疫情防控公共政策虚拟仿真技术初探

摘 要：公共政策虚拟仿真研究方法是社会科学研究的新方法。公共政策仿真研究方法主要包括数理统计的方法、系统动力学的方法和基于主体建模的方法，都有较为成熟的开发工具。疫情防控公共政策虚拟仿真研究很早就进入研究者的视野，并在这次新型冠状病毒肺炎疫情防控中发挥了重要作用。

关键词：疫情防控;公共政策;虚拟仿真

一、公共政策虚拟仿真技术概况

社会科学研究可分为思辨研究（又称理论研究）、实证研究（量化的、质化的，如民族志、口述史、文本分析、引文分析等）、实践研究（案例、对策、反思等）。后来出现了一种新的社会科学研究方法——计算社会科学研究，计算社会科学研究是一种由分析工具支持的科学研究方法，如自动信息提取、社会网络分析（SNA）、地理空间分析、复杂系统建模、社会仿真模型等，虚拟仿真研究方法就是计算社会科学的一种。

20世纪60年代初，基于离散事件和系统动力学的仿真开始应用于社会科学研究，确定了其方法论工具的地位。20世纪70年代末，一批专家学者将社会仿真方法引入我国并主要围绕方法论层面进行探索，80年代中期开始了真正意义上的公共政策仿真研究。20世纪90年代初，由于圣塔菲研究所在复杂适应性系统（CAS）理论上的贡献，这种情况因为基于主体建模（Agent—Based Modeling，ABM）的出现而发生了根本变化。20世纪80年代以来，分布式人工智能和软件主体技术的研究开始应用到人类社会的仿真，这些具有学习能力的模型对于个人认知过程仿真建模非常有用。

公共政策仿真研究是伴随着社会科学仿真方法的演进而发展的。公共管理与政策分析仿真研究在我国出现于20世纪80年代中期。这一课题的研究已取得一系列的成果，且正在引起越来越多教学和研究者的关注，逐渐成为公共管理与政策分析学的一个前沿。目前，公共管理与政策分析仿真技术除经济政策仿真研究外，社会政策、科技政策、公共安全政策也逐渐成为我国公共政策仿真研究的新亮点。

当前我国公共管理与政策分析仿真研究仍然存在不少问题，如仿真方法理论研究较多，可操作性研究不足;研究视域较为集中，多元研究不足;宏观政策问题居多，微观政策问题研究较少;公共管理学科研究者对政策仿真的认知普遍缺乏。作为一个新领域，未来我国公共管理与政策分析仿真研究还需要不断加强，尤其是在引导科学决策思维转变，政策仿真平臺支持力度方面需要加强，在研究倾向上，从追求于仿真模型应用的可行性到应用的可操作性转变，在研究视域上，从以经济政策为主到经济分析与管理政策仿真研究并重，在建模方法上，从侧重于系统动力学到系统动力学与多主体建模并重，在研究方式上，跨学科研究需要进一步增强，公共政策仿真需要系统科学、计算经济学、统计学、公共管理学、管理科学等多元交叉学科的支撑[1]。

鉴于虚拟仿真技术在公共管理政策分析中的发展潜力，在一些实力雄厚的综合性高水平大学组建跨学科政策虚拟仿真实验室，开展虚拟仿真实验教学和研究，并以此为平台组建跨学科团队，以更好地为政府决策和经济社会发展服务。

二、公共政策虚拟仿真研究方法及平台软件

公共政策涉及到社会网络和人的行为这些高度不确定性的领域，导致公共政策的分析、制定和实施都是伴随着复杂性，从政策涉及的主体，到主体所处的环境，再到政策施行的过程，各个环节都充满了由高度不确定性引致的复杂性，从这个意义上说，公共政策无往不在复杂性之中。

面对这些复杂性，传统的定性和定量的公共政策研究方法似乎变得无能为力了，事实上，在面对诸多公共政策实施的效果时，传统的方法也确实面临着有效性的挑战。通过仿真技术，对公共政策的制定和执行展开实行前的模拟，是判断公共政策制定正确与否和提升其科学性的重要方法。

随着人类计算能力的不断提升以及建模理念和方法的进步，对公共政策的仿真大致经历了三个阶段，即数理统计的方法、系统动力学的方法和基于主体建模的方法。另外，以人工智能为基础的虚拟现实技术正在提供新的虚拟仿真研究方法。目前我国的公共政策仿真方法主要是系统动力学建模、多主体建模和虚拟现实技术建模。

目前对于上述几种仿真方法都已有较为成熟的开发工具，基于系统动力学模型的仿真平台有Vensim、iThink、Power-sim、STELLA等;Swarm、NetLogo、Starlogo、RePast则是对应基于主体建模的;anylogic软件作为最近比较新兴的仿真软件，既可以支持基于系统动力学建模，也可以支持基于主体建模。[2]UrbanSim作为一种新型的城市虚拟现实仿真系统，目前仅在美国盐湖城和我国台北等少数城市获得实践。

三、疫情防控公共政策虚拟仿真研究

公共政策系统是典型的复杂适应性系统（Complex Adaptive System，CAS），是一个由自然生态、人工设施、生产生活等相互作用的多个子系统组成的交叉网络系统。系统包含大量自主行动和相互交流影响的主体，这些主体又受到政策环境因素的影响，公共政策注入系统之后，经过主体的理解-反应-影响-行动之后，涌现出政策结果。作为公共政策制定者来说，仿真的输出能使其得到不同政策组合的不同直观量化的结果，从而为其决策提供极具价值的参考。所以疫情防控公共政策虚拟仿真研究很早就进入研究者的视野。

人类社会面临传染病的严重威胁，近20年发生的一些传染病，如非典型性肺炎，高致病性禽流感，甲型H1N1流感，新型冠状病毒肺炎等，均对生命健康和社会生活造成了很大影响。如何遏制传染病暴发，缓解传染病流行，是当前社会面临的紧迫问题。从系统科学的角度看，传染病流行是在人群中发生的一个复杂扩散过程，对这一过程建立模型，有助于理解传染病的流行机理，认识内在规律，以模型为基础对传染病传播过程进行分析和预测，可以为干预措施的选择提供理论依据。如哈洛兰（Halloran）等人通过仿真方法比较大规模接种和定点接种的作用。莱斯利（Leslie）、伯恩汉姆（Brunham）和阿特金森（Atkinson）用仿真方法研究HIV /AIDS传播问题。黄崇源（Huang）等人使用仿真方法评估了几个城市的SARS防疫措施。宣慧玉（Xu-an）等人的扩展CA模型考虑了个体异质性，研究了不同传染性，活跃程度以及不同邻域形式对HIV/AIDS传播过程的影响。[3]张发，李璐，宣慧玉认为建立传染病传播模型是理解传染病流行机理，预测流行趋势，进行防控决策的基础。[4]李璐，宣慧玉，高宝俊，提出了一个元胞自动机扩展模型。[5]刚家泰等结合甲型H1N1流感特点，给出了该模型的动态仿真过程，可为疫情发展趋势的预测、以及政府制定干预疫情的有效措施提供可靠的依据。[6]曾哲淳，赵冬等应用系统动力学方法建立数学模型，宏观地模拟严重急性呼吸综合征（SARS）疫情在自然人群和医院内传播的过程，以及患者通过就诊和社区隔离措施移出传播链的过程。[7]

在这次新型冠状病毒肺炎疫情中，生活空间（沈阳）数据技术服务有限公司的“基于多数源据融合的疫情防控分析系统及服务”，利用多源数据分析对疾控、运营商、医保、公安数据进行聚合，通过确诊和疑似人员的时空信息进行大数据分析，帮助政府相关部门主动精准发现密切接触人群，从而有效防控疫情传播。丹东东方测控技术股份有限公司的“大数据分析与领导辅助决策系统”，将政务活动中产生的政务信息资源，通过数据挖掘技术以及信息组合、数学建模、相关性分析、智能检索引擎、仿真建模和自定义专项分析等技术，对公共政策的制定和执行展开实行前的模拟，确保公共政策仿真全过程的正确性和可信性，最大限度地让公共政策仿真接近实际需求，降低决策失误率、提高公共政策的执行效果，进一步提升公共政策制定的科学性和合理性。

总之，虚拟仿真技术作为公共政策研究的新领域，有着非常广阔的未来发展潜力，非常值得公共管理研究学者予以关注。

参考文献：

[1]娄成武、田旭.中国公共政策仿真研究：现状、问题与展望——基于CNKI相关文献的统计分析[J].中国行政管理，2013（03）：24-29

[2]张洋溢.中国公共政策仿真方法与平台研究现状[J].管理观察，2019（04）：55-56

[3]李璐、宣慧玉.多主體仿真在公共卫生事件应急管理中的应用——以一个传染病政策仿真系统为例[J].西安交通大学学报（社会科学版），2010.30（01）：57-64

[4]张发、李璐、宣慧玉.传染病传播模型综述[J].系统工程理论与实践，2011.31（09）：1736-1744

[5]李璐、宣慧玉、高宝俊.基于元胞自动机的异质个体HIV/AIDS传播模型[J].系统管理学报，2008.17（06）：704-710

[6]刚家泰、任嘉佳、章鑫等.基于元胞自动机的异质个体甲型H1N1流感传播模型[J].生物数学学报，2014.29（03）：531-537

[7]曾哲淳、赵冬、李岩等.应用系统动力学模型对SARS疫情传播及主要防控措施效果的计算机模拟仿真研究[J].中华流行病学杂志，2005（03）：11-15

作者简介：

赵豪迈（1970--）男，教授，博士，主要研究方向为公共管理、信息管理。