突發事件應急醫療救援指揮控制系統設計與實現

胡紅娟 董浩洋 齊 寧 張 晨

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突發事件應急醫療救援指揮控制系統設計與實現

胡紅娟1董浩洋2齊 寧2張 晨2

1.南京模擬技術研究所，江蘇 南京 210016 2.中國人民解放軍陸軍工程大學，江蘇 南京 210007

開發基于突發事件應急醫療救援培訓的指揮控制系統是建立能夠支持突發事件應急醫療救援指揮與專業技能訓練的平臺的重要環節，有利于提高應急醫療救援的指控訓練質量與效率。通過分析應急醫療救援訓練的指揮控制功能需求，明確了系統總體設計框架，設計了系統的總體設計框架軟件結構。此系統為突發事件應急醫療指揮控制的訓練提供了體系方案，能夠有效提高訓練水平，促進醫療救援水平的提高。

突發事件；應急醫療救援指揮控制系統；功能；結構

引言

進入21世紀以來，軍地聯合遂行非戰爭軍事行動中的災害應急醫療救援行動，在當前我國突發事件頻發的背景下越來越受到各方的關注。長期以來，醫療救護指揮訓練和專業訓練普遍缺乏實戰化背景的牽引，實戰情景下的應急醫療救援指揮控制困難，專業救護分隊缺乏有效指揮控制手段，效率普遍偏低，而原有的指揮控制手段已難以適應不斷變化的新要求。

從2005年開始，歐美等發達國家就研究開發重大災害應急醫療救援信息系統，建設區域性應急醫療救援共享信息平臺，并建成了國家醫療救援信息網，實現了國家層面的信息資源共享和利用[1]。我國在“非典”和四川汶川特大地震發生后，災害應急醫療救援信息系統得到關注，但尚未遵循統一的技術體制和協議規范，建立能夠支持突發事件應急醫療救援指揮與專業技能訓練的平臺。這種訓練手段建設一直處于空白，已成為制約應急醫療救援能力提升的“瓶頸”[2-3]。

為解決上述問題，本文圍繞提升應急醫療救援指揮控制能力，以構建支持典型突發事件背景下的醫療救護專業指揮控制系統為目標，設計了基于突發事件應急醫療救援訓練的指揮控制系統。

1 系統組成與功能需求分析

應急醫療救援訓練的指揮控制應能夠滿足軍地聯合應急指揮中心、現場應急救援指揮部，以及醫療分隊按全要素展開，實施全過程的連續不間斷地指揮與救護行動訓練[4]。為達成醫療救援兩級指揮組織對所屬分隊的應急指揮，指揮控制系統應該具備指揮作業和指揮控制兩大部分功能[5]。按照應急醫療救援指揮活動對指控系統的功能需求，指控系統主要包含指揮作業功能、情報態勢顯示、現場報告顯示、資料查詢、指揮控制、醫療物資器材管理6類功能[6-8]。此6類功能總體上又分屬指揮作業、態勢綜合和控制協調3個大類。具體系統劃分如圖1所示。

圖1 指控系統功能模塊構成

1.1 指揮作業基本作業功能

作為應急醫療救護訓練信息系統，為受訓醫療指揮員提供作業環境是系統必須具備的功能。具體如下。

（1）軍事地理信息系統與軍隊標號顯示功能。按照軍隊信息系統的相關規定，系統需具備地圖管理、地圖顯示、地形量算等功能，并具有在此基礎上對軍隊標號的疊加、標繪等顯示功能。

（2）文電擬制與傳輸功能。

（3）戰術計算功能，即與地理信息系統相結合，具備不同兵種專業戰術計算功能。

（4）支持模型和數據驅動下、圖文庫相關聯的戰術作業和指揮控制。

（5）資料查詢是作為指揮機構了解地形地貌對行動、醫療救護行動影響、科室編制人員等基礎數據進行查詢的支撐模塊。

1.2 態勢綜合功能

端末指控系統應支持參訓人員獲取、整編、分發、顯示動態現場報告和現場醫療救護態勢。具體如下。

（1）支持數字地圖上疊加己方應急醫院及醫療分隊部署等信息，形成現場醫療救護態勢。

（2）能夠接收現場傷情信息，提供自動與人工相結合的態勢融合功能。

（3）能夠在現場綜合態勢圖上疊加救援部（分）隊、應急醫院及醫護分隊部署、機動等救援意圖信息，并向相關行動單元分發，完成救援意圖信息的共享。

指控系統還應該支持各級人員對現場動態及現場醫療救護態勢進行報告。要能夠及時將在現場綜合態勢圖上疊加救援部（分）隊、應急醫院及醫護分隊部署、機動等救援向上級報告，并及時顯示。

1.3 指揮控制功能

應急救援行動控制協調內容：督導各醫療救護部（分隊）按照規定的時間、路線（航線）和區域機動、展開和實施醫療救護行動，加強對傷員輸送等關鍵性戰斗行動的指揮，跟蹤掌握下級指揮員的指揮控制活動，評估其處置措施，發現問題及時糾正。系統中的控制協調功能主要完成如下操作。

（1）能夠通過文書、報文等方式，對所屬指揮對象實施有效指揮與控制。

（2）能夠通過態勢圖實施監視醫療救護行動，掌控所屬力量在醫療救護過程中執行命令、指示和計劃的情況。

（3）能夠綜合統計所屬力量上報的各種消耗信息，為指揮員實時/近實時掌握醫療救護（分）隊的醫療救護能力情況提供支持。

（4）提供虛擬兵力控制功能，支持指揮員對6類專業應急救護小組的虛擬兵力單位下達仿真的控制命令，為仿真模型分系統提供數據驅動。

2 系統基本結構

指控系統所包含的6個功能模塊可以歸類為指揮作業、態勢綜合和控制協調等3類功能。其中指揮作業功能劃分為地理信息處理、資料查詢、輔助計算、文書擬制、要圖標繪、文電傳輸、網絡研討、救援計劃擬制等子功能模塊；態勢綜合功能可劃分為現場情報處理、現場態勢整編、現場態勢顯示、現場態勢分發等子功能模塊；控制協調功能可劃分為行動監控、文書指揮、數據指揮、虛擬兵力控制等子功能模塊[6][8]。指控系統分為四個邏輯層次，結構如圖2所示。

2.1 協議層

系統運行需遵循三類協議，分別是全軍軍事訓練數據標準、“211K”作戰數據標準（醫療救護分隊信息系統實時數據傳輸協議）、分布式仿真標準（高層體系結構HLA）等。

圖2 指控系統層次結構圖

2.2 服務層

系統運行需三類服務的支持。醫療救護分隊信息系統數據傳輸服務，分布式仿真運行支撐系統（RTI）、橋接服務系統和數據庫訪問服務。其中橋接服務系統正確運行需基于醫療救護分隊信息系統數據傳輸服務，通過該服務向醫療救護分隊信息系統橋接訓練系統的態勢情報數據，同時通過該服務從醫療救護分隊信息系統向訓練系統橋接格式化指揮命令。

2.3 功能層

按照功能需求劃分，系統運行需要提供指揮作業、態勢綜合、控制協調三個功能模塊。

2.4 應用層

從指揮對抗訓練的組織階段看，系統主要應用于兩個訓練階段，分別是組織戰斗階段和戰斗實施階段。在組織戰斗階段，系統提供指揮作業相關功能，完成包括下達預先號令、受領任務、傳達任務、了解任務、搜集和掌握情況、分析判斷情況、提出戰斗構想、定下戰斗決心、下達戰斗命令、制定戰斗計劃、組織戰斗協同、組織各種保障、組織戰斗準備和實時指揮控制等內容的訓練；在戰斗實施階段，端末指控系統提供態勢綜合和控制協調相關模塊，支持完成情報處理，態勢整編、融合、發布，指揮協調控制和虛擬兵力控制等功能。

指控系統用于模擬訓練的組織戰斗階段和戰斗實施階段。在組織戰斗階段，參訓者利用指揮作業和指揮決策輔助支持等相關功能完成包括下達預先號令，受領任務、傳達任務、了解任務、搜集和掌握情況、分析判斷情況、提出戰斗構想、定下戰斗決心、下達戰斗命令、制定戰斗計劃、組織戰斗協同、組織各種保障、組織戰斗準備和實時指揮控制等內容的訓練；在戰斗實施階段，參訓者利用端末指控系統輸入指揮命令，為仿真模型提供計算機能夠理解的行動指令。

3 數據結構設計

系統中涉及的數據分為靜態數據和動態數據。其中，靜態數據包括席位數據、救援編組數據、裝備性能數據、供仿真模型使用的方案部署數據等；動態數據包括態勢信息數據、情報信息數據、救援計劃數據、指揮信息數據、情報信息數據、態勢信息數據、專業保障信息數據、研討交流數據、聯合標繪生成的圖形數據、供仿真模型使用的指揮命令數據以及損耗戰果數據等。在演習的組織戰斗階段，系統支持基本的指揮作業功能，包括“讀、記、算、寫、畫、傳”，輔助受訓人員的作業需要，提高指揮效率，并可依托指揮通信網絡，以“網絡研討”的形式對救援方案進行擬制和完善。其信息交互見圖3。

圖3 應急救援準備階段系統信息流程

應急救援訓練開始時，啟動仿真模型系統的仿真推演，系統實時接收并顯示仿真模型動態產生的現場態勢和情報信息數據，情報處理人員通過對情報信息進行整編、融合等處理，結合本方態勢及醫療救護態勢信息，形成綜合現場態勢圖并共享態勢圖，指揮員依據當前的現場態勢和在準備階段生成的救援方案，實施救援指揮，醫療救護行動并根據現場實時的變化情況，依托系統提供的可視化的網絡交流和決策平臺，對方案進行調整。系統戰斗實施階段的信息流程如圖4所示。

圖4 應急救援實施階段指控系統信息流程

3.1 指揮作業類數據結構

3.1.1 地理信息處理

地理信息處理提供對二維地圖的顯示、瀏覽、操作控制和量算分析，具有矢量地圖、柵格地圖的顯示功能；具有地圖放大、縮小、漫游等基本操作功能；具有地形要素的屬性查詢功能，可以統計任意區域地形要素，也可以根據地名或坐標對進行定位；具有地形分析功能，可以在矢量地圖上量算坐標、高程、距離、面積、坡度、密位、高差，可以進行通視、路徑分析、斷面分析、坡度分析、機動分析。地理信息處理模塊可以劃分為以下功能單元：（1）地圖管理；（2）地圖操作；（3）地形量測分析。

3.1.2 資料查詢

端末指控系統提供資料查詢功能，為參訓人員收集掌握與遂行救援任務有關的信息資源，主要包括敵情、我情、地形、社情和氣象水文情況等。組織指揮救援，必須迅速、準確、全面搜集掌握情況。搜集掌握情況應預先積累與臨時搜集相結合，在救援全過程不間斷地實施。端末指控系統除了具備情報信息查詢功能和指揮信息查詢功能外，還應可以查詢軍事理論、武器裝備、典型案例、兵要地志等基礎資料。系統在數據建設中要本著分類科學，內容豐富翔實，數據準確可靠，維護使用簡單方便，檢索快速，格式標準的原則進行。資料查詢模塊劃分為以下幾個單元：（1）案例資料檢索；（2）我情資料檢索；（3）現場環境、資料檢索。

3.1.3 輔助計算

能提供通用救援計算工具和醫療專業計算工具。通用救援計算工具包括救援時間計算、救援消耗計算、救援能力計算、救援行軍計算等4個類型的救援計算工具；醫療專業計算工具包括洗消專業計算、后勤專業計算、分類專業計算、救護專業計算、通信專業計算、手術計算等若干個類別的業務計算工具，以輔助指揮員和參謀人員完成醫療救援專業的戰術計算。輔助計算模塊可劃分為以下幾個單元：（1）通用救援計算工具；（2）醫療專業計算工具。

3.1.4 文書擬制

文書擬制在原有傳統文書處理能力的基礎上，對功能進行了整合，并擴充了對數據庫“文書”和本地文書的處理能力，為參謀人員提供按照特定的格式要求生成、修改、保存軍用文書的功能；提供對Word文書進行新建、打開、激活、保存、另存、關閉以及提取要素操作的功能，輔助參謀人員增加命令、請示、指示和報告等各類救援文書模板；提供救援文書模板修改、刪除和導入、導出功能。

支持以模板方式擬制文書，可以在模板的輸入區域自由編輯文字；可以在文書模板牽引下，輸入區域與相關的編成編組表、戰術計算公式、地理信息、態勢信息、救援時間等相關聯，輔助指揮人員進行方便、快速、準確地完成文書擬制；支持以圖文轉換方式快速擬制救援文書，尤其是救援命令、開進計劃等文書，當指揮人員完成方案標繪之后，可以自動轉換成相應的文書；文書可附各類計劃圖、決心圖、行動圖等標繪文件。

3.1.5 要圖標繪

要圖標繪功能包括軍標控制面板（庫選擇、標號或幾何圖元選擇）；點（線）軍標標繪和編輯；點（線）標屬性設置（文字注記屬性設置、符號大小、色彩、填充方式、線型/線寬等繪圖屬性設置、運動屬性與軌跡設置、圖元與文字編輯、編輯操作的撤銷與恢復）；標繪文件的管理（新建、保存、另存、合并、刪除等）。要圖標繪模塊可劃分為以下幾個單元：（1）軍標控制面板；（2）圖元標繪；（3）圖層管理；（4）態勢文件的管理。

3.1.6 文電傳輸

文電傳輸是建立在席位管理基礎之上的救援文書的傳輸，主要為參訓人員提供指揮命令、報告等文書收發功能，具體包括向用戶提供了向下屬力量發送預先號令、機動命令、干擾命令、攻擊命令和保障命令等命令類報文的功能；向上級力量發送救援報告類報文功能；接收處理上級文書、提供向其他席位轉發功能等。文電傳輸模塊可劃分為以下幾個單元：（1）權限管理；（2）文電收發。

3.1.7 網絡研討

該軟件的主要功能是在組織戰斗階段，為指揮員提供進行救援信息的網絡交互工具。應當具有研討主持、研討參加、控制、救援會議、交流信息管理以及提示和幫助功能。網絡研討模塊可劃分為以下幾個單元：（1）在線研討；（2）協同標繪。

3.1.8 行動計劃擬制

當指揮員定下救援決心之后，參謀人員根據指揮員的決心展開制定救援計劃的工作。制訂救援計劃是使救援決心方案更加細化、更加具體的過程，是決策活動的最終成果。救援計劃主要是對救援任務和目的、救援資源、救援行動步驟和方法、協同和保障等進行具體的籌劃和安排。

端末指控系統能夠提供預案導入、自由編輯、基于模板的計劃擬制方式；能夠輔助指揮人員進行計劃擬制、生成和管理，可新建、打開、保存、刪除和導入導出計劃文件；支持多種計劃擬制方式，尤其通過圖文庫關聯，指揮人員在兵力編組、兵力部署、任務規劃、計劃推演的基礎上就能夠自動生成與救援行動有關的計劃文件；在組織救援階段，計劃擬制單位可以對計劃進行推演，主要是從時間、空間、頻率、資源、任務強度等方面進行計劃缺陷和沖突檢查。

救援計劃擬制模塊按照功能可以劃分為以下功能單元：（1）救援編組；（2）力量部署；（3）任務規劃；（4）計劃推演；（5）計劃管理。

3.2 態勢綜合類數據結構

3.2.1 情報處理

現場情報，用于向上級指揮員和指揮機構反映救援行動情況，回復上級查詢等。內容包括：任務狀態、人員損傷、裝備損耗、油耗、彈耗、影響救援、醫療救護的地形、地物的位置、通行能力、人工設置的障礙物等，已發布災情的變化情況及新發現的目標，指揮命令下達后的救援行動是否按規定執行、行動過程中出現的狀況及行動效果等等。現場情報模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）情報獲取；（2）情況上報；（3）情況處理。

3.2.2 態勢整編

指揮控制系統能夠提供態勢整編功能，支持態勢綜合席提供整編處理現場情況信息、醫療救護行動信息生成綜合現場態勢圖。態勢整編模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）我情整編；（2）綜合態勢接收；（3）接收上級態勢圖。

3.2.3 態勢顯示控制

態勢顯示控制的主要功能是完成情報中心的作業功能，主要包括對整編的態勢圖進行圖層管理，顯示控制，疊加決心信息、計劃信息和其他輔助救援信息等。態勢顯示控制模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）圖層管理；（2）顯示控制；（3）疊加決心信息；（4）疊加計劃信息；（5）疊加其他輔助救援信息。

3.2.4 態勢分發

綜合現場及醫療救護行動態勢圖生成后，經過過濾和裁剪的處理方法分發給各指揮席位，在滿足指揮席位的個性需求的同時，最大限度節省網絡資源。態勢分發模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）分發設置；（2）態勢分發。

3.3 控制協調類結構

3.3.1 行動監控

行動監控主要完成我方力量任務變化及進展情況接收和上報，完成對人員、裝備、物資損耗情況以及人員、裝備損耗情況的接收、采集、查詢、統計、匯報等功能。該模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）任務進展情況接收；（2）任務進展情況上報；（3）效果損耗采集；（4）效果損耗查詢統計；（5）效果損耗匯報。

3.3.2 文書指揮

文書指揮提供了在網絡條件下的各類救援文書的擬制、保存、發送、接收、回執、閱讀和查詢、刪除、轉發等管理功能。主要功能是為應急指揮中心的指揮員、參謀人員在應急響應、組織救援、救援實施的過程中，根據首長決心、意圖，形成各種救援計劃、決心方案提供軟件支持。文書指揮模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）模板管理；（2）文書擬制；（3）文電傳輸。

3.3.3 短語指揮

短語指揮向救援指揮員提供了快速擬制和發送命令、通報、指示、報告等各種短語報文的功能；提供了從共享態勢圖上獲取地理坐標信息自動填寫到短語報文的能力，并且支持在態勢圖上指定我方力量進行短語發送。短語指揮模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）短語擬制；（2）短語發送；（3）短語接收；（4）短語管理；（5）短語模板維護。

3.3.4 虛擬兵力控制

實現對后勤（醫護）、裝備等虛擬兵力單位下達仿真的控制命令，為仿真模型分系統提供數據驅動，提供救援、后勤、裝備各類命令下達功能。虛擬兵力控制模塊按照功能可以劃分為以下功能模塊：（1）救援命令；（2）后勤命令；（3）裝備命令。

4 結語

指揮控制系統是醫療救援應急指揮訓練系統的重要組成部分，為受訓者提供了一個組織籌劃應急方案、實時控制協調救援行動的指揮控制支撐環境。本文系統通過數據、模型、知識、方法的有機融合與應用，為受訓者提供了包括行動計劃擬制、救援信息處理、救護行動監控、行動控制協調、虛擬救援分隊指揮訓練在內的全方位的應急醫療救援指揮控制訓練系統。下一步研究應該關注于構建訓練分析評估系統構建，從而能夠對突發事件的應急處置能力以及醫療救護分隊專業訓練成效進行定性與定量評估。

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Design and Implementation of Emergency Medical Rescue Command and Control System for Emergency

Hu Hongjuan1Dong Haoyang2Qi Ning2Zhang Chen2

1.Nanjing Institute of Simulation Technology, Jiangsu Nanjing 210016 2.People’s Liberation Army of China Army Engineering University, Jiangsu Nanjing 210007

The development of a command and control system based on emergency medical rescue training for emergencies is an important part of establishing a platform capable of supporting emergency medical rescue command and professional skills training, which is conducive to improving the quality and efficiency of allegations of emergency medical rescue. By analyzing the command and control function requirements of emergency medical rescue training, the overall design framework of the system is clarified, and the overall design framework software structure of the system is designed. This system provides a systematic plan for the training of emergency medical command and control in emergencies, which can effectively improve the training level and promote the improvement of medical rescue level.

emergency; emergency medical rescue command and control system; function; structure

TP311.5

A

胡紅娟（1979—），女，漢族，碩士學位，工程師，南京模擬技術研究所，研究方向為指揮訓練。董浩洋（1989—），男，漢族，碩士研究生學歷，助教，陸軍工程大學，研究方向為指揮控制理論與仿真。齊寧（1986—），女，漢族，碩士研究生學歷，現任陸軍工程大學指揮控制工程學院指控戰術教研室助教，研究方向為指揮控制理論與仿真。張晨（1974—），男，漢族，碩士研究生學歷，陸軍工程大學指揮控制工程學院指控戰術教研室講師，信息與通信工程學科通信與信息系統專業。