数据化警务训练压力监测器设计

1 高晓旭 2 张娜

1 中国人民警察大学研究生院 河北省廊坊市 065000

2中国人民警察大学研究生院 河北省廊坊市 065000

摘要：现阶段经常出现警察执法过程中武力使用不当，因为不清楚所施加力度的大小对于执法对象的伤害程度，导致出现不利于警方的舆论影响，因此本文提出一种数据化警务训练压力监测器，便于在训练过程中对于施力情况进行实时显示，从而使警务人员及时进行分析总结以便其适度掌控力度，进而达到了规范使用武力，有效减小因施力过度对执法对象造成重大伤害的可能性的效果；同时，在训练中收集上来的数据进行贮存整理，为数据化警务训练打下坚实的基础。

关键词：训练器械 压力监测 文明执法 肌肉记忆

项目：

1. 2020年校级科技创新项目“数据化警务训练压力监测器设计”（2021CXJH079）

2.2020年教育部产学合作协同育人项目“基于数据分析的互动课堂教学模式 研究”（202002163012）

3. 2021年度警察大学中青年教师科研创新计划课题“数字化警察体能训练效果研究”(ZQN2021003)

1. 绪论

1.1 研究背景

党的十届四中全会作出的《中共中央关于全面推进依法治国若干重大问题的决定》，对全面推进依法治国作了系统设计和具体部署，其中加强法治工作队伍建设是重要内容之一。对公安机关的“基础信息化、警务实战化、执法规范化和队伍正规化”四项建设，是提高公安机关警务人员的综合素质，是我国各级公安机关全面贯彻落实党的十八届三中、四中全会精神，深化司法改革，贯彻落实全面依法治国、建设社会主义法治国家的总体战略，进一步提升公安机关和人民警察综合素质、执法水平和各方面战斗力的重大举措和有效方式。

近年来随着社会治安形势的变化，人民警察执法处突环境日趋复杂，执法队伍专业化、执法行为标准化、执法管理系统化、执法流程信息化是“科技兴警”的时代要求和必然趋势。如何实现警务训练由传统理论学习、技能操作向规范执法、实战抗压、迎战应变等综合能力训练，成为提高警务执法规范性和实战能力的技术难题和问题关键。

1.2现阶段警务训练方法及不足

1.2.1现阶段警务训练方法

现阶段，警务训练方法可分为“实物训练”和“虚拟训练”两种，实物训练是利用实体器械进行作战训练，如对沙袋、假人等物体进行搏击训练，对标靶进行实弹射击训练等，而虚拟训练则是利用VR技术进行模拟仿真，使受训者在模拟场景中完成各项训练。

实物训练的模式在器材装备上具有较大的优势，受训者能够拥有更加直观的感受，但对于一些突发警情的实战训练无法具有更真实的环境，无法达到训练要求。虚拟训练的模式可以受训者在训练中具有良好的沉浸感，可以模拟处更多种不同警情的训练环境，但对于器械或搏斗上的真实感则较差。

1.2.2训练方式存在的问题

随着科学技术的发展，以警务训练实战化、模拟化、基地化需求为牵引，创新训练方法手段，探索虚拟现实、模式识别、情景教学、嵌入式和半实物仿真等技术在警务模拟训练设施开发中的关键技术，通过系统软硬件架构设计和科目内容设计，建立体验式学习、心理训练、交互式技战术训练相结合的警务人员沉浸式、半实物、高仿真的训练环境，构建理论教学、基础技能模拟训练、综合战术协同演练、处突对抗仿真训练之间的技术桥梁，为警务教学训练提供一种沉浸感体验好、实战化程度高、成本低廉的新技术手段。

因此，无论在执法理念、执法技术或者实战训练方面，都需要巨大的革命性变革来适应和引领“法治中国”的方向。此外，我们处于大数据时代，现阶段的训练应当同大数据进行紧密结合，使训练在数据的支撑和指引下更加规范和科学。

1.3数据化警务训练压力监测器设计研究意义

基于现阶段警务实践存在的现实问题以及当下警务训练的方法弊端性，本文将实物训练与虚拟训练有机结合在一起，在原始训练装备上应用压力监测装置，以有效实现受训者对于其所施加压力的及时掌握，同时将大量数据进行贮存管理，形成数据库，为数据化警务实战训练打下良好基础。

1.3.1确保文明规范执法

党的十八大报告指出，各级执法机关一定要做到理性、平和、文明、规范执法。但现阶段经常出现警察武力使用不当， “警察打死人”频上热搜等，这是因为作为训练有素的警务执法人员在训练过程中，会使用假人或沙袋等模拟与违法犯罪嫌疑人的对抗，本着“力越大越好”“用力自己才能控制对方”等理念，使受训对象在使用过程中，无法准确判断自己对训练器械所施加的力度大小，这将直接导致在实际现场对抗违法犯罪嫌疑人时，容易出现武力使用过度而导致违法犯罪嫌疑人方受到较大伤害，这不仅有悖于目前所提倡的文明执法和“最小武力使用原则”， 不利于警民关系，破坏警民和谐，同时还可能由于武力使用不当而承担相应的法律责任。

基于此种情况，本设计在原始训练装备上添加可显示压力数值大小的监测器，以便受训对象很好的掌握自己压力大小，并为执法实践打下良好坚实的基础。

1.3.2为数据化警务训练打下基础

随着科学技术的不断发展，数据化时代已经到来，根据“数据化体育”得到的启示，将“数据化”和“警务训练”有机结合，设计一款数据化警务训练器械。在假人或沙袋的表面安装布置压力传感器，受训对象训练过程中，压力传感器将警务人员对假人或沙袋施加的作用力传递给终端进行数据统计，一方面可以将受训对象在训练时的压力值进行科学量化，使每一位受训对象均达到一定的数值；另一方面，还可以将海量数据进行收集，纳入数据库之中，为日后培养更多科学执法警员提供实际性参考意见。

2. 数据化警务训练压力监测器设计内容

2.1 整体设计思路

数据化警务训练压力监测器主要由训练器械主体和分布在训练器械主体表面上的用力强度监测系统组成，训练器械主体可以是沙袋，也可以是假人等一切训练过程中受击打的物体。

2.2 用力强度监测系统的设计

用力强度监测系统包括压力检测模块、数据采集模块、显示模块及报警模块，其中压力检测模块连接于电源VCC，用于检测训练器械表面受压情况并输出压力检测信号；数据采集模块连接于压力检测模块以获取压力检测信号，并输出显示信号；显示模块连接于数据采集模块以获取显示信号，并响应显示信号对各压力检测信号进行显示；同时数据采集模块连接于压力检测模块以获取压力检测信号，将压力检测信号与预设报警阈值做比较后输出报警信号；报警模块连接于数据采集模块输出端以获取报警信号，并响应报警信号作出报警动作；本申请实施例中，压力检测模块及数据采集模块均设有多个，压力检测模块与数据采集模块一一对应，且压力检测模块均匀分布在训练器械表层内侧。

警务人员在进行训练时，压力检测模块可对训练器械表面的受力情况进行实施采集，并能输出压力检测信号至数据采集模块；数据采集模块获取压力检测信号后，输出显示信号至显示模块，显示模块响应显示信号对压力检测信号进行显示，以便警务人员对训练过程中的施力情况进行分析总结，警务人员可及时根据分析总结结果调整后期训练力度至适宜，以减小现实处置时因警务人员用力不当，导致违法犯罪嫌疑人受到重大伤害的可能性；当数据采集模块获取压力检测信号超出预设报警阈值时，数据采集模块输出报警信号至报警模块，报警模块响应报警信号作出报警动作，使警务人员在训练时可直观收到警示，以便警务人员在训练过程中及时调整力度，从而使训练结果更佳。

各数据采集模块均响应对应压力检测模块输出的压力检测信号后输出显示信号至显示模块，以便显示模块对训练器械表面更大范围的受力情况进行显示，即有效扩大了采样范围，从而便于使检测结果更加精准，进而使警务人员对数据的分析总结可更加中肯；同时当有一处压力检测信号超出预设报警阈值时，数据采集模块便可输出报警信号至报警模块，有效提高了检测精度。

压力检测模块包括压力传感器及放大器，其中压力传感器设于训练器械表层内侧，压力传感器连接于电源VCC，且压力传感器输出端接入放大器，放大器用于将压力传感器输出的电压差放大，且放大器输出端接入数据采集模块；压力传感器检测到的压差信号经放大器放大后再形成压力检测信号，可进一步有效提高压力检测模块的检测精度。

2.2 信息采集装置的设计

数据采集模块包括控制器，控制器连接于放大器的输出端以获取压力检测信号，并输出显示信号至显示模块；便于使警务人员可直观得出训练过程中的用力情况，以便警务人员对其进行总结分析。显示模块包括显示屏，显示屏连接于电源VCC，且显示屏输入端连接于控制器输出端以获取显示信号，并响应显示信号对压力检测信号进行显示；显示屏的设置，进一步便于使警务人员直观得出训练时的用力情况。

控制器内设定报警阈值，当控制器获取的压力检测信号对应值大于报警阈值时，控制器可输出报警信号；报警模块包括蜂鸣器，蜂鸣器接入电源VCC，电源VCC向蜂鸣器供电；蜂鸣器的信号输入端连接于控制器输出端以获取报警信号，且蜂鸣器响应报警信号进行鸣叫；警务人员在训练过程中，施力强度若高出报警阈值，则蜂鸣器鸣叫，以在听觉上直观警示警务人员，以便警务人员及时做出调整。

报警模块上设置警示灯，警示灯接入电源VCC，电源VCC向警示灯供电；警示灯的信号输入端连接于控制器以获取报警信号，并根据报警信号发亮，以在视觉上直观警示警务人员，以使警务人员及时对训练力度进行调整。

将各组压力检测模块及数据采集模块均匀设置在训练器械的表层内侧，以便更加精准的对压力监测器的受力情况进行分析；压力检测模块可实时检测训练器械的受力情况，后由数据采集模块进行采集传输，并控制显示屏进行显示，以便警务人员在训练后直观的对其训练力度进行总结分析，从而便于使警务人员及时调整并制定效果更佳的训练计划。

警务人员在训练过程中，若出现力度过大的情况时，控制器输出报警信号，报警模块响应报警信号作出报警动作，以警示警务人员及时控制力度，便于警务人员在训练时培养出合适的肌肉记忆，从而进一步减小在现场处置时施力过度而对违法犯罪嫌疑人造成重大伤害的可能性。

3.总结

随着全面依法治国的推进，对于执法的要求逐渐完善，这也对执法者提出了更高的要求带来了新的挑战，针对于目前武力使用不当导致的很多问题，本文提出在训练中合理监测施加压力的压力装置，其包括用力强度监测系统以及数据采集模块。用力强度监测系统包括：压力检测模块、数据采集模块及显示模块，其中压力检测模块，连接于电源VCC，用于检测训练器械受力情况并输出压力检测信号；数据采集模块，连接于压力检测模块输出端，以获取压力检测信号并对压力检测信号进行收集后输出显示信号；以及显示模块，连接于数据采集模块的输出端以获取显示信号，并响应显示信号显示压力值。

该装置一方面科学有效监测警务人员在训练中的压力施加度，掌握自己施力值，达到在现场处置中以合适的武力值面对不同的执法对象妥善解决不同的问题；另一方面，在训练中将大量的数据进行收集，可以将施加的压力值进行量化，使受训对象均达到统一标准，便于量化考评，与此同时，大量数据形成的数据库可以为进一步数据化警务实战训练，培养新时代优秀警员奠定坚实基础。

4.参考文献

[1]郝家磊.国内外警察教育训练模式的启示[J].辽宁警察学院学报,2021,23(05):88-93.

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[3]李连忠.警察武力使用规范化仿真训练体系研究[J].政法学刊,2021,38(04):117-123.

[4]张云明.基于VR的警务执法处突模拟训练系统研究[J].科技与创新,2021(12):70-71+75.