战场伤员智能感知的分布式移动云平台构建

杨志玲，刘朝斌，陆 伟，贾兆宝，黄章倍，连 平*

(1.海军第905医院医疗保障中心信息科，上海 200052；2. 海军军医大学卫生勤务学系，上海 200433;3.海军特色医疗中心医研部，上海 200052;4.海军第905医院卫勤处，上海 200052)

世界新军事变革的不断深入，对战(现)场伤员快速搜救提出更高要求，如何快速、精准、智能地感知伤员已成为当前研究的热点问题[1-3]。本文按照云计算、大数据、人工智能、物联网等技术理念[4-6]，研究构建战(现)场伤员智能感知的分布式移动云平台，对云平台的总体架构、应用部署方式、数据汇聚方式、服务访问方式及效能特点分析进行详细阐述，以期有效提升战(现)场伤员搜救的信息力，提高战(现)场伤员搜救的成功率。

1 云平台总体架构

遵循云计算技术架构，按照贴近实用、智能灵活、服务高效、安全可靠的原则，对战(现)场伤员智能感知的分布式移动云平台总体框架进行设计。按照自下而上的顺序，云平台总体框架主要划分为5层，分别是物理硬件层、资源管理层、数据汇聚层、数据服务层和应用服务层(图1)。

图1 战(现)场伤员智能感知的分布式移动云平台总体框架

1.1 物理硬件层物理硬件层主要由分布于不同地理位置或不同救护力量的服务器、存储等设备构成，具备轻便灵活、机动部署、随遇互联、融合共享的特点，支持无线和有线多元网络通信手段，能够通过虚拟化技术将分散的设备融合为统一的计算、存储资源池，进行灵活的硬件资源编组与共享，进而实现数据资源的共享共用。

1.2 资源管理层资源管理层主要对物理硬件层的设备进行虚拟化，构建统一的虚拟资源池，并按照应用服务需求对虚拟资源池进行管理，包括资源分配、资源调度和资源监控等，让分散的设备资源聚合起来，让聚合的资源能够按需进行灵活的分配调度和高效的共享

共用，切实发挥聚能释能的效果作用。

1.3 数据汇聚层数据汇聚层主要建立战(现)场伤员感知数据的标准规范，提供与数据采集设备进行数据交互的接口，对采集数据中存在的不规范、不一致、不完整等问题进行数据清洗处理，并对清洗处理后的数据分类存储在统一的“数据仓库”中，为数据共享交换及后续的数据应用服务提供数据保障。

1.4 数据服务层数据服务层主要根据战(现)场伤员智能感知的应用服务需求，建立数据分析模型，并建设数据挖掘引擎，具备模型训练学习、数据挖掘分析、智能分析预测和智能决策调度等能力。同时，建立数据安全管理和权限管理机制，让数据在可信、可控的环境中进行传输、交换和存储，确保数据的安全共享。

1.5 应用服务层应用服务层主要为战(现)场伤员智能感知提供各类云服务，包括救护态势服务、智能决策服务、伤员搜救服务、伤员自救服务和远程医疗服务等，让伤员搜救组织、一线搜救行动更加科学精准，让伤员自救互救、远程医疗协助更加高效快捷，有效提高战(现)场伤员搜救的效率和成功率。

2 云平台应用部署方式

战(现)场伤员智能感知的分布式移动云平台支持单节点独立部署和多节点联动部署的方式。单节点独立部署时，主要通过部署1台服务器建立分布式运行环境，服务器内各节点之间分工协作，互为冗余备份。多节点联动部署时，多台服务器相对独立，相互之间以无线通信为主、有线通信为辅，按需组合，随遇互联，协同共享，确保云平台安全稳定运行。

云平台能够通过无线自组网、卫星网、移动VPN网等异构网络链路，与单兵智能腕表、单兵智能终端、车载通用终端、车载救护终端、军医智能终端等设备进行自由的宽带和窄带通信(图2)。其中，单兵智能腕表配备给每一名官兵，仅支持无线自组网短距离通信，不具备远距离通信能力。单兵智能终端主要配备给任务分队的主官，车载通用终端主要配备给行动作业车辆，车载救护终端主要配备给行动救护车辆，军医智能终端主要配备给军医或搜救人员，均支持远距离通信能力，能够作为单兵智能腕表的远距离通信中继。所有终端设备均可在无法连接云平台的情况下，依托内嵌的系统软件独立运行。

图2 战(现)场伤员智能感知的分布式移动云平台应用部署

伤员通过单兵智能腕表，能够直接与云平台进行通信，以上报伤情或获取云服务。当距离较远时，伤员可通过所属任务分队的单兵智能终端与云平台进行通信，行动作业车辆中的伤员还可以通过车载通用终端与云平台进行远距离通信。同时，车载救护终端和军医智能终端能够通过云平台，获取附近伤员信息，展开搜救和救护工作，并将搜救的伤员伤情及处置信息上报云平台。

3 云平台数据资源池

战场伤员智能感知的分布式移动云平台基于广泛部署的智能终端和多元异构的网络链路，具备强大的战(现)场伤员数据及搜救动态数据采集能力，主要包括伤员分布数据、伤员伤情数据和搜救资源数据。

3.1 伤员分布数据伤员分布数据主要包括伤员数量、伤员位置等要素，其生产来源主要包括：①伤员通过语音指令或手动单兵智能腕表呼救，呼救信息中含有伤员所在的位置信息；②单兵智能腕表也可根据实时检测的单兵体征状况自动发出呼救；③军医或搜救人员通过军医智能终端，主动搜索附近伤员，并上报搜寻到的伤员位置信息；④车载救护终端主动探测车内伤员及车外的附近伤员，并上报探测到的伤员位置。其中，车内伤员位置按照行动救护车辆位置进行上报。

3.2 伤员伤情数据伤员伤情数据主要包括伤员基本信息、伤情等级、受伤位置、伤情处置等要素，其生产来源主要包括：①伤员通过单兵智能腕表手动填报个人受伤位置、伤情处置等信息，由腕表按照预置策略自动生产伤情等级，并将伤员ID和上述信息一同上传云平台；②军医或搜救人员通过军医智能终端，扫描伤员

腕表中的个人基本信息，获取已填报的伤员伤情数据，并进行伤情信息更新后上报云平台。

3.3 搜救资源数据搜救资源数据主要包括搜救机构数据、搜救人员数据、搜救装备数据、搜救物资数据、搜救集伤点数据等要素，其生产来源主要包括：①搜救行动前，按照战斗行动计划，通过终端设备预先录入；②搜救机构、人员和装备通过配装的终端设备进行实时上报，包括搜救机构及人员位置数据、搜救装备状态数据、携行物资消耗数据、集伤点位置数据等。

4 云平台数据共享服务

战场伤员智能感知的分布式移动云平台基于数据分析模型、数据挖掘引擎和汇聚的各类数据，能够面向伤员、军医及搜救机构提供各类实用、便捷、可靠的云服务。这些云服务的访问与应用，是云平台能力展现和价值发挥的关键所在。本文以下面几种云服务为代表，具体阐述云平台的服务访问方式。

4.1 战救态势服务采用基于GIS系统的三维或二维呈现方式，搜救机构能够通过云平台直观获取战(现)场实时的救护态势，包括当前伤员数量、伤员位置分布、伤员伤情等级、搜救力量编配、搜救分队及集伤点位置等信息。这些实时全面的信息为搜救机构组织开展搜救行动提供关键依据，让搜救机构具备放眼千里、运筹帷幄、把握全局的态势控制能力。

4.2 智能决策服务云平台能够根据伤员发生的动态情况和搜救力量的编配情况，运用预置的算法模型，给出最优的搜救实施方案，并生成配套的搜救力量调整、路线变更建议，为搜救机构组织控制战(现)场搜救行动提供智能的决策支持。同时，云平台根据人员伤情模型，实时监控战(现)场伤情数据，当超过一定阈值时发出报警信息，提醒搜救机构采取应对措施；根据救护力权值模型，实时监控各搜救分队的救护力值，当某个分队的救护力值降到某阈值时发出报警信息，提醒搜救机构进行相应的补给或轮换措施。

4.3 伤员搜救服务军医或搜救人员通过云平台，能够获取最新的伤员位置、伤员伤情等信息，让搜寻目标更加明确，搜救行动更加精准，火线救治更加有效；能够获取搜救机构位置，以便于后续进行伤员后送和搜救物资补给；能够获取最优搜救路径信息，让搜救行动更加科学高效；能够与相邻搜救分队进行协同，随时根据战(现)场伤情态势，调整搜救任务，优化搜救力量。

4.4 伤员自救服务伤员通过云平台，能够在全网共享自己的求救信息，让搜救分队能够尽快发现并找到自己；能够获取集伤点或搜救机构位置，并查询最优行进路线，具备行动能力的伤员可自行前往；能够获取附近伤员位置信息，便于伤员相互之间开展自救互救；能够与搜救机构或军医进行即时信息通信，请求迫切的支援帮助。

5 小 结

战(现)场伤员智能感知的分布式移动云平台，是云计算理念在伤员搜救领域的新运用，目前尚未见有类似的研究报道。本研究通过分布融合的运行环境、异构互联的网络链路和广泛部署的智能信源终端，建立起一个标准规范、安全共享、动态流转、良性循环的伤员搜救数据采集与运用的云生态体系，进而以数据驱动服务，打造精准高效、便捷实用的云服务环境，让战(现)场伤员搜救行动拥有一双明亮的“眼睛”，让伤员搜救组织增添一个智慧的“大脑”。