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摘 要： 突发危机事件一直是人类社会面临的难题，例如新冠肺炎疫情、洪灾、火灾等。突发危机事件最终影响和涉及的范围是群体。突发危机事件时的群体行为往往是非理性、盲目的，会进一步扩大危机事件的负面影响。为了更好地提高应急管理能力，就必须控制好突發危机事件时的群体行为，由此一种基于Client/Server架构的虚拟实验系统被提出并实现。它可以创建虚拟突发危机情境，让许多被试同时沉浸其中，开展群体行为的虚拟实验。本系统既能用于探索突发危机事件时群体行为的规律，也可以在社会实践以前，用虚拟实验的方法检验应对措施的效果，根据效果改进应对措施。
关键词： 突发危机事件;应急管理;群体行为;虚拟实验系统
中图分类号： C 93
文献标志码： A
Experimental System Research on Emergency Management of Emergency
LI Wanglai SHEN Huizhang DONG Jing ZHAO Jidi
（1.Antai College of Economics and Management， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200030， China;2.School of Public Administration， East China Normal University， Shanghai 200062， China）
Abstract： Emergency， such as COVID-19， floods and fires， has always been a challenge for human society. The final impact and scope of the emergency is the crowd. The crowd behavior in an emergency is often irrational and blind， which will further expand the negative impact of emergency. In order to improve the ability of emergency management， it is necessary to control the crowd behavior in an emergency. Therefore， a virtual experimental system based on Client/Server architecture was proposed and implemented， which could create a virtual emergency and immerse many subjects at the same time to carry out a virtual experiment of crowd behavior. This system can not only be used to study the crowd behavior in an emergency， but also can be used to test the effect of the response measures， and improve them according to the effect， before social practice.
Key words： emergency; emergency management; crowd behavior; virtual experimental system
1 概述
突发危机事件，也被称为突发事件，是指突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。突发危机事件近年来频频发生，对国家、社会、人民造成了巨大的损失。
突发危机事件最终影响和涉及的范围是群体。群体是指两个或两个以上的个体，个体之间存在相互影响、相互作用。处于个体状态时与处于社会群体时，人的行为是不同的。处于个体状态时，人独立决策，而在社会群体中的人会在决策时受到其他人决策的影响，也会影响其他人的决策，最终形成群体行为。通常来说，群体行为既可能有正面影响，也可能有负面影响。但是，突发危机事件时的群体行为与常规时的群体行为有着明显的区别，由于突发危机事件具有严重、时间紧迫、信息不完全等特点，人会惊慌失措，判断、决策能力都受到影响，最终形成群体行为往往是盲目、有偏差、非理性的，这样的群体行为是负面的，可能会进一步扩大突发危机的影响程度。例如，新冠肺炎疫情期间，由于大家的恐慌，往往难以分辨信息的真假，会把谣言广泛传播，使得网络舆情不断扩大、形成网络群体行为。
为了更好地提高应急管理能力，就必须控制好突发危机事件时的群体行为。探索突发危机事件时群体行为的规律、设计针对性的群体行为引导策略，十分有必要。
2 文献综述
如果采用真实世界实验研究突发危机时群体行为，这存在一定的危险性与不易操作性。例如火灾、地震中的群体逃生行为等，研究者不能放一把火让被试去参与实验，这有违实验伦理，也不能人为地制造一场地震，这超出了现有科技水平。因此，不能采用真实世界实验。
时勘、郭雩、何理、周健等都通过调查问卷方法，研究群体逃生行为的规律与影响因素。研究者大多在事件结束后才发放问卷，被试可能因为事件过去已久、记忆不清晰而表达虚构的信息。如果被试没有直接经验，那么回答会完全基于想象。
还有些研究者采用计算机仿真法，模拟突发危机时的群体行为，例如复杂网络、元胞自动机、多智能体模型等。但这是都基于简单假设建立仿真模型，并且一旦确定假设，在整个计算过程中不会随着外界环境的变化而变化。但现实群体中个体与仿真的个体差异很大，情绪、环境变化都会影响现实个体的行为规则。因此，计算机仿真法无法完全反映真实世界，其仿真结果也对指导应急管理的实践帮助有限。 虚拟现实技术利用计算机生成虚拟情境，让被试沉浸其中，进行各种测试。有些学者把它应用于心理与行为实验研究，也有些学者将其应用于危机应对训练。Margrethe Kobes、孟凡兴、张伟等人开发了用于突发危机的虚拟实验系统。还有一些研究机构、企业开发的系统，例如，E-Prime、PsychoPy、DMDX、Presentation、Inquisit等。实验者可以根据需要，灵活使用这些系统的各个模块，自主设计虚拟情境。用虚拟实验研究突发危机事件时的群体行为具有很多优点。例如，虚拟危机情境可以诱发被试相应的情绪，并产生相应的应激反应，同时避免了真实危机情境的危险;虚拟实验不依赖于对个体行为准则的假设，而是基于真人被试在虚拟情境中的反应;被试在虚拟情境中的行为数据可以被计算机系统实时、精确地记录。
虽然如此，但现有实验系统生成的虚拟情境与现实情境存在差异。例如，尽管这些系统允许很多人同时参加实验，但是被试之间没有相互影响。而在现实突发危机事件引发的群体行为中，通过交互，个体的情绪、想法会在群体中蔓延，群体行为趋势也会影响个体行为。除此之外，这些系统也缺乏个体与情境之间的交互，个体的选择、行为并不能影响情境的发展。而在现实突发危机事件中，个体是可以影响情境的。例如，逃生资源有限，个体占用逃生资源，使得资源剩余量减少;火灾中，个体灭火、移除易燃物会影响火势发展。如果技术上要实现个体之间的交互、个体与情境之间的交互，则需要增加客户端之间的通信、客户端和服务器端之间的制约等，有一定难度。但是计算机专业的人对突发危机事件的应急管理、群体行为等概念，并不了解。
真正的设计与开发一套突发危机事件应急管理的虚拟实验系统，就要在充分理解突发危机事件演化发展过程的基础上，从中提炼出實验系统的需求，针对这些需求，用计算机技术复现现实世界中的突发危机情境，可用于开展群体行为实验。
3 实验系统需求分析
本实验系统开展的虚拟实验是希望可以复现真实世界中的突发危机事件及其引发的群体行为，因此实验流程要与真实世界中事件的演化过程一致。突发危机事件以及群体行为的演化过程可以分为前期、中期和后期三个阶段。前期未发生突发危机事件，也可以称之为平静期，此时还没有形成群体行为;中期即是发生了突发危机事件，也可以称之为危机期，个体的情绪、想法开始在群体中蔓延，个体与个体之间相互影响、相互作用，群体行为涌现，事态扩大;事件后期，官方媒体发出声音、政府采取干预行为等，引导人们摆脱非理性、盲目的群体行为，事态逐渐稳定。
3.1 实验系统的基本要素
首先要把真实的突发危机情境组成进行分割、并提取出关键的要素，使系统的目标更为明确、实验思路更加清晰。本实验包括的要素有：人、场景、情节、时间、资源。
（1）人：人是群体行为的基础，在本实验中即是指被试。既然要研究群体行为，就需要有许多被试同时来参加实验。
（2）场景：场景是指由人与环境中互相作用而构成的场面。例如，高楼发生火灾，周围有人逃窜。实验系统需要把这一场景展现给被试，被试才能如临其境，真切体验危机刺激。
（3）情节：情节是指在场景中发生的事件。例如，场景是一群人在图书馆看书，情节是突然发生了火灾。为了使实验顺利进行，就需要设计合乎逻辑、合乎常理的情节。
（4）时间：实验过程中要有时间概念。例如，被试必须在给定的时间内做出决策、不能无限制地延长时间，不同的被试经历的场景不同、但经历的时间是相同的。
（5）资源：在突发危机事件中，资源主要是指用于逃生、生存的资源，例如逃生通道、救生船的座位、灭火器等。
3.2 突发危机事件时群体行为的交互性
在现实的突发危机事件中，正是因为有交互，才能最终形成群体行为。交互性是目前虚拟实验系统都缺乏的。交互性主要包括两个方面，个体之间的交互、个体与情境之间的交互。
个体之间的交互是指：在实验的过程中，被试之间可以进行信息的传播、交流，商讨当前事态会如何发展、应该如何决策等;被试可以看到其他被试的决策，思考是否要根据其他被试的决策来调整自己的决策。
个体与情境之间的交互是指：在实验的过程中，被试选择使用资源，会导致资源的剩余量减少，如果资源都被占用了，则其他被试无法使用;被试可以看到自己周围有多少人，即自己所处的场景中的被试人数，被试离开和进入某一场景都会影响这一场景中的被试人数。
3.3 实验流程分析
实验的流程是，所有被试同时沉浸入虚拟情境，然后对决策问题进行选择;然后，系统将基于实验剧本，根据被试的选择，被试将进入下一个场景，直到实验结束。为了更好地复现真实世界中的演化过程，在实验过程中需要满足几条规定与约束：
（1）到场同步：所有被试要同时开始实验，实验前期都是未发生突发危机事件的平静期。
（2）突发危机事件开始同步：在时间上，对所有被试来说，突发危机事件是同一时刻发生的，即同时到达危机期。
（3）分支异步：在空间上，不同的被试可能处于不同的场景中、处理不同的任务。
（4）客户端资源使用异步、约束同步：每个被试都可以自主选择逃生空间，但逃生空间可容纳人数有限，当逃生空间被占满，则其他被试无法选择。
（5）了解离场和到场的实时状态：每个被试都可以得知在同一场景的其他被试是否离开此场景、是否有其他被试进入自己所在场景（即周围被试的选择与状态）。
（6）突发危机事件结束同步：被试感受到突发危机事件结束是在同一时刻。
（7）实验结束同步：所有被试要同时结束实验。
4 实验系统的技术实现
实验系统基于Client/Server（客户端/服务器端）架构。在实验的大多数时间各客户端在异步执行任务，服务器端不干涉、只是监测;在某些特定的时间节点需要由服务器端来同步。 本章主要介绍实验系统的体系结构、同步算法与交互算法的实现。算法实现给出了关键的伪代码，符合C#语法规则。异步执行没有用到特殊的算法、编程技巧，不详细介绍。
4.1 系统体系结构
本实验系统示意图如图1所示。每个被试使用一个客户端，客户端展示虚拟危机情境、决策问题。此外，每个客户端都配套有一款脑电信号采集仪，实验时可以连接采集仪，接收特定时段的脑电数据。服务器端接收各客户端的信息，通过集中管理来同步各客户端。如果客户端之间要交流，也以服务器端为中介来实现。为了降低数据存储与通信的压力，各客户端调用本地存储的音频、视频文件，展现虚拟情境，采集并存储被试的数据。
4.2 到场同步算法实现（所有客户端同步启动）
实验开始前，在服务器端指定客户端的总数，即被试人数。服务器端要确认已连接成功的客户端数量是否等于指定的总数。确认等于后，服务器端向所有客户端发送实验开始指令（“started”），所有客户端同步开始实验，被试进入虚拟情境。伪代码如表1所示。
4.3 交互算法实现
4.3.1 统计处于某场景的被试数量
当被试1来到场景1时，客户端1将展现相应的测试问题，同时发送“count”给服务器端，表明自己到达场景1;服务器端接收到后，向所有客户端发送“count”，通知所有客户端“客户端1到达场景1”;各客户端接收到“count”后，判断自身是否处于场景1。如果也处于场景1，则在本地更新信息，即到达场景1的客户端数量在原来基础上加一。伪代码如表2所示。
4.3.2 统计执行各项行为的被试数量
被试1选择问题的选项后，客户端1发送“modify”给服务器端，表明自己选择了某一选项，即采取了行为1。服务器端接收后，向所有客户端发送“increase”，通知所有客户端“客户端1采取了行为1”。各客户端收到“increase”后，在本地更新信息，即采取行为1的客户端数量在原来基础上加一。伪代码如表3所示。
4.3.3 不同被试之间的交流
当被试想要发出信息与周围人交流，被试所对应的客户端会把被试的姓名以及交流信息发送至服务器端。当服务器端接收到这些信息后，再把信息转发给同一场景中的其他客户端。代码实现与统计处于某场景的被试数量相似，不具体介绍。
4.4 突发危机事件同步算法实现
当客户端到达指定节点后，给服务器端发送“ready”，表明已经到达指定节点，等待突发危机事件同步指令。服务器端接收到“ready”后，修改该客户端对应的isReady变量值为True，表明该客户端已經到达指定节点。服务器端每隔5s检测各客户端对应的isReady变量值是否为True。当客户端都到达指定节点后，服务器端向所有客户端发送“move”。各客户端接收到“move”后，同步开始展现危机情境。伪代码如表4所示。
5 实验系统的管理学贡献
前文提到，本实验系统的目标是模拟真实世界中的突发危机情境。在应用本实验系统时，研究人员要根据实验目的和要求，确定突发危机事件的类型、持续时间、危机中遇到的决策题目等，从而设计实验剧本。还需要准备相应的实验材料，主要包括媒体文件（视频、音频）和题目文件。基于实验剧本、媒体文件、题目文件等，系统可以生成虚拟场景，由此就可以开展群体的虚拟实验。
通过虚拟实验，既可以研究突发危机事件时群体行为的规律，也可以代替社会实验、提前检验危机应对措施的效果、并改进，这就是本系统的管理学贡献和实际意义。
对于本系统的实际效果，即本系统是否开发成功、是否实现了功能需求、是否真正达成了研究目的，主要从恐慌情绪的唤起与群体行为的交互性衡量。在现实世界中，突发危机事件爆发以后，人们会产生恐慌情绪。恐慌是一种面对突发危机，试图摆脱、逃离的情绪体验。恐慌的主要特点是情绪的高唤起，尤其与非危机情境时相比。如果实验系统生成的虚拟情境越接近真实，就越可以唤起被试对应的情绪，情境越危险，情绪唤起程度越高。而交互性是群体行为的关键一环。恐慌情绪的蔓延，群体中的个体失去了理性分析、独立思考的能力，可能会与其他个体进行交换信息、相互作用，也可能受到群体趋势的影响，最终会选择从众、采取与其他个体一致的行为。
课题组成员运用本系统开展了多次实验研究，结合脑电数据分析与自我报告的方法，发现危机情境下的情绪唤起程度显著高于非危机情境下，验证了本系统生成的虚拟危机情境可以有效地唤起被试的恐慌情绪，再根据实验系统实时采集的被试行为、决策数据，进行数据分析，发现处于虚拟危机情境中的个体有更高的从众趋势、更差的决策表现，等等结论。
因此，本实验系统成功地实现了功能需求、达成了研究目的，可以有效地模拟突发危机情境，诱发被试的恐慌情绪，实现群体行为的交互性，实验过程更接近真实情境。以上提到的运用本系统开展的实验研究成果已陆续发表于国内外期刊、出版专著。
6 结束语
在科学探索上，本实验系统可用于研究突发危机时群体认知、情绪、行为的特征，研究不同类型、不同程度的危机刺激对群体认知偏差有何影响，探索突发危机情境下生理与心理、行为之间存在的关系，研究不同阶段群体行为演化发展的规律等等。在实践上，本实验系统可以用虚拟实验来代替社会实验，在现实的应急管理实践以前，在虚拟情境中检验各应对措施的可行性，提高应急管理措施在现实应用成功的可能性。但本系统也存在一些不足，例如，虚拟情境依赖于现有的音频、视频资料;只能实现视觉刺激、听觉刺激，没有触觉刺激、运动感知刺激等。在今后的研究中，将在这些方面继续努力。
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关键词： 突发危机事件;应急管理;群体行为;虚拟实验系统
中图分类号： C 93
文献标志码： A
Experimental System Research on Emergency Management of Emergency
LI Wanglai SHEN Huizhang DONG Jing ZHAO Jidi
（1.Antai College of Economics and Management， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200030， China;2.School of Public Administration， East China Normal University， Shanghai 200062， China）
Abstract： Emergency， such as COVID-19， floods and fires， has always been a challenge for human society. The final impact and scope of the emergency is the crowd. The crowd behavior in an emergency is often irrational and blind， which will further expand the negative impact of emergency. In order to improve the ability of emergency management， it is necessary to control the crowd behavior in an emergency. Therefore， a virtual experimental system based on Client/Server architecture was proposed and implemented， which could create a virtual emergency and immerse many subjects at the same time to carry out a virtual experiment of crowd behavior. This system can not only be used to study the crowd behavior in an emergency， but also can be used to test the effect of the response measures， and improve them according to the effect， before social practice.
Key words： emergency; emergency management; crowd behavior; virtual experimental system
1 概述
突发危机事件，也被称为突发事件，是指突然发生，造成或者可能造成严重社会危害，需要采取应急处置措施予以应对的自然灾害、事故灾难、公共卫生事件和社会安全事件。突发危机事件近年来频频发生，对国家、社会、人民造成了巨大的损失。
突发危机事件最终影响和涉及的范围是群体。群体是指两个或两个以上的个体，个体之间存在相互影响、相互作用。处于个体状态时与处于社会群体时，人的行为是不同的。处于个体状态时，人独立决策，而在社会群体中的人会在决策时受到其他人决策的影响，也会影响其他人的决策，最终形成群体行为。通常来说，群体行为既可能有正面影响，也可能有负面影响。但是，突发危机事件时的群体行为与常规时的群体行为有着明显的区别，由于突发危机事件具有严重、时间紧迫、信息不完全等特点，人会惊慌失措，判断、决策能力都受到影响，最终形成群体行为往往是盲目、有偏差、非理性的，这样的群体行为是负面的，可能会进一步扩大突发危机的影响程度。例如，新冠肺炎疫情期间，由于大家的恐慌，往往难以分辨信息的真假，会把谣言广泛传播，使得网络舆情不断扩大、形成网络群体行为。
为了更好地提高应急管理能力，就必须控制好突发危机事件时的群体行为。探索突发危机事件时群体行为的规律、设计针对性的群体行为引导策略，十分有必要。
2 文献综述
如果采用真实世界实验研究突发危机时群体行为，这存在一定的危险性与不易操作性。例如火灾、地震中的群体逃生行为等，研究者不能放一把火让被试去参与实验，这有违实验伦理，也不能人为地制造一场地震，这超出了现有科技水平。因此，不能采用真实世界实验。
时勘、郭雩、何理、周健等都通过调查问卷方法，研究群体逃生行为的规律与影响因素。研究者大多在事件结束后才发放问卷，被试可能因为事件过去已久、记忆不清晰而表达虚构的信息。如果被试没有直接经验，那么回答会完全基于想象。
还有些研究者采用计算机仿真法，模拟突发危机时的群体行为，例如复杂网络、元胞自动机、多智能体模型等。但这是都基于简单假设建立仿真模型，并且一旦确定假设，在整个计算过程中不会随着外界环境的变化而变化。但现实群体中个体与仿真的个体差异很大，情绪、环境变化都会影响现实个体的行为规则。因此，计算机仿真法无法完全反映真实世界，其仿真结果也对指导应急管理的实践帮助有限。 虚拟现实技术利用计算机生成虚拟情境，让被试沉浸其中，进行各种测试。有些学者把它应用于心理与行为实验研究，也有些学者将其应用于危机应对训练。Margrethe Kobes、孟凡兴、张伟等人开发了用于突发危机的虚拟实验系统。还有一些研究机构、企业开发的系统，例如，E-Prime、PsychoPy、DMDX、Presentation、Inquisit等。实验者可以根据需要，灵活使用这些系统的各个模块，自主设计虚拟情境。用虚拟实验研究突发危机事件时的群体行为具有很多优点。例如，虚拟危机情境可以诱发被试相应的情绪，并产生相应的应激反应，同时避免了真实危机情境的危险;虚拟实验不依赖于对个体行为准则的假设，而是基于真人被试在虚拟情境中的反应;被试在虚拟情境中的行为数据可以被计算机系统实时、精确地记录。
虽然如此，但现有实验系统生成的虚拟情境与现实情境存在差异。例如，尽管这些系统允许很多人同时参加实验，但是被试之间没有相互影响。而在现实突发危机事件引发的群体行为中，通过交互，个体的情绪、想法会在群体中蔓延，群体行为趋势也会影响个体行为。除此之外，这些系统也缺乏个体与情境之间的交互，个体的选择、行为并不能影响情境的发展。而在现实突发危机事件中，个体是可以影响情境的。例如，逃生资源有限，个体占用逃生资源，使得资源剩余量减少;火灾中，个体灭火、移除易燃物会影响火势发展。如果技术上要实现个体之间的交互、个体与情境之间的交互，则需要增加客户端之间的通信、客户端和服务器端之间的制约等，有一定难度。但是计算机专业的人对突发危机事件的应急管理、群体行为等概念，并不了解。
真正的设计与开发一套突发危机事件应急管理的虚拟实验系统，就要在充分理解突发危机事件演化发展过程的基础上，从中提炼出實验系统的需求，针对这些需求，用计算机技术复现现实世界中的突发危机情境，可用于开展群体行为实验。
3 实验系统需求分析
本实验系统开展的虚拟实验是希望可以复现真实世界中的突发危机事件及其引发的群体行为，因此实验流程要与真实世界中事件的演化过程一致。突发危机事件以及群体行为的演化过程可以分为前期、中期和后期三个阶段。前期未发生突发危机事件，也可以称之为平静期，此时还没有形成群体行为;中期即是发生了突发危机事件，也可以称之为危机期，个体的情绪、想法开始在群体中蔓延，个体与个体之间相互影响、相互作用，群体行为涌现，事态扩大;事件后期，官方媒体发出声音、政府采取干预行为等，引导人们摆脱非理性、盲目的群体行为，事态逐渐稳定。
3.1 实验系统的基本要素
首先要把真实的突发危机情境组成进行分割、并提取出关键的要素，使系统的目标更为明确、实验思路更加清晰。本实验包括的要素有：人、场景、情节、时间、资源。
（1）人：人是群体行为的基础，在本实验中即是指被试。既然要研究群体行为，就需要有许多被试同时来参加实验。
（2）场景：场景是指由人与环境中互相作用而构成的场面。例如，高楼发生火灾，周围有人逃窜。实验系统需要把这一场景展现给被试，被试才能如临其境，真切体验危机刺激。
（3）情节：情节是指在场景中发生的事件。例如，场景是一群人在图书馆看书，情节是突然发生了火灾。为了使实验顺利进行，就需要设计合乎逻辑、合乎常理的情节。
（4）时间：实验过程中要有时间概念。例如，被试必须在给定的时间内做出决策、不能无限制地延长时间，不同的被试经历的场景不同、但经历的时间是相同的。
（5）资源：在突发危机事件中，资源主要是指用于逃生、生存的资源，例如逃生通道、救生船的座位、灭火器等。
3.2 突发危机事件时群体行为的交互性
在现实的突发危机事件中，正是因为有交互，才能最终形成群体行为。交互性是目前虚拟实验系统都缺乏的。交互性主要包括两个方面，个体之间的交互、个体与情境之间的交互。
个体之间的交互是指：在实验的过程中，被试之间可以进行信息的传播、交流，商讨当前事态会如何发展、应该如何决策等;被试可以看到其他被试的决策，思考是否要根据其他被试的决策来调整自己的决策。
个体与情境之间的交互是指：在实验的过程中，被试选择使用资源，会导致资源的剩余量减少，如果资源都被占用了，则其他被试无法使用;被试可以看到自己周围有多少人，即自己所处的场景中的被试人数，被试离开和进入某一场景都会影响这一场景中的被试人数。
3.3 实验流程分析
实验的流程是，所有被试同时沉浸入虚拟情境，然后对决策问题进行选择;然后，系统将基于实验剧本，根据被试的选择，被试将进入下一个场景，直到实验结束。为了更好地复现真实世界中的演化过程，在实验过程中需要满足几条规定与约束：
（1）到场同步：所有被试要同时开始实验，实验前期都是未发生突发危机事件的平静期。
（2）突发危机事件开始同步：在时间上，对所有被试来说，突发危机事件是同一时刻发生的，即同时到达危机期。
（3）分支异步：在空间上，不同的被试可能处于不同的场景中、处理不同的任务。
（4）客户端资源使用异步、约束同步：每个被试都可以自主选择逃生空间，但逃生空间可容纳人数有限，当逃生空间被占满，则其他被试无法选择。
（5）了解离场和到场的实时状态：每个被试都可以得知在同一场景的其他被试是否离开此场景、是否有其他被试进入自己所在场景（即周围被试的选择与状态）。
（6）突发危机事件结束同步：被试感受到突发危机事件结束是在同一时刻。
（7）实验结束同步：所有被试要同时结束实验。
4 实验系统的技术实现
实验系统基于Client/Server（客户端/服务器端）架构。在实验的大多数时间各客户端在异步执行任务，服务器端不干涉、只是监测;在某些特定的时间节点需要由服务器端来同步。 本章主要介绍实验系统的体系结构、同步算法与交互算法的实现。算法实现给出了关键的伪代码，符合C#语法规则。异步执行没有用到特殊的算法、编程技巧，不详细介绍。
4.1 系统体系结构
本实验系统示意图如图1所示。每个被试使用一个客户端，客户端展示虚拟危机情境、决策问题。此外，每个客户端都配套有一款脑电信号采集仪，实验时可以连接采集仪，接收特定时段的脑电数据。服务器端接收各客户端的信息，通过集中管理来同步各客户端。如果客户端之间要交流，也以服务器端为中介来实现。为了降低数据存储与通信的压力，各客户端调用本地存储的音频、视频文件，展现虚拟情境，采集并存储被试的数据。
4.2 到场同步算法实现（所有客户端同步启动）
实验开始前，在服务器端指定客户端的总数，即被试人数。服务器端要确认已连接成功的客户端数量是否等于指定的总数。确认等于后，服务器端向所有客户端发送实验开始指令（“started”），所有客户端同步开始实验，被试进入虚拟情境。伪代码如表1所示。
4.3 交互算法实现
4.3.1 统计处于某场景的被试数量
当被试1来到场景1时，客户端1将展现相应的测试问题，同时发送“count”给服务器端，表明自己到达场景1;服务器端接收到后，向所有客户端发送“count”，通知所有客户端“客户端1到达场景1”;各客户端接收到“count”后，判断自身是否处于场景1。如果也处于场景1，则在本地更新信息，即到达场景1的客户端数量在原来基础上加一。伪代码如表2所示。
4.3.2 统计执行各项行为的被试数量
被试1选择问题的选项后，客户端1发送“modify”给服务器端，表明自己选择了某一选项，即采取了行为1。服务器端接收后，向所有客户端发送“increase”，通知所有客户端“客户端1采取了行为1”。各客户端收到“increase”后，在本地更新信息，即采取行为1的客户端数量在原来基础上加一。伪代码如表3所示。
4.3.3 不同被试之间的交流
当被试想要发出信息与周围人交流，被试所对应的客户端会把被试的姓名以及交流信息发送至服务器端。当服务器端接收到这些信息后，再把信息转发给同一场景中的其他客户端。代码实现与统计处于某场景的被试数量相似，不具体介绍。
4.4 突发危机事件同步算法实现
当客户端到达指定节点后，给服务器端发送“ready”，表明已经到达指定节点，等待突发危机事件同步指令。服务器端接收到“ready”后，修改该客户端对应的isReady变量值为True，表明该客户端已經到达指定节点。服务器端每隔5s检测各客户端对应的isReady变量值是否为True。当客户端都到达指定节点后，服务器端向所有客户端发送“move”。各客户端接收到“move”后，同步开始展现危机情境。伪代码如表4所示。
5 实验系统的管理学贡献
前文提到，本实验系统的目标是模拟真实世界中的突发危机情境。在应用本实验系统时，研究人员要根据实验目的和要求，确定突发危机事件的类型、持续时间、危机中遇到的决策题目等，从而设计实验剧本。还需要准备相应的实验材料，主要包括媒体文件（视频、音频）和题目文件。基于实验剧本、媒体文件、题目文件等，系统可以生成虚拟场景，由此就可以开展群体的虚拟实验。
通过虚拟实验，既可以研究突发危机事件时群体行为的规律，也可以代替社会实验、提前检验危机应对措施的效果、并改进，这就是本系统的管理学贡献和实际意义。
对于本系统的实际效果，即本系统是否开发成功、是否实现了功能需求、是否真正达成了研究目的，主要从恐慌情绪的唤起与群体行为的交互性衡量。在现实世界中，突发危机事件爆发以后，人们会产生恐慌情绪。恐慌是一种面对突发危机，试图摆脱、逃离的情绪体验。恐慌的主要特点是情绪的高唤起，尤其与非危机情境时相比。如果实验系统生成的虚拟情境越接近真实，就越可以唤起被试对应的情绪，情境越危险，情绪唤起程度越高。而交互性是群体行为的关键一环。恐慌情绪的蔓延，群体中的个体失去了理性分析、独立思考的能力，可能会与其他个体进行交换信息、相互作用，也可能受到群体趋势的影响，最终会选择从众、采取与其他个体一致的行为。
课题组成员运用本系统开展了多次实验研究，结合脑电数据分析与自我报告的方法，发现危机情境下的情绪唤起程度显著高于非危机情境下，验证了本系统生成的虚拟危机情境可以有效地唤起被试的恐慌情绪，再根据实验系统实时采集的被试行为、决策数据，进行数据分析，发现处于虚拟危机情境中的个体有更高的从众趋势、更差的决策表现，等等结论。
因此，本实验系统成功地实现了功能需求、达成了研究目的，可以有效地模拟突发危机情境，诱发被试的恐慌情绪，实现群体行为的交互性，实验过程更接近真实情境。以上提到的运用本系统开展的实验研究成果已陆续发表于国内外期刊、出版专著。
6 结束语
在科学探索上，本实验系统可用于研究突发危机时群体认知、情绪、行为的特征，研究不同类型、不同程度的危机刺激对群体认知偏差有何影响，探索突发危机情境下生理与心理、行为之间存在的关系，研究不同阶段群体行为演化发展的规律等等。在实践上，本实验系统可以用虚拟实验来代替社会实验，在现实的应急管理实践以前，在虚拟情境中检验各应对措施的可行性，提高应急管理措施在现实应用成功的可能性。但本系统也存在一些不足，例如，虚拟情境依赖于现有的音频、视频资料;只能实现视觉刺激、听觉刺激，没有触觉刺激、运动感知刺激等。在今后的研究中，将在这些方面继续努力。
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