杜海艦，伍瑞昌，王運斗，張曉峰，李夢姝

(1.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所，天津 300161;2.南昌航空大學(xué)，江西南昌 330063)

0 引言

由于多樣化軍事行動及戰(zhàn)時衛(wèi)勤保障立體化的需求，救護直升機將在未來戰(zhàn)時立體后送及非戰(zhàn)爭軍事行動中發(fā)揮越來越重要的作用。而機載裝備，尤其是決定救護直升機基本功能的監(jiān)護、急救裝備，則是救護直升機開展醫(yī)療救治與后送的物質(zhì)基礎(chǔ)，其機載衛(wèi)生裝備配置的優(yōu)化將直接影響救護直升機效能的發(fā)揮。因此，本文采用排隊論方法研究救護直升機機載衛(wèi)生裝備的配置，以期對救護直升機機載裝備的配置優(yōu)化提供依據(jù)，也對救護直升機研制提供理論基礎(chǔ)。

救護直升機機載救護裝備的配置主要根據(jù)救護直升機的勤務(wù)功能及作業(yè)能力確定。救護直升機的基本功能為批量傷病員空運后送，實施傷病員運送途中的氣管切開、氣胸封閉引流、心電和呼吸監(jiān)護、除顫起博、輸液供氧、醫(yī)療護理等緊急救治。由此可確定機載救護裝備的品種。救護直升機的作業(yè)能力為一次后送并處置×名危重傷病員、×名臥姿傷病員，隨乘×名醫(yī)護人員，由此可確定救護直升機機載救護裝備的數(shù)量。

1 救護直升機機載救護裝備品種分析

救護直升機主要用于傷病員的后送及途中救治，因此根據(jù)其勤務(wù)需求及作業(yè)量，包括開展傷病員運送途中的氣管切開、氣胸封閉引流、心電和呼吸監(jiān)護、除顫起博、輸液供氧、醫(yī)療護理等緊急救治，可確定其品種如表1所示:

表1 救護直升機機載救護裝備品種需求表

從表1可以看出，由于救護直升機以途中緊急救治為主，因此需要擔架、除顫起搏監(jiān)護儀、急救呼吸機、電動吸引器、輸液泵和氧氣瓶等急救及監(jiān)護設(shè)備，確保完成規(guī)定的空中救護任務(wù)。

2 救護直升機機載救護裝備數(shù)量分析

2.1 機載救護裝備數(shù)量配置模型分析

要定量計算出機載救護裝備的編配數(shù)量，就需要找到合適的數(shù)學(xué)模型。在分析了機載救護裝備編配數(shù)量的特點后，可以看到，根據(jù)戰(zhàn)時傷員流的特點，傷員每時每刻都在發(fā)生著，在經(jīng)過救治機構(gòu)處置后，就需要等待后送。救護直升機在救治傷病員時，如果傷病傷情及傷病員數(shù)量超過救護直升機的救治能力，就會存在傷病員排隊的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象正是運籌學(xué)中排隊論涉及到的理論，由此可用排隊論對機載救護裝備的編配數(shù)量進行探索研究。

戰(zhàn)時傷員排隊具有隨機性的特點，傷員到達和服務(wù)時間都符合一定的概率分布，根據(jù)經(jīng)驗可知，傷員產(chǎn)生的過程具有以下兩個特點［1－3］:

1)在等長的時間區(qū)間內(nèi)到達的傷員個數(shù)完全服從相同的分布，這一特性叫做穩(wěn)定增量性;

2)傷員在救治機構(gòu)服務(wù)的時間與該傷員已經(jīng)接受了多長時間的服務(wù)無關(guān)，即馬爾柯夫性。

平面P與平面Q大小相等且平行放置，垂直距離為h。平面P為光源面，共放置N顆LED燈珠。平面Q為目標面，代表植物所在的平面，即需要檢測照度均勻性的平面。假設(shè)平面 P 上有一點 A（m0，n0，h），目標面上有一點 B（x0，y0，0），點 A 在點 B 產(chǎn)生的光照強度為：

這兩個特點正符合泊松分布，因此，可以用泊松流來描述傷員的產(chǎn)生規(guī)律，即傷員到達個數(shù)的分布服從泊松分布，到達時間間隔和服務(wù)時間服從負指數(shù)分布。

2.2 機載救護裝備數(shù)量配置模型建立

2.2.1 模型邊界條件

假定救護直升機一次后送5名臥位傷病員，可知一次后送量為5人。由于救護直升機在戰(zhàn)術(shù)區(qū)到戰(zhàn)役區(qū)的區(qū)域內(nèi)執(zhí)行救治任務(wù)，即可知假定距離為220km，而直升機巡航速度為240km/h，可知整個救治時間約為60min;同時，傷病員是批量到達并且批量后送，因此傷員到達不是隨機變量，可為一定值;傷員救護時間是隨機變量，可根據(jù)指數(shù)分布求出傷員救治時間隨機數(shù)。如表2所示救護直升機基本衛(wèi)勤參數(shù)表。

表2 救護直升機衛(wèi)勤參數(shù)表

2.2.2 排隊論模型建立

救護直升機傷員批量到達且后送，服務(wù)時間服從指數(shù)分布，可采用多服務(wù)臺變步長人數(shù)固定排隊模型［4，5］。按照上述的傷員到達的狀態(tài)圖，當傷員周而復(fù)始地到達多服務(wù)臺的時候，就可以計算出傷員的平均等待時間及有關(guān)的一些救治信息。因此，多服務(wù)臺傷員排隊模型框圖如圖1所示。

根據(jù)圖1的流程，可以編寫程序，首先設(shè)計程序流程圖，如圖2所示。

圖1 多服務(wù)臺固定步長流程圖

圖2中各參數(shù)的含義如表3所示。

2.2.3 模型結(jié)果分析

機載救護裝備中，以急救裝備及耗材為主，這里以急救裝備中的吸引器及耗材中的葡萄糖瓶裝數(shù)量為例，重點分析其裝備配置數(shù)量。

1)電動吸引器的配置數(shù)量

前面已經(jīng)論證了救護直升機所需要的品種，這里以電動吸引器為例，應(yīng)用排隊論模型來確定電動吸引器的配置數(shù)量。

確定數(shù)量也需要輸入?yún)?shù)才能獲得結(jié)果，電動吸引器編配數(shù)量模擬需要知道電動吸引器的使用率以及電動吸引器的保障率，即戰(zhàn)時傷員隔多長時間使用電動吸引器，每次使用電動吸引器為多長時間。根據(jù)邊界條件，可知救護直升機一次后送5位臥位傷病員，一次后送時間為60min，假定其中有60%的傷病員需要開展急救并需要利用電動吸引器，即可知其平均到達率為=5×60%/1=3(人/h)，又根據(jù)有關(guān)資料，重傷員的急救時間為50min/例，即相當于電動吸引器的平均服務(wù)率。要求重傷員的平均等待時間不能超過10min(見表4)。

圖2 多服務(wù)臺固定步長程序流程圖

表3 固定步長排隊模型參數(shù)表

表4 電動吸引器運行參數(shù)表

根據(jù)吸引器運行參數(shù)，代入排隊模型可得出模擬結(jié)果如表5所示。

同樣，當服務(wù)強度增加時，可求出相應(yīng)的救治效率，如表6所示。

從結(jié)果看，當急救率為60%時，即相當于有3人需要急救時，按照平均等待時間不超過10min的要求看，若配置2臺電動吸引器，平均等待時間為8.6195min，小于10min，可見配置2臺電動吸引器數(shù)量是合適的。當急救率增加時，當增加到80%時，即相當于有4人需要急救，此時可發(fā)現(xiàn)2臺電動吸引器的平均等待時間為18.5617min，已經(jīng)不能滿足救治要求，此時若電動吸引器數(shù)量為3，平均等待時間為4.1907min，可以滿足救治要求。

表5 電動吸引器救治效率表(后送人數(shù)5人，急救率60%)

表6 電動吸引器救治效率表(后送人數(shù)5人，急救率80%)

2)葡萄糖注射液的配置數(shù)量

根據(jù)衛(wèi)勤教材可知，一般傷病員的輸液率為20%，因此在配置葡萄糖注射液數(shù)量時，也可以參照此衛(wèi)勤教材參數(shù)。

一次后送5人，按照輸液率20%計，則可知有1人需要輸液;當后送人數(shù)為9人時，則有2人需要輸液，輸液時間假定為50min，則可以通過排隊模型計算配置數(shù)量。

表7 葡萄糖注射液運行參數(shù)表

根據(jù)運行參數(shù)，代入排隊模型可得出模擬結(jié)果，如表8所示。

表8 葡萄糖注射液救治效率表(后送人數(shù)5人，輸液率20%)

同樣，當服務(wù)強度增加時，可求出相應(yīng)的救治效率，如表9所示。

表9 葡萄糖注射液救治效率表(后送人數(shù)9人，輸液率20%)

從結(jié)果看，當輸液率為20%時，即相當于有1人需要輸液時，按照平均等待時間不超過10min的要求看，當配置1瓶500ml葡萄糖注射液數(shù)量時，平均等待時間為0.0006min，小于10min，可見配置1瓶500ml葡萄糖注射液數(shù)量是合適的。

但當后送人數(shù)為9人時，發(fā)現(xiàn)配置1瓶500ml葡萄糖注射液數(shù)量的平均等待時間為24.2392min，已經(jīng)不能滿足救治要求，需要增加葡萄糖注射液數(shù)量，即當葡萄糖注射液數(shù)量為2時，平均等待時間為0min，可以滿足救治要求。由此可知，葡萄糖注射液數(shù)量為1瓶以上，少于或等于2瓶合適。同理，氯化鈉注射液的服務(wù)效率和葡萄糖注射液一致，可參照同樣的排隊模型，因此可知其配置數(shù)量為1瓶以上，2瓶以內(nèi)為宜。

2.3 機載救護裝備品量綜合分析

綜合上述機載救護裝備的品種及數(shù)量分析可知，采用排隊模型能夠定量計算出配置數(shù)量，配置方案生成過程中，只要輸入各類救護裝備的服務(wù)效率，代入排隊模型中，就可以得出數(shù)量配置方案。主要機載救護裝備配置數(shù)量及品種如表10所示。

表10 機載救護裝備品量服務(wù)服務(wù)效率表

續(xù)表10

根據(jù)表10各類救護裝備的服務(wù)效率，通過排隊模型，即可求出相應(yīng)的配置數(shù)量，如表11所示。

表11 機載救護裝備品量分析表

3 小結(jié)

本文根據(jù)救護直升機的勤務(wù)需求分析，采用排隊論方法，定性及定量相結(jié)合的方法確定救護直升機機載裝備的品種和數(shù)量，結(jié)果科學(xué)客觀，能夠為救護直升機機載裝備優(yōu)化配置研究提供依據(jù)，彌補了國內(nèi)外救護直升機機載裝備優(yōu)化配置研究方面的不足，并可為救護直升機研制提供論證基礎(chǔ)。不足之處在于救護直升機機載裝備的優(yōu)化配置是一個系統(tǒng)工程，全部采用排隊論方法研究裝備數(shù)量的配置可能有失公允，下一步打算采用同其它方法(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))相結(jié)合的方法，進一步分析機載裝備的優(yōu)化配置，以便為更深層次的研究機載裝備的優(yōu)化配置提供基礎(chǔ)。

［1］王可定.作戰(zhàn)模擬理論與方法［M］.長沙:國防科技大學(xué)出版社，1999:313－320.

［2］Sundstrom S C，Blood C G，Matheny S A.The optimal placement of casualty evacuation assets:a linear programming model［R］.ADA306020.1996.

［3］Matheny S A，Keith D C，Sundstrom S C，et a1.A medical planning tool for projecting the required casualty evacuation assets in a military theater of operations［R］.ADA335748.1998.

［4］戰(zhàn)傷救治規(guī)則.總后衛(wèi)生部(Z)，2006.

［5］Blood C G，Jolly R T，Odowick M S.An analysis of shipboard casualty incidence during naval combat operations［R］.Naval Health Research Center，1995.