海上搜救衛勤資源優化調度問題研究

王浩能，黃俊隆，任東彥

由于海上環境惡劣，且海域廣闊，發生海戰時，傷員分布廣泛，落水若長時間得不到救治，受低溫、海洋有害生物侵襲、淡水和食物缺乏等影響，極易發生死亡。因此，加強戰時海上落水人員搜救工作的相關研究具有十分重要的意義。高效率救援是海上搜救所要達到的基本目標之一。在海上救援過程中，衛勤部門在戰前制定的海上搜救方案可以滿足應對常規海上搜救任務的需求，但對重大突發事件，如潛艇失事、戰斗機掉落遠海等突發情況時，需要緊急調配海上搜救資源，這些在戰前很難制定預案，需要結合突發事件的任務性質和需求，動態調配搜救資源，并作出合理的決策［1］。由于時間緊迫，且海上作戰過程中隨時會面臨新的突發救援任務，因此，在海上緊急狀態下，科學合理地調配各種搜救資源是提高海上搜救效率的關鍵［2］。本研究針對海上搜救衛勤資源優化調度進行探討，建立了搜救資源調度模型，通過科學計算制定了搜救資源調配方案，避免資源浪費，確保搜救資源能夠有效地用于海上突發事件，提高海上搜救效率［3］。

1 海上搜救研究現狀及衛勤資源優化調度過程

海上搜救是指除本體外，任何海上救助力量在獲得海上遇險信息后所采取的搜索和救援行動，其包含海上搜索與海上救助2 個部分。海上遇險失事突發性強，常常具有情況危急、任務緊迫和水文氣象環境復雜等特點［4-5］。一旦接到海上遇險失事報警信息，應迅速收集各種相關信息，快速制定合理有效的搜救方案，并以最快的速度派出搜救力量，這也是搜救行動成功的關鍵。海上搜救目標包括由于戰損、碰撞、故障、觸礁、火災、傾覆、進水、失控等各種原因而處于海面險境的艦船、落水飛機、落水人員等軍事目標和民用目標［6-7］。

1.1 海上搜救研究現狀 海上搜救是一個世界性難題，特別是海上作戰中對落水人員的搜救工作難度更大，加強戰時海上落水人員搜救工作的相關研究具有十分重要的意義。相比較而言，我國在海上搜救方面的研究起步較晚，雖然近十幾年也有很多研究成果，但還存在以下幾個方面的問題。（1）海上搜救力量薄弱。我國海上搜救力量主要由專業救助力量、軍隊、中央有關直屬部門和地方部門的力量以及港口、企事業單位、航行于我國水域的大量商船和漁船組成。在我國沿海長達1.8 萬千米的海岸線上，專業救助站少，專業救助船只大多數較為陳舊，專業救助力量相對薄弱。（2）缺乏海上搜救的專業理論指導。我國對于海上搜救的理論研究重視不足，沒有完整的搜救專業理論指導搜救工作，以致搜救工作的開展缺乏系統、科學的規范依據。海上搜救是一項高風險、高難度的工作，需要有完整的搜救專業理論給予指導和完善的搜救依據標準，使搜救工作有“章”可循。

1.2 海上搜救衛勤資源優化調度過程 海上搜救衛勤資源的調度主要是指在海上作戰過程中，遇到突發事件時，衛勤指揮員需要做出應急資源調度決策，應根據海上突發事件的現況、發展狀況，合理確定調度的應急資源數量，將應急資源及時送達突發事件現場［8-9］。海上搜救衛勤資源的調度是海上衛勤管理工作的重要內容，面對可能發生的海上多項搜救任務，通過科學部署、合理規劃，制定科學的衛勤資源調度方案，盡可能地避免衛勤資源浪費，滿足多任務需求，確保應急衛勤資源能夠合理地應用于海上搜救任務，提高海上搜救效率。

針對作戰過程中出現的海上突發搜救任務，能否在最快的時間內制定出科學合理的衛勤資源調度方案，將各種搜救資源及時送達突發事件海域是搜救工作能否迅速展開的一個關鍵環節，也是海上搜救工作能否取得高效、提高傷員時效救治的一個關鍵因素。海上搜救衛勤資源的調度優化過程主要包括以下幾個方面［10］。（1）海上突發事件海域任務分析：根據信息偵察或上級通報，盡可能多地掌握詳細的突發事件信息，包括：突發事件性質，如艦船沉沒、潛艇失事、戰斗機落水等；傷員情況，如輕傷人員、重傷人員、落水人員情況及數量等；突發事件海域所需的救援時間等。（2）海上突發事件海域搜救資源需求分析：結合搜救任務，確定當前可調配的搜救資源種類和數量，包括醫護人員、藥品、搜救裝備、食品、耗材等，并列出清單。（3）海上搜救衛勤資源調度方案制定：根據所確定的海上救援任務和搜救資源需求分析，構建海上搜救衛勤資源優化調度數學模型并求解，確定優化后的海上搜救衛勤資源調度方案。（4）實施海上搜救衛勤資源調度：衛勤部門根據海上搜救衛勤資源調度優化方案展開工作。（5）評價海上搜救任務的能力和效果：搜救任務完成后，對本次完成海上搜救任務的能力和效果進行評價分析，總結經驗，便于進一步優化模型。

2 海上搜救衛勤資源優化調度模型構建及求解

由于海域廣闊，人員分布廣泛，一旦海上有突發事件，搜救力量能否科學調動并迅速準確到達搜救海域是搜救工作成敗的關鍵。海上搜救衛勤資源調度方案的制定成為整個海上搜救衛勤資源優化調度過程的核心，本研究重點針對該問題做出探討。

2.1 模型構建 海上搜救任務的特點是時間緊、任務重，救援力量需要在第一時間抵達，以滿足傷員時效救治的需求。特別是海上作戰，突發事件難以預測，在面臨多項救援任務提出衛勤資源需求的情況下，需要盡快形成資源（包含人員、物資與裝備等）優化調度方案供衛勤指揮員參考，輔助其盡快制定出科學合理的救援方案，以便將搜救資源盡快安排到最需要的位置，從而使人員傷亡率降到最低。

海上搜救衛勤資源優化調度問題涉及衛勤資源儲備點的資源分配問題［11］。針對搜救任務緊迫性導致搜救資源調度不合理的情況，結合海上傷員時效救治的需求，海上搜救衛勤資源調度模型的構建目標，應以救援時間W（稱之為“總調度時間”）最短作為主要優化目標，構建如下數學模型［12-13］：

2.2 模型求解 上述模型直接求解比較復雜，但由于模型（1）是和的形式，求解時，可以將k種物資的分配看作為k個階段的決策過程，即每一個階段考慮一種搜救物資的調度。

第1階段，搜救資源調度模型：

以上模型形式是線性規劃問題，而單純形法是求解線性規劃問題最常用、最有效的算法，故海上搜救衛勤資源優化調度模型可以采用單純形法進行求解，計算步驟略。

3 示例

3.1 情況設定 假定在某次遠海作戰過程中，接到上級任務通報，同時有3 處海域突發事件，需從該地區的搜救資源儲備點調集3 種不同的資源（人員、藥品、裝備）進行救援，假定共有5 個搜救資源儲備點。搜救海域的搜救資源需求量見表1，搜救資源儲備點的資源可用量見表2，搜救資源儲備點至搜救海域的最短時間見表3。請結合搜救任務盡快制定出資源優化調度方案。

表1 搜救海域的搜救資源需求量

表2 資源儲備點的搜救資源可用量

表3 資源儲備點至搜救海域間的最短時間（min）

3.2 模型求解與結果分析 采用本研究所構建的海上搜救衛勤資源優化調度模型，將表1～3 中數據代入模型公式（2）、（3）、（4），并運用單純形法進行求解，得出海上搜救衛勤資源優化調度方案。見表4。

表4 海上搜救資源優化調度方案

本研究通過模型給出了優化的海上搜救衛勤資源優化調度方案，重點在于為海上搜救衛勤資源優化調度提供了一種科學、實用的方法。通過舉例在3 處搜救海域、5 個資源儲備點調集3 種不同的資源，證實了海上搜救衛勤資源優化調度方案的可行性。該方法亦可用于更多的搜救海域和多個資源儲備點海上搜救衛勤資源優化調度方案的制定，減少人工計算，提高搜救決策效率。

4 結語

及時制定出科學合理的海上搜救衛勤資源優化調度方案，對海上傷員時效救治具有重要的意義。由于海上作戰環境的復雜性，接到救援任務后，衛勤指揮員需要在第一時間制定出資源調度方案，并以最高的效率將衛勤資源調配到突發事件海域，否則極有可能造成重大的人員傷亡。本研究討論了海上作戰過程中衛勤資源的動態配置問題，針對搜救任務緊迫性導致衛勤資源調度不合理的情況，結合海上傷員時效救治需求，以救援時間最短作為主要優化目標，構建了海上搜救衛勤資源優化調度數學模型，有助于豐富海上搜救衛勤理論，且模型計算簡單，可以輔助衛勤指揮員及時制定出科學合理的搜救資源調度方案，有利于海上搜救工作順利開展。但要轉化實際應用還需結合具體任務進行更多研究和試用，并不斷完善，才能推廣應用。