肖清滔，陳 銳，鄭 然，徐迪雄

1 陸軍軍醫(yī)大學(xué)，重慶 400038；2 陸軍第 951醫(yī)院，新疆庫(kù)爾勒 841000；3 陸軍衛(wèi)勤訓(xùn)練基地，重慶400038；4 解放軍總醫(yī)院，北京 100853

非致命性武器指不會(huì)直接造成人員死亡、裝備毀滅和生態(tài)環(huán)境破壞，通過(guò)特定技術(shù)手段“軟殺傷、軟破壞”，使敵方作戰(zhàn)能力喪失和削弱的“人道性”武器[1]。在當(dāng)前“和平與發(fā)展”的世界發(fā)展主流背景下，非致命性武器被廣泛用于邊境執(zhí)勤、反恐、處突等任務(wù)[2]?？壳爸贫ǚ侵旅晕淦鳑_突下衛(wèi)勤保障策略，對(duì)于提高新時(shí)期我軍邊防軍事斗爭(zhēng)衛(wèi)勤準(zhǔn)備有著極為重要意義和價(jià)值。為此，本研究采取智能仿真技術(shù)，建立非致命性武器沖突現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)勤救治模型，推演不同戰(zhàn)傷減員預(yù)計(jì)(以下簡(jiǎn)稱減員預(yù)計(jì))下高原現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)勤力量組織配置策略，為今后邊境軍事行動(dòng)衛(wèi)勤決策提供參考。

1 軍事衛(wèi)勤仿真

軍事衛(wèi)勤仿真作為一種研究戰(zhàn)時(shí)衛(wèi)勤保障的方法，是聯(lián)合作戰(zhàn)體系對(duì)抗環(huán)境下的重要決策輔助工具，受到各國(guó)軍隊(duì)的青睞[3-10]。其主要分為連續(xù)系統(tǒng)仿真和離散事件系統(tǒng)仿真，包括基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的仿真、基于智能體的仿真、基于離散事件的仿真等。鑒于本研究中包含多個(gè)具備自主功能的實(shí)體對(duì)象，因此采用基于智能體的仿真建模思路，通過(guò)自編程構(gòu)建智能體行為，在Anylogic平臺(tái)推理引擎上進(jìn)行仿真推演。該平臺(tái)以Java為底層邏輯語(yǔ)言，可用于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、多智能體、離散事件等不同類型的仿真建模[11-12]。

2 仿真對(duì)象

基于我軍救治階梯設(shè)置，本文主要聚焦非致命性武器現(xiàn)場(chǎng)保障策略，主要涉及現(xiàn)場(chǎng)救治力量、救護(hù)站、后送運(yùn)力和傷員等對(duì)象，不涉及具體的醫(yī)療處置過(guò)程。結(jié)合對(duì)象的功能、交互邏輯等建立仿真基本模型，包括現(xiàn)場(chǎng)救治、傷員集中、傷員后送等保障基本環(huán)節(jié)，如圖1所示。主要包括4類智能體。

圖 1 救治現(xiàn)場(chǎng)基本運(yùn)行邏輯

1)現(xiàn)場(chǎng)救治智能體：現(xiàn)場(chǎng)救治智能體主要模擬現(xiàn)場(chǎng)醫(yī)療救治人員。在傷員出現(xiàn)后主要完成傷員現(xiàn)場(chǎng)救治任務(wù)，通常由部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗衛(wèi)生員承擔(dān)。必要時(shí)可由后方救治機(jī)構(gòu)加強(qiáng)人員，提高現(xiàn)場(chǎng)救治效能。現(xiàn)場(chǎng)救治人員往往是一對(duì)多關(guān)系，其數(shù)量決定了傷員接受現(xiàn)場(chǎng)救治的效率，因此在本研究中現(xiàn)場(chǎng)救治智能體數(shù)量≥1，采取并行方式同步自主開(kāi)展。

2)救護(hù)站智能體：要模擬救護(hù)站職能。救護(hù)站通常緊靠沖突現(xiàn)場(chǎng)，主要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傷員實(shí)施前接；完成傷員收攏，對(duì)傷員實(shí)施緊急處置后，及時(shí)組織傷員后送。高原邊境地區(qū)，在高海拔、低溫和交通基礎(chǔ)設(shè)施不足等多重因素影響下，救護(hù)站對(duì)傷員的處置措施有限，工作的重點(diǎn)是完成基本的損傷控制性初級(jí)處置后，依據(jù)傷員傷勢(shì)盡快組織安排后送。通常按照重傷員臥姿優(yōu)先后送、輕傷員坐姿后送的方式組織[13-14]。救護(hù)站智能體主要體現(xiàn)在傷員收攏集中環(huán)節(jié)，以傷員分類后送為主。

3)后送運(yùn)力智能體：主要模擬現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生運(yùn)力，1個(gè)智能體表示1個(gè)后送運(yùn)力單位，包括后送運(yùn)力基本性能指標(biāo)，如運(yùn)載量、歸屬機(jī)構(gòu)等信息。后送運(yùn)力智能體的內(nèi)部邏輯如圖2所示。本研究中假設(shè)所有后送運(yùn)力屬同一種型號(hào)，基本配置：每運(yùn)力單位需配置1名駕駛員、1名衛(wèi)生人員；可同時(shí)后送2名臥姿傷員或6名坐姿傷員。按照我軍現(xiàn)行配置，現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生運(yùn)力數(shù)量≥1，因此模型中后送運(yùn)力智能體將依據(jù)各自狀態(tài)獨(dú)立運(yùn)行，整體呈現(xiàn)智能體群形態(tài)。然而后送運(yùn)力受編制、成本等制約，不可能無(wú)限增大，因此屬衛(wèi)勤保障中的有限資源。后運(yùn)力數(shù)量越多，后送效率越高，但人力需求也越大。

圖 2 后送運(yùn)力智能體內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)

4)傷員智能體：主要用于描述傷員基本情況，包括傷員傷情、傷勢(shì)、負(fù)傷信息等基本信息，智能體數(shù)量根據(jù)減員預(yù)計(jì)計(jì)算。常見(jiàn)的非致命性武器帶來(lái)的損傷風(fēng)險(xiǎn)包括鈍挫傷、皮膚擦傷、眼睛損傷等，這些損傷程度都受到目標(biāo)的范圍、撞擊區(qū)域大小、被撞擊區(qū)域衣服或防護(hù)裝備的厚度等影響[15-16]。

3 模型評(píng)價(jià)指標(biāo)

人員負(fù)傷后，需要盡快對(duì)傷員實(shí)施救治，并盡早組織傷員后送。結(jié)合本文研究重點(diǎn)，在參考同類研究的基礎(chǔ)上[11,17-19]，從救治和后送兩個(gè)維度對(duì)現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)勤保障性能進(jìn)行評(píng)估。

1)傷員救治維度：從資源配置角度看，人員負(fù)傷后應(yīng)及時(shí)接受醫(yī)療處置，救治資源越大，傷員等待救治的時(shí)限越短。因此從時(shí)間層面選擇傷員救治平均等待時(shí)間作為衡量現(xiàn)場(chǎng)救治力量的評(píng)估指標(biāo)，公式為：

為現(xiàn)場(chǎng)傷員等待救治平均時(shí)間，n為通過(guò)傷員數(shù)量，tci為第i名傷員的負(fù)傷時(shí)間，tsi為第i名傷員開(kāi)始接受醫(yī)療處置時(shí)間。越小表示通過(guò)救治機(jī)構(gòu)的傷員救治等待時(shí)間越少，傷員救治時(shí)效越佳。

2)傷員后送維度：高原地區(qū)，傷員負(fù)傷后應(yīng)及時(shí)實(shí)施后送，最大程度提高傷員預(yù)后。當(dāng)運(yùn)力不足時(shí)，可能導(dǎo)致傷員后送不及時(shí)，出現(xiàn)傷員堆積，能夠直觀反映后送運(yùn)力是否滿足傷員需求的情況。為此，本研究選擇后送運(yùn)力效率[公式(2)]、傷員后送平均等待時(shí)間[公式(3)]、后送傷員滯留量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)傷員后送情況進(jìn)行評(píng)估。

UR為后送運(yùn)力使用效率，V空為后送運(yùn)力空閑時(shí)間，V總為 后送運(yùn)力總使用時(shí)間。UR越大表示運(yùn)力忙碌程度越高，UR越小表示運(yùn)力閑置率越高。

為傷員后送等待平均用時(shí)，n為通等待后送傷員數(shù)量，tei為第i名傷員進(jìn)入后送隊(duì)列時(shí)間，為第i名傷員裝載完畢實(shí)施的時(shí)間，越小表示傷員等待后送時(shí)間越少。

4 數(shù)據(jù)和想定

本研究將某單位關(guān)于高原邊境地域非致命性武器沖突衛(wèi)勤保障想定為仿真背景，其衛(wèi)勤保障基本組成見(jiàn)表1，其中救治現(xiàn)場(chǎng)與救護(hù)站相距20 min陸運(yùn)距離。

傷員的出現(xiàn)與作戰(zhàn)對(duì)手、類型、環(huán)境等諸多因素相關(guān)，在以往研究中發(fā)現(xiàn)傷員產(chǎn)生通常服從泊松分布過(guò)程[17,20-21]，即單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生k名傷員的概率傷員傷情分布比例參考?xì)v史數(shù)據(jù)和以往積累(表2)。依據(jù)想定內(nèi)容，預(yù)設(shè)保障對(duì)象為基本合成旅規(guī)模，衛(wèi)勤保障時(shí)限為24 h，減員預(yù)計(jì)初始為5%，最大減員預(yù)計(jì)為10%(Δ=1%)，仿真運(yùn)行時(shí)間單位為分鐘。

表 1 仿真對(duì)象基本組成

表 2 傷員傷情分布預(yù)計(jì)情況

5 結(jié)果與討論

1)減員預(yù)計(jì)單變量變化仿真結(jié)果：按初始衛(wèi)勤力量配置，即現(xiàn)場(chǎng)救治智能體d=6、后送運(yùn)力智能體v=2狀態(tài)，按減員預(yù)計(jì)w∈[5%，10%](其中Δ=1%)，推導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)勤保障效能。仿真結(jié)果顯示，在傷員救治維度中，傷員救治等待平均用時(shí)隨減員預(yù)計(jì)的增大而快速上升，基準(zhǔn)線(=10)以上占比逐漸增大，說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)救治力量已無(wú)法達(dá)到救治時(shí)效要求(圖3)。在傷員后送維度中，隨著減員預(yù)計(jì)的增大，后送運(yùn)力使用率快速上升，并長(zhǎng)期處于飽和狀態(tài)(圖4)，與此同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)傷員堆積也在不斷增加(圖5)，導(dǎo)致傷員后送平均時(shí)間上升(圖6)，這說(shuō)明由于后送運(yùn)力已無(wú)法滿足傷員后送需求，造成傷員在現(xiàn)場(chǎng)滯留，傷員運(yùn)送的及時(shí)率偏低。

2)力量配置及減員預(yù)計(jì)多變量變化仿真結(jié)果：根據(jù)單變量變化的仿真結(jié)果，采取不同力量配置策略，推導(dǎo)減員預(yù)計(jì)下現(xiàn)場(chǎng)傷員衛(wèi)勤保障情況。即現(xiàn)場(chǎng)救治智能體d∈[6，10](其中Δ=1)；后送運(yùn)力智能體v∈[2，5](其中Δ=1)；減員預(yù)計(jì)w∈[5%，10%](其中Δ=1%)實(shí)施模擬仿真。仿真結(jié)果顯示，隨著現(xiàn)場(chǎng)救治力量的加強(qiáng)，傷員下降。這是源于救治力量增強(qiáng)后，救治并行進(jìn)程增多，加快了傷員通過(guò)率，從而降低傷員救治等待時(shí)限(圖7所示)。但同時(shí)也帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題：①過(guò)度增加現(xiàn)場(chǎng)救治力量，可能導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)救治力量閑置率上升，如圖9中，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)救治智能體數(shù)量≥9后，雖然保證了較高的傷員通過(guò)率，但救治力量的閑置率也較高；②傷員通過(guò)率提高后，若沒(méi)有充足的后送運(yùn)力，會(huì)導(dǎo)致救護(hù)站后送傷員大量滯留，延遲傷員得到進(jìn)一步救治的時(shí)效。因此在現(xiàn)場(chǎng)力量配置中需要考慮現(xiàn)場(chǎng)傷員通過(guò)率與救護(hù)站傷員后送間的均衡性。

圖 3 初始衛(wèi)勤配置下，在減員預(yù)計(jì)5% ～ 10%的變化

圖 4 初始衛(wèi)勤配置下，后送運(yùn)力 U R 在減員預(yù)計(jì)5% ～ 10%的變化

圖 5 初始衛(wèi)勤配置下，傷員 te 在減員預(yù)計(jì)5% ～ 10%的變化

圖 6 初始衛(wèi)勤配置下，傷員后送堆積量在減員預(yù)計(jì)5% ～ 10%的變化

圖 7 現(xiàn)場(chǎng)救治力量與減員預(yù)計(jì)同步變化下變化分布

在傷員后送維度中，仿真結(jié)果顯示，伴隨后送運(yùn)力的增加，現(xiàn)場(chǎng)傷員后送時(shí)效性得到較大改善，后送等待時(shí)限te在不斷下降，現(xiàn)場(chǎng)后送傷員的滯留情況也得到較大緩解，在同等減員預(yù)計(jì)下，當(dāng)后送運(yùn)力v=5時(shí)，相比v=2，最大可下降約69%(圖8)。與此同時(shí)，后送運(yùn)力UR也隨著后送運(yùn)力的增大快速下降，當(dāng)v=5時(shí)，相比v=2，下降最大約26%(圖9)，表明后送運(yùn)力閑置率偏高，運(yùn)力使用的效率偏低。因此在后送運(yùn)力配置中，需要在充分考慮傷員與運(yùn)力之間的平衡。

圖 8 后送運(yùn)力與減員預(yù)計(jì)變化下變化分布

圖 9 后送運(yùn)力與減員預(yù)計(jì)變化下 變化分布

3)衛(wèi)勤力量配置策略研究：如上述分析，高原地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)勤保障力量的配置，需要在現(xiàn)場(chǎng)救治力量使用率、傷員后送效率、運(yùn)力使用率之間達(dá)到平衡。為此，本研究在前述仿真分析的基礎(chǔ)上，依據(jù)“時(shí)效救治”理念相關(guān)要求[18,22]，結(jié)合想定背景中高原地域限制和現(xiàn)場(chǎng)位置，選擇=10和=40作為配置策略的控制閾值，得到現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)勤力量配置仿真控制策略，結(jié)果見(jiàn)表3。

表 3 高原邊境救治現(xiàn)場(chǎng)不同衛(wèi)勤力量配置下各指標(biāo)情況

從傷員救治維度看，隨著現(xiàn)場(chǎng)救治人員數(shù)量的增加，傷員救治等待時(shí)限下降，當(dāng)減員預(yù)計(jì)≤6%時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)配置7名救治人員可滿足救治要求；當(dāng)減員預(yù)計(jì)≤10%，現(xiàn)場(chǎng)配置8名救治人員可滿足救治要求。這主要是因?yàn)閭麊T大多屬于非致命性武器導(dǎo)致的創(chuàng)傷，現(xiàn)場(chǎng)救治人員重點(diǎn)完成損傷控制性初級(jí)急救[23]，因此不用配置大量人力。

從傷員后送維度看，在同等減員預(yù)計(jì)的條件下，隨著后送運(yùn)力的增大，傷員后送等待的改善較為明顯，后送的邊際效益隨運(yùn)力的增大而增大；但隨著運(yùn)力資源的增加，運(yùn)力的使用率在緩慢下降，這是由于傷員大多可采用坐姿后送的方式，單位時(shí)間內(nèi)后送傷員較多，從而造成運(yùn)力在救治后期閑置率增大。根據(jù)仿真結(jié)果顯示，當(dāng)減員預(yù)計(jì)≤6%時(shí)，配置3個(gè)后送運(yùn)力能滿足后送需求；當(dāng)減員預(yù)計(jì)≤8%時(shí)，配置4個(gè)后送運(yùn)力基本能滿足后送需求；當(dāng)減員預(yù)計(jì)≤10%時(shí)，配置5個(gè)后送運(yùn)力能滿足后送需求。

綜合傷員救治和后送組合看，當(dāng)減員預(yù)計(jì)≤6%時(shí)，配置7名現(xiàn)場(chǎng)救治人員、3個(gè)后送運(yùn)力可滿足救治需求；當(dāng)減員預(yù)計(jì)≤10%時(shí)，配置8名現(xiàn)場(chǎng)救治人員、5個(gè)后送運(yùn)力可滿足救治需求。說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)救治力量的增大在提高傷員通過(guò)率的同時(shí)，對(duì)救護(hù)站傷員后送提出更高需求，需要同步增加后送運(yùn)力資源，這為編排衛(wèi)勤保障預(yù)案提出了新的參考。

6 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)運(yùn)用仿真技術(shù)，基于智能體構(gòu)建高原邊境地域現(xiàn)場(chǎng)救治模型，模擬非致命性武器損傷現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)勤救治過(guò)程，較好地體現(xiàn)了不同減員預(yù)計(jì)條件下現(xiàn)場(chǎng)救治人員和后送運(yùn)力數(shù)量配置方式對(duì)傷員一線救治和后送的影響大小，并對(duì)人員和運(yùn)力配置的最優(yōu)策略進(jìn)行了探究。但高原邊境傷員救治涉及內(nèi)容角度，而本文僅從力量配角度對(duì)非致命性武器損傷救治和后送進(jìn)行了分析，對(duì)傷員救治效果、后送工具運(yùn)用等的分析還需進(jìn)一步拓展完善。