2018年的营火造成85人死亡，烧毁了北加州比特县240多平方英里的土地，是该州历史上最致命、最具破坏性的野火。

基于社会利益信息技术研究中心和巴纳涛研究所(CITRIS)的种子基金项目，在国家科学基金会(NSF)的大量支持下，来自加州大学(UC)的研究人员正在从篝火和其他灾难中吸取教训，并应用他们在复杂系统建模、风险管理和人机交互方面的专业知识，以减轻灾害易发社区未来的悲剧。

美国国家科学基金会已经向加州大学伯克利分校、戴维斯分校和圣克鲁兹分校的工程师、政策学者和设计专家团队提供了250万美元的资金，由其智能与互联社区和推进非正式STEM学习项目共同资助。

由Donald H. McLaughlin矿物工程主席、加州大学伯克利分校校长教授Kenichi Soga领导，研究人员将在三年内利用这笔赠款开发一个跨学科框架，以模拟湾区两个社区(马林县和阿拉米达县奥克兰市)的野火疏散方法，并教育社区成员如何安全逃离野火。

研究人员将与12个合作伙伴机构合作，包括马林县的马林消防安全管理局和马林野火保护局(MWPA)，迪亚波罗消防安全委员会，东湾市政公用事业区(EBMUD)，奥克兰消防局，奥克兰消防安全委员会，北山社区协会，劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)消防部门和阿拉米达县的奥克兰港。加州科技部和森尼维尔消防部门也将参与其中，商业和家庭安全保险协会也将参与其中，这是一家由财产保险公司、再保险公司和附属公司支持的独立非营利性研究机构。

当我们获得CITRIS资助时，我知道我们正在探索一些有意义的事情。令人兴奋的是，我们正在以更大的规模解决这个重要的想法。

Thomas maiorana，加州大学戴维斯分校设计助理教授

该项目的框架涉及两个主要工具:一个是物理基础设施、通信网络和紧急服务的分层虚拟模型，称为“数字双胞胎”，以模拟每个市政当局如何应对火灾;另一个是交互式数字学习体验或严肃游戏，供消防管理专业人员、社区利益相关者和普通市民用于准备采取行动。

“我们需要考虑决策的相互作用，组织和公众之间的沟通，以及野火期间的交通模式，这样我们就可以了解问题是什么，以及我们如何在未来改善疏散，”Soga说，他同时担任加州大学伯克利分校智能基础设施中心主任，CITRIS首席研究员(PI)和劳伦斯伯克利国家实验室的教师科学家。

该项目的基本目标之一是帮助人们转变观点，从在极端事件发生时做出反应，转变为预测紧急情况，并在灾难发生前寻找降低风险的方法。

汇集多学科专业知识

加入Soga项目的有加州大学伯克利分校的同事Louise Comfort，名誉教授，CITRIS PI研究员和匹兹堡大学灾害管理中心前主任;斯蒂芬·科利尔，城市和区域规划教授;森林经济学名誉教授J. Keith Gilless;以及机械工程副教授Michael Gollner。跨校园的合作者包括三名来自加州大学圣克鲁兹分校计算媒体系的教师，他们都是CITRIS的pi:杰克·巴斯金工程教授兼捐赠主席Katherine Isbister，严肃游戏助理教授兼副主席Edward Melcer，以及教授兼系主任Magy Seif El-Nasr。CITRIS PI和加州大学戴维斯分校设计助理教授Thomas Maiorana也将发挥关键作用。

该项目的研究人员包括来自加州大学伯克利分校的Stephen Collier、Louise Comfort、J. Keith Gilless、Michael Gollner和Kenichi Soga;加州大学戴维斯分校的Thomas Maiorana;以及加州大学圣克鲁兹分校的凯瑟琳·伊斯比斯特、爱德华·梅尔瑟和马吉·赛夫·纳斯尔。

Maiorana、Soga和Comfort此前曾在2019年CITRIS种子奖项目上合作，推动了目前的工作。

“当我们获得CITRIS资助时，我知道我们正在探索一些有趣而有意义的东西，”Maiorana说。“我们在更大的范围内解决这个重要的想法，这让我很兴奋。”

由种子基金项目推动的跨学科工作是CITRIS为社会最大挑战创造信息技术解决方案的使命的核心。

CITRIS帮助整合了整个UC系统的能力，这应该对加州人有很大的实际利益。

凯瑟琳·伊斯比斯特，加州大学圣克鲁兹分校教授和杰克·巴斯金工程讲座教授

伊斯比斯特说:“CITRIS网络确实加强了我们的合作。“索加博士组成的核心团队做了出色的基础工作。

“CITRIS帮助整合了整个UC系统的能力，这应该会给加州人带来巨大的实际利益。”

从悲剧中吸取教训，建立韧性

营地大火发生后，加州大学伯克利分校的一组研究人员，包括Soga和Comfort，在美国国家科学基金会(NSF)通过科罗拉多大学博尔德分校提供的快速反应研究基金的支持下，前往天堂镇(95%以上被大火烧毁)。Soga是一名土木工程师，对智能基础设施和城市规模模拟有着浓厚的兴趣，Comfort是一名公共政策学者，在危机决策研究方面有30多年的经验，他们试图探索是什么因素导致了这场极端的破坏。

由于它位于荒野-城市界面(WUI)，一个无人居住的荒野和人类定居点之间的过渡区域，天堂已经处于更高的风险之中。

在采访了紧急救援人员和镇官员后，研究人员发现了几个加剧悲剧的问题:天堂和附近的奇科之间缺乏沟通，导致交通信号无法改变以适应疏散路线上增加的交通流量，手机服务的中断使撤离人员无法及时获取信息，野火本身前所未有的速度使得分阶段疏散不可能。

加利福尼亚州波利纳斯的疏散交通模拟，来自研究团队的社会技术数字双胞胎，通过游戏测试中出现的社区成员的信息进行增强。赵冰玉提供

第二年，波利纳斯镇联系了康福特，当时康福特是CITRIS政策实验室的访问学者，讨论研究团队是否可以帮助制定其野火疏散计划。Bolinas是马林县的一个未合并地区，人口不到2000人，与Paradise有一些共同的风险因素，包括人口结构、进出困难、资源有限以及位于荒地-城市界面。

它的规模要小得多，居民数量也比火灾前的天堂少得多，这也使博利纳斯成为详细建模和社区参与的一个有前途的前景。

加州大学交通研究所(ITS)支持该团队的强大模拟工作，该工作集成了火灾进展、交通模式、通信过程和管理它们的系统细节。这个社会技术的数字孪生体，以整合关于通信网络和组织结构的数据而闻名，它显示了信息流，以确定技术系统中的故障(比如被野火破坏的手机信号塔)将在哪些方面影响到依赖它们来保护人们安全的组织。

Maiorana是一名设计师和艺术家，她对原型设计和政策的交叉感兴趣，在与Comfort交谈后，她为项目添加了另一个层面。他、Soga和Comfort申请了2019年CITRIS种子奖，旨在资助进一步建模，并解决防灾准备中一个重要但极具挑战性的方面:教育公众。

在CITRIS的支持下，研究人员与波利纳斯消防区举行了研讨会，并在社区的参与下设计了一款棋盘游戏，复制了疏散经验，并配有通配符。

来自加州博利纳斯的社区成员正在玩一款由加州大学戴维斯分校教授Thomas Maiorana制作的模拟疏散棋盘游戏。Thomas Maiorana提供

关于他们工作的消息传开了，马林县和奥克兰的消防部门和社区领导的委员会联系他们，看看他们能否将这项技术应用到自己的辖区。随着越来越多的组织和市政当局参与其中，该团队越来越多地涉及到加州大学伯克利分校和加州大学圣克鲁斯分校的研究人员。

“我立刻对这个项目产生了兴趣，”Isbister说，他是加州大学圣克鲁斯分校社交情感技术实验室的主任，该实验室设计和研究增强身体、社交和情感体验的严肃游戏。“这是一个非常及时的问题，也是一种帮助社区建立抵御野火的创新方法。”

影响的机会随着专业知识的扩大而增加，包括人类学和城市规划、森林管理、火灾科学和燃烧、具体计算学习和交替现实游戏。

Maiorana说:“随着团队开始壮大，我们在社区、火灾和政策的交叉点上所能做的事情的潜力也越来越大。”

用一个模拟城市来转换视角

美国国家科学基金会授予的项目有许多跨学科的目标，涵盖了研究人员的专业领域:确定与野火疏散最相关的个人和组织，扩大数字双胞胎，包括大湾区，为消防安全委员会创建严肃的游戏，与他们的选民分享，并提出长期政策建议，以改善对未来自然灾害的反应。

康福特和伊斯比斯特将负责确定最负责缓解野火的当地组织，以及可能在灾难期间充当主要传播者的社区团体。然后，他们的团队将从这些利益相关者中挑选一个具有代表性的样本，从消防部门到社区监督组织，以探索他们的风险意识，并收集他们对严肃游戏的反馈。

由Thomas Maiorana创建的博利纳斯疏散视频游戏原型的屏幕截图，显示了马林县地图上的一缕野火烟雾。Paola Lorusso提供

康弗还将与科利尔合作，绘制国家当局、公用事业公司以及学校、医院和银行等社会和文化机构之间的关系。他们计划评估自2017年以来有关野火计划的任何变化的组织程序的子集，然后他们将用于预测2022-26年的变化。

“一旦道路和桥梁建好了，它们就固定了，”康弗说。“我们能改变的是人们的学习方式，这取决于他们在紧急响应期间在短时间内获得有效信息的途径。

“如果我们能建立知识库，并提前教育管理人员，他们就能更准确、更快速地使用现有的技术。”

Soga将与Gollner和Gilless一起进一步研究数字双胞胎。完成Bolinas模型后，该团队将扩大模拟范围，包括马林县的全部范围，然后将注意力转向奥克兰和大湾区。

Soga说:“在我们的模拟中，我们模拟了个别汽车，以及它们如何在街道上移动，疏散到安全的地方。”“如果马林县突然发生野火，在白天来自旧金山和其他地方的背景交通下，人们如何疏散?”

该项目的这部分内容已经在商业化方面取得了进展。Soga与他的实验室小组成员和其他合作者一起成立了一家名为WUI-GO的初创公司!将他们的疏散规划工具——旨在帮助消防机构协助弱势群体制定应急准备计划——推向市场。

该公司是2021年春季CITRIS铸造孵化器队列的一部分，然后获得了2022年NSF创新军团(I-Corps)奖。两位创始人计划寻求小企业创新研究(SBIR)的资助，以帮助他们开发低成本、互动平台的市场。

危机情况不仅仅是智力练习;这是一种情绪反应。当我们更好地处理这些危机时，练习用情绪来应对是很重要的。

Thomas maiorana，加州大学戴维斯分校设计助理教授

随着项目的进行，Isbister、Maiorana、Melcer和Seif El-Nasr将从数字双胞胎中获取关于通信网络的信息和数据，创建两个基于网络的严肃游戏，以帮助利益相关者和公民。研究人员将得到外部专家Raph Koster的建议，他是一名商业游戏设计师和企业家，因其对屡获殊荣的大型多人在线角色扮演游戏(MMORPG)《网络创世纪》的贡献而闻名。

他们的第一款游戏将把Maiorana之前关于疏散演习的工作带入数字领域，而第二款游戏将解决社区的长期风险管理活动，比如防火加固住宅建筑，甚至是重新划分社区。

Maiorana说道:“严肃游戏能够带给玩家发自内心的体验。“突然间，我有点紧张，有点争强好强——我投入了一种让我作为一名球员的体验更真实的方式。

“危机情况远不止是智力练习;这是一种情绪反应。当我们试图更好地处理这些危机时，练习用情绪来应对很重要。”

Maiorana还将在合适的情况下在团队中提供他的原型设计专业知识。此外，他还将设计一个社区活动，旨在促进不同群体之间的对话和联系。

来自Thomas Maiorana创造的Bolinas疏散视频游戏原型的屏幕截图，展示了玩家在一辆被火焰包围的汽车中逃离野火的第一人称视角。王阳兰提供

科利尔和戈尔纳将领导长期规划工作，利用整个项目中收集的数据，描绘出社区如何利用团队开发的模拟和培训工具，为未来20-50年制定有效的野火恢复计划。他们的分析还将研究更广泛的政策变化——如保险监管和定价的变化——将如何影响当地利益相关者的决策。

康弗说:“这个项目从系统的角度来构建可持续的、有弹性的、能抵御野火的社区。”“如果我们可以这样做来预防野火，我们就可以将这些技术应用于加州人面临的其他危险，比如地震、海平面上升和气候变化带来的更大的问题。”

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。