海警“一張圖”衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)設(shè)計

胡鵬偉，黃 薇，張 磊，解宏偉，譚 冕，李 蓉，范 娟

海警隊伍是我國海上維權(quán)執(zhí)法的新質(zhì)力量。圍繞遠(yuǎn)海有效維權(quán)、近海高效執(zhí)法的任務(wù)定位，提升衛(wèi)勤保障能力是海警建設(shè)的重要內(nèi)容，而科學(xué)有效的衛(wèi)勤決策是提升衛(wèi)勤保障能力的關(guān)鍵[1，2]。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷發(fā)展，社會加速進入智能化建設(shè)時代，利用信息化、智能化技術(shù)手段，將多源信息融合于“一張圖”，是為管理者提供決策支持的高效手段?！耙粡垐D”系統(tǒng)是基于空間可視化圖形，集成環(huán)境、業(yè)務(wù)、資源等多種數(shù)據(jù)資源，為用戶提供專業(yè)輔助決策的應(yīng)用系統(tǒng)。目前，“一張圖”系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于國土空間規(guī)劃、河長制、城市路政管理、森林資源監(jiān)管、應(yīng)急預(yù)警信息資源管理以及海洋空間資源監(jiān)管等領(lǐng)域?！秶彝话l(fā)事件應(yīng)急體系建設(shè)“十三五”規(guī)劃》明確指出，要“加強輔助決策系統(tǒng)建設(shè)，強化信息集成、事態(tài)預(yù)判和應(yīng)急演練等功能”“鼓勵編制城市公共安全風(fēng)險清單，形成基于地理信息系統(tǒng)的城市風(fēng)險‘一張圖’，并對重大風(fēng)險源進行實時監(jiān)控”[3，4]。

通過有效整合海洋地理環(huán)境、任務(wù)行動及衛(wèi)勤保障資源等數(shù)據(jù)，集成信息采集終端和衛(wèi)勤保障業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，構(gòu)建統(tǒng)一空間基準(zhǔn)、連續(xù)覆蓋、動態(tài)更新的海警“一張圖”衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)，對提升衛(wèi)勤保障決策的精確性、科學(xué)性和高效性具有重要的意義。

1 理論基礎(chǔ)

海警“一張圖”衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建基于海警衛(wèi)勤保障任務(wù)需求，數(shù)據(jù)需求、功能設(shè)計和多系統(tǒng)集成根據(jù)不同任務(wù)階段依照不同支撐理論，包括網(wǎng)格化管理理論、“感知-不確定性-關(guān)鍵決策”理論和過負(fù)荷理論。

1.1 網(wǎng)格化管理 按照一定的標(biāo)準(zhǔn)將地理區(qū)域劃分成 “網(wǎng)格”, 以網(wǎng)格為管理單元，對不同網(wǎng)格進行分類和評級，并根據(jù)類型和級別配屬資源，從而實現(xiàn)管理精細(xì)化和管理資源利用最大化。網(wǎng)格化管理不是管理模式的根本變更，而是一種管理方式的優(yōu)化和完善[6，7]。網(wǎng)格化理論主要應(yīng)用于衛(wèi)勤保障任務(wù)開展前，通過對全任務(wù)海域進行網(wǎng)格劃分，并根據(jù)戰(zhàn)備等級、任務(wù)類型、減員預(yù)計和衛(wèi)勤保障資源可及性為每個管理單元進行分級分類，衛(wèi)勤指揮人員可將依照網(wǎng)格精確制定衛(wèi)勤保障計劃。

1.2 “感知-不確定性-關(guān)鍵決策”理論 該理論由Rune Rimstad教授提出，該理論用于制定應(yīng)急醫(yī)學(xué)救援任務(wù)的關(guān)鍵決策，指指揮人員通過突發(fā)事件現(xiàn)場目擊者、媒體、各類傳感器以及系統(tǒng)感知實時態(tài)勢，消除任務(wù)需求和保障資源的不確定性，進而做出關(guān)鍵性決策。關(guān)鍵性決策制定的準(zhǔn)確性和高效性依賴于信息資源獲取的及時性，因此全域感知任務(wù)態(tài)勢、實時更新動態(tài)數(shù)據(jù)和決策過程科學(xué)切分，是任務(wù)中衛(wèi)勤保障決策能力提升的關(guān)鍵[9]?；谠摾碚摚耙粡垐D”衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)需要盡可能的融合數(shù)據(jù)采集終端和業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立高效信息傳輸通道，利用智能化算法來實時優(yōu)化衛(wèi)勤保障方案。

1.3 過負(fù)荷理論 過負(fù)荷理論是20世紀(jì)90年代美國為提高醫(yī)療系統(tǒng)應(yīng)對災(zāi)難或緊急情況能力建設(shè)所提出的，過負(fù)荷是災(zāi)難、恐怖襲擊或其他大規(guī)模公共衛(wèi)生事件發(fā)生后，醫(yī)療系統(tǒng)短時間內(nèi)面臨的醫(yī)療需求激增，過負(fù)荷應(yīng)對能力是指醫(yī)療系統(tǒng)面對激增需求的承受和處置能力。醫(yī)療系統(tǒng)的過負(fù)荷應(yīng)對能力高低從系統(tǒng)、空間、人員和物資供給四個維度評價，可根據(jù)地域特征、事件類別、應(yīng)急響應(yīng)機制的不同具體設(shè)定每個維度的評價指標(biāo)。可根據(jù)過負(fù)荷理論制定海警部隊遂行衛(wèi)勤保障的行動能力指標(biāo)體系，綜合傷員死亡率、傷殘率等救治能力評價指標(biāo)，綜合復(fù)盤衛(wèi)勤保障行動。

2 需求分析

海警的主要任務(wù)是履行海上維權(quán)執(zhí)法, 包括執(zhí)行打擊海上違法犯罪活動、維護海上治安和安全保衛(wèi)、海洋資源開發(fā)利用、海洋生態(tài)環(huán)境保護、海洋漁業(yè)管理、海上緝私等, 以及協(xié)調(diào)指導(dǎo)地方海上執(zhí)法工作。一般而言,可使用武力的情況有兩類:一是出于自衛(wèi)目的使用武力反擊;二是維權(quán)遇到阻礙而使用武力予以排除。具體任務(wù)情形包括護漁、宣誓主權(quán)和打擊海盜等行動。具體手段包括發(fā)現(xiàn)、監(jiān)督、取證、警示、處置和保護等[2，3,8]。根據(jù)海警遂行任務(wù)和手段，衛(wèi)勤保障決策支持涉及到衛(wèi)勤保障資源掌握、減員預(yù)計、態(tài)勢感知、海上傷病員醫(yī)療后送和物資調(diào)配等。因此“一張圖”衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)需求包括任務(wù)海域環(huán)境、遂行任務(wù)力量、隨艦保障力量和物資、支援保障力量和物資、岸基保障力量和物資及衛(wèi)生運力等，動態(tài)數(shù)據(jù)需求包括傷員傷情、醫(yī)療后送狀態(tài)、衛(wèi)生運力動態(tài)、醫(yī)療物資消耗狀態(tài)以及醫(yī)療機構(gòu)床位使用情況等[5]。同時，軍人保障標(biāo)示牌正在向部隊全面配發(fā)，“一張圖”衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)可以軍人保障標(biāo)示牌為傷員信息載體，以手持式用戶機作為前端信息采集裝備。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 總體架構(gòu) 海警“一張圖” 衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)基于地理信息系統(tǒng),整體架構(gòu)包括數(shù)據(jù)資源層和應(yīng)用系統(tǒng)層，數(shù)據(jù)來源包括基礎(chǔ)保障數(shù)據(jù)登記、信息采集終端和醫(yī)療機構(gòu)業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，數(shù)據(jù)鏈根據(jù)任務(wù)指揮鏈和海上傷病員救治鏈設(shè)計(圖1)。

圖1 海警部隊“一張圖”衛(wèi)勤決策支持系統(tǒng)總體架構(gòu)

3.2 數(shù)據(jù)資源層 數(shù)據(jù)資源層為整個系統(tǒng)提供基礎(chǔ)和動態(tài)數(shù)據(jù)，分為地理環(huán)境庫、傷員傷情庫、套餐醫(yī)囑庫以及衛(wèi)勤保障實力庫。其中地理環(huán)境庫包括各類海圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，用于底層地理信息展示；傷員傷情庫包括傷員傷情信息、醫(yī)療處置信息、后送信息和救治結(jié)果等，信息來源于信息采集終端，用于衛(wèi)勤保障態(tài)勢感知；套餐醫(yī)囑庫是根據(jù)傷情譜制定的標(biāo)準(zhǔn)化救治數(shù)據(jù)庫，用于傷員快速救治，同時聯(lián)動各類醫(yī)療資源消耗情況；衛(wèi)勤保障實力庫包括海警所有醫(yī)療機構(gòu)和艦艇衛(wèi)生人力、貯備和攜運行物資、衛(wèi)生運力數(shù)據(jù)，用于支撐資源數(shù)據(jù)可視化。

3.3 應(yīng)用系統(tǒng)層 基于數(shù)據(jù)資源，在可視化圖形上全景視圖綜覽、智能化研判以及綜合評估等子系統(tǒng)。全景視圖綜覽子系統(tǒng)可直接在圖上可以直觀展示網(wǎng)格各類基礎(chǔ)資源、衛(wèi)勤保障態(tài)勢、預(yù)警區(qū)劃等信息，支持多種空間分析、態(tài)勢感知和資源預(yù)警功能。智能化研判子系統(tǒng)結(jié)合網(wǎng)格化數(shù)據(jù)、下墊面信息通過模型進行影響區(qū)域分析和計算，提供減員預(yù)計、醫(yī)療資源配置、醫(yī)療機構(gòu)部署、后送路線規(guī)劃、物資消耗預(yù)警、傷員實時跟蹤、衛(wèi)生運力部署等輔助決策功能，并能夠進行綜合推演，生成衛(wèi)勤保障方案。綜合評估子系統(tǒng)可利用評估工具，結(jié)合衛(wèi)勤保障任務(wù)復(fù)盤數(shù)據(jù)對執(zhí)行行動進行評估，改進衛(wèi)勤保障方案，并支持統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)可視化和數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。

4 建設(shè)重點問題

4.1 建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是決策支持系統(tǒng)多源數(shù)據(jù)融合和共享的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計要基于國家和軍用標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合軍隊信息化建設(shè)進程，從頂層設(shè)計出發(fā)，具體涵蓋包括人員基本信息、藥品器材信息、醫(yī)療機構(gòu)基本信息、任務(wù)信息等數(shù)據(jù)分類和編碼。

4.2 加快建設(shè)海上醫(yī)療信息系統(tǒng) 我軍軍人保障標(biāo)示牌作為數(shù)據(jù)載體，可以作為信息源頭，但目前尚未建立基于軍人保障標(biāo)示牌的海上醫(yī)療信息系統(tǒng)，導(dǎo)致醫(yī)療保障態(tài)勢無數(shù)可用、無據(jù)可依靠。按照海上傷病員救治業(yè)務(wù)流程，建立醫(yī)療信息系統(tǒng)是為決策支持系統(tǒng)提供動態(tài)數(shù)據(jù)的重要源頭。

4.3 合理拓展應(yīng)用系統(tǒng)功能 隨著任務(wù)形勢的變化，海警維權(quán)執(zhí)法能力不斷提升，手段不斷豐富，對全流程精準(zhǔn)數(shù)據(jù)的要求越來越高，各類多源異構(gòu)數(shù)據(jù)將不斷增加，系統(tǒng)頂層設(shè)計有限性和應(yīng)用需要無限性之間的矛盾將日益凸顯。因此要合理規(guī)劃應(yīng)用系統(tǒng)功能，采用分布式架構(gòu)、去中心化、區(qū)塊鏈等諸多先進技術(shù)開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)層功能模塊[10，11]。