虚拟仿真开放实验技术在海关培训中的应用探索

时间：2024-07-28

林海亮林肇军周正火

(1.中华人民共和国湛江海关湛江广东湛江 524000；2.中检邦迪(北京)智能科技有限公司)

1 虚拟仿真实验技术的发展

虚拟仿真实验技术是利用虚拟仿真(Virtual Reality，VR)等信息化技术与实验教学相融合的一种新型技术手段，实现了对现实的虚拟化(Simulation)。同时利用头戴显示设备(HMD)、传感器、摄像头等辅助装备，采集捕捉用户的动作、语音等数据信息，实现与虚拟世界的可交互，营造了一种沉浸式(Immerse)的体验。

近年来，移动互联网、人工智能(AI)、大数据、传感器等技术快速发展，头戴显示器的升级换代，尤其是以Oculus Quest2为代表的新一代VR一体机的发布，VR硬件设备、内容平台进一步丰富完善，使得虚拟仿真技术的发展迈入了一个新阶段，在传媒、教育、文旅、医疗等领域得到了更宽广的应用。

虚拟仿真实验技术将现代信息技术融入到实验教学中，拓展了实验教学内容的广度和深度，延伸了实验教学的时间和空间，提升了实验教学的质量和水平，已在我国职业教育领域得到广泛应用。教育部从2018年开始启动“国家虚拟仿真实验教学”项目，建设范围覆盖化学类、生物科学类、机械类、化工与制药类、地质类、交通运输类、航空航天类、动物类、医学基础类等23个领域，并建立了国家虚拟仿真实验教学共享平台(www.ilab-x.com)，已上线的虚拟仿真实验课程已达2079门，学习使用超过2000万人次。

2 新时代海关培训面临的新挑战

2018年，党中央国务院下发了《有关深化党和国家机构改革方案》，原国家质检总局检验检疫职能及队伍整体归并至海关总署，随后海关总署制定了《全国通关一体化关检业务全面融合框架方案》，明确了海关、原国检申报系统及数据信息的整合，合并后的新海关全系统干部近10万人。

随着“一带一路”、“双循环”、“双碳”、“两个一百年”等国家战略的推进实施，我国面临更加复杂多变的国际形势，“逆全球化”、“去中国化”、“中国威胁论”等思潮甚嚣尘上，对国际贸易、对外交流合作等领域带来了更加复杂严峻的挑战。海关作为守护国门安全的重要门户，承担着进出境卫生检疫、进出口商品检验检疫、食品和生物安全准入等事关国计民生的重要任务。如何为更好地维护国门安全，培养复合型、高素质的海关人才，尤其是掌握关键检验检疫和实验检测技术、满足国际化海关监管的复合型人才，成为海关人才培养的重要目标。

新形势下，海关人才培训将面临以下挑战：

(1)缺乏体系化的顶层设计。我国海关实行准军事化管理，注重意识形态的教育，缺乏对各类人才、任职条件、技能学习要求等整体层面的顶层规划，培训工作较为分散且缺乏系统性，面对新形势下复杂的国内外环境，人才培养的发展明显滞后。

(2)培训的形式与内容急需创新。在海关培训的实践中，已建立了涵盖综合管理、专业技术、现场执法3类人员的岗位培训，及领导干部任职培训、关衔晋升培训、新关员初任培训和执勤武警培训。但在现实中，多数采用以“传、帮、带”为主的传统培训方式，存在内容单一、方法滞后、缺乏系统有效的培训形式等方面的问题，在一定程度上影响了业务水平的提高。

(3)科技与培训的结合不够紧密。虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等沉浸式技术，大数据、人工智能等先进信息化技术已在我国教育行业得到了广泛应用，效果卓著。这些技术如果大量应用于我国海关培训中，将极大地丰富海关人才培养的技术手段，逐步实现精准化、智能化、信息化的人才培养模式，从而提升海关培训的效率。由于海关的特殊性质，出于安全或保密等多种因素的要求，信息化技术的应用程度滞后于其他行业。

(4)需要建立终生学习体系。建设“学习型海关”势在必行。这既是应对外部复杂环境的要求，也是建设特色社会主义新海关发展的内涵要求。因此，建立以岗位胜任能力体系为基准，综合岗位练兵、专项能力建设、综合管理技能提升等多方面的要求的海关终生学习体系，也将是当下海关教育培训工作的重点方向。

(5)疫情期间传统培训方式存在一定风险。目前新型冠状病毒疫情形势仍然严峻，疫情防控不容松懈，减少外出活动和人员聚集仍然是控制疫情的重要手段，传统的线下集体培训模式存在增加接触和传播的风险。

3 虚拟仿真开放实验技术在海关培训的应用领域

本文讨论的虚拟仿真开放实验技术是指利用虚拟仿真技术建设开放实验室，并应用于实验教学项目中的一种专业技术。该技术利用虚拟仿真技术生成实时的、具有三维信息的人工虚拟实验室环境，培训对象通过虚拟操控仪器设备和相应环境的各种感官刺激而进入其中，并可根据需要通过多种交互设备来驾驭环境、操作设备，从而达到提高培训对象专业技能和知识水平的目的。笔者所在的湛江海关已建成了虚拟仿真技术的开放实验室平台，该平台具备智慧实验室管理、检验检测业务流程管理、仪器装备与试剂耗材数据库、学习平台(资源库)、考核与评价系统等多个功能系统，并配套建设了网站门户与App终端软件平台、VR虚拟实训中心(线下)。该平台充分利用虚拟仿真技术，实现了海关查验流程、口岸监管、检验检测技术等多个领域的技能培训学习及考核，还满足了实验室智慧管理、人员能力评价等多种需要，无缝链接线上与线下的软硬件资源，实现了开放实验室的资源共享与海关人员培训的有机结合。

这种培训的方式的优点是具有仿真性、超时空性、自主性和安全性。在培训中，学员能够自主结合虚拟培训场地和设施，在反复训练中不断增强自己的技术水平；更重要的是这种虚拟环境可以使学员脱离现实培训中的风险，从中获得实际经验。根据笔者所在单位的实践，虚拟仿真开放实验技术可应用于以下领域的海关培训工作：

(1)海关监管查验的沉浸式培训。利用虚拟现实技术，建立海关监管的3D场景，与海关监管的业务流程和查验执法的技能培训体系相结合，能够应用于海关初任、在岗持续进修等多个领域，对于一些特殊场景尤其是危险化学品的查验和处置培训较之实地培训具有更高的安全性。

(2)检验检疫检测技术培训。利用虚拟现实技术将检验检测的国家标准、检疫技术标准的应用场景化，学员可在虚拟的实验室中操作仪器装备，按照实验流程模拟实验过程，从而快速掌握实验方法与流程，达到理论学习与实践应用相结合的效果，提升培训效率。实验室仪器设备通常占用率较高，虚拟仿真培训能避免设备空置，提高设备使用效能。对于价值昂贵的大型仪器设备，虚拟仿真培训还能有效避免因学员操作不当而导致的财产损失。

(3)国门安全的能力培训。利用虚拟现实技术构建各种海关口岸的真实场景，建设涵盖诸如暴恐活动、危化品泄露、核生化、火灾爆炸等典型安全事件场景，建立单角色或多角色的桌面虚拟仿真系统，能够直接应用于海关国门安全能力的演练和应对培训中，提高全员应对突发安全事件的意识和能力。

(4)党建培训。利用虚拟现实技术，构建以海关为特色的红色党建资源及教育平台，利用沉浸式技术重现以红色党建培训为核心的教育场景，利用在线教育平台的技术优势，可实现全员参与，提升党建教育的有效性。