党校情景模拟实训教学系统建设方案.docx
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党校情景模拟实训教学系统建设方案
党校情景模拟实训教学系统
建设方案
北京联创众升科技有限公司
2014年
1前言
本文档是“党校情景模拟实训系统”软硬件建设的解决方案，本文对软硬件系统的总体框架、具体规划提出了建设建议，描述了各个子系统的功能，以及内部各子系统之间的关系。
2概述
党校情景模拟实训系统以灾害过程模拟和辅助决策支持等技术为基础，以音视频、计算机网络等硬件系统为支撑，为教员和学员提供一个交互性强、逼真性高、动态灵活、功能强大、易于使用的多种突发事件处置教学演练平台。
通过系统辅助党校应急管理教学培训，使培训干部体验突发事件处理的流程，增强领导干部危机管理意识，丰富突发事件处置的经验。
系统的基本功能包括：
“导”——根据不同的学员班次特点关注灾种的不同，通过系统内置的素材库、流程设计器、问题模版轻松的定制新的课程以及修改已有的课程，在系统的支持下以脚本的形式，按流程，分结点绑定视频、3D素材，进行分组并推演。
“教”——上课的教员可以利用教员系统控制上课的进程，随时根据学员的反应注入事件，引导讨论，实现教学目标。
“学”——学员利用该系统真实体验灾害现场，在突发事件的压力下学习应急事件的处理方法和其他相关知识。
“演”——学员分组模拟政府不同部门不同角色，通过交互式的讨论（小组内讨论和小组协同讨论）利用模拟仿真演练系统真实地推演，体验真实的处置流程，并且能够根据处置进行推演，看到结果。
“评”——教员和专家通过对学员处置过程的回放对教学活动给出合理的评价，以期达到教学效果最优，并且学员的每次处置都会保留下来，作为积累。
3系统服务对象
系统用户服务对象根据培训模拟演练形式划分为：
教研组和教员、学员、点评专家和系统运维人员。
3.1教研组和教员
教研组和教员在培训过程中担任策划导演角色，主要负责对培训资源进行管理，对整个培训过程进行监控，其功能包括了培训脚本的制定，灾害信息的设置和注入，培训过程的监控，培训数据的记录回放，结果分析等。
3.2学员
学员即培训系统的训练对象，主要负责应对培训教师设定的模拟突发事件的快速响应、决策、处置与协调，系统可以模拟突发事件现场、辅助领导干部做救援决策的交互式推演和演练。
培训可根据受训学员在实际工作中的职能职责有针对性的进行，如局级学员可侧重于应急管理体制机制建设及应急管理文化的塑造，提高局级领导宏观应急管理能力；对于处级学员则侧重于突发事件防范与处置的能力建设，重点提高处级领导干部突发事件处置的操作能力。
3.3点评专家
对学员在突发事件处置培训过程中的流程和效果进行评估。
3.4系统运维人员
负责系统的运行维护管理，包括系统的用户、权限、角色管理等。
4系统特色
系统以情景模拟演练为主，结合课堂讲授式、案例式教学、事件推演式等多样化教学模式的专业应急管理培训软件应用系统，具有知识自积累、支持多角色情景模拟、多分支复杂推演、培训内容易定制的特点。
4.1多角色情景模拟
情景模拟式教学以真实突发事件为案例，通过现场视频、图片和三维仿真模拟演示等手段，真实再现突发事件的发生、发展、结束过程，再现应急处置过程中各种人员调动、物资处置、指挥协调的情景，让学员如身临其境，印象深刻。
系统提供学员与教员、学员与学员之间的交互平台，学员可根据自己在实际工作中所承担的职责，选择相关的角色参与培训，更有针对性的进行学习。
教师可根据实际情况将学员分成不同角色的小组，不同小组培训重点与内容各有侧重，在培训过程中分工合作，真实再现应急管理与处置过程中多角色分工合作，协调处置的过程。
4.2知识自积累
通过整合应急管理素材库和案例库、知识库，创建以案例为核心的应急知识库，包含各类应急法律法规、应急预案、案例和突发事件知识，支持教学过程中全面分析突发事件各个环节，有助于帮助学员建立立体式的应急知识体系。
同时，在教学过程中积累的各类数据，也有利于教学经验与素材的积累，能够有效提升学校的软实力。
4.3可控资源下的复杂推演
通过在系统中设置资源约束规则，结合二维GIS地图体现对人力资源、物资资源、交通道路、避难场所、医疗救护场所等各项应急保障资源的约束，支持在可控、有约束的情况下进行复杂情景推演。
培训演练过程以一个完整的突发事件的处置救援、恢复重建、信息发布的流程来设计，包括一个突发事件发生、信息报告、先期处置、应急指挥与协调、应急结束、善后处置、调查与评估、信息发布等各个环节的内容。
在每一个突发事件处置的主线中，应急救援、消防救援、通信保障等各个分支环节可以连贯进行，也可以单独进行拆分，成为一个独立而又完整的演练过程。
学员不同的处置方式可能导致推演结果产生变化。
4.4培训内容易定制
由于突发事件所处的具体环境不同、条件不同，每一事件的特殊矛盾、规模、程度、性质和后果不同，因而处置的方法和程序也不同，所以培训内容可依据真实突发事件案例，根据党校培训的实际需求灵活定制，可突出实战特点。
系统支持不同的学员类型，可配置不同的脚本场景和流程，使培训内容具有互动性、多结果性的特点，不但重点突出、情景逼真，还能结合应急响应程序与关键步骤精心编排，力求使培训达到实战的效果。
4.5结合实际的核心应急能力培训
通过现代化的培训内容展现方式和创新的情景模拟培训模式，目的就是提高学员的应急管理能力，即突发状态下学员的信息处置能力。
能力的提高通常是通过实践得来的，系统结合结合真实事件，通过情景模拟的形式，再现突发事件现场状态，将学员置于逼真紧张的状态下，考验学员的反应能力，并结合现场专家点评，进一步提高教学培训质量。
4.6高效实用的教学过程管理
对教学工作中的课程安排、授课内容及各类素材与资源进行管理，控制教学培训过程，交互性强、动态灵活、易于使用。
5系统运行场景
系统建成后的应用场景图模拟如下：
培训场景图
场景说明：
“教研组”——根据不同的学员班次特点关注灾种的不同，通过系统内置的素材库、流程设计器、问题模版轻松的定制新的课程以及修改已有的课程，在系统的支持下以脚本的形式，按流程，分结点绑定视频、3D素材，进行分组并推演。
“教员”——上课的教员可以利用教员系统控制上课的进程，随时根据学员的反应注入事件，引导讨论，实现教学目标。
“学员”与“学员分组”——学员利用该系统真实体验灾害现场，在突发事件的压力下学习应急事件的处理方法和其他相关知识。
学员分组模拟政府不同部门不同角色，通过交互式的讨论（小组内讨论和小组协同讨论）利用模拟仿真演练系统真实地推演，体验真实的处置流程，并且能够根据处置进行推演，看到结果。
“专家评价”——教员和专家通过对学员处置过程的回放对教学活动给出合理的评价，以期达到教学效果最优，并且学员的每次处置都会保留下来，作为积累。
6系统架构及组成
系统由培训场所建设、培训应用系统、软硬件支撑平台、培训数据库等组成，如下图所示：
系统架构组成图
架构说明：
本项目总体框架分为六部分：
培训场所，培训数据库、软硬件支撑平台、培训应用系统、表现层、服务对象。
（一）培训场所
场所建设主要包括应急模拟演练教室、新闻发布室/嘉宾访谈模拟教室、设备间的建设，是培训系统正常、稳定、安全可靠运行的环境基础，是培训课程进行的物理位置。
应急模拟演练教室可以分级分类让培训学员模拟处理突发事件的过程，支持多画面同时显示的功能。
新闻发布会/嘉宾访谈模拟教室：
通过角色体验和现场教学，进行实战现场应急问题的应对与处置，增强应急事件处置的真实感。
（二）培训数据库
将系统提供虚拟现实场景素材的管理，提供预案、教案、案例、脚本、素材、应急资源、评估指标、虚拟场景等数据管理起来，通过为应用系统提供的接口服务为模拟突发事件和事件处置过程提供基础数据。
（三）支撑平台
提供对实训软件系统部署运行的软硬件支撑，是培训正常、稳定、安全可靠运行的重要保障，包括应用系统需要的网络环境、服务器系统及存储设备、PC终端、操作系统及数据库管理软件、图像接入系统、集中控制系统、空间数据管理系统等。
此外，系统的运行还需要多种技术的支撑，如业务流程设计器、事件规则推理机、态势图标绘、资源分析引擎等基础组件服务，为情景模拟演练培训平台提供技术支撑。
（四）培训应用系统
按照教学分工应用，党校情景模拟实训系统的建设内容主要包括：
运维管理系统、实训教学系统、交互处置系统、演练评估系统。
（五）用户及演练表示层
是培训应用系统和用户之间实现信息交互与服务的接口，如教官利用教室的设备进行培训，并通过该层服务，把培训演练的相关信息发布给学员、专家及各类用户。
6.1党校情景模拟实训系统
按照教学分工应用，党校情景模拟实训系统主要包括：
运维管理系统、实训教学系统、交互处置系统、演练评估系统。
系统应用场景
6.1.1运维管理系统
6.1.1.1系统概述
运维管理系统是教师与教研组应用的系统，主要用于教师对应急培训演练中需要的信息、资源、用户等对象进行组织与调配，是应急模拟演练及培训系统的核心，培训策划者可以基于此平台展现培训主题与思路，达到预期目标。
教师在课程设计过程中可根据培训目的不同，搜集加工案例、知识、预案、法律法规、图片等各种素材，设计教学流程与重点，结合突发事件处置决策的特点、应急响应程序和关键步骤制作符合实际需要的培训课件。
系统中内置了多种在课程策划时要使用的素材，如知识、预案、案例、图文视频素材、空间地理信息库等，教研人员可利用系统中的素材与资源，进行培训流程的设计、培训脚本的编写、事件态势发展的推理设计、教学问题的设计、教学评估点设定等操作。
教师能够对培训过程中学员能够调配的应急资源设置约束规则，使学员有有限资源的条件下处置突发事件，将学员置于逼真紧张的状态下，考验学员的反应能力。
应急资源的约束主要是结合二维GIS地图实现包括人力资源，物资资源，交通道路，避难场所，医疗救护场所等各项应急保障资源的数量与周边环境的约束。
6.1.1.2系统功能
本系统主要实现了对课程的设计及编制，以及各类数据、信息的维护和管理。
系统划分为三大功能模块：
课程管理、资源管理和系统管理。
课程管理:
用来进行课件编制，如新建课程、对已有课程的修改、删除、编制、授权以及各类课程中使用资源的信息查看。
资源管理：
对已有的资源，如考核问题、多媒体素材、案例、预案、地图以及各类知识进行维护和管理。
系统管理：
对系统的使用人员进行管理和维护。
运维管理系统的主要功能点如下描述：
6.1.1.2.1课程管理
1.课程基本信息维护：
包括新建课程、修改课程、删除课程。
2.课程编制：
包括分组管理、流程设计、推演设计三大功能。
◆分组管理：
用于对培训对象（学员）的分组管理，包含【新建分组】、【修改分组】、【删除分组】功能。
◆流程设计：
是课程设计人员以可视化的形式快速地将推演课程按照事件发展的阶段性特征和时间顺序，以流程节点的方式进行划分，以一定顺序进行不同分支设计来呈现素材，控制课程的演示的操作窗口。
◆推演设计：
是根据推演课程需要，通过流程图的流程节点与对应素材、分组进行关联，完成一个完整的课程的设置操作。
“推演设计”操作窗口包含三部分内容：
流程图、设置窗口、功能模块。
3.课程授权：
编制课件的教师指定哪些人具有编辑课程的权限。
4.资源清单：
是查看课程中关联的所有资料的清单列表，包括培训分组、调用资源、引用问题。
◆【培训分组】中可以查看课程中分组及职责、所属部门信息。
◆【调用资源】中可以查看整个课程或者课程中某个流程节点下关联的不同类型素材。
也可以通过名称和类型查看课程所关联的不同素材情况。
◆【引用问题】中可以查看整个课程或某个流程节点关联设置问题的情况，也可以通过问题标题和问题类型的方式查看客观关联问题的情况。
6.1.1.2.2资源管理
资源管理是系统资源的管理模块，包括“问题管理”、“素材管理”、“案例管理”、“预案管理”、“标注管理”、“知识管理”等功能。
1.问题管理：
是系统中所有问题资源的管理模块。
包括所有预设的问题。
包含“问题库分类”、“问题查询”、“问题”三部分的窗口操作。
◆问题库是对问题分类文件夹进行管理的操作窗口，包括“新建分类”、“修改”、“删除”、“预览”等功能。
◆问题查询：
是通过问题的标题进行问题查询的操作。
2.素材管理：
是系统中素材资源库的管理模块。
包括所有预设的视频、图片、文档等文件。
3.案例管理：
分类维护应急案例。
支持预览与导出功能。
4.预案管理：
管理各类应急预案。
支持查询。
5.标注管理：
支持事件信息在地图位置的标绘，能够实现应急资源的数量与周边环境约束，具有空间信息展示、地理信息的查询、空间数据分析功能、地图管理、专题图等功能。
6.GIS系统所有操作功能，基于电子底图操作，需要用户提供矢量大比例尺整幅电子底图，底图要求详见数据项分析基础空间数据部分。
7.知识管理：
维护各类应急知识、法律法规等。
6.1.1.2.3系统管理
1.角色管理：
用于建立系统角色，为角色配置权限。
包括“角色查询”、“新建”、“修改”、“删除”、“关联权限”等功能。
2.用户管理：
用于创建系统用户，为用户配置系统角色与分组管理。
6.1.2实训教学系统
6.1.2.1系统概述
实训教学系统是培训教师应用系统。
在上课过程中，培训进程与流程由教师根据现场实际情况与教学计划进行控制。
培训教师根据在运维管理系统中设计好的培训脚本，使用课件进行培训时，可以根据事态发展方向，注入新的事件变化信息，进行多分支流程推演培训。
教师还可以查看各小组在处置应急事件时回答问题与完成任务的情况，并与系统预先设置的期望值进行对比。
在培训过程中，教员可根据学员的接受能力选择性发送信息、问题，可针对不同学员发送相同或不同的信息。
教师能通过系统平台播放场景、发送问题、注入信息，控制上课节奏，引导学员定方案、出决策，加强培训效果。
推演全过程可由教官进行监控、控制。
6.1.2.2系统功能
“实训教学系统”是在课程推演过程中，教员控制课程推演进度的系统平台。
主要包括“投屏控制”、“流程控制”、“基本信息”、“功能控制”、“功能操作”五大功能。
1.投屏控制：
教师对课程信息进行投影控制，具有选择屏幕、播放、停止、返回功能。
2.流程控制：
教师对推演课程的流程节点进行视图大小控制和播放控制功能。
包括放大：
、缩小、开始、继续、结束。
3.基本信息：
用于显示“功能控制”中对应课程的说明信息。
4.功能控制：
教员针对流程节点查看相关内容，包括“课程概述”、“信息注入”、“交互问题”、“通信记录”“视频图像”“参考资料”“问题回顾”。
◆课程概述：
查看当前推演课程基本状态，包括课程基本说明和分组信息、登录情况。
◆信息注入：
针对当前节点学员应急处置情况，注入预设的突发事件，来增加学员的处置难度和考察学员的应急应变能力的功能。
◆预设信息：
教师选择注入预设信息，完成信息发送，对应学员分组将会接收到该条注入信息。
◆公共信息：
教师选择注入公共信息和接收分组，完成信息发送，对应学员组将会接收到该条注入信息。
◆交互问题：
教员查看学员在这一阶段回答问题的情况，并可以对其答案投大屏幕，供学员参考，便于教师点评。
◆查看：
教师选择相应分组，可以查看应急处置问题是否被回答及答题内容。
◆投屏：
教师可将学员应急处置情况投放大屏幕，供学员探讨或教员进行点评的操作。
◆通信记录：
查看学员与学员之间的沟通协调信息，具有教员监控功能。
6.1.3交互处置系统
6.1.3.1系统概述
交互处置系统是在课程推演过程中，学员进行信息接收、知识参考、应急任务处置的系统平台。
学员根据课程预先设置的职能小组登录到系统，根据流程的发展，同步接收由教师系统发送的事件信息和场景。
不同的学员可接受不同的场景信息和任务。
学员根据接收到场景信息和相应的任务，对任务进行处置。
学员是以小组进行协同演练，为调动参演学员的积极性、参与性，系统实现一主处置，多辅查询。
一主控制是学员根据接收到得信息，进行决策处置操作，决策处置操作人员是一个；多辅查询是多个屏幕，供小组成员为决策提供辅助支持，辅助信息包括相关场景信息的接收与回放、预案、案例的查询等。
系统为学员提供基于GIS的辅助决策推演工具，学员在查看事件信息后，在教员设定的有限资源的条件下，结合事件地理信息、周边各类人力物力资源分布与数量、风险源分布、道路交通状况等情况，进行应急决策判断和灾情分析，并在地图上进行标绘，标绘可以在电子白板上进行。
学员还可以通过视频会议系统进行会商，模拟现实情况下专家会商的情景，最终生成决策处置方案。
事件回放功能支持学员重复浏览与查看已播放的场景和任务。
系统将学员的交互处置信息记录到数据库中，供教师或观摩专家查看，作为判断学员处置能力和专家点评的依据。
6.1.3.2系统功能
1.灾情报告：
学员查看培训过程中，教师推送的与突发事件信息相关的音视频、文档文件。
2.当前任务：
学员接收并查看当前应急阶段中教师推送的应急处置任务，并根据自己的理解进行处置并提交。
如果该任务被要求在一定时限内回答，则学员必须在有限时间内回答问题并提交，否则系统将做超时处理，学员无法再提交处置内容。
3.决策支持：
学员通过本功能查看与突发事件相关的文档资料，做为处置突发事件的参考或依据。
4.处置方案：
学员查看各阶段任务问题相关信息。
5.协调联动：
学员可通过本功能在线进行沟通协调，例如给其他学员分组发送消息。
6.课程进展：
系统根据教员端课程的进度相应的提示出当前的培训进程。
7.辅助决策
7.1基础浏览功能：
1）全景显示：
系统可提供在地图窗口上居中显示地图全图的功能；
2）漫游（平移）：
系统支持拖动鼠标方式实现实时漫游功能。
系统初始化或无其他操作时的默认操作为漫游；
3）放大：
系统可提供拉框放大地图的功能；
4）缩小：
系统可提供拉框缩小地图的功能；
5）滑块缩放：
系统提供通过拖动滑块方式实现放大、缩小地图的功能；
7.2量测功能：
1）长度量测：
量测地图上两点间距离或连续多点间连线的累计长度。
量测时能提示相邻两点的距离、多点间连线的累计长度。
2）面积量测：
量测地图上任意区域任意形状的面积。
7.3查询检索功能：
可使用属性查询功能查询空间信息，用户将鼠标指向移到定位点上方时，系统可弹出信息框显示此对象的详细信息；
7.4标绘功能：
学员可在地图上直接标注、绘制，绘制前后可进行地图缩放、漫游等操作；
1）系统根据应急保障资源分类，设置不同的图符，如医院、专家、避难场所等分别以不同的图符显示；
2）系统提供移动、删除功能，删除时应给予删除提示，并提示用户是否删除相关属性信息，如用户确认，应连同属性信息一并删除；
7.5空间分析功能
主要是缓冲分析，查询某个对象或选择一个点/线/面时，可设置其缓冲范围及缓冲范围单位，系统可分析此对象周边范围地物。
如选择一个事件信息位置后，输入一个范围，可设置查询其周边医院、避难场所等应急资源；
6.1.4演练评估系统
6.1.4.1系统概述
演练评估系统是在课程推演过程中或结束后，专家或教师对课程中学员应急处置能力进行点评的平台。
根据演练培训过程的记录和相关打分模型，专家对整个演练过程进行综合评价、分析，对学员的应急能力进行综合打分。
点评者可以是教师、可以是外聘专家、也可以是学员组。
系统跟踪记录模拟演练教学过程，点评者可观摩教学过程，查看学员答题情况，在教学过程中或者培训结束后进行点评，实现对整个演练过程进行综合评价、分析，对学员的应急能力进行综合评估。
6.1.4.2功能规划
专家点评子系统由【在线评估】、【历史评估】、【培训统计】三大功能模块组成。
1.在线评估：
在培训过程中，专家可以跟随培训进程，实现动态的在线观摩和评估。
2.历史评估：
专家可以查看已结束的培训课程内容，并进行评估和分析。
3.查询：
可以通过培训名称、课程名称、培训日期查询课程信息。
4.历史培训：
培训过程记录包括【培训过程全记录】、【推演记录】、【协调联动监控】、【任务查看】功能。
5.培训点评：
通过【任务点评】、【流程节点点评】、【阶段点评】功能对培训过程各个环节进行点评。
6.评估打分：
专家可根据学员答案、期望答案对该应急任务中学员的回答进行评价，。
分为打分和文字点评两种方式。
7.分析评估：
有查看各分组能力评估柱状分析图与子指标项能力分析柱状图的功能。
8.培训统计：
系统针对同一个课程在不同的培训中，学员的回答情况和专家的点评情况进行统计分析。
6.2应急管理培训课件
课件是应急培训建设的重要组成部分和展现实体，为教学的顺利实施提供形象的表达工具，能有效地突破教学难点，激发学生的学习兴趣，改变传统教学单调模式。
根据建设单位的实际情况与课程需求为客户提供应急管理培训定制开发课件，课件围绕四大类突发事件：
自然灾害、事故灾难、公共卫生事件、社会安全事件，并紧密结合本地区特有地理、经济、人文环境进行课件的开发。
培训课件以视频材料为主，辅以PPT,视频，动画等；实现多角色互动、态势推演、知识自积累等技术特点，紧紧围绕“一案三制”的要求，提炼出应对演练事件中的“风险识别、事态控制、应急联动、对策制定、综合协调、社会动员、媒体应对”关键环节，融入了“看现场、作决策、出评估、学理论”的教学培训理念，为学员提供一个信息化的协同演练平台。
通过教学培训将到达以下效果，第一：
使学员能够体验事件发生、发展的过程，提高对突发事件及次生灾害危害性的认识；第二：
能够了解突发事件的处置基本原则和关键点，提升突发事件的科学决策和实战能力。
第三：
能够通过学习突发事件应对范例，快速地掌握突发事件的发展规律和应急管理知识。
课件的开发依托培训演练系统，在系统中进行培训素材整理，培训资源的搜集存储，课件脚本的编辑，培训流程的设计，问题分支的推理等。
6.2.1课件设计流程
课件设计的主要流程包括：
教学事件材料分析—〉情景模拟事件演示流程设计—〉事件场景、素材、问题库等设计—〉课程脚本编制。
6.2.2教学事件材料分析
针对需要情景模拟的教学案例事件进行分析，主要对以下几个角度展开：
Ø主要教学目的
Ø学员分组
Ø事件信息
Ø事件演化过程
Ø事件情景模拟的主要场景、素材、模型等基本资源。
Ø事件情景模拟需要学员分组处理的问题
6.2.3情景模拟事件演示流程设计
情景模拟事件演示流程设计是在教学事件材料分析的基础上进行演练事件过程推理、分析、设计，负责实例化流程阶段定义，根据流程阶段定义驱动流程的运行，根据定义及运行时的动态信息计算任务分配条件，分配任务和设计问题库；根据对实际的流程控制请求完成对流程的动态回退、跳转等控制操作，负责发起对阶段事件的调用，接收来自应用演练过程的相关请求，负责发起对场景插件的展示。
流程设计主要定义事件发展过程中某个流程节点的工作由谁来做，反映了相应角色对任务处理的权限。
创建事件演练过程中的业务过程描述,实现演练过程中的领导组织结构、应急工作流程改变时的自适应。
实现各类应急工作领导组织结构的建立；应急工作流程的建模、执行、监控、分析、度量和优化。
进行应急指挥过程的建模；实现即时动态监控、跟踪流程执行状态和相关数据。
在以上工作基础上形成参与人员任务组、事件列表和事件演练工作流。
6.2.4场景、素材、问题库等设计
在情景模拟事件流程设计完成后，需要对演练过程中的每一个事件进行场景设计、任务和问题设计、资源素材等方面的设计，在设计上要充分体现对演练事件的情景模拟和虚拟表现，场景主要包括场景环境、交通道路及附属设施、气候、人文社会、周边环境等场景，配合视频、音
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