非致命性武器伤高原边境现场医疗救治力量配置仿真研究

肖清滔，陈 锐，郑 然，徐迪雄

1 陆军军医大学，重庆 400038；2 陆军第 951医院，新疆库尔勒 841000；3 陆军卫勤训练基地，重庆400038；4 解放军总医院，北京 100853

非致命性武器指不会直接造成人员死亡、装备毁灭和生态环境破坏，通过特定技术手段“软杀伤、软破坏”，使敌方作战能力丧失和削弱的“人道性”武器[1]。在当前“和平与发展”的世界发展主流背景下，非致命性武器被广泛用于边境执勤、反恐、处突等任务[2]。靠前制定非致命性武器冲突下卫勤保障策略，对于提高新时期我军边防军事斗争卫勤准备有着极为重要意义和价值。为此，本研究采取智能仿真技术，建立非致命性武器冲突现场卫勤救治模型，推演不同战伤减员预计(以下简称减员预计)下高原现场卫勤力量组织配置策略，为今后边境军事行动卫勤决策提供参考。

1 军事卫勤仿真

军事卫勤仿真作为一种研究战时卫勤保障的方法，是联合作战体系对抗环境下的重要决策辅助工具，受到各国军队的青睐[3-10]。其主要分为连续系统仿真和离散事件系统仿真，包括基于系统动力学的仿真、基于智能体的仿真、基于离散事件的仿真等。鉴于本研究中包含多个具备自主功能的实体对象，因此采用基于智能体的仿真建模思路，通过自编程构建智能体行为，在Anylogic平台推理引擎上进行仿真推演。该平台以Java为底层逻辑语言，可用于系统动力学、多智能体、离散事件等不同类型的仿真建模[11-12]。

2 仿真对象

基于我军救治阶梯设置，本文主要聚焦非致命性武器现场保障策略，主要涉及现场救治力量、救护站、后送运力和伤员等对象，不涉及具体的医疗处置过程。结合对象的功能、交互逻辑等建立仿真基本模型，包括现场救治、伤员集中、伤员后送等保障基本环节，如图1所示。主要包括4类智能体。

图 1 救治现场基本运行逻辑

1)现场救治智能体：现场救治智能体主要模拟现场医疗救治人员。在伤员出现后主要完成伤员现场救治任务，通常由部队战斗卫生员承担。必要时可由后方救治机构加强人员，提高现场救治效能。现场救治人员往往是一对多关系，其数量决定了伤员接受现场救治的效率，因此在本研究中现场救治智能体数量≥1，采取并行方式同步自主开展。

2)救护站智能体：要模拟救护站职能。救护站通常紧靠冲突现场，主要对现场伤员实施前接；完成伤员收拢，对伤员实施紧急处置后，及时组织伤员后送。高原边境地区，在高海拔、低温和交通基础设施不足等多重因素影响下，救护站对伤员的处置措施有限，工作的重点是完成基本的损伤控制性初级处置后，依据伤员伤势尽快组织安排后送。通常按照重伤员卧姿优先后送、轻伤员坐姿后送的方式组织[13-14]。救护站智能体主要体现在伤员收拢集中环节，以伤员分类后送为主。

3)后送运力智能体：主要模拟现场卫生运力，1个智能体表示1个后送运力单位，包括后送运力基本性能指标，如运载量、归属机构等信息。后送运力智能体的内部逻辑如图2所示。本研究中假设所有后送运力属同一种型号，基本配置：每运力单位需配置1名驾驶员、1名卫生人员；可同时后送2名卧姿伤员或6名坐姿伤员。按照我军现行配置，现场卫生运力数量≥1，因此模型中后送运力智能体将依据各自状态独立运行，整体呈现智能体群形态。然而后送运力受编制、成本等制约，不可能无限增大，因此属卫勤保障中的有限资源。后运力数量越多，后送效率越高，但人力需求也越大。

图 2 后送运力智能体内部逻辑结构

4)伤员智能体：主要用于描述伤员基本情况，包括伤员伤情、伤势、负伤信息等基本信息，智能体数量根据减员预计计算。常见的非致命性武器带来的损伤风险包括钝挫伤、皮肤擦伤、眼睛损伤等，这些损伤程度都受到目标的范围、撞击区域大小、被撞击区域衣服或防护装备的厚度等影响[15-16]。

3 模型评价指标

人员负伤后，需要尽快对伤员实施救治，并尽早组织伤员后送。结合本文研究重点，在参考同类研究的基础上[11,17-19]，从救治和后送两个维度对现场卫勤保障性能进行评估。

1)伤员救治维度：从资源配置角度看，人员负伤后应及时接受医疗处置，救治资源越大，伤员等待救治的时限越短。因此从时间层面选择伤员救治平均等待时间作为衡量现场救治力量的评估指标，公式为：

为现场伤员等待救治平均时间，n为通过伤员数量，tci为第i名伤员的负伤时间，tsi为第i名伤员开始接受医疗处置时间。越小表示通过救治机构的伤员救治等待时间越少，伤员救治时效越佳。

2)伤员后送维度：高原地区，伤员负伤后应及时实施后送，最大程度提高伤员预后。当运力不足时，可能导致伤员后送不及时，出现伤员堆积，能够直观反映后送运力是否满足伤员需求的情况。为此，本研究选择后送运力效率[公式(2)]、伤员后送平均等待时间[公式(3)]、后送伤员滞留量对现场伤员后送情况进行评估。

UR为后送运力使用效率，V空为后送运力空闲时间，V总为 后送运力总使用时间。UR越大表示运力忙碌程度越高，UR越小表示运力闲置率越高。

为伤员后送等待平均用时，n为通等待后送伤员数量，tei为第i名伤员进入后送队列时间，为第i名伤员装载完毕实施的时间，越小表示伤员等待后送时间越少。

4 数据和想定

本研究将某单位关于高原边境地域非致命性武器冲突卫勤保障想定为仿真背景，其卫勤保障基本组成见表1，其中救治现场与救护站相距20 min陆运距离。

伤员的出现与作战对手、类型、环境等诸多因素相关，在以往研究中发现伤员产生通常服从泊松分布过程[17,20-21]，即单位时间内产生k名伤员的概率伤员伤情分布比例参考历史数据和以往积累(表2)。依据想定内容，预设保障对象为基本合成旅规模，卫勤保障时限为24 h，减员预计初始为5%，最大减员预计为10%(Δ=1%)，仿真运行时间单位为分钟。

表 1 仿真对象基本组成

表 2 伤员伤情分布预计情况

5 结果与讨论

1)减员预计单变量变化仿真结果：按初始卫勤力量配置，即现场救治智能体d=6、后送运力智能体v=2状态，按减员预计w∈[5%，10%](其中Δ=1%)，推导现场卫勤保障效能。仿真结果显示，在伤员救治维度中，伤员救治等待平均用时随减员预计的增大而快速上升，基准线(=10)以上占比逐渐增大，说明现场救治力量已无法达到救治时效要求(图3)。在伤员后送维度中，随着减员预计的增大，后送运力使用率快速上升，并长期处于饱和状态(图4)，与此同时现场伤员堆积也在不断增加(图5)，导致伤员后送平均时间上升(图6)，这说明由于后送运力已无法满足伤员后送需求，造成伤员在现场滞留，伤员运送的及时率偏低。

2)力量配置及减员预计多变量变化仿真结果：根据单变量变化的仿真结果，采取不同力量配置策略，推导减员预计下现场伤员卫勤保障情况。即现场救治智能体d∈[6，10](其中Δ=1)；后送运力智能体v∈[2，5](其中Δ=1)；减员预计w∈[5%，10%](其中Δ=1%)实施模拟仿真。仿真结果显示，随着现场救治力量的加强，伤员下降。这是源于救治力量增强后，救治并行进程增多，加快了伤员通过率，从而降低伤员救治等待时限(图7所示)。但同时也带来两个问题：①过度增加现场救治力量，可能导致现场救治力量闲置率上升，如图9中，当现场救治智能体数量≥9后，虽然保证了较高的伤员通过率，但救治力量的闲置率也较高；②伤员通过率提高后，若没有充足的后送运力，会导致救护站后送伤员大量滞留，延迟伤员得到进一步救治的时效。因此在现场力量配置中需要考虑现场伤员通过率与救护站伤员后送间的均衡性。

图 3 初始卫勤配置下，在减员预计5% ～ 10%的变化

图 4 初始卫勤配置下，后送运力 U R 在减员预计5% ～ 10%的变化

图 5 初始卫勤配置下，伤员 te 在减员预计5% ～ 10%的变化

图 6 初始卫勤配置下，伤员后送堆积量在减员预计5% ～ 10%的变化

图 7 现场救治力量与减员预计同步变化下变化分布

在伤员后送维度中，仿真结果显示，伴随后送运力的增加，现场伤员后送时效性得到较大改善，后送等待时限te在不断下降，现场后送伤员的滞留情况也得到较大缓解，在同等减员预计下，当后送运力v=5时，相比v=2，最大可下降约69%(图8)。与此同时，后送运力UR也随着后送运力的增大快速下降，当v=5时，相比v=2，下降最大约26%(图9)，表明后送运力闲置率偏高，运力使用的效率偏低。因此在后送运力配置中，需要在充分考虑伤员与运力之间的平衡。

图 8 后送运力与减员预计变化下变化分布

图 9 后送运力与减员预计变化下 变化分布

3)卫勤力量配置策略研究：如上述分析，高原地区现场卫勤保障力量的配置，需要在现场救治力量使用率、伤员后送效率、运力使用率之间达到平衡。为此，本研究在前述仿真分析的基础上，依据“时效救治”理念相关要求[18,22]，结合想定背景中高原地域限制和现场位置，选择=10和=40作为配置策略的控制阈值，得到现场卫勤力量配置仿真控制策略，结果见表3。

表 3 高原边境救治现场不同卫勤力量配置下各指标情况

从伤员救治维度看，随着现场救治人员数量的增加，伤员救治等待时限下降，当减员预计≤6%时，现场配置7名救治人员可满足救治要求；当减员预计≤10%，现场配置8名救治人员可满足救治要求。这主要是因为伤员大多属于非致命性武器导致的创伤，现场救治人员重点完成损伤控制性初级急救[23]，因此不用配置大量人力。

从伤员后送维度看，在同等减员预计的条件下，随着后送运力的增大，伤员后送等待的改善较为明显，后送的边际效益随运力的增大而增大；但随着运力资源的增加，运力的使用率在缓慢下降，这是由于伤员大多可采用坐姿后送的方式，单位时间内后送伤员较多，从而造成运力在救治后期闲置率增大。根据仿真结果显示，当减员预计≤6%时，配置3个后送运力能满足后送需求；当减员预计≤8%时，配置4个后送运力基本能满足后送需求；当减员预计≤10%时，配置5个后送运力能满足后送需求。

综合伤员救治和后送组合看，当减员预计≤6%时，配置7名现场救治人员、3个后送运力可满足救治需求；当减员预计≤10%时，配置8名现场救治人员、5个后送运力可满足救治需求。说明现场救治力量的增大在提高伤员通过率的同时，对救护站伤员后送提出更高需求，需要同步增加后送运力资源，这为编排卫勤保障预案提出了新的参考。

6 结语

本文通过运用仿真技术，基于智能体构建高原边境地域现场救治模型，模拟非致命性武器损伤现场卫勤救治过程，较好地体现了不同减员预计条件下现场救治人员和后送运力数量配置方式对伤员一线救治和后送的影响大小，并对人员和运力配置的最优策略进行了探究。但高原边境伤员救治涉及内容角度，而本文仅从力量配角度对非致命性武器损伤救治和后送进行了分析，对伤员救治效果、后送工具运用等的分析还需进一步拓展完善。