战场伤员智能感知体系部署与运用验证

刘朝斌，杨志玲，沙琨，谢泰，吕玉峰，连平

随着全球新军事革命的日益深化［1］，快速搜救伤员，尤其是实时、精准、智能感知伤员，在未来作战中的保障作用更加凸显［2-3］，已成为各军事强国关注的热点［4-6］。针对战场伤员快速搜救的卫勤保障需求，基于前期构建的战场伤员智能感知体系，围绕其部署模式、运行机制、运用验证等适用性问题开展相关研究。

1 战场伤员智能感知体系概述

战场伤员智能感知体系，是基于部队实体编成结构设计形成。按战场伤员感知救护的不同需求，体系中部署有多种类、多用途的伤员智能感知救护终端和异构通信网络。智能终端包括单兵智能腕表、单兵腕带式智能终端、单兵手持式智能卫星终端、车载式智能终端，以及行动分队便携式伤员感知救护终端等。这些终端主要用于对体系内各岗位负伤人员呼救信息的智能感知、定位，以及对伤员救护信息的采集、处理、转发与共享，且主要终端设备均具备防水性能，具备一定的泛水编波和抢滩登陆时节战场适应能力。异构网络包括宽窄带自组网、战术电台网、移动虚拟专用网络（virtual private network， VPN）和卫星通信网等，主要用于构建体系中不同层级间战救数据的双向交互。其中，窄带自组网链路重点解决对战场末端伤员的实时感知，宽带自组网、移动VPN 则用于救护数据的远程传输，卫星通信网仅用于复杂环境下地面通信能力不足等情况。体系中各类终端均按需嵌入伤员感知、伤情采报、伤势判断、救护处置、组网通信等不同软件功能模块，结合运用所构建的多种异构网络链路，形成作战体系架构下软硬件兼备、应用功能齐全、多网数据交互、适应复杂环境、贴近实战运用，并稳定可靠适用的战场伤员智能感知、精准定位、时效救护的综合作业能力，见图1。体系构建采用的各种智能终端、各类通联设备及由软硬件系统生产、采报的基础与救护数据，均参照并符合国家相关军用标准，支持与现有搜救装备体系及相关应用系统进行融合对接，满足高效、安全、可靠、兼容、通用的基本要求，并在各种复杂训练环境下检验性运用。

图1 战场伤员智能感知体系软硬件与网络链路关系示意图

2 战场伤员智能感知体系软硬件系统部署

战场伤员智能感知体系部署模式是否合理，决定了整个体系感知伤员的技术能力能否得到充分发挥。根据战场伤员实时感知救护的实际需求，结合部队人员、装备编成、行动样式和战救模式，合理部署战救信息化软硬件系统。

2.1 单兵单车部署 原则上，体系内所有人员均配用智能腕表，班组长配用腕带式智能终端，车辆配用车载智能终端和宽带自组网通信设备（电台、移动VPN 设备），借此形成三位一体的、可以独立频点自行组织的末端自组织网络，实现网络内任一节点间人员战救数据实时传输与信息共享，同时能够通过车载宽带自组网链路进行体系网内信息广播、节点间双向数据收发、节点信息转发、坐标定位、生命体征监测、伤情伤势判断等众多数据，包括图片、视频等。其中，生命体征数据包括人体脉率情况、人体动静情况等信息，伤情伤势数据包括伤情、按照战伤分类标准确定的伤情类别（轻伤、中伤和重伤）、伤员位置等。伤员自己或同伴能够基于单兵智能腕表上报伤情，腕表系统能够按照战伤分类标准自动将伤员分为轻伤、中伤和重伤类别，并将伤情及类别、伤员位置及伤员脉率等信息通过网络进行上报。在单兵脉率出现异常时，单兵智能腕表能够自动发出求救信号。

2.2 救护人员部署 军医或救护人员配用单兵腕带式智能终端或单兵手持式智能卫星终端，能够通过宽窄带自组网、移动VPN 或卫星网等通信链路，与所属分队人员、装备及救护、搜救机构进行网内数据交互，智能感知伤员，录入上报火线伤票，发送或转发伤员定位、伤情伤势、战救药材消耗、救护态势等实时和近实时动态数据。

2.3 救护（车）组部署 救护或搜救车辆配用车载式智能终端（对于海战场，亦可部署在两栖装甲救护车或救护舰艇上），能够通过宽窄带自组网、移动VPN 或卫星网等链路，与所属分队人员、车辆进行网内数据交互，实时采集、转发车辆状态及位置，车内人员基本信息、数量、状态，以及伤情伤势、自救互救、医疗救护、伤病员后送等火线伤票信息。同时，通过宽带自组网、移动VPN 的优质链路，可实时双向开展对车内外现场伤员救护的远程医学专家指导。

2.4 救护机构部署 救护或搜救机构配用分队便携式伤员感知控制终端，能够在复杂战场环境下，通过宽窄带自组网、移动VPN、卫星网等链路，与无线电网配合，采集、汇聚、分析、传输与共享战场各类伤员搜救数据，快速调配火线搜救力量、战救保障资源，支持智能化、可视化伤员感知及搜救的组织协调与整体指挥控制。

3 战场伤员智能感知体系运行机制

围绕战场伤员实时感知、分析判断、搜救决策、战救行动这一“OODA”［观察（observe）、调整（orient）、决策（decide）和行动（act）］闭环，以战场分队伤员发生与火线搜救为研究对象，多维度设计战场伤员智能感知体系运行机制，主要包括战救力量编配、战位伤员信息感知、火线集伤点设置、战场离散伤员搜救及战救综合数据分析等内容。

3.1 战救力量编配 救护人员、救护小组、救护机构及救护物资按照典型战斗行动样式的保障要求，进行灵活调配、机动部署和协同想定。鉴于伤员智能感知体系具备对作战地域伤员发生情况实时感知和可视化监控能力，使预先编配的战救力量有能力根据战前预判的战斗激烈程度、伤员产生的时节、数量、分布及伤情伤势等态势动态变化，实施机动灵活调配，开展力量协同作业，并不断优化战救人力物力编配，让战救行动更趋科学，人力物力运用更趋灵活，指挥控制更趋高效合理。

3.2 伤员信息感知 部队实体编成结构内，各岗位人员均能通过配用的各类智能终端实时上报相关信息，包括本人基本信息、定位信息、伤部伤类，以及智能终端依据火线战伤模型给出的伤情伤势信息。智能腕表具备实时感知单兵生命体征的能力，能够根据生命体征异常自动上报呼救信息。当伤员与救护人员、搜救机构距离较近时（信息有效传输半径内），智能腕表上报的呼救信息能够直接送达分队便携式伤员感知控制终端；当伤员与救护人员、搜救机构距离较远时，智能腕表上报的呼救信息能够通过单兵腕带式智能终端、单兵手持式卫星终端或车载智能终端的远距离传输模块，实时转发至分队便携式伤员感知控制终端。同时，火线搜救组配用的单兵腕带式智能终端、单兵手持式卫星终端或车载智能终端也能够自动感知其周边发生的伤员信息。

3.3 集伤点设置 伤员集伤点主要根据具体的战斗行动跟进部署设置。伤员智能感知体系具备全员战场战救态势感知能力，让伤员集伤点部署设置更趋于灵活。战斗行动前，救护指挥机构可将伤员集伤点预设在分队攻击线沿途靠近通道的隐蔽位置；战斗行动中，搜救组采用便携式伤员感知控制终端，根据伤员实际发生数量、分布及伤情伤势，在综合判断敌情威胁等情况后，以有利于集伤为原则，自主决断，灵活布设或撤销集伤点。集伤点位置的变更信息可迅速通过军医搜救智能终端在网内发布共享，以便于分队救护人员清楚伤员应往哪里送，具有行动能力的轻伤员知道该往哪里去。

3.4 火线伤员搜救 火线搜救组（军医和装甲救护车）通过配用的搜救智能终端，能够实时感知战场伤员的位置，及时获取救护人员或救护机构分发的最新伤员位置及伤情信息，也能基于现有伤员位置及伤情危重情况，利用搜救智能终端战救态势显示，按战伤救护原则合理制定搜救策略并规划搜救路线，提高搜救时效性和有效性。对火线伤员实施紧急处置并稳定伤情后，尽快采用搜救智能终端填报火线电子伤票，伤票存储于智能腕表随伤员后送，利用担架或救护车辆转运至集伤点、救护机构。救护机构能够通过分队便携式伤员感知控制终端，获取当前后送伤员救护车准确位置、后送路线、后送耗时、乘载伤员数量及不同伤势等信息，便于后方组织接续救护与后送。火线伤员搜救与后送可视化智能化指控能力的提高，增强了火线救护力量间自主协同作业能力，加速伤员前接与后送，有效化解伤员转送运力不足的矛盾。

3.5 数据综合分析 救护组或搜救机构通过配用的分队便携式伤员感知控制终端，能够实时感知伤员发生时间、数量、地域位置、伤情伤势、自救互救、医疗救护、集伤点，以及救护力量当前位置、相关战救物资消耗等动态数据。这些数据经持续汇聚后，利用科学的算法模型，可形成伤员感知数据智能综合分析能力，包括伤员伤情预测、搜救策略规划、搜救路径引导、集伤点与救护机构位置提示、药品器材补充点、救护力量协同、搜救与后送耗时等，这些能力的生成不仅能为伤员搜救的组织控制提供辅助决策支持，更能为伤员搜救的具体行动提供精确指南。

4 战场伤员智能感知体系运用验证

战场伤员智能感知体系的运用验证以实战化环境为基本依托，以战斗与战救相融合为核心理念，以验证体系完整性与适用性为主要目的，以伤员呼救信息为逻辑起点，检验体系能否以任一作战岗位人员发出的呼救信息，发起、引导一次完整的战场战救行动，进而形成完整的“OODA”战救行动闭环。

4.1 伤员搜救背景设计 本次系统运用验证依托某部典型山地训练场（正面约2 000 m，纵深约2 500 m，最大海拔高差约500 m），以红蓝双方实兵对抗为背景，将伤员生成与实兵对抗行动过程无缝融合，以切实验证战场伤员智能感知体系的实际运用能力。整个实兵对抗采取以少代多、缩小场地、空间位移的方式，组织红方一个加强合成营，采用左右翼钳形攻势战术，对蓝方一个装甲旅指挥所及防卫力量实施破袭行动。红方设营救护站1 个，左右翼分队各设1 个装甲救护组，组成一个可循环的倒三角结构，按战伤救治原则开展伤员搜救系统运用能力验证演练，见图2。

图2 战场伤员搜救实战化演练示意图

4.2 伤员搜救行动实施 演练行动中，随着攻击行动的不断推进，红方在前沿突击、扫雷破障、开辟通道3 个时节和战斗地域先后出现批量伤员，战（现）场各类战救要素配用的战救态势图均实时显示出了红（重伤）、黄（中伤）、绿（轻伤）等不同伤员伤势标号信息［7-8］。红方营救护站统一指挥协调搜救行动，根据左右翼伤员分布情况，实时向左右翼装甲救护组下达搜救指令，左右翼装甲救护组迅即展开搜救行动。由于各战救要素均配有可视化战救态势图，各火线装甲救护组能够视情自主开展搜救，且救护组间能够进行战救协同作业，有效提升搜救行动的时效和成效。

4.3 伤员搜救验证结果 演练过程中，各类终端设备连续工作时间均超过4 h，未出现电池续航不足导致设备关机的情况；所有数据均通过异构融合网络汇聚至营救护站，并由营救护站按需分发共享给相关人员及救护组。伤员各类伤情信息能够在搜救组织机构（营救护站）和搜救实施机构（装甲救护组）的配属终端实时呈现，从单兵完成伤情上报到伤情信息被感知呈现的延迟时间小于3 s，伤情信息（含生命体征监测、位置、伤情类型等数据）感知成功率大于95%，准确率100%。左、右翼装甲救护组均能由伤员呼救信息引导，快速找到伤员（平均10 min），并完成验伤处置、控制伤情和填报火线简易伤票；按战斗行动路线、推进速度和伤员随机发生情况，完成集伤点设置并全网通告位置（平均3 min）；战救态势图清晰显示，轻伤员能自行前往集伤点，中伤、重伤员由装甲救护组送往集伤点汇聚；火线装甲救护组根据不同方向伤员数量和伤势等级，自主视情开展战救协同与交叉支援保障，共同完成战斗地域伤员搜救和集伤救护（平均18 min）；营救护站利用战救态势图实时感知监控全域伤员发生与发展的综合态势，及时组织救护力量前接伤员（平均25 min），并对全域集伤点伤员汇聚数量进行预判，准备伤员收容和组织运力医疗后送，有序有效地实施了一个完整的“OODA”战救行动闭环。

5 战场伤员智能感知体系验证分析

通过对战场伤员智能感知体系的综合性验证，其主要作用价值体现在实时感知伤员、高效引导搜救及合理组织战救3 个方面。

5.1 实时感知伤员 战场伤员智能感知体系部署和运用能力验证的成效显示，即使在复杂的山地环境下，当广布于体系中的各种智能终端成功与各种异构网络链路有效配置运用时，完全具备为战场全域实时感知伤员提供良好的网络通信条件，尤其是对人员与装备采用定制自组网通信技术，较好解决了分散在战术末端不同作战空间中伤员信息的感知与全网信息共享的技术难题，可视为物联网群智能感知技术在军事领域中的落地运用成果。目前，国内外现役战术网络系统具备对战术“最后一公里”人装信息近乎完全感知的不多。

5.2 高效引导搜救 由本研究运用的战救态势图所呈现的人装数据类型与数量可见，广布于战场末端的智能信源终端发挥了重要的作用。战场动态伤员信息在态势图的实时展现，是引导搜救分队在要求时间内完成救护伤员的重要信息资源，本研究验证结果达到了这一能力目标。需要提出的是，引导战场搜救行动的伤员“呼救标号”应具有3 种特质：一是标号具有生命力，可信息交互，为一类活体标号；二是能精准表达呼救伤员是谁、在哪里、生或死等综合信息；三是具备伤情伤势变化和接受卫生救护等动态提示能力。“呼救标号”只有具备了这3种特质，才是真正意义上的能高效引导搜救的“呼救标号”。

5.3 合理组织战救 以往中外历次战争能按战勤比在战（现）场投入足量战救力量的并不多，火线救护如何最大化协调与利用有限战救资源仍需深入探索。本研究基于战场伤员智能感知体系组织战救行动的结果表明，战救态势数据、呼救活体标号、能力评估模型等可视化智能化技术的运用，无论是对火线救护人员、救护组或救护机构，均能起到有效引导搜救、自主战救协同、自我调配资源等诸多自组织、自适应作用，系统具备强大的信息力，可有效优化并增强一线救护机构合理组织战救行动。

6 小结

战场伤员智能感知体系通过软硬一体的建设路径、灵活丰富的实用功能和贴合实战的部署运用，形成了信息化、智能化、实战化的伤员感知与搜救能力。本研究基于前期构建的战场伤员智能感知体系，围绕其部署模式、运行机制、运用验证等适用性问题进行了深入研究，对伤员智能感知体系运用效果进行了验证分析，并阐述了该体系实战化应用能力与价值，为充分发挥战场伤员智能感知体系的综合能力和应用价值进行了有益探索。下一步，针对战场伤员智能感知体系在运用和验证中发现的相关问题，进行深入研究和迭代优化。同时，按照“云-网-端”的架构，对战场伤员智能感知体系的整体架构进行改进，强化数据汇聚分析和分发共享能力，发挥数据效益最大化。