海上衛(wèi)勤信息化技術(shù)體系框架探討

沙 琨，李同明，朱洪平

(1.第二軍醫(yī)大學(xué)訓(xùn)練部教保處，上海 200433;2.第二軍醫(yī)大學(xué)熱帶醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生系，上海 200433)

現(xiàn)代海上作戰(zhàn)過(guò)程中，戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境多變、傷員發(fā)生集中、傷情傷類(lèi)復(fù)雜、救治任務(wù)繁重，對(duì)海上衛(wèi)勤保障時(shí)效性的要求很高［1－2］。在研究并提出海上衛(wèi)勤信息化理論體系框架的基礎(chǔ)上，本文提出與之相適應(yīng)的海上衛(wèi)勤信息化技術(shù)體系框架。該框架可以使網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)和信息優(yōu)勢(shì)得到充分發(fā)揮，這對(duì)于滿足海上救援時(shí)效性要求、提升海上衛(wèi)勤綜合保障能力具有重要意義。

1 海上衛(wèi)勤信息化建設(shè)需求分析

1.1 應(yīng)用環(huán)境“透明化” 隨著戰(zhàn)場(chǎng)信息化程度不斷提高，戰(zhàn)場(chǎng)感知系統(tǒng)將逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)全方位、全范圍地監(jiān)測(cè)。而海上衛(wèi)勤信息化建設(shè)只有與海上整體作戰(zhàn)系統(tǒng)相適應(yīng)，建立統(tǒng)一的支持平臺(tái)，才能真正滿足海上衛(wèi)勤保障的需求。在統(tǒng)一的支持平臺(tái)下，完成異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的兼容、通信保障網(wǎng)絡(luò)的集合、軟件支持環(huán)境的創(chuàng)建以及以云計(jì)算理論為基礎(chǔ)的應(yīng)用服務(wù)體系的構(gòu)筑，實(shí)現(xiàn)海上衛(wèi)勤指揮、調(diào)度、醫(yī)療、后送等各個(gè)應(yīng)用環(huán)境的透明化［3］。

1.2 數(shù)據(jù)獲取“末端化” 未來(lái)海上作戰(zhàn)要求海上衛(wèi)勤指揮中心能夠?qū)崟r(shí)、全面掌握海上衛(wèi)勤保障所需的各類(lèi)信息流，特別是實(shí)現(xiàn)對(duì)末端數(shù)據(jù)的獲取和利用。末端數(shù)據(jù)信息主要包括落水傷員的搜救信息、艦上傷員的傷情信息，以及批量傷員的發(fā)生信息等。通過(guò)應(yīng)用現(xiàn)代科技完成對(duì)末端信息快速有效地采集、利用，海上衛(wèi)勤指揮中心能夠在第一時(shí)間得到準(zhǔn)確的救援信息并作出科學(xué)決策，采用最適當(dāng)?shù)姆绞浇M織指揮傷員救治和后送工作，提高救治的效能。

1.3 信息流轉(zhuǎn)“無(wú)界化” 隨著海上作戰(zhàn)信息化程度不斷提升，戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)更加多變，衛(wèi)勤信息流轉(zhuǎn)更加復(fù)雜。在這種情況下，衛(wèi)勤保障信息應(yīng)通過(guò)數(shù)據(jù)中心成為共享資源，根據(jù)內(nèi)容設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限，供各級(jí)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)使用。而在越級(jí)后送過(guò)程中，后送信息應(yīng)通過(guò)海上衛(wèi)勤指揮中心統(tǒng)一調(diào)度實(shí)現(xiàn)快速傳遞，在各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)間減少流轉(zhuǎn)障礙并進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)信息的無(wú)界流轉(zhuǎn)，以增強(qiáng)戰(zhàn)時(shí)衛(wèi)勤保障信息的使用效率［4］。

2 海上衛(wèi)勤信息化技術(shù)體系框架構(gòu)建

該框架作為適應(yīng)海上衛(wèi)勤信息化發(fā)展的理想技術(shù)框架，集合先進(jìn)的信息化理念，具有很好的前瞻性和科學(xué)性?？删唧w劃分為五個(gè)層次:數(shù)據(jù)庫(kù)集群、云應(yīng)用服務(wù)、中遠(yuǎn)距離通信、短距離通信和末端數(shù)據(jù)采集(圖1)。

數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)由多個(gè)有獨(dú)立操作系統(tǒng)的服務(wù)器共享一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)而形成。在本技術(shù)框架下，數(shù)據(jù)庫(kù)集群由分布式存儲(chǔ)陣列組成，儲(chǔ)存設(shè)備通過(guò)軍用網(wǎng)絡(luò)連接，構(gòu)成相互冗余和備份的關(guān)系。當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)中局部發(fā)生故障時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)會(huì)將故障點(diǎn)上的任務(wù)分散到其他正常節(jié)點(diǎn)以保證工作正常進(jìn)行，確保海上衛(wèi)勤數(shù)據(jù)的安全，為云服務(wù)提供在云端的數(shù)據(jù)共享服務(wù)［5］。

圖1 海上衛(wèi)勤信息化技術(shù)體系框架

云應(yīng)用服務(wù)作為支撐當(dāng)前“網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”思想的核心技術(shù)，在海上衛(wèi)勤信息化技術(shù)框架中占據(jù)重要地位，為解決我軍當(dāng)前“應(yīng)用系統(tǒng)煙囪林立、信息孤島不成體系”的問(wèn)題提供了有力的技術(shù)支持。在云應(yīng)用服務(wù)模式下，海上各類(lèi)衛(wèi)勤信息系統(tǒng)將作為服務(wù)放在云端，而海上衛(wèi)勤保障所需的應(yīng)用程序?qū)⑦\(yùn)行在云端上的大規(guī)模服務(wù)器集群中。海上衛(wèi)勤指揮中心所需的各種數(shù)據(jù)將保存在云端的數(shù)據(jù)中心中，云應(yīng)用服務(wù)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和信息共享能力將構(gòu)建出強(qiáng)大的信息優(yōu)勢(shì)和決策優(yōu)勢(shì)，可為信息化條件下海上衛(wèi)勤保障能力的盡快提升打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)［6－7］。

未來(lái)海上戰(zhàn)場(chǎng)不確定因素日益增多，構(gòu)建一體化通信保障模式成為海上衛(wèi)勤保障的難題，而中遠(yuǎn)距離通信服務(wù)則是解決這一難題的關(guān)鍵一步。本技術(shù)框架擬通過(guò)衛(wèi)星通信技術(shù)、有線通信技術(shù)以及無(wú)線通信技術(shù)的有機(jī)結(jié)合建立統(tǒng)一的中遠(yuǎn)距離通信保障平臺(tái)，確保各類(lèi)衛(wèi)勤保障數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)迅速、可靠的交互使用。

在信息化條件下的海上戰(zhàn)爭(zhēng)中，航空母艦、驅(qū)逐艦等大型作戰(zhàn)艦艇可能受到敵方打擊，快速組建自適應(yīng)性和抗毀能力很強(qiáng)的局域網(wǎng)絡(luò)對(duì)于完成海上衛(wèi)勤保障任務(wù)具有重要意義。相對(duì)于中遠(yuǎn)距離通信，短距離通信在這方面作用顯著。本技術(shù)框架擬采用改造過(guò)的WI－FI、ZigBee、RFID等通信組網(wǎng)協(xié)議建立短距離網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以滿足戰(zhàn)場(chǎng)信息采集、傷員定位和救治等需求。

末端數(shù)據(jù)采集是感知戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)的基礎(chǔ)。末端數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)收集戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境信息、批量傷員發(fā)生信息以及實(shí)時(shí)傷情等末端信息，通過(guò)信息平臺(tái)上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，從而使海上衛(wèi)勤指揮中心掌握戰(zhàn)場(chǎng)衛(wèi)勤的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)勤保障力量的統(tǒng)一指揮和統(tǒng)一調(diào)度。

3 實(shí)現(xiàn)海上衛(wèi)勤信息化技術(shù)框架的思考

海上衛(wèi)勤信息化技術(shù)框架是未來(lái)我軍海上衛(wèi)勤信息化體系建設(shè)的藍(lán)本性技術(shù)框架，對(duì)技術(shù)的成熟性和投資的充足性要求很高，需要一個(gè)較長(zhǎng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)水平和當(dāng)前海上衛(wèi)勤保障的實(shí)際需求，構(gòu)建信息化程度較高的傷員救治體系將會(huì)對(duì)目前我軍海上衛(wèi)勤救治效率的提升產(chǎn)生重要作用。

3.1 建立信息化傷員救治流程 通過(guò)廣泛采用新技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)信息化海上傷員救治流程的快速構(gòu)建。士兵參戰(zhàn)前統(tǒng)一佩戴大容量醫(yī)療信息卡用于儲(chǔ)存士兵的基本信息和醫(yī)療信息。傷情發(fā)生后，海上衛(wèi)勤保障力量在進(jìn)行緊急救治的同時(shí)將傷員位置以及傷情信息及時(shí)上傳至海上衛(wèi)勤指揮中心。海上衛(wèi)勤指揮中心依據(jù)傷情信息制定救治計(jì)劃，指揮相應(yīng)救治力量實(shí)施快速救治。各級(jí)海上救治機(jī)構(gòu)接收傷員后，通過(guò)PDA手持機(jī)讀取傷員醫(yī)療信息，對(duì)傷員進(jìn)行傷情評(píng)估并實(shí)施快速分類(lèi)和救治。與此同時(shí)，將救治信息寫(xiě)入大容量醫(yī)療信息卡，確保傷員得到及時(shí)的確定性治療［8－10］。

3.2 開(kāi)發(fā)海上傷員定位系統(tǒng) 基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)和以ZigBee技術(shù)為核心的傳感器網(wǎng)絡(luò)，本文設(shè)想開(kāi)發(fā)一個(gè)遠(yuǎn)近結(jié)合、分層負(fù)責(zé)、有機(jī)融合的海上傷員定位系統(tǒng)。在較大范圍的環(huán)境下，利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)海上各級(jí)衛(wèi)勤保障力量提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的定位服務(wù);在海上衛(wèi)勤救治機(jī)構(gòu)內(nèi)部，利用以ZigBee技術(shù)為核心的傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)覆蓋范圍內(nèi)的傷員具體位置的短距離精確定位。

3.3 研制傷員生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 海上傷員定位系統(tǒng)在應(yīng)用過(guò)程中，一般與生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配合使用、共同發(fā)揮作用。通過(guò)為傷員穿戴生命體征監(jiān)測(cè)背心，實(shí)時(shí)監(jiān)控傷員心率、呼吸、體溫等重要生命體征數(shù)據(jù)，并及時(shí)將傷情數(shù)據(jù)上報(bào)海上衛(wèi)勤指揮中心。同時(shí)，生命體征監(jiān)測(cè)裝備將自行接入ZigBee網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對(duì)傷員的短距離實(shí)時(shí)定位。在對(duì)傷員位置信息以及傷情信息實(shí)時(shí)掌握的基礎(chǔ)上，海上衛(wèi)勤指揮中心可確定合理的救治路線和方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)傷員流的指揮和控制，保證海上衛(wèi)勤保障任務(wù)順利完成［11－13］。

［1］ 李衛(wèi)東，宋 斌.海上聯(lián)合作戰(zhàn)衛(wèi)勤保障的主要特點(diǎn)與對(duì)策［J］.海軍醫(yī)學(xué)雜志，2007，28(3):230 －232.

［2］ 孔 飛.構(gòu)建軍事云計(jì)算體系 提升軍隊(duì)信息化水平［J］.地面防空武器，2011，42(1):25 －28.

［3］ 趙寧志，高 茗，曾學(xué)俊.利用軍隊(duì)衛(wèi)勤系統(tǒng)提高衛(wèi)勤保障能力的對(duì)策［J］.解放軍醫(yī)藥雜志，2011，23(2):82－83.

［4］ 徐祖銘，熊友生，沈旭東.軍隊(duì)衛(wèi)生信息管理系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用［J］.解放軍醫(yī)院管理雜志，2009，16(5):439－441.

［5］ 王婉菲，王 欣，張志浩.數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)的研究與實(shí)施［J］.微型電腦應(yīng)用，2003，19(10):31 －33.

［6］ 陳 巖，戴 偉.云計(jì)算在軍隊(duì)信息化建設(shè)中的應(yīng)用［J］.四川兵工學(xué)報(bào)，2010，31(9):98 －99.

［7］ 王子剛，陳菊紅.云計(jì)算在軍隊(duì)信息化建設(shè)中的應(yīng)用探析［J］.中國(guó)信息界，2011(9):41－43.

［8］ 張 敏，郭書(shū)軍，王玉花.基于ZigBee技術(shù)的RFID應(yīng)用實(shí)現(xiàn)［J］.解決方案，2010(5):34－37.

［9］ 昂志敏，金海紅，范之國(guó).基于ZigBee的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和通信實(shí)現(xiàn)［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2007(10):47－57.

［10］周 俊，張少欣.基于ZigBee技術(shù)的定位系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)［J］.通信技術(shù)，2011，44(4):161－169.

［11］張?jiān)Ｋ?我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)定位原理及應(yīng)用前景探討［J］.電子技術(shù)參考，2002，2(1):6 －24.

［12］鄭乃龍，徐軼群.基于北斗衛(wèi)星通信的船舶綜合信息系統(tǒng)［J］.廈門(mén)科技，2011(4):33－36.

［13］李 鑫，李 欣，董靜薇.基于ZigBee的生命體征監(jiān)測(cè)系統(tǒng)［J］.信息技術(shù)，2009(8):174－176.