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战时伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真研究

作　者: 张凯
导　师: 伍瑞昌
学　校: 中国人民解放军军事医学科学院
专　业: 卫生防护防疫技术与装备
关键词: 战时伤病员医疗后送卫生装备优化配置仿真 Simio
分类号: R82
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

当前，军事思想、编制体制、作战行动和保障方式有了很大变化，对卫勤保障能力提出了新的要求。信息化条件下卫勤保障的基本特征是一体化的联勤保障和灵活机动的卫勤战术，卫勤力量要实现更好的机动性和更快的反应，这对卫生装备的优化配置提出了更高的要求。合理优化配置卫生装备，对于提高战时伤病员的治愈归队率，降低伤死率、病死率和残疾率，进而维护和提高整个部队的战斗力具有重要的意义。战时伤病员医疗后送及卫生装备配置问题，涉及众多的动态性和随机性因素问题，属于复杂的动态随机系统问题。而传统的解析方法通常用于处理静态的、规范的、简单几率性的问题，在处理复杂问题时，往往需要做出很强的简化假设，这影响了模型的有效性。与之相比，仿真方法可以比较真实地描述动态随机系统的运行、演变及其发展过程。因此本课题采用系统仿真技术对这一问题开展研究。本课题以医疗后送理论和系统仿真技术为基础，划分救治机构的模块和各救治模块的救治工作序列，为仿真研究提供数量化框架与依据；实现伤病员救治过程和生存过程的数量化，为仿真研究提供基础数据支撑；分析和构建伤病员医疗后送数学模型，分析模拟方法，为仿真研究提供运行逻辑支撑；以Simio仿真平台为基础，开发三维可视化仿真系统，为仿真研究提供工具；最后利用仿真系统构建仿真模型，结合仿真实验，实现卫生装备的优化配置研究。下面是课题研究的具体内容：（1）救治机构模块分组和救治工作序列研究。根据时效救治与现代分级救治理论，阐述救治机构战伤救治的分级管理，以某典型救治机构为例分析其勤务功能；结合模块化理论和方法，分析战时伤病员救治链的模块构成，区分救治机构的救治模块。在上述工作基础上，根据救治机构的救治范围、救治技术措施和救治工作流程，构建救治模块的救治工作序列，为仿真研究提供数量化框架和依据，为仿真系统运行提供结构支撑。（2）伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真基础数据研究。参考美军伤情码，结合专家咨询，形成本课题伤病员分类方法；针对具体作战情景，获取伤病员构成结构；通过专家咨询，明确伤病员救治优先级、生命威胁程度等伤病员救治基础数据。通过对伤病员在各救治阶梯伤病情和救治措施的分析，获取伤病员救治工作序列，实现伤病员救治过程的数量化研究。通过专家咨询，获取我军战时伤病员生存概率数据，以Weibull生存函数为基础，对调研数据进行曲线拟合，构建伤病员生存模型，实现伤病员生存过程的数量化研究。该部分研究为整个仿真研究和仿真系统运行提供基础数据支撑。（3）伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真概念模型研究。阐述面向对象仿真建模框架的基本内容和方法；根据救治链模块划分研究和仿真系统建模功能分析，构建伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真系统建模对象的层次结构；通过分析和构建伤病员生成、救治和后送模型，提出仿真假设，分析各部分的模拟方法，实现对仿真系统建模对象行为和交互描述。该部分研究为整个仿真研究和仿真系统提供运行逻辑支撑。（4）伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真系统开发。对众多仿真软件进行比较，选择Simio作为开发平台，并阐述其建模框架；进行数据库数据分析与设计，利用Access2007构建仿真底层数据库，并与仿真系统进行了交互，解决了仿真系统的数据输入问题；分析了三维虚拟仿真实现方法，利用三维建模工具构建三维实体库，结合Simio的虚拟现实表现能力，解决了仿真系统的三维虚拟表现问题；利用Simio仿真平台面向对象和多层次建模的优势，开发战时伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真建模所需的一系列智能对象，形成仿真建模对象库，解决了系统的建模功能实现问题。该部分为仿真系统的开发部分，为仿真研究提供工具。（5）进行卫生装备配置仿真模型与仿真实验研究。分析了基于课题开发的仿真系统的卫生装备配置仿真研究过程；依据仿真系统，构建某救护所和包含后送对象的某救治链卫生装备配置仿真模型，模型的构建过程验证了仿真系统在卫生装备配置仿真建模方面的便捷性和有效性。利用上述仿真模型，对典型的卫生装备配置问题进行仿真实验研究，为卫勤机关和科研人员提供了卫生装备配置仿真研究方法和决策依据。该部分是典型的卫生装备配置仿真研究，为仿真系统的应用部分，也是仿真研究的案例部分。本课题研究的创新之处：（1）以救治模块、救治工作序列、伤病员生存模型研究为基础，实现了伤病员救治过程和生存过程的数量化研究，开发了伤病员医疗后送仿真底层数据库，为医疗后送和卫生装备研究领域提供了专业信息平台，对卫生勤务与装备的数量化研究具有重要的意义。（2）利用模块分组研究和仿真系统建模功能分析，划分了我军战时伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真的建模对象，构建了相关对象的层次结构。在此基础上，构建和分析了伤病员生成模型，救治链伤病员救治模型、救治机构伤病员救治模型、救治模块伤病员救治模型，以及伤病员后送模型，并分析了各模型的模拟方法，为该领域仿真系统开发、仿真建模和实验研究提供了技术方法。（3）对Simio仿真平台进行二次开发，分别构建了仿真底层数据库，解决了以往仿真研究底层数据匮乏的问题；开发了三维实体库，结合Simio的虚拟现实表现能力，实现了三维虚拟仿真，解决了以往仿真研究视觉表现差的问题；开发了建模对象库，实现了战时伤病员医疗后送及卫生装备配置三维可视化仿真系统的开发与集成，为卫勤机关和科研人员提供了专业的仿真研究工具，解决了以往仿真研究建模方法繁琐复杂的问题，也使得决策者可从卫勤保障的整体来研究和分析卫生装备的部署、保障、评价以及发展决策，将进一步提高相关决策和研究工作的可靠性和科学性。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
第1章绪论  11-19
  1.1 课题的提出  11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 系统仿真技术研究现状  11-12
    1.2.2 战时伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真研究现状  12-15
    1.2.3 当前研究存在的问题  15
  1.3 本课题的研究目的与意义  15-16
  1.4 研究内容  16-17
  1.5 研究思路  17-19
第2章救治机构模块划分与救治工作序列研究  19-33
  2.1 引言  19
  2.2 救治机构勤务功能分析  19-24
    2.2.1 战伤救治的分级管理  19-23
    2.2.2 典型救治机构勤务功能分析  23-24
  2.3 救治机构模块划分  24-26
    2.3.1 模块化原理与方法  24-25
    2.3.2 救治链模块划分  25-26
    2.3.3 救治机构救治模块划分  26
  2.4 救治模块救治工作序列  26-32
    2.4.1 工作序列划分依据  26-29
    2.4.2 工作序列内容  29-32
  2.5 本章小结  32-33
第3章伤病员医疗后送与卫生装备配置仿真基础数据研究  33-45
  3.1 引言  33-34
  3.2 伤病员基础数据  34-37
    3.2.1 伤病员分类  34-35
    3.2.2 伤病员构成结构  35-36
    3.2.3 伤病员救治基础数据  36-37
  3.3 伤病员救治模拟数据  37-40
    3.3.1 伤病情和救治措施分析  37-38
    3.3.2 伤病员救治工作序列  38-39
    3.3.3 救治过程数量化  39-40
  3.4 伤病员生存模拟数据  40-44
    3.4.1 伤病员生存模拟方法分析  41
    3.4.2 生存概率的专家调研  41-42
    3.4.3 生存概率的曲线拟合  42-44
    3.4.4 生存模型与生存过程数量化  44
  3.5 本章小结  44-45
第4章伤病员医疗后送与卫生装备配置仿真概念模型研究  45-62
  4.1 引言  45-46
  4.2 面向对象仿真建模框架  46-48
    4.2.1 面向对象仿真的基本概念  46-47
    4.2.2 面向对象仿真的建模框架内容  47-48
    4.2.3 面向对象仿真的建模框架方法  48
  4.3 伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真建模对象划分及层次结构  48-51
    4.3.1 仿真系统建模对象划分的依据  48-49
    4.3.2 仿真系统建模对象划分及其层次结构  49-51
  4.4 伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真系统建模对象行为与交互  51-61
    4.4.1 伤员流模型及模拟方法  51-53
    4.4.2 救治链伤病员救治模型及模拟方法  53-55
    4.4.3 救治机构伤病员救治模型及模拟方法  55-57
    4.4.4 救治模块伤病员救治模型及模拟方法  57-59
    4.4.5 伤病员后送模型及模拟方法  59-61
  4.5 本章小结  61-62
第5章伤病员医疗后送与卫生装备配置仿真系统开发  62-104
  5.1 引言  62-63
  5.2 仿真系统开发平台的选择和 Simio 仿真建模框架  63-70
    5.2.1 开发平台的选择和 Simio 仿真平台的优势  63-67
    5.2.2 Simio 建模框架  67-70
  5.3 伤病员医疗后送与卫生装备配置仿真底层数据库的开发  70-76
    5.3.1 数据库数据分析  70-71
    5.3.2 数据库数据设计  71-75
    5.3.3 基于 Access 的数据库构建  75-76
    5.3.4 底层数据库与仿真系统的交互  76
  5.4 伤病员医疗后送与卫生装备配置仿真三维模型库的开发  76-83
    5.4.1 虚拟现实与三维虚拟仿真  76-77
    5.4.2 三维模型及其建模方法  77-79
    5.4.3 仿真系统三维实体和场景模型的开发  79-82
    5.4.4 仿真系统三维实体库  82-83
  5.5 伤病员医疗后送与卫生装备配置仿真建模对象库的开发  83-103
    5.5.1 伤病员与伤病员发生器的开发  83-85
    5.5.2 后送对象的开发  85-89
    5.5.3 救治工作序列对象的开发  89-92
    5.5.4 救治工作对象的开发  92-93
    5.5.5 救治模块对象的开发  93-102
    5.5.6 更高层次对象的开发  102
    5.5.7 仿真系统对象库  102-103
  5.6 本章小结  103-104
第6章卫生装备配置仿真模型与仿真实验研究  104-127
  6.1 引言  104
  6.2 基于仿真系统的卫生装备配置仿真研究过程  104-108
  6.3 救治机构卫生装备配置仿真研究案例  108-120
    6.3.1 救治机构卫生装备配置仿真问题定义和研究目标  108-109
    6.3.2 救治机构卫生装备配置仿真模型的构建  109
    6.3.3 救治机构卫生装备配置仿真实验与结果分析  109-120
  6.4 后送工具配置仿真研究案例  120-126
    6.4.1 后送工具配置仿真问题定义和研究目标  120-121
    6.4.2 救治链后送工具配置仿真模型的构建  121-122
    6.4.3 后送工具配置仿真实验与结果分析  122-126
  6.5 本章小结  126-127
第7章结论与展望  127-129
  7.1 主要进行的工作  127-128
  7.2 主要创新点  128
  7.3 工作展望  128-129
参考文献  129-134
附录  134-148
文献综述  148-158
  参考文献  156-158
在学期间取得的成果和代表性论著  158-159
附件  159-162
作者简介  162-163
致谢  163

战时伤病员医疗后送及卫生装备配置仿真研究

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