點。

3.1.2 技術原理

模擬搜排爆現(xiàn)場擬采用大空間虛擬現(xiàn)實互動技術和爆炸物及訓練任務三維實時模擬系統(tǒng)搭建。

3.2 虛擬爆炸裝置組合分解

3.2.1 功能應用

圖2 全息模擬爆炸物分解訓練

實現(xiàn)典型爆炸物分解訓練與原理講解功能，可根據(jù)目前收集的全國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行3D 建模，設定到系統(tǒng)當中。教員和學員都可以佩戴全息眼鏡，選定任意一個典型爆炸裝置，教員可在系統(tǒng)內直接進行三維空間中的拖、拽、拆解和標注等操作，對爆炸裝置的每個起爆結構進行原理介紹和拆除方法的教學，學員可以跟隨教員視角觀看全息流程演示。

3.2.2 技術原理

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

3.3 模擬排爆機器人訓練系統(tǒng)

圖3 模擬排爆機器人訓練系統(tǒng)

3.3.1 功能應用

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

3.3.2 技術原理

模擬排爆機器人訓練系統(tǒng)擬采用三維建模、視景驅動以及VC 控件等技術實現(xiàn)。

3.4 排爆訓練考核研判

3.4.1 功能應用

圖4 預警分析系統(tǒng)

1）預警分析系統(tǒng)。系統(tǒng)呈現(xiàn)市內行政地圖，利用市局110 接警平臺，將各區(qū)的涉爆案件進行搜集，加注到地圖當中，根據(jù)各區(qū)的涉爆案件的數(shù)量、性質、原理，采取大數(shù)據(jù)可視化的方式進行顏色的等級標注，形成預警功能。對各區(qū)發(fā)生的爆炸案件進行研究分析，進行針對性的實戰(zhàn)訓練。

2）考核大數(shù)據(jù)。研發(fā)理論知識考核系統(tǒng)，采用后臺管理平臺進行系統(tǒng)管理，支持在PC 端和警務通上應用。系統(tǒng)包括考試管理、成績管理、理論知識管理、通知公告、查詢統(tǒng)計、題庫建立、自主學習、點贊評論、在線考試，實現(xiàn)按類別自動生成隨機試卷，生成電子考試成績單。

3）學員生理大數(shù)據(jù)。建立培訓人員生理特征監(jiān)控系統(tǒng)，利用專業(yè)運動手環(huán)的SDK 進行深度開發(fā)，對培訓人員爆炸物模擬處置訓練，實操排除訓練的心率、運動量等數(shù)值進行實時監(jiān)測。在整體模擬過程中可以對學員心理情況執(zhí)行實時的監(jiān)控和曲線對別分析。并根據(jù)培訓人員心理承受能力進行實戰(zhàn)崗位分工，同時結合培訓人員的實際情況制定針對性訓練計劃，提升排爆抗壓心理素質。

4）裝備人員大數(shù)據(jù)。對排爆處置隊伍的裝備、人員情況，利用大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析能力進行智能化的管理，對所有的排爆儀器裝備進行統(tǒng)計，每件儀器要標注其購買時間、報廢年限、使用優(yōu)勢、處置缺點、性能狀態(tài)等方面，排爆人員要標注其詳細的培訓情況、儀器操作的優(yōu)勢及短板等，如果發(fā)生涉爆案件或者模擬警情時，系統(tǒng)會根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境優(yōu)先推薦合理的排爆儀器和處置人員。

3.4.2 技術原理

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

3.5 擬真排爆訓練

3.5.1 功能應用

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

2）爆炸物實戰(zhàn)排除。排除區(qū)域建立在六自由度液壓平臺上，培訓學員穿戴排爆服在平臺上拆除爆炸物，失敗會引發(fā)相應烈度的爆炸，以液壓平臺運動、投影和聲效方式展現(xiàn)。此種方式能夠有效克服培訓人員的麻痹思想，使排爆培訓緊貼實戰(zhàn)化。

圖5 爆炸物實戰(zhàn)排除

3.5.2 技術原理

擬真排爆系統(tǒng)擬采用聲光電結合的可編程六自由度液壓平臺技術。

4 結語

隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，新技術、新模式的變革將會驅動排爆行業(yè)發(fā)生翻天覆地的變化。因此，排爆技術及培訓工作也應以科技興警為依托，向著“精準化情報應用、智能化指揮調度、無人化實戰(zhàn)處置、集約化運行保障”的目標發(fā)展，推進排爆事業(yè)再上一個新水平、新臺階、新品質。本文提出構建排爆智能實驗室的設想，以期為提高各地排爆技術及培訓工作提供參考。