“一键护航”救护车快速通行数智系统建设与应用分析

孙亚群， 章鹏飞， 王 璐， 邬利平， 王慧丹

院前急救是指患者从现场到医院之前的就地抢救及救护车运送等过程[1-2]。它的最大特点是急，最基本的要求是快[3]。虽然《中华人民共和国道路交通安全法》第五十三条明确指出：救护车在执行紧急任务时，在确保安全的前提下，不受行驶路线、行驶方向、行驶速度和信号灯的限制[4]，但随着社会经济的快速发展,机动车急剧增加，城市交通道路状况日益恶化,严重影响救护车的快速通行，且救护车因为闯红灯而发生车辆碰撞等交通事故或因堵车致患者伤亡的事件时有报道[5-6]。近年来，国内外基于交通大数据分析应用，从而提高城市交通管理能力的研究非常普遍，其中不乏在保障救护车快速安全通行方面的研究[7-8]，但真正落地使用且取得明显效果的不多。浙江省杭州市萧山区依托“城市数据大脑”建设，运用大数据、云计算及人工智能等技术，研发“一键护航”数智系统，在保障救护车优先通行方面先行先试，取得实际成效，并在周边地区推广应用[9]。

1 资料与方法

1.1建设“一键护航”数智系统 依托杭州“城市数据大脑”的机器视觉、智能调控及在线引导等功能[10]，整合“120”急救指挥调度、医疗优先分级调度(medical priority dispatch system, MPDS)与公安治安监控、交通道路监控等信息系统，打通数据壁垒，实现互联互通。设计集状态监测、实时监视、路径计算、协同指控、即时引导和预测预控的“一键护航”数智系统(整体架构见图1)，自动规划救护车最优通行路线，同步优化道路交通信号灯控制，保障救护车全路程绿灯通行[11-12]，路径规划详见图2。核心内容包括算法中心、救护车优先通行系统、交通信号控制系统及协同系统，其中救护车优先通行系统是调度中枢，算法中心是基础，协同系统是在线配合，交通信号控制是输出控制。各子系统主要功能如下。

图2 “一键护航”路径规划示意图

1.1.1 救护车优先通行系统 由急救事件管理、救护车车载视频跟踪、全球定位系统(global positioning system, GPS)、地理信息系统(geographic information system, GIS)、输入输出(I/O)和交通信号管理等功能模块组成，主要接收急救事件信息，绑定任务救护车，审核通过急救事件护航申请，串联各算法I/O，跟踪管理救护车监控视频，接收分发救护车GPS定位数据，展示急救事件起点终点位置和规划路径。

1.1.2 算法中心 由路况感知、事件感知、路网监测、路径规划、信号控制和速度预估等基础算法模型组成，其中交通信号控制算法是最核心和基础算法。主要感知路网和卡口视频监控信息，计算形成交通状况监测图，实时掌握路网通行情况。计算救护车到达目的地的最短时间路径并生成路径，通过I/O到救护车终端设备。把交通信号灯和视频监控点位投影到路径轨迹上，计算并输出规划路径中需要优化的交通信号灯列表。通过交通信号自适应调控分析计算，实现救护车通行路段和区域的交通信号协调控制。

1.1.3 协同系统 主要采集管理救护车车牌号注册和急救事件等基础信息，接收护航申请许可指令后，同步启动订阅路径规划会话，展示救护车起点、终点和路径规划，实时提供救护车GPS定位系统、“120”指挥调度系统、救护车车载终端通信系统、交通信号灯控制系统等多系统、多设备间的协同服务。

1.2应用“一键护航”数智系统

1.2.1 设计应用流程 从两个环节发起使用：一个环节是救护车从急救站点出发至到达患者身边，即急救指挥中心接到“120”呼救电话，识别患者危重级别或重大突发事件类型，定位事发地点，按照就近派车、紧急救治的原则[13]，点击“派车”发送急救指令至救护车，同步自动触发“一键护航”数智系统，提交护航申请。城市数据大脑接到申请后秒级响应，自动审核、规划路径，并反馈给急救指挥中心和执行任务的救护车。救护车按照规划路线驶向患者身边(事发现场)，操作流程见图3。另一个环节是救护车从事发现场将患者送达医院，即急救医生和驾驶员接诊患者后，现场判断病情、伤病员人数、道路拥堵状况等，根据需要在车载设备上点击一键护航，选择目的地医院，然后按照规划路径将患者送达医院。期间，急救指挥中心实时监控救护车动态[14]，操作流程见图4。

图3 “一键护航”急救指挥中心端操作流程示意图

图4 “一键护航”救护车车载端操作流程示意图

1.2.2 应用职责与分工 急救指挥中心主要负责呼救受理与紧急程度识别，为需要紧急救治的患者发起护航申请与全程监控。城市数据大脑(团队)收集、处理、分析数据，对道路进行评估并规划最优路线。交警指挥中心全程监控，协助急救指挥中心解决特殊问题。

1.2.3 应用对象 分为两类：一类为需要快速转运的急危重患者，急救指挥中心调度员运用MPDS[15-16]，识别为最紧急(EHCO)级别，或较紧急(DERT)级别中的意识不清、严重出血、交通事故严重创伤的患者和即将分娩的孕妇；另一类为重大突发公共事件群体伤亡事件，急救医生、救护车驾驶员根据患者病情急危重情况或重大突发事件有多名急危重患者必须快速转运医院抢救等情况。

1.3评价指标与资料收集方法

1.3.1 救护车通行用时 记录2019年9月8日0时至2021年9月8日24时期间每次护航救护车出车时间、到达现场时间或患者上车、送达医院时间，测量同一时间相同路线(出发地为A点，目的地为B点)高德地图推荐路线预估通行时间，调取同时期最近一次未使用“一键护航”的救护车相同行驶路线(A点～B点)、或相似行驶路线(B点周围直径300 m以内)急救事件的通行时间(以下统一默认为相同路线)，比较“一键护航”数智系统应用后与高德地图导航预估用时、未护航相同路线急救事件通行用时的差异。

1.3.2 用户满意度 以急救指挥中心指挥调度系统自动发送短信的形式，调查“120”呼救者(患者)满意度。并于2021年10月“一键护航”应用二周年之际，向所有在岗院前急救调度员、急救医生、救护车驾驶员发放意见建议征询表，调查对“一键护航”数智系统应用的意愿与满意度。

1.3.3 观察记录救护车交通事故发生情况。

1.4统计学处理 采用SPSS 20.0统计软件进行分析，就高德地图导航预估用时、未护航相同路线急救事件通行用时与使用“一键护航”后的实际时间，使用秩和检验进行比较，因数据为非正态分布，计量资料用中位数(四分位间距)[M(P25,P75)]表示，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1相同路线急救事件用时 2019年9月8日0时至2021年9月8日24时，急救中心共受理呼救44.11万起，指挥调度救护车出车75 030车次；其中使用“一键护航”5441次，护航里程31 031.74 km，用时527.41 h。测量相同路线高德地图导航预估用时1241.68 h，节省时间比率为(1241.68-527.41)/1241.68=57.5%，查证同时期最近一次未护航相同路线急救事件通行用时696.91 h，节省时间比率为(696.91-527.41)/696.91=24.3%；“一键护航”通行用时与上述两组数据比较，用时分别缩短约57.5%和24.3%。“一键护航”申请由调度台发起834例(占15.3%)；现场救护车发起4607例(占84.7%)。“一键护航”通行过程中道路交通信号灯有效控制率85.03%。经检验，“一键护航”行驶时间为均非正态分布数据。经秩和检验，单次“一键护航”行驶时间与高德地图导航预估和未护航常规行驶用时比较差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 5441次救护车三种不同通行方式用时比较

2.2交通安全事故发生率 经查证，“一键护航”期间未发生救护车交通安全事故(交通安全事故发生率为0)。

2.3用户调查满意

2.3.1 呼救者满意度 发送回访短信5441条，收到回复788条。其中满意683条(占86.68%)；基本满意40条(占5.08%)；不满意45条(占5.71%)；其他(短信回复不规范)20条(占2.54%)。短信回复不满意的再以电话联系沟通方式询问具体情况，其中没有反映急救速度慢的，也没有对护航转运不满意的。

2.3.2 急救医生、救护车驾驶员及院前急救调度员满意度 发放急救医生、救护车驾驶员调查表59份，满意度96.61%；发放院前急救调度员调查表25份，满意度92.00%。

3 讨论

3.1优化了救护车通行模式 在常规的“呼救-受理-调度-出车-急救-转运”院前医疗急救流程中[17]，救护车驾驶员根据患者所处地址自行选择道路行驶，遇红灯靠过硬的驾驶技术闯红灯，如遇交通拥堵甚至无法顺利到达目的地。应用“一键护航”数智系统后，院前医疗急救流程调整为“呼救-受理-调度-申请护航-出车-急救-申请护航-转运”，增加的两个申请环节都只需要“一键”操作，不增加实际工作量。救护车驾驶员按照规划路径并在“一键护航”模式下全程绿灯，优先快速通行，即使在交通流量大的高峰时段，“一键护航”数智系统还能提前放空路口车辆，保障救护车无障碍快速通行。

3.2提升了院前急救时效 与常用导航预估时间和未使用“一键护航”的相同路线急救事件通行时间对比，救护车在“一键护航”数智系统保障下加快了通行速度，节约了急救时间，在生命至上、分秒必争的院前急救中能为一些急危重患者争取更多宝贵的救治时间[18]。因交警担忧护航可能影响交通秩序[19]，所以目前使用范围受到严格控制，本文统计时间内的护航次数仅占总出车次数的7.25%，不足以影响整个区域的院前急救平均反应时间，但单个急救事件反应时间和救治时间明显缩短，且应用两年多来未发生交通秩序影响情况。“一键护航”数智系统具备路口信号冲突自保技术，当一个路口同时出现两个及以上护航通行任务时，按照“先到先用”和“同一时间同一路口确保一个护航任务”的原则控制交通信号。曾以4辆救护车同时申请护航且行驶路径有共同交汇点为情景进行压力测试，既不影响交通秩序，亦未出现调节混乱情况。

3.3保障了救护车行驶安全 调查结果显示，无论是拨打“120”急救电话的呼救者(患者)，还是院前急救工作人员，对“一键护航”数智系统的应用普遍满意。调查过程中，院前急救调度员和救护车驾驶员还表示，如遇重大突发公共事件或抢救急危重患者等紧急情况时，首选申请使用“一键护航”。尤其是驾驶员使用意愿更强烈，认为可以避免为快速行驶强闯红灯带来的交通安全风险。虽然驾驶员反馈偶有个别交通信号灯未控制，但不影响通行安全和速度。未完全控灯的主要原因是城市基础设施建设致路口信号临时设置而未纳入数智化管理，以及系统功能尚不够精细，随着算法功能的不断完善，交通信号灯配时控制将更加精确[20]。

3.4拓宽了智慧急救建设新思路 “一键护航”数智系统集合了阿里集团、海康威视等当今国内最强电子科技、人工智能、视频监控等公司的先进科技技术力量，在萧山区院前急救中先行先试并真正落地应用，是多行业、多部门合作研发的成功范例。在政府日益重视院前急救这项公共卫生事业的大背景下，探索跳出卫生健康本部门、院前急救本行业，联合其他部门行业[21]，动用一切可以动用的社会力量，紧紧抓住数字改革发展的大好时机，共同探索建设智慧急救，为各地城市急救中心提供了新的思路。作为数字化、智能化发展的新技术，“一键护航”数智系统还有待进一步完善，如应用急救事件有待拓宽，同一时间、同一区域/路线多辆救护车安全有序护航有待更多实战验证，而急救单元申请护航标准有待规范。

4 小结

本研究研发的“一键护航”数智系统，打通了院前医疗急救与公安交警部门的数据壁垒，为救护车开辟了全路程“绿色通道”，节约了道路行驶时间[22]，实现了急危重患者和重大突发公共事件群体伤亡事件院前急救的一呼联动与快速转运。目前，该系统已在周边的富阳等地推广应用。已经实现道路信号智能化控制的城市或地区，只要在救护车上安装具备信息收发、高德地图导航等功能的GPS，联通交警与急救两个指挥中心的信息系统，即可应用。