基于無人機物流配送的戰時快速衛勤保障體系探討

李 針，何維新，張益明

0 引 言

戰時衛勤保障中，最重要的原則是時效與快速，在信息化條件下的局部戰爭，其突發性和高能、高速武器的應用，使得戰傷具有高毀傷特點[1]。因此時效快速就應成為衛勤保障的首要前提與原則。目前我軍的戰時快速衛勤保障，主要停留在平面與地面，是二維度保障，遠達不到多維度、立體化保障。尤其對于單兵作戰人員來說，還難以做到即時發現與即時救援，衛勤救援易受天氣、地形與戰場態勢的影響而有所耽擱，延誤對單兵作戰人員的即時救護。因此，對于單兵作戰人員來說，更加高效便捷的快速衛勤保障就更具意義。

1 無人機快遞系統

無人駕駛飛行器簡稱“無人機”，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，具備有動力、能攜帶多種設備、執行多種任務、并能重復實用等多重特點的航空飛行器。集成了無人駕駛飛行器技術、傳感器技術、遙測遙控技術、通訊技術、北斗/GPS定位技術、自動航跡規劃技術等多種應用技術。地面、艦艇上或母機遙控站人員通過雷達、無線網絡等，對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數據傳輸[2]。具有垂直起降、起飛著陸場地多樣化、空中懸停、機動靈活、任務能力廣泛等功能特點。可軍民兩用，用于直接攻擊作戰、戰場偵察、中繼通信、戰場救護等，也可用于空氣污染測定、科學考察、物流配送等。隨著無人機載荷高度集成，如多元傳感系統、通信系統、合成孔徑雷達系統、紅外熱成像系統、遙感系統、干擾與抗干擾系統、自我定位控制系統等載荷模塊的集成應用，將使無人機具有高度智能化，能根據任務需要和坐標定位，自動導航控制、自動規劃最佳航路和飛行區域，規避區域障礙與風險[3]，安全快速抵達目標區域和實現目標任務。

1.1便攜式無人機由基地指揮中心直接遙控飛行或預置飛行程序自身控制飛行，或基于接收任務信息和周圍環境信息的變化，自主智能控制飛行，飛抵定位目標區域。先進的自動駕駛儀使無人機不再需要陸基電視屏幕領航，而是按程序飛往盤旋點，改變高度和飛往下一個目標。 新一代的無人機能從多種平臺上發射和回收，如可從地面車輛、艦船、航空器等進行發射和回收。尤其是速度和靈敏性上有著較好優化處理的四旋翼飛行器以及多旋翼飛行器，其飛行時速可達50 km以上，可隨時隨地起降，懸停與飛行往來自由，可自動判斷和規避各種地形障礙和目標障礙物，即可保證攜帶必須的急救醫藥用品定時定位到達指定目標，即刻實施急救。

1.2中型與大型無人機由基地指揮中心直接遙控飛行或預置飛行程序自身控制飛行，或基于接收信息和周圍環境信息的變化，自主智能控制飛行，以達目標。主要以滑行起降為主，滯空時間長，可長時高空巡航飛行，根據戰時和演習任務應急需要，巡航至目標區域上空或附近待命，可將隨機攜帶的必須急救醫藥用品定時定位投放至指定區域坐標，以供給衛勤分隊緊急衛勤救援，或供給單兵作戰分隊或人員自我緊急救援。

1.3超大型無人飛行浮空器垂直起降，可置于戰區較安全高空區域，根據戰時或演習任務需要進行飛行移動至相聯空域，主要起到中繼通信作用，配置有數據交流平臺，通過數據鏈路，實時接收戰場衛勤救援信息，并向各類物流配送中心分布相關衛勤救援信息，以備物流配送中心作出快速反應。

1.4載客無人機目前已開發成功并將投入運營的的億航184，采用多套獨立的飛行控制系統來實現自動導航，只需設定飛行路線，一鍵操作，即可搭載乘客以倒“U”型航線從A地到達B地。系統會實時采集分析飛行全程中來自各種傳感器的各項數據，重新規劃路徑，從而保證將乘客以最快速、最安全的路徑送達目的地。其巡航速度可達100 km/h，可乘坐單人乘客，持續約30 min。

2 戰區衛勤物流配送中心

物流配送中心是以組織配送性銷售或供應，執行實物配送為主要職能的流通型結點[4]。在配送中心為能更好地做送貨的編組準備，因此必然需要采取零星集貨、批量進貨等種種資源搜集工作和對貨物的分整、配備等工作，因此，也具有集貨中心、分貨中心的職能。為更有效地、更高水平的配送，配送中心往往還有較強的流通加工能力。此外，物流配送中心還必須執行貨物配備后的送達到戶的使命，配送中心實際上是集貨中心、分貨中心、加工中心功能之綜合，并有了配與送的更高水平。配送中心所有貨品均配置有電子傳感器，使配送中心能實時感知貨品的時空定時與定位，做到了如指掌和高效快速配送。

對于戰區衛勤保障來說，物流配送中心應賦予新的內涵：包括物流數據平臺、環境監測系統、自動化立體倉庫、模塊化倉儲系統、自動出入庫輸送系統、揀貨系統和無人機快遞系統等組成, 實時實現醫藥用品的數據更新、環境監測、分類入庫、庫存保管、暫存、出庫、分揀配貨、快遞配送等一系列過程。

2.1戰區所屬大型醫藥衛勤物流配送中心滿足作戰與演習應急與長期需求，包含各類常用與稀缺類藥品、醫療設備和耗材，與醫療機構所屬配送中心聯網，根據有效期不同，實行雙向配送交流，以最大限度確保資源有效利用。

2.2各級軍隊醫院所屬醫藥衛勤物流配送中心滿足平時、作戰與演習應急與長期需求，包含各類常用與稀缺類藥品、醫療設備和耗材，與戰區所屬配送中心聯網，實行雙向配送交流，以最大限度確保資源有效利用，組建有常備衛勤分隊。

2.3移動式醫藥衛勤物流配送中心可歸屬于各級醫院或戰區大型醫藥衛勤物流配送中心，分輪式、履帶式裝甲車載式、直升機載式和高速運輸艦式移動醫藥物流配送中心，滿足作戰與演習應急需求，配置衛勤小分隊，包含各類常用與稀缺類藥品、便攜式醫療設備和耗材，與戰區所屬配送中心聯網，實行雙向配送交流。

2.4醫藥衛勤物流配送中心的選址對于戰區來說，衛勤物流配送中心起著信息交換、功能銜接的作用，是戰時醫藥衛勤物流配送的關鍵，合理布局和資源配置可充分發揮物流配送中心的時效性、安全性和經濟性[5-6]。因此，要多元化考慮敵方對運輸線路的毀損風險、倉儲的毀損風險和自然災害對物流配送中心的毀損風險，同時還要考慮庫容約束、配屬何種快速配送系統及盡可能短的配送時間，以發揮物流配送中心的最大效能。

3 數據中心

3.1大數據的產生對于戰時衛勤分隊、單兵作戰分隊與人員、無人機及各類物流配送中心來說，相互間信息的交流，將會產生海量的數據，即為大數據[7]。包括以下幾方面：一是衛勤分隊的衛勤保障數據信息，包含自身裝備、醫藥用品與人員數據，所接受的就近作戰人員的衛勤救援數據和指揮中心的衛勤指令數據等；二是單兵作戰人員的日常健康數據與戰損衛勤數據，包含健康狀態的變化、傷情的變化和所處時空位置數據；三是戰場環境感知數據[7]，包含感知戰場環境相關數據信息，如所處地域大氣溫度、濕度、風力、雨霧霾程度、周圍水源是否污染、有無有毒害氣霧顆粒等，而這些生態環境信息都有可能對作戰人員產生影響，主要是影響作戰人員健康狀況和戰斗力和，及對作戰人員救治與救援的實施；四是戰場無人感知數據[8]，包含戰場進展、所用武器狀況、戰損狀況、高能武器的應用狀態數據等，使衛勤指揮救援中心能主動獲取戰場相關情報，以根據戰場進展和戰損狀況主動適時調整衛勤保障，確保衛勤保障高效、精確、定位投放；五是各類醫藥物流配送中心衛勤數據，包含醫藥用品倉儲時空分布、分類、數量、有效期、所處環境監測和物流走向數據等。

3.2數據中心的建立包括各類醫藥衛勤物流配送中心的數據資源共享平臺、戰場環境感知系統、戰場無人感知系統。大數據的產生必然催生數據中心的建設，對于衛勤類大數據來說，也必然要求有相應衛勤數據中心的建立，以便高效快速協調與指揮對戰場的衛勤保障。

3.2.1各類醫藥衛勤物流配送中心的數據資源共享平臺兼具衛勤指揮中心的作用，兼具大數據倉儲功能和數據分析功能。構建多元化存儲和處理所有醫藥用品保障狀態和作戰人員健康、戰損與傷情數據庫，覆蓋戰區內所有軍隊醫療機構、物流配送中心、作戰部隊和衛勤指揮中心的衛勤數據資源共享平臺。以戰區作戰人員的衛勤保障需求為基礎，充分應用物聯網、超高性能計算機和透明計算技術，建成結構合理、互聯互通、功能完善、技術先進、高效便捷的數據資源共享與指揮平臺，以充分滿足戰區衛勤保障需要。

3.2.2各類無人機系統所配置的數據交流平臺具有一定動態量的數據倉儲和數據分析功能，一是滿足自身設備運行和飛行狀態需要；二是任務需要，接收物流配送中心的指令信息，也接收戰場作戰人員的戰損與傷情信息，以確保隨機攜帶相應的急救醫藥用品定時定點精確投放至目標人員。

3.2.3戰場環境感知和態勢感知系統可配置于各相關平臺，如衛星、各類飛行器、各類移動車輛，將感知戰場環境監測數據和戰場態勢數據與醫藥衛勤物流配送中心互聯互通，根據戰場環境變化和戰場態勢變化，及時作出衛勤救援決策，決定何時何地就近衛勤救援。

4 戰時快速衛勤保障模式

綜合運用無人機系統、物流配送中心和數據中心，及戰場環境與態勢感知系統，目的是建立高效快速衛勤保障機制，突破時空的限制，力爭實現一小時戰場快速衛勤救援。

4.1一小時戰場快速衛勤救援模式的建立當戰場出現戰損，單兵作戰分隊或作戰人員可將傷情信息通過數據鏈路傳遞中繼感知平臺，由中繼感知平臺將戰損與傷情信息通過數據鏈路傳遞于醫藥衛勤物流配送中心，物流配送中心根據傷情信息，隨即配置相應的急救醫藥用品，由相應不同機載荷的無人機隨機攜帶升空，根據作戰人員所在戰場環境和戰場態勢變化，自動規劃最佳航路，依據北斗衛星導航系統、自身遙感與紅外傳感器，自動尋的，定時定點精準投放至目標人員，即刻實施救援與救護。

4.2無人機載除顫器和呼吸器輸送系統即心肺急救飛行器，名為醫療救護無人機[9-10]，能夠在幾分鐘至一小時內快速的到達航程內任何目的地。無人機系統通過配置實時遙測的視頻圖像、多傳感器的支持數據和北斗/GPS/INS導航追蹤，持續和非侵入式實時態勢感知應急災難場景的發生和發展，并自動監測指定周長區域和視頻追蹤感興趣的活動目標。在突發性疾病或者戰場戰傷救援中，時間是最寶貴的資源，尤其是最初的幾分鐘決定了是否能夠控制情況不再惡化。所以說提高衛勤急救的應激反應速度，對于緊急的心臟病突發、溺水、戰傷和呼吸系統問題來說是至關重要的。救護無人機的功能能夠和救生技術，如自動體外除顫器、心肺復蘇術很好的貼合。可由衛勤技術人員通過網絡和手機操控救護無人機的行動，將急救藥品與器材送到傷病員所在的位置，指導實施急救。

4.3集群式無人機系統這是目前在探索和實踐的一類大規模集群式無人機應用，在集群中，每個無人機都定位成一個單元，可根據任務需要和貨物重量和尺寸來決定組合形式，不同單元無人機可承當不同的任務需求，配置不同功能模塊，如偵搜、中繼通訊、指揮控制、載重等功能模塊，模塊既可單獨配置，也可組合配置。每個分離單元無人機可根據態勢感知和指令動態無中心自組網絡，通過數據鏈互聯互通信息，自主任務決策與分配，綜合運用自動監測、遙測圖像追蹤、北斗/GPS導航技術，可實時自組合不同任務集群和分離成不同任務功能單元體[11-12]。在集群網絡中，每個單元無人機均是一個飛行節點，既聯通又有獨立，均能做到自主化和自治化，即飛行期間無人為操控，所有個體只控制個體飛行，并觀察臨近個體位置，但并不對任何其他個體產生主觀影響作用；同時所有個體自然形成一個穩定的集群結構，一旦有任何一個個體因喪失功能脫離群體或因任何原因改變群體結構位置，新的集群結構排列會快速自動形成并保持穩定。這就意味著在集群網絡中，具備了集群智能[13]，即密集彈射或旋翼起飛、空中集結、多目標分組、編隊合圍、集群行動，大規模、低成本、多功能的無人機集群通過空中組網、自主控制、群智決策，可應用于多種探測感知、應急通信、衛勤救援等任務。這樣集群無人機執行任務時，可起到空中綜合立體倉庫的作用，可儲備一定量的物品，多層空間待命，定位在指揮中心和物流配送中心預測很快將有需求爆發的位置附近。當有任務需求時，無人機即可飛行發送包裹。單獨的無人機可通過指令脫離無人機集群單獨執行一些任務，甚至可獨立進行送貨，將輕巧的小型貨物送到指定地點。因為集群無人機的功能特點，無論是通信網絡還是應急救援，均可做到分布式廣域監測和協同探測。衛勤保障既可集群送達，更可個體送達，滿足大規模救援需求，也可保障單個偏遠作戰人員的自我救助，從而真正做到多維度衛勤快遞和救援必達。

5 戰區戰損人員的無人搜救、快遞配送和集群救援

在戰區作戰行動中，無論是大規模戰傷，還是偏遠小分隊單兵戰傷，都存在能否及時發現、及時救援的問題，而無人集群智能和快遞配送系統就是要解決這最后一公里和最初一小時的緊急精準衛勤救援。

5.1戰傷人員的無人搜救當因作戰行動出現戰損，戰傷分隊或個體依據配置的單兵多元傳感感知終端，將自身定位與識別信息、戰場環境信息、戰損與傷情信息通過數據鏈路自動實時傳輸于戰區或戰場空域的數據中繼平臺，數據中繼平臺實時傳輸信息于戰區所屬衛勤物流配送中心與衛勤指控中心，中心基于衛勤態勢的演變，先行派出無人機進行偵搜，以進一步確定戰損人員識別定位和傷情信息，在態勢感知、評估、預測的基礎上，評估衛勤救援的先后順序和輕重緩急，即先行獲取自動檢傷分類信息，并同時進行最佳飛行航跡規劃，根據實時高效測量定位的危險信息與目標傷情信息，實時修正航路航跡，直至達到目標節點，以確保飛行救援全程的安全快捷與精準高效[8,14-16]。

5.2快遞配送和集群救援在戰損中，急性失血失液、氣道損傷、暴露皮膚的爆炸傷、各類骨折和腦胸腹聯合創傷時最常見的戰傷，確保及時維持戰損人員的有效基本生命體征是衛勤救援中的當務之急。因此，衛勤物流配送中心依據所確認的單兵戰損與傷情，優先配置有效血液制品，晶體膠體液，及必備的急救藥品器材。在優先應配置的藥品中，血制品運輸要求最高，涉及保存溫度和時效性，尤其是長距離和多目標供血，無人機供血的高效快捷是地面運輸車輛所不能比擬的[17]。在確認戰損目標定位和傷情信息后，衛勤物流配送中心即刻起飛集群無人機，集群配送相關急救藥品和器材，以最佳航跡快速機動到目標區域，共同完成對一個目標區域的覆蓋。飛行全程中，戰損目標信息與無人機集群實時雙向信息互通，再次識別定位后，即刻降至戰損人員近旁，相關聯急救人員即刻取用急救醫藥用品，以就地就近實施衛勤救援。根據戰場環境和傷情信息，急救可為戰損人員自身實施急救，也可為戰友和隨隊衛勤人員實施急救。如有必要，對于危重戰損創傷，可通過大型無人機精準投放野戰無菌手術帳篷和整套應急野戰無菌手術器材，同時空降相關急救醫護人員，就地即刻實施創傷急救手術，為后送救援節省時間和贏得更多的生命維持與康復機會。在現場救援中，戰損救援信息實時傳輸于衛勤物流配送中心，以實時協同繼續配送急救藥品器材和把握時機后續后送衛勤救援行動。

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