數(shù)據(jù)化警務訓練壓力監(jiān)測器設計

數(shù)據(jù)化警務訓練壓力監(jiān)測器設計

2中國人民警察大學研究生院河北省廊坊市065000摘要：現(xiàn)階段經(jīng)常出現(xiàn)警察執(zhí)法過程中武力使用不當，因為不清楚所施加力度的大小對于執(zhí)法對象的傷害程度，導致出現(xiàn)不利于警方的輿論影響，因此本文提出一種數(shù)據(jù)化警務訓練壓力監(jiān)測器，便于在訓練過程中對于施力情況進行實時顯示，從而使警務人員及時進行分析總結(jié)以便其適度掌控力度，進而達到了規(guī)范使用武力，有效減小因施力過度對執(zhí)法對象造成重大傷害的可能性的效果；同時，在訓練中收集上來的數(shù)據(jù)進行貯存整理，為數(shù)據(jù)化警務訓練打下堅實的基礎。關鍵詞：訓練器械壓力監(jiān)測文明執(zhí)法肌肉記憶項目：1.2020年校級科技創(chuàng)新項目“數(shù)據(jù)化警務訓練壓力監(jiān)測器設計”（2021CXJH079）2.2020年教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人項目“基于數(shù)據(jù)分析的互動課堂教學模式研究”（202002163012）3.2021年度警察大學中青年教師科研創(chuàng)新計劃課題“數(shù)字化警察體能訓練效果研究”(ZQN2021003)1.緒論1.1研究背景黨的十屆四中全會作出的《中共中央關于全面推進依法治國若干重大問題的決定》，對全面推進依法治國作了系統(tǒng)設計和具體部署，其中加強法治工作隊伍建設是重要內(nèi)容之一。對公安機關的“基礎信息化、警務實戰(zhàn)化、執(zhí)法規(guī)范化和隊伍正規(guī)化”四項建設，是提高公安機關警務人員的綜合素質(zhì)，是我國各級公安機關全面貫徹落實黨的十八屆三中、四中全會精神，深化司法改革，貫徹落實全面依法治國、建設社會主義法治國家的總體戰(zhàn)略，進一步提升公安機關和人民警察綜合素質(zhì)、執(zhí)法水平和各方面戰(zhàn)斗力的重大舉措和有效方式。近年來隨著社會治安形勢的變化，人民警察執(zhí)法處突環(huán)境日趨復雜，執(zhí)法隊伍專業(yè)化、執(zhí)法行為標準化、執(zhí)法管理系統(tǒng)化、執(zhí)法流程信息化是“科技興警”的時代要求和必然趨勢。如何實現(xiàn)警務訓練由傳統(tǒng)理論學習、技能操作向規(guī)范執(zhí)法、實戰(zhàn)抗壓、迎戰(zhàn)應變等綜合能力訓練，成為提高警務執(zhí)法規(guī)范性和實戰(zhàn)能力的技術(shù)難題和問題關鍵。1.2現(xiàn)階段警務訓練方法及不足1.2.1現(xiàn)階段警務訓練方法現(xiàn)階段，警務訓練方法可分為“實物訓練”和“虛擬訓練”兩種，實物訓練是利用實體器械進行作戰(zhàn)訓練，如對沙袋、假人等物體進行搏擊訓練，對標靶進行實彈射擊訓練等，而虛擬訓練則是利用VR技術(shù)進行模擬仿真，使受訓者在模擬場景中完成各項訓練。實物訓練的模式在器材裝備上具有較大的優(yōu)勢，受訓者能夠擁有更加直觀的感受，但對于一些突發(fā)警情的實戰(zhàn)訓練無法具有更真實的環(huán)境，無法達到訓練要求。虛擬訓練的模式可以受訓者在訓練中具有良好的沉浸感，可以模擬處更多種不同警情的訓練環(huán)境，但對于器械或搏斗上的真實感則較差。1.2.2訓練方式存在的問題隨著科學技術(shù)的發(fā)展，以警務訓練實戰(zhàn)化、模擬化、基地化需求為牽引，創(chuàng)新訓練方法手段，探索虛擬現(xiàn)實、模式識別、情景教學、嵌入式和半實物仿真等技術(shù)在警務模擬訓練設施開發(fā)中的關鍵技術(shù)，通過系統(tǒng)軟硬件架構(gòu)設計和科目內(nèi)容設計，建立體驗式學習、心理訓練、交互式技戰(zhàn)術(shù)訓練相結(jié)合的警務人員沉浸式、半實物、高仿真的訓練環(huán)境，構(gòu)建理論教學、基礎技能模擬訓練、綜合戰(zhàn)術(shù)協(xié)同演練、處突對抗仿真訓練之間的技術(shù)橋梁，為警務教學訓練提供一種沉浸感體驗好、實戰(zhàn)化程度高、成本低廉的新技術(shù)手段。因此，無論在執(zhí)法理念、執(zhí)法技術(shù)或者實戰(zhàn)訓練方面，都需要巨大的革命性變革來適應和引領“法治中國”的方向。此外，我們處于大數(shù)據(jù)時代，現(xiàn)階段的訓練應當同大數(shù)據(jù)進行緊密結(jié)合，使訓練在數(shù)據(jù)的支撐和指引下更加規(guī)范和科學。1.3數(shù)據(jù)化警務訓練壓力監(jiān)測器設計研究意義基于現(xiàn)階段警務實踐存在的現(xiàn)實問題以及當下警務訓練的方法弊端性，本文將實物訓練與虛擬訓練有機結(jié)合在一起，在原始訓練裝備上應用壓力監(jiān)測裝置，以有效實現(xiàn)受訓者對于其所施加壓力的及時掌握，同時將大量數(shù)據(jù)進行貯存管理，形成數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)化警務實戰(zhàn)訓練打下良好基礎。1.3.1確保文明規(guī)范執(zhí)法黨的十八大報告指出，各級執(zhí)法機關一定要做到理性、平和、文明、規(guī)范執(zhí)法。但現(xiàn)階段經(jīng)常出現(xiàn)警察武力使用不當，“警察打死人”頻上熱搜等，這是因為作為訓練有素的警務執(zhí)法人員在訓練過程中，會使用假人或沙袋等模擬與違法犯罪嫌疑人的對抗，本著“力越大越好”“用力自己才能控制對方”等理念，使受訓對象在使用過程中，無法準確判斷自己對訓練器械所施加的力度大小，這將直接導致在實際現(xiàn)場對抗違法犯罪嫌疑人時，容易出現(xiàn)武力使用過度而導致違法犯罪嫌疑人方受到較大傷害，這不僅有悖于目前所提倡的文明執(zhí)法和“最小武力使用原則”，不利于警民關系，破壞警民和諧，同時還可能由于武力使用不當而承擔相應的法律責任。基于此種情況，本設計在原始訓練裝備上添加可顯示壓力數(shù)值大小的監(jiān)測器，以便受訓對象很好的掌握自己壓力大小，并為執(zhí)法實踐打下良好堅實的基礎。1.3.2為數(shù)據(jù)化警務訓練打下基礎隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)化時代已經(jīng)到來，根據(jù)“數(shù)據(jù)化體育”得到的啟示，將“數(shù)據(jù)化”和“警務訓練”有機結(jié)合，設計一款數(shù)據(jù)化警務訓練器械。在假人或沙袋的表面安裝布置壓力傳感器，受訓對象訓練過程中，壓力傳感器將警務人員對假人或沙袋施加的作用力傳遞給終端進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，一方面可以將受訓對象在訓練時的壓力值進行科學量化，使每一位受訓對象均達到一定的數(shù)值；另一方面，還可以將海量數(shù)據(jù)進行收集，納入數(shù)據(jù)庫之中，為日后培養(yǎng)更多科學執(zhí)法警員提供實際性參考意見。2.數(shù)據(jù)化警務訓練壓力監(jiān)測器設計內(nèi)容2.1整體設計思路數(shù)據(jù)化警務訓練壓力監(jiān)測器主要由訓練器械主體和分布在訓練器械主體表面上的用力強度監(jiān)測系統(tǒng)組成，訓練器械主體可以是沙袋，也可以是假人等一切訓練過程中受擊打的物體。2.2用力強度監(jiān)測系統(tǒng)的設計用力強度監(jiān)測系統(tǒng)包括壓力檢測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊及報警模塊，其中壓力檢測模塊連接于電源VCC，用于檢測訓練器械表面受壓情況并輸出壓力檢測信號；數(shù)據(jù)采集模塊連接于壓力檢測模塊以獲取壓力檢測信號，并輸出顯示信號；顯示模塊連接于數(shù)據(jù)采集模塊以獲取顯示信號，并響應顯示信號對各壓力檢測信號進行顯示；同時數(shù)據(jù)采集模塊連接于壓力檢測模塊以獲取壓力檢測信號，將壓力檢測信號與預設報警閾值做比較后輸出報警信號；報警模塊連接于數(shù)據(jù)采集模塊輸出端以獲取報警信號，并響應報警信號作出報警動作；本申請實施例中，壓力檢測模塊及數(shù)據(jù)采集模塊均設有多個，壓力檢測模塊與數(shù)據(jù)采集模塊一一對應，且壓力檢測模塊均勻分布在訓練器械表層內(nèi)側(cè)。警務人員在進行訓練時，壓力檢測模塊可對訓練器械表面的受力情況進行實施采集，并能輸出壓力檢測信號至數(shù)據(jù)采集模塊；數(shù)據(jù)采集模塊獲取壓力檢測信號后，輸出顯示信號至顯示模塊，顯示模塊響應顯示信號對壓力檢測信號進行顯示，以便警務人員對訓練過程中的施力情況進行分析總結(jié)，警務人員可及時根據(jù)分析總結(jié)結(jié)果調(diào)整后期訓練力度至適宜，以減小現(xiàn)實處置時因警務人員用力不當，導致違法犯罪嫌疑人受到重大傷害的可能性；當數(shù)據(jù)采集模塊獲取壓力檢測信號超出預設報警閾值時，數(shù)據(jù)采集模塊輸出報警信號至報警模塊，報警模塊響應報警信號作出報警動作，使警務人員在訓練時可直觀收到警示，以便警務人員在訓練過程中及時調(diào)整力度，從而使訓練結(jié)果更佳。各數(shù)據(jù)采集模塊均響應對應壓力檢測模塊輸出的壓力檢測信號后輸出顯示信號至顯示模塊，以便顯示模塊對訓練器械表面更大范圍的受力情況進行顯示，即有效擴大了采樣范圍，從而便于使檢測結(jié)果更加精準，進而使警務人員對數(shù)據(jù)的分析總結(jié)可更加中肯；同時當有一處壓力檢測信號超出預設報警閾值時，數(shù)據(jù)采集模塊便可輸出報警信號至報警模塊，有效提高了檢測精度。壓力檢測模塊包括壓力傳感器及放大器，其中壓力傳感器設于訓練器械表層內(nèi)側(cè)，壓力傳感器連接于電源VCC，且壓力傳感器輸出端接入放大器，放大器用于將壓力傳感器輸出的電壓差放大，且放大器輸出端接入數(shù)據(jù)采集模塊；壓力傳感器檢測到的壓差信號經(jīng)放大器放大后再形成壓力檢測信號，可進一步有效提高壓力檢測模塊的檢測精度。2.2信息采集裝置的設計數(shù)據(jù)采集模塊包括控制器，控制器連接于放大器的輸出端以獲取壓力檢測信號，并輸出顯示信號至顯示模塊；便于使警務人員可直觀得出訓練過程中的用力情況，以便警務人員對其進行總結(jié)分析。顯示模塊包括顯示屏，顯示屏連接于電源VCC，且顯示屏輸入端連接于控制器輸出端以獲取顯示信號，并響應顯示信號對壓力檢測信號進行顯示；顯示屏的設置，進一步便于使警務人員直觀得出訓練時的用力情況?？刂破鲀?nèi)設定報警閾值，當控制器獲取的壓力檢測信號對應值大于報警閾值時，控制器可輸出報警信號；報警模塊包括蜂鳴器，蜂鳴器接入電源VCC，電源VCC向蜂鳴器供電；蜂鳴器的信號輸入端連接于控制器輸出端以獲取報警信號，且蜂鳴器響應報警信號進行鳴叫；警務人員在訓練過程中，施力強度若高出報警閾值，則蜂鳴器鳴叫，以在聽覺上直觀警示警務人員，以便警務人員及時做出調(diào)整。報警模塊上設置警示燈，警示燈接入電源VCC，電源VCC向警示燈供電；警示燈的信號輸入端連接于控制器以獲取報警信號，并根據(jù)報警信號發(fā)亮，以在視覺上直觀警示警務人員，以使警務人員及時對訓練力度進行調(diào)整。將各組壓力檢測模塊及數(shù)據(jù)采集模塊均勻設置在訓練器械的表層內(nèi)側(cè)，以便更加精準的對壓力監(jiān)測器的受力情況進行分析；壓力檢測模塊可實時檢測訓練器械的受力情況，后由數(shù)據(jù)采集模塊進行采集傳輸，并控制顯示屏進行顯示，以便警務人員在訓練后直觀的對其訓練力度進行總結(jié)分析，從而便于使警務人員及時調(diào)整并制定效果更佳的訓練計劃。警務人員在訓練過程中，若出現(xiàn)力度過大的情況時，控制器輸出報警信號，報警模塊響應報警信號作出報警動作，以警示警務人員及時控制力度，便于警務人員在訓練時培養(yǎng)出合適的肌肉記憶，從而進一步減小在現(xiàn)場處置時施力過度而對違法犯罪嫌疑人造成重大傷害的可能性。3.總結(jié)隨著全面依法治國的推進，對于執(zhí)法的要求逐漸完善，這也對執(zhí)法者提出了更高的要求帶來了新的挑戰(zhàn)，針對于目前武力使用不當導致的很多問題，本文提出在訓練中合理監(jiān)測施加壓力的壓力裝置，其包括用力強度監(jiān)測系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)采集模塊。用力強度監(jiān)測系統(tǒng)包括：壓力檢測模塊、數(shù)據(jù)采集模塊及顯示模塊，其中壓力檢測模塊，連接于電源VCC，用于檢測訓練器械受力情況并輸出壓力檢測信號；數(shù)據(jù)采集模塊，連接于壓力檢測模塊輸出端，以獲取壓力檢測信號并對壓力檢測信號進行收集后輸出顯示信號；以及顯示模塊，連接于數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端以獲取顯示信號，并響應顯示信號顯示壓力值。該裝置一方面科學有效監(jiān)測警務人員在訓練中的壓力施加度，掌握自己施力值，達到在現(xiàn)場處置中以合適的武力值面對不同的執(zhí)法對象妥善解決不同的問題；另一方面，在訓練中將大量的數(shù)據(jù)進行收集，可以將施加的壓力值進行量化，使受訓對象均達到統(tǒng)一標準，便于量化考評，與此同時，大量數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)庫可以為進一步數(shù)據(jù)化警務實戰(zhàn)訓練，培養(yǎng)新時代優(yōu)秀警員奠定堅實基礎