突发事件应急医疗救援指挥控制系统设计与实现

胡红娟 董浩洋 齐 宁 张 晨



突发事件应急医疗救援指挥控制系统设计与实现

胡红娟1董浩洋2齐 宁2张 晨2

1.南京模拟技术研究所，江苏 南京 210016 2.中国人民解放军陆军工程大学，江苏 南京 210007

开发基于突发事件应急医疗救援培训的指挥控制系统是建立能够支持突发事件应急医疗救援指挥与专业技能训练的平台的重要环节，有利于提高应急医疗救援的指控训练质量与效率。通过分析应急医疗救援训练的指挥控制功能需求，明确了系统总体设计框架，设计了系统的总体设计框架软件结构。此系统为突发事件应急医疗指挥控制的训练提供了体系方案，能够有效提高训练水平，促进医疗救援水平的提高。

突发事件；应急医疗救援指挥控制系统；功能；结构

引言

进入21世纪以来，军地联合遂行非战争军事行动中的灾害应急医疗救援行动，在当前我国突发事件频发的背景下越来越受到各方的关注。长期以来，医疗救护指挥训练和专业训练普遍缺乏实战化背景的牵引，实战情景下的应急医疗救援指挥控制困难，专业救护分队缺乏有效指挥控制手段，效率普遍偏低，而原有的指挥控制手段已难以适应不断变化的新要求。

从2005年开始，欧美等发达国家就研究开发重大灾害应急医疗救援信息系统，建设区域性应急医疗救援共享信息平台，并建成了国家医疗救援信息网，实现了国家层面的信息资源共享和利用[1]。我国在“非典”和四川汶川特大地震发生后，灾害应急医疗救援信息系统得到关注，但尚未遵循统一的技术体制和协议规范，建立能够支持突发事件应急医疗救援指挥与专业技能训练的平台。这种训练手段建设一直处于空白，已成为制约应急医疗救援能力提升的“瓶颈”[2-3]。

为解决上述问题，本文围绕提升应急医疗救援指挥控制能力，以构建支持典型突发事件背景下的医疗救护专业指挥控制系统为目标，设计了基于突发事件应急医疗救援训练的指挥控制系统。

1 系统组成与功能需求分析

应急医疗救援训练的指挥控制应能够满足军地联合应急指挥中心、现场应急救援指挥部，以及医疗分队按全要素展开，实施全过程的连续不间断地指挥与救护行动训练[4]。为达成医疗救援两级指挥组织对所属分队的应急指挥，指挥控制系统应该具备指挥作业和指挥控制两大部分功能[5]。按照应急医疗救援指挥活动对指控系统的功能需求，指控系统主要包含指挥作业功能、情报态势显示、现场报告显示、资料查询、指挥控制、医疗物资器材管理6类功能[6-8]。此6类功能总体上又分属指挥作业、态势综合和控制协调3个大类。具体系统划分如图1所示。

图1 指控系统功能模块构成

1.1 指挥作业基本作业功能

作为应急医疗救护训练信息系统，为受训医疗指挥员提供作业环境是系统必须具备的功能。具体如下。

（1）军事地理信息系统与军队标号显示功能。按照军队信息系统的相关规定，系统需具备地图管理、地图显示、地形量算等功能，并具有在此基础上对军队标号的叠加、标绘等显示功能。

（2）文电拟制与传输功能。

（3）战术计算功能，即与地理信息系统相结合，具备不同兵种专业战术计算功能。

（4）支持模型和数据驱动下、图文库相关联的战术作业和指挥控制。

（5）资料查询是作为指挥机构了解地形地貌对行动、医疗救护行动影响、科室编制人员等基础数据进行查询的支撑模块。

1.2 态势综合功能

端末指控系统应支持参训人员获取、整编、分发、显示动态现场报告和现场医疗救护态势。具体如下。

（1）支持数字地图上叠加己方应急医院及医疗分队部署等信息，形成现场医疗救护态势。

（2）能够接收现场伤情信息，提供自动与人工相结合的态势融合功能。

（3）能够在现场综合态势图上叠加救援部（分）队、应急医院及医护分队部署、机动等救援意图信息，并向相关行动单元分发，完成救援意图信息的共享。

指控系统还应该支持各级人员对现场动态及现场医疗救护态势进行报告。要能够及时将在现场综合态势图上叠加救援部（分）队、应急医院及医护分队部署、机动等救援向上级报告，并及时显示。

1.3 指挥控制功能

应急救援行动控制协调内容：督导各医疗救护部（分队）按照规定的时间、路线（航线）和区域机动、展开和实施医疗救护行动，加强对伤员输送等关键性战斗行动的指挥，跟踪掌握下级指挥员的指挥控制活动，评估其处置措施，发现问题及时纠正。系统中的控制协调功能主要完成如下操作。

（1）能够通过文书、报文等方式，对所属指挥对象实施有效指挥与控制。

（2）能够通过态势图实施监视医疗救护行动，掌控所属力量在医疗救护过程中执行命令、指示和计划的情况。

（3）能够综合统计所属力量上报的各种消耗信息，为指挥员实时/近实时掌握医疗救护（分）队的医疗救护能力情况提供支持。

（4）提供虚拟兵力控制功能，支持指挥员对6类专业应急救护小组的虚拟兵力单位下达仿真的控制命令，为仿真模型分系统提供数据驱动。

2 系统基本结构

指控系统所包含的6个功能模块可以归类为指挥作业、态势综合和控制协调等3类功能。其中指挥作业功能划分为地理信息处理、资料查询、辅助计算、文书拟制、要图标绘、文电传输、网络研讨、救援计划拟制等子功能模块；态势综合功能可划分为现场情报处理、现场态势整编、现场态势显示、现场态势分发等子功能模块；控制协调功能可划分为行动监控、文书指挥、数据指挥、虚拟兵力控制等子功能模块[6][8]。指控系统分为四个逻辑层次，结构如图2所示。

2.1 协议层

系统运行需遵循三类协议，分别是全军军事训练数据标准、“211K”作战数据标准（医疗救护分队信息系统实时数据传输协议）、分布式仿真标准（高层体系结构HLA）等。

图2 指控系统层次结构图

2.2 服务层

系统运行需三类服务的支持。医疗救护分队信息系统数据传输服务，分布式仿真运行支撑系统（RTI）、桥接服务系统和数据库访问服务。其中桥接服务系统正确运行需基于医疗救护分队信息系统数据传输服务，通过该服务向医疗救护分队信息系统桥接训练系统的态势情报数据，同时通过该服务从医疗救护分队信息系统向训练系统桥接格式化指挥命令。

2.3 功能层

按照功能需求划分，系统运行需要提供指挥作业、态势综合、控制协调三个功能模块。

2.4 应用层

从指挥对抗训练的组织阶段看，系统主要应用于两个训练阶段，分别是组织战斗阶段和战斗实施阶段。在组织战斗阶段，系统提供指挥作业相关功能，完成包括下达预先号令、受领任务、传达任务、了解任务、搜集和掌握情况、分析判断情况、提出战斗构想、定下战斗决心、下达战斗命令、制定战斗计划、组织战斗协同、组织各种保障、组织战斗准备和实时指挥控制等内容的训练；在战斗实施阶段，端末指控系统提供态势综合和控制协调相关模块，支持完成情报处理，态势整编、融合、发布，指挥协调控制和虚拟兵力控制等功能。

指控系统用于模拟训练的组织战斗阶段和战斗实施阶段。在组织战斗阶段，参训者利用指挥作业和指挥决策辅助支持等相关功能完成包括下达预先号令，受领任务、传达任务、了解任务、搜集和掌握情况、分析判断情况、提出战斗构想、定下战斗决心、下达战斗命令、制定战斗计划、组织战斗协同、组织各种保障、组织战斗准备和实时指挥控制等内容的训练；在战斗实施阶段，参训者利用端末指控系统输入指挥命令，为仿真模型提供计算机能够理解的行动指令。

3 数据结构设计

系统中涉及的数据分为静态数据和动态数据。其中，静态数据包括席位数据、救援编组数据、装备性能数据、供仿真模型使用的方案部署数据等；动态数据包括态势信息数据、情报信息数据、救援计划数据、指挥信息数据、情报信息数据、态势信息数据、专业保障信息数据、研讨交流数据、联合标绘生成的图形数据、供仿真模型使用的指挥命令数据以及损耗战果数据等。在演习的组织战斗阶段，系统支持基本的指挥作业功能，包括“读、记、算、写、画、传”，辅助受训人员的作业需要，提高指挥效率，并可依托指挥通信网络，以“网络研讨”的形式对救援方案进行拟制和完善。其信息交互见图3。

图3 应急救援准备阶段系统信息流程

应急救援训练开始时，启动仿真模型系统的仿真推演，系统实时接收并显示仿真模型动态产生的现场态势和情报信息数据，情报处理人员通过对情报信息进行整编、融合等处理，结合本方态势及医疗救护态势信息，形成综合现场态势图并共享态势图，指挥员依据当前的现场态势和在准备阶段生成的救援方案，实施救援指挥，医疗救护行动并根据现场实时的变化情况，依托系统提供的可视化的网络交流和决策平台，对方案进行调整。系统战斗实施阶段的信息流程如图4所示。

图4 应急救援实施阶段指控系统信息流程

3.1 指挥作业类数据结构

3.1.1 地理信息处理

地理信息处理提供对二维地图的显示、浏览、操作控制和量算分析，具有矢量地图、栅格地图的显示功能；具有地图放大、缩小、漫游等基本操作功能；具有地形要素的属性查询功能，可以统计任意区域地形要素，也可以根据地名或坐标对进行定位；具有地形分析功能，可以在矢量地图上量算坐标、高程、距离、面积、坡度、密位、高差，可以进行通视、路径分析、断面分析、坡度分析、机动分析。地理信息处理模块可以划分为以下功能单元：（1）地图管理；（2）地图操作；（3）地形量测分析。

3.1.2 资料查询

端末指控系统提供资料查询功能，为参训人员收集掌握与遂行救援任务有关的信息资源，主要包括敌情、我情、地形、社情和气象水文情况等。组织指挥救援，必须迅速、准确、全面搜集掌握情况。搜集掌握情况应预先积累与临时搜集相结合，在救援全过程不间断地实施。端末指控系统除了具备情报信息查询功能和指挥信息查询功能外，还应可以查询军事理论、武器装备、典型案例、兵要地志等基础资料。系统在数据建设中要本着分类科学，内容丰富翔实，数据准确可靠，维护使用简单方便，检索快速，格式标准的原则进行。资料查询模块划分为以下几个单元：（1）案例资料检索；（2）我情资料检索；（3）现场环境、资料检索。

3.1.3 辅助计算

能提供通用救援计算工具和医疗专业计算工具。通用救援计算工具包括救援时间计算、救援消耗计算、救援能力计算、救援行军计算等4个类型的救援计算工具；医疗专业计算工具包括洗消专业计算、后勤专业计算、分类专业计算、救护专业计算、通信专业计算、手术计算等若干个类别的业务计算工具，以辅助指挥员和参谋人员完成医疗救援专业的战术计算。辅助计算模块可划分为以下几个单元：（1）通用救援计算工具；（2）医疗专业计算工具。

3.1.4 文书拟制

文书拟制在原有传统文书处理能力的基础上，对功能进行了整合，并扩充了对数据库“文书”和本地文书的处理能力，为参谋人员提供按照特定的格式要求生成、修改、保存军用文书的功能；提供对Word文书进行新建、打开、激活、保存、另存、关闭以及提取要素操作的功能，辅助参谋人员增加命令、请示、指示和报告等各类救援文书模板；提供救援文书模板修改、删除和导入、导出功能。

支持以模板方式拟制文书，可以在模板的输入区域自由编辑文字；可以在文书模板牵引下，输入区域与相关的编成编组表、战术计算公式、地理信息、态势信息、救援时间等相关联，辅助指挥人员进行方便、快速、准确地完成文书拟制；支持以图文转换方式快速拟制救援文书，尤其是救援命令、开进计划等文书，当指挥人员完成方案标绘之后，可以自动转换成相应的文书；文书可附各类计划图、决心图、行动图等标绘文件。

3.1.5 要图标绘

要图标绘功能包括军标控制面板（库选择、标号或几何图元选择）；点（线）军标标绘和编辑；点（线）标属性设置（文字注记属性设置、符号大小、色彩、填充方式、线型/线宽等绘图属性设置、运动属性与轨迹设置、图元与文字编辑、编辑操作的撤销与恢复）；标绘文件的管理（新建、保存、另存、合并、删除等）。要图标绘模块可划分为以下几个单元：（1）军标控制面板；（2）图元标绘；（3）图层管理；（4）态势文件的管理。

3.1.6 文电传输

文电传输是建立在席位管理基础之上的救援文书的传输，主要为参训人员提供指挥命令、报告等文书收发功能，具体包括向用户提供了向下属力量发送预先号令、机动命令、干扰命令、攻击命令和保障命令等命令类报文的功能；向上级力量发送救援报告类报文功能；接收处理上级文书、提供向其他席位转发功能等。文电传输模块可划分为以下几个单元：（1）权限管理；（2）文电收发。

3.1.7 网络研讨

该软件的主要功能是在组织战斗阶段，为指挥员提供进行救援信息的网络交互工具。应当具有研讨主持、研讨参加、控制、救援会议、交流信息管理以及提示和帮助功能。网络研讨模块可划分为以下几个单元：（1）在线研讨；（2）协同标绘。

3.1.8 行动计划拟制

当指挥员定下救援决心之后，参谋人员根据指挥员的决心展开制定救援计划的工作。制订救援计划是使救援决心方案更加细化、更加具体的过程，是决策活动的最终成果。救援计划主要是对救援任务和目的、救援资源、救援行动步骤和方法、协同和保障等进行具体的筹划和安排。

端末指控系统能够提供预案导入、自由编辑、基于模板的计划拟制方式；能够辅助指挥人员进行计划拟制、生成和管理，可新建、打开、保存、删除和导入导出计划文件；支持多种计划拟制方式，尤其通过图文库关联，指挥人员在兵力编组、兵力部署、任务规划、计划推演的基础上就能够自动生成与救援行动有关的计划文件；在组织救援阶段，计划拟制单位可以对计划进行推演，主要是从时间、空间、频率、资源、任务强度等方面进行计划缺陷和冲突检查。

救援计划拟制模块按照功能可以划分为以下功能单元：（1）救援编组；（2）力量部署；（3）任务规划；（4）计划推演；（5）计划管理。

3.2 态势综合类数据结构

3.2.1 情报处理

现场情报，用于向上级指挥员和指挥机构反映救援行动情况，回复上级查询等。内容包括：任务状态、人员损伤、装备损耗、油耗、弹耗、影响救援、医疗救护的地形、地物的位置、通行能力、人工设置的障碍物等，已发布灾情的变化情况及新发现的目标，指挥命令下达后的救援行动是否按规定执行、行动过程中出现的状况及行动效果等等。现场情报模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）情报获取；（2）情况上报；（3）情况处理。

3.2.2 态势整编

指挥控制系统能够提供态势整编功能，支持态势综合席提供整编处理现场情况信息、医疗救护行动信息生成综合现场态势图。态势整编模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）我情整编；（2）综合态势接收；（3）接收上级态势图。

3.2.3 态势显示控制

态势显示控制的主要功能是完成情报中心的作业功能，主要包括对整编的态势图进行图层管理，显示控制，叠加决心信息、计划信息和其他辅助救援信息等。态势显示控制模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）图层管理；（2）显示控制；（3）叠加决心信息；（4）叠加计划信息；（5）叠加其他辅助救援信息。

3.2.4 态势分发

综合现场及医疗救护行动态势图生成后，经过过滤和裁剪的处理方法分发给各指挥席位，在满足指挥席位的个性需求的同时，最大限度节省网络资源。态势分发模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）分发设置；（2）态势分发。

3.3 控制协调类结构

3.3.1 行动监控

行动监控主要完成我方力量任务变化及进展情况接收和上报，完成对人员、装备、物资损耗情况以及人员、装备损耗情况的接收、采集、查询、统计、汇报等功能。该模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）任务进展情况接收；（2）任务进展情况上报；（3）效果损耗采集；（4）效果损耗查询统计；（5）效果损耗汇报。

3.3.2 文书指挥

文书指挥提供了在网络条件下的各类救援文书的拟制、保存、发送、接收、回执、阅读和查询、删除、转发等管理功能。主要功能是为应急指挥中心的指挥员、参谋人员在应急响应、组织救援、救援实施的过程中，根据首长决心、意图，形成各种救援计划、决心方案提供软件支持。文书指挥模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）模板管理；（2）文书拟制；（3）文电传输。

3.3.3 短语指挥

短语指挥向救援指挥员提供了快速拟制和发送命令、通报、指示、报告等各种短语报文的功能；提供了从共享态势图上获取地理坐标信息自动填写到短语报文的能力，并且支持在态势图上指定我方力量进行短语发送。短语指挥模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）短语拟制；（2）短语发送；（3）短语接收；（4）短语管理；（5）短语模板维护。

3.3.4 虚拟兵力控制

实现对后勤（医护）、装备等虚拟兵力单位下达仿真的控制命令，为仿真模型分系统提供数据驱动，提供救援、后勤、装备各类命令下达功能。虚拟兵力控制模块按照功能可以划分为以下功能模块：（1）救援命令；（2）后勤命令；（3）装备命令。

4 结语

指挥控制系统是医疗救援应急指挥训练系统的重要组成部分，为受训者提供了一个组织筹划应急方案、实时控制协调救援行动的指挥控制支撑环境。本文系统通过数据、模型、知识、方法的有机融合与应用，为受训者提供了包括行动计划拟制、救援信息处理、救护行动监控、行动控制协调、虚拟救援分队指挥训练在内的全方位的应急医疗救援指挥控制训练系统。下一步研究应该关注于构建训练分析评估系统构建，从而能够对突发事件的应急处置能力以及医疗救护分队专业训练成效进行定性与定量评估。

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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

胡红娟（1979—），女，汉族，硕士学位，工程师，南京模拟技术研究所，研究方向为指挥训练。董浩洋（1989—），男，汉族，硕士研究生学历，助教，陆军工程大学，研究方向为指挥控制理论与仿真。齐宁（1986—），女，汉族，硕士研究生学历，现任陆军工程大学指挥控制工程学院指控战术教研室助教，研究方向为指挥控制理论与仿真。张晨（1974—），男，汉族，硕士研究生学历，陆军工程大学指挥控制工程学院指控战术教研室讲师，信息与通信工程学科通信与信息系统专业。