海上搜救卫勤资源优化调度问题研究

王浩能，黄俊隆，任东彦

由于海上环境恶劣，且海域广阔，发生海战时，伤员分布广泛，落水若长时间得不到救治，受低温、海洋有害生物侵袭、淡水和食物缺乏等影响，极易发生死亡。因此，加强战时海上落水人员搜救工作的相关研究具有十分重要的意义。高效率救援是海上搜救所要达到的基本目标之一。在海上救援过程中，卫勤部门在战前制定的海上搜救方案可以满足应对常规海上搜救任务的需求，但对重大突发事件，如潜艇失事、战斗机掉落远海等突发情况时，需要紧急调配海上搜救资源，这些在战前很难制定预案，需要结合突发事件的任务性质和需求，动态调配搜救资源，并作出合理的决策［1］。由于时间紧迫，且海上作战过程中随时会面临新的突发救援任务，因此，在海上紧急状态下，科学合理地调配各种搜救资源是提高海上搜救效率的关键［2］。本研究针对海上搜救卫勤资源优化调度进行探讨，建立了搜救资源调度模型，通过科学计算制定了搜救资源调配方案，避免资源浪费，确保搜救资源能够有效地用于海上突发事件，提高海上搜救效率［3］。

1 海上搜救研究现状及卫勤资源优化调度过程

海上搜救是指除本体外，任何海上救助力量在获得海上遇险信息后所采取的搜索和救援行动，其包含海上搜索与海上救助2 个部分。海上遇险失事突发性强，常常具有情况危急、任务紧迫和水文气象环境复杂等特点［4-5］。一旦接到海上遇险失事报警信息，应迅速收集各种相关信息，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，这也是搜救行动成功的关键。海上搜救目标包括由于战损、碰撞、故障、触礁、火灾、倾覆、进水、失控等各种原因而处于海面险境的舰船、落水飞机、落水人员等军事目标和民用目标［6-7］。

1.1 海上搜救研究现状 海上搜救是一个世界性难题，特别是海上作战中对落水人员的搜救工作难度更大，加强战时海上落水人员搜救工作的相关研究具有十分重要的意义。相比较而言，我国在海上搜救方面的研究起步较晚，虽然近十几年也有很多研究成果，但还存在以下几个方面的问题。（1）海上搜救力量薄弱。我国海上搜救力量主要由专业救助力量、军队、中央有关直属部门和地方部门的力量以及港口、企事业单位、航行于我国水域的大量商船和渔船组成。在我国沿海长达1.8 万千米的海岸线上，专业救助站少，专业救助船只大多数较为陈旧，专业救助力量相对薄弱。（2）缺乏海上搜救的专业理论指导。我国对于海上搜救的理论研究重视不足，没有完整的搜救专业理论指导搜救工作，以致搜救工作的开展缺乏系统、科学的规范依据。海上搜救是一项高风险、高难度的工作，需要有完整的搜救专业理论给予指导和完善的搜救依据标准，使搜救工作有“章”可循。

1.2 海上搜救卫勤资源优化调度过程 海上搜救卫勤资源的调度主要是指在海上作战过程中，遇到突发事件时，卫勤指挥员需要做出应急资源调度决策，应根据海上突发事件的现况、发展状况，合理确定调度的应急资源数量，将应急资源及时送达突发事件现场［8-9］。海上搜救卫勤资源的调度是海上卫勤管理工作的重要内容，面对可能发生的海上多项搜救任务，通过科学部署、合理规划，制定科学的卫勤资源调度方案，尽可能地避免卫勤资源浪费，满足多任务需求，确保应急卫勤资源能够合理地应用于海上搜救任务，提高海上搜救效率。

针对作战过程中出现的海上突发搜救任务，能否在最快的时间内制定出科学合理的卫勤资源调度方案，将各种搜救资源及时送达突发事件海域是搜救工作能否迅速展开的一个关键环节，也是海上搜救工作能否取得高效、提高伤员时效救治的一个关键因素。海上搜救卫勤资源的调度优化过程主要包括以下几个方面［10］。（1）海上突发事件海域任务分析：根据信息侦察或上级通报，尽可能多地掌握详细的突发事件信息，包括：突发事件性质，如舰船沉没、潜艇失事、战斗机落水等；伤员情况，如轻伤人员、重伤人员、落水人员情况及数量等；突发事件海域所需的救援时间等。（2）海上突发事件海域搜救资源需求分析：结合搜救任务，确定当前可调配的搜救资源种类和数量，包括医护人员、药品、搜救装备、食品、耗材等，并列出清单。（3）海上搜救卫勤资源调度方案制定：根据所确定的海上救援任务和搜救资源需求分析，构建海上搜救卫勤资源优化调度数学模型并求解，确定优化后的海上搜救卫勤资源调度方案。（4）实施海上搜救卫勤资源调度：卫勤部门根据海上搜救卫勤资源调度优化方案展开工作。（5）评价海上搜救任务的能力和效果：搜救任务完成后，对本次完成海上搜救任务的能力和效果进行评价分析，总结经验，便于进一步优化模型。

2 海上搜救卫勤资源优化调度模型构建及求解

由于海域广阔，人员分布广泛，一旦海上有突发事件，搜救力量能否科学调动并迅速准确到达搜救海域是搜救工作成败的关键。海上搜救卫勤资源调度方案的制定成为整个海上搜救卫勤资源优化调度过程的核心，本研究重点针对该问题做出探讨。

2.1 模型构建 海上搜救任务的特点是时间紧、任务重，救援力量需要在第一时间抵达，以满足伤员时效救治的需求。特别是海上作战，突发事件难以预测，在面临多项救援任务提出卫勤资源需求的情况下，需要尽快形成资源（包含人员、物资与装备等）优化调度方案供卫勤指挥员参考，辅助其尽快制定出科学合理的救援方案，以便将搜救资源尽快安排到最需要的位置，从而使人员伤亡率降到最低。

海上搜救卫勤资源优化调度问题涉及卫勤资源储备点的资源分配问题［11］。针对搜救任务紧迫性导致搜救资源调度不合理的情况，结合海上伤员时效救治的需求，海上搜救卫勤资源调度模型的构建目标，应以救援时间W（称之为“总调度时间”）最短作为主要优化目标，构建如下数学模型［12-13］：

2.2 模型求解 上述模型直接求解比较复杂，但由于模型（1）是和的形式，求解时，可以将k种物资的分配看作为k个阶段的决策过程，即每一个阶段考虑一种搜救物资的调度。

第1阶段，搜救资源调度模型：

以上模型形式是线性规划问题，而单纯形法是求解线性规划问题最常用、最有效的算法，故海上搜救卫勤资源优化调度模型可以采用单纯形法进行求解，计算步骤略。

3 示例

3.1 情况设定 假定在某次远海作战过程中，接到上级任务通报，同时有3 处海域突发事件，需从该地区的搜救资源储备点调集3 种不同的资源（人员、药品、装备）进行救援，假定共有5 个搜救资源储备点。搜救海域的搜救资源需求量见表1，搜救资源储备点的资源可用量见表2，搜救资源储备点至搜救海域的最短时间见表3。请结合搜救任务尽快制定出资源优化调度方案。

表1 搜救海域的搜救资源需求量

表2 资源储备点的搜救资源可用量

表3 资源储备点至搜救海域间的最短时间（min）

3.2 模型求解与结果分析 采用本研究所构建的海上搜救卫勤资源优化调度模型，将表1～3 中数据代入模型公式（2）、（3）、（4），并运用单纯形法进行求解，得出海上搜救卫勤资源优化调度方案。见表4。

表4 海上搜救资源优化调度方案

本研究通过模型给出了优化的海上搜救卫勤资源优化调度方案，重点在于为海上搜救卫勤资源优化调度提供了一种科学、实用的方法。通过举例在3 处搜救海域、5 个资源储备点调集3 种不同的资源，证实了海上搜救卫勤资源优化调度方案的可行性。该方法亦可用于更多的搜救海域和多个资源储备点海上搜救卫勤资源优化调度方案的制定，减少人工计算，提高搜救决策效率。

4 结语

及时制定出科学合理的海上搜救卫勤资源优化调度方案，对海上伤员时效救治具有重要的意义。由于海上作战环境的复杂性，接到救援任务后，卫勤指挥员需要在第一时间制定出资源调度方案，并以最高的效率将卫勤资源调配到突发事件海域，否则极有可能造成重大的人员伤亡。本研究讨论了海上作战过程中卫勤资源的动态配置问题，针对搜救任务紧迫性导致卫勤资源调度不合理的情况，结合海上伤员时效救治需求，以救援时间最短作为主要优化目标，构建了海上搜救卫勤资源优化调度数学模型，有助于丰富海上搜救卫勤理论，且模型计算简单，可以辅助卫勤指挥员及时制定出科学合理的搜救资源调度方案，有利于海上搜救工作顺利开展。但要转化实际应用还需结合具体任务进行更多研究和试用，并不断完善，才能推广应用。