智慧化交通在疫情聯(lián)防聯(lián)控中的應(yīng)用探討

牛凌，景元旺,羅磷

(1.北交智慧(山東)智能技術(shù)有限公司，山東 濟(jì)南 250100；2. 濟(jì)南市公安局交通警察支隊(duì)，山東 濟(jì)南 250204；3.濟(jì)南思漫設(shè)備科技有限公司，山東 濟(jì)南 250100)

2019年12月，中國武漢暴發(fā)的新型冠狀病毒肺炎(新冠肺炎)對中國乃至全球造成巨大沖擊。新冠肺炎疫情與非典、禽流感疫情相比較有其鮮明特點(diǎn)，新冠病毒傳播速度驚人，一個(gè)月內(nèi)疫情從武漢蔓延至全國絕大多數(shù)省份，發(fā)病人數(shù)從幾人激增至幾萬人。蔓延如此迅速，除病毒本身特點(diǎn)外，交通效率大幅提升也是重要影響因素。隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國內(nèi)高速公路、軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，近二十年，國內(nèi)人口流動(dòng)規(guī)模與速度呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，這極大地增加了疫情傳播風(fēng)險(xiǎn)[1-3]。新冠肺炎疫情爆發(fā)正值春運(yùn)期間，人口流動(dòng)處于全年高峰，對疫情防控尤其不利。

此次疫情，使國家和人民承受了巨大經(jīng)濟(jì)損失，疫情防控工作也暴露出許多不足，交通系統(tǒng)在疫情防控中的作用急需進(jìn)一步提升。研究本次疫情防控可以發(fā)現(xiàn)，區(qū)域之間醫(yī)療資源沒有得到良好的協(xié)調(diào)應(yīng)用，部分區(qū)域醫(yī)療資源嚴(yán)重不足，而部分區(qū)域醫(yī)療資源沒有充分利用。疫情防控過程中，缺乏快速協(xié)同處理機(jī)制和方法，這不僅降低了疫情防控效率，增加了醫(yī)護(hù)人員感染風(fēng)險(xiǎn)，而且需要耗費(fèi)大量人力、物力、財(cái)力修建臨時(shí)救援場所。我們在控制疫情的同時(shí)也要根據(jù)暴露的問題不斷優(yōu)化防控體系，才能在重大突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，將損失降到最低，最大程度地保護(hù)國家和人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全。

自2003年SARS之后，國內(nèi)就有學(xué)者開始研究交通與疫情控制的關(guān)系，主要集中在交通運(yùn)輸過程中疫情控制理論和方法的研究，較少研究交通運(yùn)輸?shù)暮侠硪?guī)劃對疫情防控的影響。2003年張殿業(yè)等[4]提出了交通運(yùn)輸通道疫情控制模型；2004年郭寒英等[5]研究了病毒擴(kuò)散與交通運(yùn)輸?shù)年P(guān)系；2011年尤勍[6]研究了交通運(yùn)輸與疫情傳播之間的關(guān)系；2015年施紅生等[7]提出了鐵路客運(yùn)過程中的疫情控制模型。

高效的交通體系對疫情防控具有重要的支撐作用，智慧交通在國內(nèi)已經(jīng)形成了比較成熟的應(yīng)用體系[8-10]，國內(nèi)的交通裝備、交通設(shè)施、交通管理水平已取得質(zhì)的飛躍，可以滿足疫情控制要求，而目前關(guān)于智慧交通在疫情防控中應(yīng)用的研究較少[11-12]。2019年劉剛等[8]對智慧交通總體框架進(jìn)行了研究；2019年鄭丹[11]系統(tǒng)總結(jié)了國外智慧交通應(yīng)用的案例；2020年李震[13]研究了現(xiàn)代電子技術(shù)在智慧交通中的應(yīng)用；2019年何遙[14]總結(jié)了智慧交通核心建設(shè)內(nèi)容；2019年趙旺[15]總結(jié)了數(shù)據(jù)應(yīng)用在智慧交通中的作用。這些研究成果對疫情防控具有一定借鑒作用。

為了更好地解決疫情防控中暴露的問題，本文參考Floyd-warshall算法構(gòu)建交通資源與醫(yī)療資源協(xié)同模型，利用信息技術(shù)與算法設(shè)計(jì)，搭建智慧交通管理模型，通過科學(xué)高效的交通組織與管理，實(shí)現(xiàn)病人與醫(yī)療資源無縫對接、醫(yī)療資源跨區(qū)域協(xié)調(diào)利用。利用信息化手段防控疫情[16-19]，提出重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)的概念，旨在利用智慧交通技術(shù)達(dá)到快速控制疫情傳播、高效實(shí)施病人救治、協(xié)同利用區(qū)域間醫(yī)療資源、合理控制疫情防控成本的目的，降低疫情對社會(huì)經(jīng)濟(jì)帶來的沖擊與影響。

1 重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)中智慧交通體系的建立

高效智慧交通系統(tǒng)是重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)的核心。為此，先探討患者轉(zhuǎn)運(yùn)的問題，其中定點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)數(shù)量確定的關(guān)鍵指標(biāo)是發(fā)病數(shù)量及醫(yī)療機(jī)構(gòu)容納量，但醫(yī)療機(jī)構(gòu)服務(wù)半徑取決于交通條件。

1.1 疑似病例處置過程中的應(yīng)用

此過程中醫(yī)療機(jī)構(gòu)流動(dòng)性強(qiáng)，病例之間銜接很重要。假設(shè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)平均接診時(shí)間為T，排隊(duì)病例為P，下一病例到達(dá)醫(yī)療機(jī)構(gòu)時(shí)間為(T×P)，而交通效率會(huì)影響P值，所以建議城市主干道規(guī)劃專用車道，降低接診車輛路程時(shí)間，提高系統(tǒng)效率。經(jīng)試驗(yàn)測試，專用車道可節(jié)約車輛30%路程時(shí)間，醫(yī)療機(jī)構(gòu)排隊(duì)人數(shù)可減少1/3，這樣可以大幅減小病例之間交叉感染概率。如果路程中有多輛車輛，可以把路程中病例數(shù)量算入P內(nèi)，但需要嚴(yán)格控制車輛路程時(shí)間，采取更加嚴(yán)格的交通管控措施。如果預(yù)約病例數(shù)較多，協(xié)調(diào)多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)則需要更復(fù)雜的模型和更大范圍的交通管制，交通管制范圍可根據(jù)病例居住位置與醫(yī)療機(jī)構(gòu)位置實(shí)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以提升專用車輛通行效率。

1.2 確診病例處置過程中的應(yīng)用

確診病例轉(zhuǎn)運(yùn)首先考慮病人身體情況，根據(jù)身體情況、醫(yī)生建議選用交通工具；根據(jù)病人數(shù)量、路程時(shí)間決定交通工具投入數(shù)量。轉(zhuǎn)運(yùn)病人盡量選用大容量交通工具，但必須采取防護(hù)措施，限制運(yùn)送人員數(shù)量；采用合理的交通管制措施，提升交通效率，減少路程時(shí)間。

由于醫(yī)療機(jī)構(gòu)處置確診病例周期長，如果發(fā)病人數(shù)眾多，醫(yī)療機(jī)構(gòu)能力很快達(dá)到極限，可根據(jù)各機(jī)構(gòu)地理位置協(xié)同處理，按交通效率高低啟用相應(yīng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)。如果轉(zhuǎn)運(yùn)距離較遠(yuǎn)，可臨時(shí)實(shí)行專用快速通道，在專用通道進(jìn)行標(biāo)識，嚴(yán)格控制病人轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間。也可借用城市軌道交通，但要嚴(yán)格防護(hù)，實(shí)行專用進(jìn)站通道、專用車輛等多種防護(hù)措施。

1.3 重癥患者處置中的應(yīng)用

核心醫(yī)療機(jī)構(gòu)集中救治危重病人。如果重癥人數(shù)眾多，可建立醫(yī)療機(jī)構(gòu)之間快速運(yùn)輸通道，實(shí)現(xiàn)道路通行最高優(yōu)先權(quán)。根據(jù)醫(yī)生建議，嚴(yán)格控制轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間，根據(jù)病情選擇轉(zhuǎn)運(yùn)方式。在道路上設(shè)立特殊標(biāo)識，提升運(yùn)輸效率，也可采用雙向管制，確保運(yùn)輸工具有效使用時(shí)間。

如果本地運(yùn)輸資源不夠，可根據(jù)情況調(diào)用周邊運(yùn)輸工具，但要考慮對駕駛?cè)藛T的道路指引，確保迅速準(zhǔn)確完成運(yùn)輸任務(wù)。病例若需要跨區(qū)域轉(zhuǎn)運(yùn)，可考慮更高效的運(yùn)輸方式，比如可征用某一時(shí)段軌道交通，采用城市軌道交通先集中病例至指定乘車點(diǎn)，然后再利用地面交通工具派送，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)構(gòu)快速應(yīng)用。這樣既可以提高交通工具運(yùn)載量，也可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過程精準(zhǔn)控制。

1.4 跨區(qū)域資源對接中的應(yīng)用

如果局部疫情嚴(yán)重，需要跨區(qū)域醫(yī)療資源協(xié)同應(yīng)用。首先考慮各區(qū)域醫(yī)療資源情況、疫情緊張程度及區(qū)域間運(yùn)輸距離等因素。運(yùn)輸效率是關(guān)鍵因素，運(yùn)輸時(shí)間是運(yùn)輸效率的關(guān)鍵指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)運(yùn)輸時(shí)間選擇運(yùn)輸方式，可考慮城市間的高速公路、高速鐵路或航空運(yùn)輸?shù)确绞健＜偃邕\(yùn)輸時(shí)間控制在1 h，城市快速通道覆蓋半徑要控制在50～60 km，高速公路覆蓋范圍可控制在80 km左右，高速地鐵覆蓋范圍可控制在150 km左右，航空運(yùn)輸控制范圍可在200 km左右[21]，構(gòu)建立體綜合交通防控體系。同時(shí)考慮運(yùn)輸成本問題，如果運(yùn)輸病人數(shù)量多，航空運(yùn)輸成本較高，可選擇交通條件好的區(qū)域建設(shè)臨時(shí)救援場所，使機(jī)構(gòu)服務(wù)半徑最大化。

在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，要注意道路引導(dǎo)及路程中監(jiān)控，道路導(dǎo)引分為城市道路和高速公路，城市內(nèi)部可實(shí)行專用車道控制，高速公路可增加專用車輛導(dǎo)引標(biāo)識，同時(shí)利用高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，跟蹤車輛狀態(tài)。高速公路出入口、服務(wù)區(qū)儲(chǔ)備應(yīng)急車輛，以便處理突發(fā)事件，必要時(shí)可征用高速公路單向通道作為專用通道，提高運(yùn)輸效率。

2 重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)框架

為確保方案實(shí)施，需開發(fā)重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)，包括醫(yī)療處置系統(tǒng)和信息處置系統(tǒng)兩部分。醫(yī)療處置系統(tǒng)實(shí)行3級控制：總控制中心、次區(qū)域控制中心、區(qū)域控制中心。根據(jù)疫情波及范圍，總控制中心為國家級或省級；次區(qū)域控制中心可以是一個(gè)地市或相鄰幾個(gè)地市；區(qū)域控制中心對應(yīng)3級處置單位，分別是基礎(chǔ)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、重點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、核心醫(yī)療機(jī)構(gòu)。3級單位分別處理疑似病例、確診病例以及危重病例。高效轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)連接基礎(chǔ)醫(yī)療機(jī)構(gòu)與重點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，完成確診患者到定點(diǎn)醫(yī)院的轉(zhuǎn)運(yùn)；專業(yè)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)連接重點(diǎn)醫(yī)療機(jī)構(gòu)與核心醫(yī)療機(jī)構(gòu)，完成危重病人到核心醫(yī)院的轉(zhuǎn)運(yùn)。兩個(gè)系統(tǒng)根據(jù)患者數(shù)量及病情考慮不同運(yùn)輸方式，醫(yī)療處置系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示。

信息處理系統(tǒng)包括信息收集系統(tǒng)和快速反應(yīng)系統(tǒng)，架構(gòu)如圖2所示。信息收集系統(tǒng)接收公共衛(wèi)生事件相關(guān)信息，快速確定相關(guān)人員行程及影響范圍。快速反應(yīng)系統(tǒng)根據(jù)影響范圍，迅速實(shí)施相應(yīng)醫(yī)療處置方案。

圖1 醫(yī)療處置系統(tǒng)拓?fù)鋱DFig.1 Topology of the medical disposal system

圖2 信息處置系統(tǒng)Fig.2 Information processing system

3 重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)的作用

重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)通過對現(xiàn)有醫(yī)療機(jī)構(gòu)的綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)患者能收盡收，充分發(fā)揮各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)作用，緩解局部醫(yī)療資源緊張局面，降低患者間交叉感染風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療資源合理分配。

根據(jù)現(xiàn)有交通資源建立立體救援通道，通過相關(guān)優(yōu)化算法，實(shí)現(xiàn)交通設(shè)施高效利用，包括城市快速交通通道、區(qū)域間高速救援通道、高速鐵路應(yīng)急通道、航空救援體系、救援工具智慧導(dǎo)引等，實(shí)現(xiàn)科學(xué)高效救援[22-23]。根據(jù)智慧交通體系運(yùn)送效率制定區(qū)域協(xié)同方案，提高醫(yī)療設(shè)施利用效率，避免醫(yī)療設(shè)施短缺，合理控制救援成本。快速準(zhǔn)確的信息系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確判斷重點(diǎn)人群軌跡及影響范圍，確定受影響人員分布，迅速控制影響范圍，實(shí)現(xiàn)疫情及時(shí)偵查，迅速抑制疫情傳播，避免疫情在新的區(qū)域快速蔓延。

4 結(jié)論

智慧交通在疫情聯(lián)防聯(lián)控中能夠發(fā)揮非常重要的作用，是重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)的中樞。通過智慧交通的應(yīng)用，可實(shí)現(xiàn)病例與醫(yī)療資源合理配置、現(xiàn)有醫(yī)療資源充分利用。重大公共衛(wèi)生事件協(xié)同聯(lián)控系統(tǒng)的應(yīng)用可彌補(bǔ)現(xiàn)有疫情防控體系的不足、優(yōu)化防控方案、提升防控能力。通過信息化技術(shù)、通信技術(shù)與資源優(yōu)化數(shù)學(xué)模型結(jié)合，有助于實(shí)現(xiàn)疫情防控中的“早發(fā)現(xiàn)、早處置、早解決”，這不僅可大幅提高突發(fā)疫情反應(yīng)速度，而且能夠準(zhǔn)確、有效地控制疫情傳播通道，迅速控制疫情影響范圍。通過智慧交通技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)病人與醫(yī)療資源無縫對接、疫情聯(lián)防聯(lián)控，不僅為救援贏得時(shí)間，也可以大幅降低救援成本，減小疫情對社會(huì)經(jīng)濟(jì)的沖擊。