车载医院跨区域指挥调度系统的设计

黎茂林，王一峰，顾晨超

（中国电子科技集团公司第二十八研究所，南京210007）

0 引言

西藏自治区地广人稀，农牧民大量居住在乡镇、村，具有流动性。当前优质医疗服务还无法延伸到偏远乡村地区，群众看病难，不能及时得到有效救治。因此根据实际情况，该地区把具备下乡体检、普通治疗、简易手术、急救转运等功能的车载医院作为应急医疗救治体系的主要组成部分。与内地人口密集城市的120 急救车相比[1-3]，车载医院大量部署在距离城市较远的乡镇、村，通常距离最近的二、三级医院几十千米之外，且路况恶劣。而指挥调度系统是该地区应急救治管理体系的中枢神经，掌握着警情、车辆、医疗资源等态势信息，保障调度员对日常病员的院前急救和转院运送，以及重、特大突发事件和灾害事故卫生急救的指挥调度工作[4-5]。本文根据西藏某地区近百辆车载医院及指挥调度系统的建设实践及应用，设计了车载医院跨区域指挥调度系统。

1 车载医院简介

车载医院是指在底盘较好的车辆方舱里配置必要的检验、监护、抢救和手术等设备、设施，部署在乡镇卫生院（每乡镇2～3 辆），为该地区居民提供院前急救、转运或现场应急救治的医疗装置车。车载医院具有如下功能：日常下乡诊疗和体检，预防接种，孕检、应急分娩接生及分娩后的随诊，急救转运，简易包扎缝合处理手术，地区医院与车载医院远程医疗。针对车载医院在高原、寒冷、低压地区野外工作的特点，其配置详见表1。

表1 车载医院主要配置

2 跨区域协同指挥需求分析

2.1 系统功能分析

车载医院跨区域指挥调度系统应在完成各专业通信系统互联互通的基础上，实现警情统一受理，并基于网络地理信息系统（WebGIS）提供全局统一的警情、急救资源的应急态势信息，在“一张”地图上实现跨区县、跨部门的语音指挥、视频指挥、指令指挥等功能，完成覆盖全市范围内的区县指挥中心、市县医院、乡镇卫生院、车载医院的统一管理、统一指挥调度，为急救患者提供现场急救治疗、急救转运等服务。

2.2 跨区域协同指挥

跨区域协同指挥由市指挥中心、市所辖11 个区县指挥中心、100 多辆车载医院和市县内若干急救医院组成，协同指挥关系如图1 所示。

通过车载医院跨区域指挥调度系统达到以下跨区域协同指挥能力：

（1）市指挥中心统一接警，市级指挥调度。全市居民通过统一急救号码报警求救，市指挥中心负责统一接入全市急救电话，接警后市指挥中心直接指挥调度或转到警情所在区县指挥中心，由其负责急救指挥调度。警情接入后，市接警中心获取警情位置、患者病情、报警人联系方式等信息，进而完成接警。根据警情研判、辅助决策，若属于市内或者区县无法单独完成的警情，将由市指挥中心指挥调度。市指挥中心采用预案，向就近车载医院发送急救指令，快速出车急救。车载医院在收到指令、出发等各个节点向市指挥中心进行反馈，并以实时音视频监控的方式上报车内急救状况。

（2）市指挥中心统一接警、“一键”转警，区县指挥中心指挥调度。市指挥中心统一接警，研判警情所在区县是否可以独立出警，若不能，则“一键”转警，转入区县指挥中心。区县接收到警情并反馈。同时区县指挥中心与报警人联系，调度车辆和医院进行急救。车载医院在收到指令、出发等各个节点向区县指挥中心进行反馈，并以实时音视频监控的方式上报车内急救状况。

（3）车载医院向急救医院推送车辆、患者信息。急救时，车载医院向急救医院推送患者音视频、车载医院的位置等信息，医院根据患者情况，提前准备急救方案和急救资源。

（4）生成由患者、车载医院、医疗急救资源等全方位、多要素的卫生应急态势。基于WebGIS 展现全方位的卫生急救态势信息，包括车载医院实时发送的车辆位置、患者、任务状态等信息，急救时患者的生命体征、车内急救音视频等信息，联网急救医院的医护人员、血浆等医疗急救资源实时信息。

2.3 外部交互需求

车载医院指挥调度系统主要与区域人口健康信息平台、市卫生信息数据中心等机构有外部交互关系，如图2 所示。

（1）与区域人口健康信息平台的交互。车载医院跨区域指挥调度系统从区域人口健康信息平台中获取患者的健康档案和既往疾病史，为急救作辅助准备。另外，对患者进行急救处置后，记录患者电子病历并将这些病历数据同步到区域人口健康信息平台。

（2）与市卫生信息数据中心的交互。为节约和统一资源使用，车载医院跨区域指挥调度系统集中部署在市卫生信息数据中心机房，并与市卫生信息数据库互联互通。

（3）与电话网络运营商系统的交互。车载医院跨区域指挥调度系统通过调用中国移动、中国联通、中国电信的电话网络定位接口，获取居民拨打固话三字段（号码、机主、位置）信息、移动电话物理位置信息。

（4）与百度地图引擎的交互。通过调用百度地图引擎、路径规划、实时路况信息等接口[6-7]，基于WebGIS 全方位实时展现急救警情、车载医院、急救医院的位置信息，车载医院的车辆健康状况信息，急救医生的值班在岗信息，血浆的储备情况信息。

3 车载医院跨区域指挥调度系统的设计

3.1 系统整体设计

车载医院跨区域指挥调度系统采用分层设计，包括应用层、服务层和资源层3 层，还建立了安全体系和运行监控体系，如图3 所示。

图3 车载医院跨区域指挥调度系统架构图

其中，应用层包括市级指挥调度系统、区县级指挥调度系统、医院端系统和车载调度系统。应用层是各个业务的呈现，承载着指挥调度、全局应急态势信息和远程医疗等功能的最终实现。

服务层包括应用支撑服务和通用服务，是应用层系统的软件运行支撑。应用层软件系统通过组合和封装服务层的服务功能，从而实现业务应用。

资源层包括一体化指挥通信平台、计算资源、存储资源、音视频交互控制平台和车载定位系统。其中，一体化指挥通信平台是整个系统运行的网络支撑，音视频交互控制平台是各机构之间进行音视频交互的硬件支撑；车载定位系统包括GPS 定位系统和北斗定位系统。

车载医院跨区域指挥调度系统的工作流程如图4 所示。

图4 车载医院跨区域指挥调度系统工作流程

车载医院跨区域指挥调度系统开发及运行环境详见表2。

表2 系统开发及运行环境

其中，服务层的应用支撑服务依托一体化指挥通信平台提供的各种通信方式及数据为上层业务应用提供共性支撑服务。主要包括：

（1）定位导航服务。车载定位系统通过在车载医院内置GPS 和北斗定位系统设备，实时发送位置信息，并利用车中的无线通信通道实时将车辆的定位数据发送到定位服务器，定位服务器再进行实时广播和发送（极端情况下使用配备的卫星电话定位）。

（2）WebGIS 地理信息服务。基于WebGIS 实现各市县指挥中心、车载医院、医院急救中心统一态势展现和分发，可设置多个图层，且卫星影像图与矢量图一键点击即可切换。

（3）视频会议服务。视频会议服务支持点对点、一对多的多方音视频会议功能，同时在会议中支持数据和文档共享。

（4）视频监控服务。视频监控服务可对各点位摄像头视频信息进行汇聚、监控、存储、点播、回放和编目，主要包括车载医院急救现场视频（记录急救过程并传输到指挥中心、急救医院，用于远程指导）、车载医院驾驶员视频（对驾驶员进行行为管理）、区县指挥中心视频、市指挥中心视频、医院急救值班中心视频。

3.2 具体设计

3.2.1 市级指挥调度系统

市级指挥调度系统通过呼叫中心接听急救电话，并将警情下发给区县指挥调度中心。市级指挥调度中心掌控全局应急态势，并有权限全局调派车辆和医疗急救资源。市级指挥中心调度系统包括：（1）急救受理调度模块，包括报警电话接入、来电提醒、坐席台受理、警单填写、推荐事件、推荐车辆、推荐医院、“一键”转警、全局车辆调度等功能模块；（2）全局应急态势展现模块；（3）应急综合信息管理模块；（4）应急预案管理模块；（5）指挥大厅模块，主要包括大屏、一机三屏呼救受理计算机、一机三屏工作台、报警器、音响等。

3.2.2 区县级指挥调度系统

区县级指挥调度系统部署在区县指挥中心，并配置声光报警器、IP话机、指挥调度席位、监控摄像头等。区县级指挥调度系统包括急救警情接收、值班管理、车辆调度、医疗急救资源调度、应急预案管理、应急信息管理等功能模块。其中，车辆调度、医疗急救资源调度模块仅能指挥和调度本区县的车辆和医疗急救资源，应急信息管理模块仅具有维护本区县信息的权限。

3.2.3 医院端系统

医院端系统用于医院进行急救事件的接收和处理，包括医院预告知系统和急救电子病历系统2个子系统。其中，医院预告知系统由预告知服务端软件、预告知客户端软件和预告知显示终端组成，急救电子病历系统包括患者基础信息、体检信息、辅助检查信息、病患诊治记录、车辆节点信息和车辆行驶信息。

3.2.4 车载调度系统

车载调度系统包括部署在车载医院医疗舱内的Pad 车载终端、车载电台对讲设备、卫星电话、车载数据通信网关以及视频监控和基于视频会议的远程医疗系统。Pad 车载终端是基于Android 操作系统的平板计算机及其相关车载安装配件（包括车载支架、车载电源等）。

4 关键技术

4.1 一体化指挥通信平台

一体化指挥通信平台通过集成独立的短波、卫星、集群等多种通信网络资源，提供语音、视频、数据多种指挥通信手段，在应急指挥调度任务中能够满足跨部门的指挥员、救援人员和现场处置人员及各种信息化装备的通信需求及协同交互需求。从通信方式上看，一体化指挥通信平台整合3G/4G 通信、无线/有线电话通信、无线集群通信，在指挥中心形成统一IP 数据网络。从通信设备上看，一体化指挥通信平台包括IP 话机、程控交换机、车载电台对讲设备等设备。

一体化指挥通信平台采用一级部署的模式，在市级指挥中心部署核心平台，在区县指挥调度中心、急救医院、车载医院部署相关的配套终端设备，如图5 所示。如需扩大覆盖范围，仅需配置终端接入设备即可，无需再增加核心平台的设备配置。

图5 一体化指挥通信平台架构图

其中，一体化接入网关是一体化指挥通信平台的核心设备，车载医院跨区域指挥调度系统采用的是中国电子科技集团公司第二十八研究所研制的一体化接入网关。该一体化接入网关支持数字/模拟集群、普通H248电话、公众电话交换网（public switched telephone network，PSTN）、SIP/H323 智能终端、综合业务数字网—用户级交换机（integrated services digital network，ISDN-private branch exchange，PBX）、北斗终端、全球移动通信系统（global system for mobile communications，GSM）模块等异构通信终端和信号控入。一体化接入网关组成如图6 所示。

4.2 全局应急态势展现

全局应急态势展现基于WebGIS 实现全方位的急救指挥业务数据关联管理、地图展示、WebGIS 标绘、文字标注、图层控制、地图查询等“一张”地图展示功能。同时，全局应急态势展现还利用多个图层实现警情、车载医院等动态目标的实时情报汇聚和图上监控，以及医院等静态目标的热点图展示。全局应急态势主要包括以下要素：（1）急救资源、案发地、急救案件分类分级、案（事）件处置状态等警情信息；（2）WebGIS 地图上车载医院的实时轨迹信息；（3）WebGIS 地图上车载医院任务状态、车辆运行状况、车辆健康状况、车辆保养状况等信息；（4）所有医院急诊部的空隙状态、急救医护人员状况、医院血浆保有量等信息；（5）患者院前急救病历信息；（6）车载医院内患者音视频信息；（7）患者生命体征信息（包括现场监测的患者的心电、心率、呼吸、血压、血糖等生命体征等信息）；（8）患者既往电子病历与健康档案。

4.3 急救辅助决策

根据急救事件，基于WebGIS 服务智能推荐车辆、估算到院时间、查询实时路况和规划行车路径。

图6 一体化接入网关组成图

（1）推荐车辆。车载医院跨区域指挥调度系统根据事发现场地点的定位计算出所有车载医院距现场地址的距离，并根据距离的远近顺序提供待命或返站车载医院的列表供指挥员参考。可派车推荐顺序：距离＞待命＞途中待命，优先次序：距离＞待命＞途中待命。

（2）估算到院时间。基于百度地图引擎[8-12]，根据车辆实时距离目标的位置以及车速、路况、行驶路线等因素计算出到达目标急救医院所需要的时间。

（3）查询实时路况。基于百度地图引擎[8-12]，通过查询实时路况可以提示急救车最佳、最快的行驶路线。车载医院跨区域指挥调度系统支持实时路况信息查询，可以通过实时路况信息来选择、调整急救车的行进路径，从而辅助调度员决策。

（4）规划行车路径。接警后，基于百度地图引擎[8-12]，车载医院跨区域指挥调度系统根据警情位置信息和执行任务的车载医院位置信息，WebGIS 自动规划路径，并遵守最快、最短的原则推荐路径。车载医院跨区域指挥调度系统可以根据道路的宽窄、距离的远近、红绿灯的多少、车流量的大小等因素提供多种行驶路线，并用线条标示。

5 应用效果

车载医院跨区域指挥调度系统的应用使部署在乡镇、村的车载医院得到充分利用，使各地区基于车载医院及本指挥调度系统建立了统一接警、统一指挥、统一态势、远程互动的市、县、乡镇、村四级联动的应急救治体系，为偏远乡村的农牧民提供公共卫生、日常巡回诊疗、急救转运、远程医疗等服务。车载医院如图7 所示，车载医院跨区域指挥调度界面如图8 所示。

车载医院跨区域指挥调度系统在实际应用过程中存在以下不足：（1）由于使用地区地广人稀，在部分村镇中3G/4G 无线信号覆盖不全面，导致部分区域视频传输存在卡顿现象。（2）过度依赖百度地图的实时路况，导致信息不够准确。由于市、县、乡镇、村之间的国道、省道单一，且使用百度导航的人极少，导致百度地图无法通过众包数据等方式获取准确、实时的路况信息。

图7 车载医院

图8 车载医院跨区域指挥调度界面

6 结语

车载医院跨区域指挥调度系统根据偏远高原地区的环境特点，提出了符合高原医疗卫生现状的车载医院跨区域指挥调度系统的设计及关键技术，给出了跨区县、跨部门的卫生应急救治协同指挥流程，创新建立了“车载医院+跨区域指挥调度”的应急救治模式。经实际应用验证，本系统符合实际需求。本系统促进了藏区基于车载医院的救治体系高效、协同运转，切实为偏远地区农牧民提供了医疗服务。下一步将对急救事件的频率、位置、时间段等数据进行统计分析，从而对车载医院的布局进行指导和优化。