24、应急管理培训的微观世界系统探索

应急管理培训的微观世界系统探索

1. 应急模拟中的任务环境问题

在应急管理模拟训练中，不同植被类型和房屋的位置为战术推理任务提供了支持。然而，目标系统存在一些问题，例如灭火任务难度过大，火势蔓延参数可能过高，而这些问题本应在重要的预实验中被发现。

部分受试者难以理解创建防火带的技术。那些不理解该技术的消防队长，无法在前线或侧翼封闭火区。他们的问题在于不理解火势演变的动态以及灭火任务的速度。对于负责东北区域且无法创建防火带的消防队长所在的小组，模拟结果往往是几乎整个森林被烧毁。

有一种现象被称为“主题流浪”，即受试者在控制目标系统时缺乏结构。这种现象在一些消防队长身上有所体现，尤其是当他们没有正确使用防火带技术时。

2. 信息流动分析

信息控制的主要目标有两个：一是改变信息负载，二是生成帮助、制造问题和知识检查类信息。

2.1 信息负载

改变信息量的目的是改变信息分析任务中的工作压力。模拟侦察人员生成的消息按计划给消防队长带来了高工作量，但在高工作量时间段内，信息质量却很低，导致接收消息的人认为系统生成了许多不恰当的消息。

以下是15个小组在两个阶段的平均消息流量情况：
|阶段|从系统来的消息|复制给员工的消息|新发给员工的消息|发给员工的消息总和|
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
|第一阶段|按情景目标变化|变化不大|变化不大|变化不大|
|第二阶段|按情景目标变化|变化不大|变化不大|变化不大|

从实验中可以看出，消防队长会过滤消息，使员工只收到他们需要的信息。因此，如果要改变员工的信息负载，系统应在所有消息中生成新的重要信息，以免被消防队长过滤掉。

2.2 帮助、制造问题和知识检查类信息

员工收到了大部分此类消息。包含战术推理重要信息（如房屋或新奇特地点的火情信息）的消息，大多会被复制给员工；而包含实际工作错误信息（如消防单位附近的火情信息）的消息，几乎不会发给员工。

在模拟过程中，发现具有不同文本结构的教学控制消息更容易到达训练有素的员工手中。这是因为消防队长在训练期间收到了大量“正常”消息，与正常消息结构相同的消息更容易被淹没，而不同结构的消息则更容易被注意到。

此外，在实验阶段，扮演消防队长的人员无法判断系统生成的消息何时对教学训练策略重要，导致一些本应发给员工的消息被过滤掉。所以，训练系统生成的消息应包含消息意图，且该意图对训练助理可见，并说明为何要发给员工。

2.3 消息流

对系统中消息流进行定性分析是一项复杂的任务。一种简单的分析方法是分析系统中不同类型消息的发送数量，这可能为组织内的情况提供一些线索。

以下是15个小组的消息流图表（因无法直接展示图片，以文字描述）：
- 第一阶段：“从系统发送的消息”图表显示了计算机模拟发送的消息数量；“发送给系统的消息”图表显示了消防队长给模拟侦察人员下达的命令数量；“复制给员工的消息”图表显示了消防队长直接复制并发送给员工的消息数量；“新发给员工的消息”图表显示了消防队长创建并发送给员工的消息数量。
- 第二阶段：各图表类似第一阶段。

分析组织内发送的消息数量很难推断出具体现象。不过可以发现，得分高的小组使计算机系统生成了更多信息；第二阶段得分高的小组复制的消息比其他小组少，这表明前四个小组的消防队长意识到不必将所有消息都发给员工。

mermaid流程图如下：

graph LR
    A[信息控制] --> B[改变信息负载]
    A --> C[生成特定信息]
    B --> D[高工作量问题]
    D --> E[信息质量低]
    C --> F[帮助、问题、知识检查信息]
    F --> G[员工接收情况]
    G --> H[消息结构影响接收]
    G --> I[消息意图问题]

3. 结论与启示

通过对相关实验和开发的研究，在应急管理培训中使用计算机模拟具有一定的特点和可能性。以C3FIRE微观世界的开发和实验为例，其围绕构建模拟代理以生成支持态势评估训练的信息流这一问题展开。

3.1 微观世界

C3FIRE微观世界的开发表明，有可能构建支持简单任务环境中协作工作的训练和实验环境。其生成的任务环境具有现实世界应急管理任务的一些基本特征，如动态环境、分布式决策环境，以及员工和消防队长两个层面的时间尺度。并且，最小任务环境能够生成战术推理和团队决策所需的决策情况。

然而，在开发和实验过程中，存在一个基本问题，即定义和发现任务环境中生成的训练情况。设计时，首先要进行高层次的抽象定义，让用户理解所需情况的目标和属性，然后将其转化为使用计算机模拟数据描述的详细情况。在实验和评估阶段，要从低层次的模拟数据中识别出高层次的抽象情况。因此，微观世界系统的记录功能应能够检测训练阶段中定义的情况，这对训练管理者评估阶段情况非常重要。

3.2 教学阶段控制

应急管理培训的常见目标包括训练协调计划、协调行动、沟通和任务知识。实验经验表明，为了为这些训练任务创建良好的训练环境，需要使用一些阶段控制功能。

在C3FIRE微观世界的开发中，一个重要目标是研究如何控制环境以生成所需情况。重点是探讨使用模拟代理支持态势感知训练的可能性，目标是生成具有一定连锁行为的特定任务环境。C3FIRE的控制功能基于配置数据、情景数据和情况描述脚本。实验阶段的评估显示，这些数据确实生成了支持团队决策研究的任务环境。

模拟代理主要由情景和情况描述脚本控制，其目标是生成包含目标系统信息的消息，以构建受训者对模拟世界的心理图景。消息类型包括正常、制造问题、帮助和知识检查。正常信息构建基本任务环境，其他类型信息用于支持教学训练策略，目的是制造问题、帮助受训者和帮助训练管理者分析受训者的知识。

评估表明，这种信息分类适用于定义教学可控的训练情况。不过，生成的信息流存在一些问题，例如在某些定义的训练情况下，消息的信息质量过低，尤其是在试图生成高工作量训练情况时。此外，训练助理无法判断系统生成的消息何时对教学训练策略重要，导致一些消息被过滤掉。

因此，训练系统应具备以下特点：
- 帮助训练助理理解生成消息的教学目标。
- 帮助训练管理者检测训练阶段中发生的训练情况。
- 生成消息的信息质量要足够高，以支持受训者的认知过程。

综上所述，计算机模拟在应急管理培训中具有很大的潜力，但需要在微观世界构建、信息生成和教学控制等方面不断改进和完善，以提高培训效果。

应急管理培训的微观世界系统探索

4. 信息负载的深入剖析

在应急管理模拟训练中，信息负载的控制至关重要。改变信息量虽能改变信息分析任务的工作压力，但实际操作中却出现了诸多问题。

当模拟侦察人员生成大量消息以营造高工作量环境时，本以为能有效提升训练的挑战性，但结果却不尽如人意。消息数量的增加并未带来相应的信息质量提升，反而导致在高工作量时间段内，信息质量大幅下降。这使得接收消息的人员认为系统生成了许多不恰当的消息。

从消息的来源和流向来看，“从系统来的消息”按情景目标变化，但“发给员工的消息”整体变化不大。这表明消防队长在信息传递过程中起到了过滤作用，他们会筛选出员工真正需要的信息。以下是对信息负载相关情况的详细分析表格：
|信息类型|特点|影响|
| ---- | ---- | ---- |
|从系统来的消息|数量按情景目标变化|可能导致高工作量但质量参差不齐|
|复制给员工的消息|变化不大|说明消防队长有筛选行为|
|新发给员工的消息|变化不大|体现消防队长对信息的把控|
|发给员工的消息总和|变化不大|整体信息传递较为稳定但可能存在信息过滤不完全问题|

为了改变员工的信息负载，系统应在所有消息中生成新的重要信息。这样可以避免消息被消防队长轻易过滤掉，确保员工能够接收到足够且有价值的信息，从而更好地应对训练中的各种情况。

5. 消息类型与教学策略

在应急管理培训中，消息类型的设计与教学策略紧密相关。消息主要分为正常、制造问题、帮助和知识检查四类。

正常信息是构建基本任务环境的基础，它为受训者提供了对模拟世界的基本认知。而制造问题、帮助和知识检查信息则是为了支持教学训练策略而设计的。制造问题信息可以考验受训者的应变能力和决策能力，帮助信息能在受训者遇到困难时提供必要的支持，知识检查信息则有助于训练管理者了解受训者的知识掌握情况。

然而，在实际应用中，这些消息类型的效果并不理想。例如，在某些训练情况下，为了营造高工作量环境，系统生成了大量消息，但信息质量却很低。这使得受训者难以从众多消息中获取有价值的信息，影响了训练效果。

另外，训练助理在消息传递过程中也存在问题。他们无法判断系统生成的消息何时对教学训练策略重要，导致一些本应发给员工的消息被过滤掉。为了解决这个问题，训练系统生成的消息应包含明确的消息意图，并且该意图要对训练助理可见，同时说明为何要发给员工。以下是消息类型及其作用的列表：
- 正常信息：构建基本任务环境。
- 制造问题信息：考验应变和决策能力。
- 帮助信息：提供困难时的支持。
- 知识检查信息：了解受训者知识掌握情况。

mermaid流程图展示消息类型与教学策略的关系：

graph LR
    A[消息类型] --> B[正常信息]
    A --> C[制造问题信息]
    A --> D[帮助信息]
    A --> E[知识检查信息]
    B --> F[构建基本任务环境]
    C --> G[考验应变决策能力]
    D --> H[提供困难支持]
    E --> I[了解知识掌握情况]

6. 微观世界开发的挑战与应对

C3FIRE微观世界的开发为应急管理培训带来了新的思路，但也面临着诸多挑战。

在开发过程中，定义和发现任务环境中生成的训练情况是一个基本问题。设计时，需要进行高层次的抽象定义，让用户理解所需情况的目标和属性。这就好比绘制一幅蓝图，要明确各个部分的功能和作用。然后，将这个高层次的抽象描述转化为使用计算机模拟数据描述的详细情况，这需要精确的技术和对模拟世界的深入理解。

在实验和评估阶段，从低层次的模拟数据中识别出高层次的抽象情况是一项艰巨的任务。微观世界系统的记录功能应能够检测训练阶段中定义的情况，这对训练管理者评估阶段情况非常重要。可以通过建立一套完善的监测机制，对模拟数据进行实时分析和处理，以便及时发现和识别训练情况。

为了应对这些挑战，开发团队可以采取以下措施：
- 加强与用户的沟通，确保高层次抽象定义能够准确反映用户需求。
- 提高计算机模拟数据的质量和准确性，为详细情况的描述提供可靠基础。
- 优化微观世界系统的记录功能，使其能够更精准地检测训练情况。

7. 教学阶段控制的优化方向

教学阶段控制在应急管理培训中起着关键作用。为了实现更好的训练效果，需要对教学阶段控制进行优化。

目前，C3FIRE微观世界的控制功能基于配置数据、情景数据和情况描述脚本。虽然这些数据在一定程度上生成了支持团队决策研究的任务环境，但仍存在一些问题。例如，生成的信息流在某些情况下信息质量过低，训练助理对消息意图的判断不准确等。

优化方向可以从以下几个方面入手：
- 改进消息生成机制，确保在各种训练情况下都能生成高质量的消息。可以通过设置消息质量评估指标，对生成的消息进行实时监测和调整。
- 明确消息意图的呈现方式，让训练助理能够清晰地了解每条消息的教学目标。可以在消息中添加专门的意图说明字段，或者采用可视化的方式展示消息意图。
- 加强对训练阶段的实时监控和调整。根据训练情况的变化，及时调整配置数据、情景数据和情况描述脚本，以确保训练环境始终符合教学目标。

通过以上优化措施，可以提高教学阶段控制的有效性，使应急管理培训更加科学、高效。

总之，应急管理培训的微观世界系统在不断发展和完善的过程中，虽然面临着各种挑战，但通过深入研究和优化改进，有望为应急管理培训带来更好的效果，培养出更具应对能力的专业人才。