緊急醫(yī)療救援車載通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析

張杰，丁偉龍

1.同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院 信息中心，上海 200120；

2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院 放射科，上海 200011

緊急醫(yī)療救援車載通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析

張杰1，丁偉龍2

1.同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院 信息中心，上海 200120；

2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院 放射科，上海 200011

本文通過(guò)對(duì)緊急醫(yī)療救援車載系統(tǒng)概念和功能的理解，從車載信息采集分系統(tǒng)、無(wú)線傳輸分系統(tǒng)、綜合保障分系統(tǒng)設(shè)計(jì)3方面入手，分析了目前救援車所配置的有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、視頻監(jiān)控顯示設(shè)備、視頻錄像設(shè)備、衛(wèi)星通信設(shè)備的組成和特點(diǎn)，指出今后要進(jìn)一步對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、軟件、移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，以更好地提高醫(yī)療救援工作效率。

緊急醫(yī)療救援車；車載通訊系統(tǒng)；信息采集分系統(tǒng)；無(wú)線傳輸分系統(tǒng)；綜合保障分系統(tǒng)

近年來(lái)，我國(guó)自然災(zāi)害和重大突發(fā)事件頻發(fā)，特別是地震災(zāi)害尤為嚴(yán)重。完善應(yīng)急措施，加大醫(yī)療救援力度，以減輕傷亡人數(shù)對(duì)于災(zāi)害及突發(fā)事件的醫(yī)療救援至關(guān)重要，而緊急醫(yī)療救援車載通訊系統(tǒng)將在應(yīng)急救援中發(fā)揮重大作用。

1 系統(tǒng)概述

1.1 概念

緊急醫(yī)療救援車載通訊系統(tǒng)是為處置重大突發(fā)事件和災(zāi)害性事件提供現(xiàn)場(chǎng)通信保障的現(xiàn)代化實(shí)時(shí)通訊指揮平臺(tái)，主要由兩部分組成：醫(yī)院固定指揮平臺(tái)和車載移動(dòng)指揮平臺(tái)。它能在第一時(shí)間將事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的情況和資料通過(guò)圖像、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)上傳至醫(yī)院指揮中心，有效地調(diào)集各地醫(yī)療資料，便于專家實(shí)施遠(yuǎn)程指導(dǎo)和信息支持，最大程度地減輕人員傷亡。

1.2 功能

為滿足災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援需求，車載系統(tǒng)需具備如下功能：① 信息采集和處理功能：通過(guò)單兵設(shè)備傳輸音頻和視頻，第一時(shí)間采集現(xiàn)場(chǎng)圖像，在車內(nèi)進(jìn)行顯示和儲(chǔ)存；② 語(yǔ)音通信功能：配備先進(jìn)的頭盔式對(duì)講機(jī)，利用超短波實(shí)現(xiàn)無(wú)線語(yǔ)音通訊；③ 3G網(wǎng)絡(luò)通信功能：可以通過(guò)3G路由器，將現(xiàn)場(chǎng)捕獲的圖像和聲音傳回指揮中心，使相關(guān)人員能通過(guò)車載計(jì)算機(jī)及時(shí)查看并執(zhí)行指揮中心下達(dá)的指令；④ 衛(wèi)星定位傳輸功能：在車內(nèi)裝備GPS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，便于指揮救援車快速到達(dá)事發(fā)救援地點(diǎn)，并且在3G網(wǎng)絡(luò)受限時(shí)負(fù)責(zé)救援車與固定指揮中心的信息交流[1]。

2 系統(tǒng)技術(shù)設(shè)計(jì)

車載通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足“緊急救援、快速反應(yīng)、信息暢通”的要求，以“推進(jìn)信息化救援、推動(dòng)移動(dòng)醫(yī)療發(fā)展”為目標(biāo)。構(gòu)建的信息采集、無(wú)線傳輸、綜合保障3層設(shè)計(jì)框架，見(jiàn)圖1。

2.1 車載信息采集分系統(tǒng)

該系統(tǒng)由車內(nèi)攝像機(jī)、單兵發(fā)射器、車載圖像接收器、圖像處理器等組成。這里著重分析單兵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。單兵系統(tǒng)即配有對(duì)講功能的頭戴式攝像機(jī)，能利用3G網(wǎng)絡(luò)以25幀/s的速度將事故現(xiàn)場(chǎng)的情況無(wú)線傳輸給救援中心。為滿足災(zāi)害壞境下的工作要求，單兵系統(tǒng)采用國(guó)際先進(jìn)的圖像壓縮算法和專用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，不僅能滿足靜止?fàn)顟B(tài)下的圖像傳輸，更能使劇烈變動(dòng)的移動(dòng)畫(huà)面平穩(wěn)有效地傳達(dá)至救援中心。救援車內(nèi)的無(wú)線視頻終端將各個(gè)單兵系統(tǒng)收集到的信息進(jìn)行整理壓縮編碼后，實(shí)時(shí)上傳到救援網(wǎng)絡(luò)中心，供救援指揮車和固定救援指揮中心調(diào)用。我院信息采集傳輸采用的技術(shù)路線是：由運(yùn)營(yíng)商提供數(shù)據(jù)專線，和流媒體視頻服務(wù)器對(duì)接，通過(guò)前端的3G上網(wǎng)卡組成內(nèi)部的APN專網(wǎng)，以確保圖像傳輸?shù)姆€(wěn)定性。其中圖像傳送采用3DES三重?cái)?shù)據(jù)加密算法加密命令通道并通過(guò)擾碼保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸。會(huì)話使用CHAP協(xié)議認(rèn)證，在建立的過(guò)程中無(wú)明碼傳輸，安全可靠。

2.2 車載無(wú)線傳輸分系統(tǒng)

2.2.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

醫(yī)療應(yīng)急救援隊(duì)網(wǎng)絡(luò)采用3G無(wú)線路由器、WIFI無(wú)線設(shè)備、衛(wèi)星路由器、交換機(jī)、VPN網(wǎng)關(guān)的基礎(chǔ)配置，將移動(dòng)救援車、固定指揮中心和移動(dòng)設(shè)備連接互通，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的信息傳輸和共享。在不同的網(wǎng)絡(luò)連接方式中，3G網(wǎng)絡(luò)的對(duì)外連接是應(yīng)急救援車載網(wǎng)絡(luò)保障的核心，能準(zhǔn)確、及時(shí)地傳輸語(yǔ)音、視頻及數(shù)據(jù)[2]。然而，由于發(fā)生災(zāi)害的地區(qū)一般較為偏僻，不適合采用3G網(wǎng)絡(luò)，于是車載衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將成為今后災(zāi)害救援的主流通訊手段。它是將互聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星通信技術(shù)相結(jié)合，由衛(wèi)星、業(yè)務(wù)關(guān)口站和車載接收終端組成的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)。系統(tǒng)使用DVB-S2/ TDMA的組網(wǎng)模式，并采用通用性強(qiáng)的TCP/IP協(xié)議，不僅可以滿足視頻會(huì)議子系統(tǒng)的需要，還可以滿足諸如文件傳輸、信息采集后的傳輸、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽、電子郵件收發(fā)、電話、傳真等各種應(yīng)用的需求。同時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)還搭建了一套10 M/100 M自適應(yīng)局域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，主要用于救援車隊(duì)之間、救援指揮車與無(wú)線設(shè)備之間的網(wǎng)絡(luò)通訊。3種不同的網(wǎng)絡(luò)方式在不同情況下的應(yīng)用為網(wǎng)絡(luò)的暢通提供了有利的途徑。

2.2.2 通信系統(tǒng)

配合網(wǎng)絡(luò)傳輸方式，車載系統(tǒng)內(nèi)也為通信保障子系統(tǒng)提供了多種方式，包括短波通信、超短波通信、IP語(yǔ)音通信等。超短波通信比短波通信發(fā)射功率小、穩(wěn)定性高、通信質(zhì)量好，并且能同時(shí)進(jìn)行多路通信，比較適用于城市救災(zāi)。以IP語(yǔ)音網(wǎng)關(guān)作為核心的電話語(yǔ)音交換系統(tǒng)，可以使應(yīng)急移動(dòng)指揮平臺(tái)連接到IP網(wǎng)關(guān)的普通電話機(jī)，也可以使平臺(tái)內(nèi)的分機(jī)連接到FXO口的外線電話。為支持單兵系統(tǒng)，車內(nèi)配置了超短波中轉(zhuǎn)臺(tái)、超短波手持機(jī)和頭盔式對(duì)講終端，能在應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)迅速組成小型的通信網(wǎng)，還可以與其他使用超短波的設(shè)備進(jìn)行通信。IP語(yǔ)音系統(tǒng)示意圖，見(jiàn)圖2

2.3 綜合保障分系統(tǒng)

2.3.1 供電系統(tǒng)

由于應(yīng)急救援車的特殊性，系統(tǒng)電源的穩(wěn)定對(duì)車載電子設(shè)備的正常運(yùn)行和救援效果至關(guān)重要。在災(zāi)害環(huán)境下，應(yīng)急救援車除了油機(jī)供電和市電供電外，還需配備軍用加固UPS電源，即一種含有儲(chǔ)能裝備，以整流器、逆變器為主要組成部分的穩(wěn)壓穩(wěn)頻交流不間斷電源，能在停電狀況下作為儲(chǔ)能電池進(jìn)行供電，可保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、音視頻設(shè)備、通訊設(shè)備、衛(wèi)星設(shè)備正確傳輸數(shù)據(jù)[3]。

2.3.2 安全系統(tǒng)

應(yīng)急救援車安全系統(tǒng)分為兩部分：① 救援現(xiàn)場(chǎng)信息傳輸?shù)陌踩??；诰仍蝿?wù)的緊急性和病患私密性，車載網(wǎng)絡(luò)通信線路最好采用專線傳輸。但是由于條件的限制，在偏遠(yuǎn)的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)，往往只有一條公共傳輸線路，不僅會(huì)導(dǎo)致線路傳送擁擠，還會(huì)導(dǎo)致信息的破壞和延誤。因此必須加大對(duì)信息的保護(hù)力度，目前應(yīng)急救援車的信息安全建設(shè)方式主要包括設(shè)置防火墻、安裝殺毒軟件和防攻擊軟件、建立CA認(rèn)證系統(tǒng)等；② 應(yīng)急救援車內(nèi)外工作人員的人身安全。為滿足應(yīng)急車野外行駛的要求，車內(nèi)設(shè)置了良好的接地和避雷保護(hù)措施，對(duì)220 V/380 V強(qiáng)電部分設(shè)置有漏電保護(hù)裝置。當(dāng)3路負(fù)載中的任意一路電流＞（25±2）A或負(fù)載短路時(shí)，車載配電控制器會(huì)發(fā)出聲光告警，并切斷輸出電源；另外還配備了防震系統(tǒng)，使醫(yī)護(hù)人員在野外顛簸的狀況下也能對(duì)傷患進(jìn)行必要的醫(yī)治。

3 應(yīng)急醫(yī)療救援車的應(yīng)用

（1）移動(dòng)醫(yī)院。移動(dòng)醫(yī)院是由多種醫(yī)療移動(dòng)設(shè)備結(jié)合而成的聯(lián)合體，而應(yīng)急救援車是如今移動(dòng)醫(yī)院中使用最廣泛的載體之一，除了必要的緊急救治設(shè)施外，其先進(jìn)的通訊設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)音畫(huà)傳輸和遠(yuǎn)程醫(yī)療，讓醫(yī)院能夠及時(shí)了解病人的性質(zhì)，以合理安排病人的搶救。

（2）應(yīng)急救援。近期大地震中，應(yīng)急醫(yī)療救援車隊(duì)在急救方面發(fā)揮了越來(lái)越大的作用。我院于2013年和上海疾控中心、國(guó)家衛(wèi)計(jì)委分別進(jìn)行了應(yīng)急救援演練。演練出動(dòng)了指揮車、傷員轉(zhuǎn)運(yùn)車、手術(shù)車、物資保障車和檢驗(yàn)車，由專人負(fù)責(zé)車輛與車輛、車輛與醫(yī)院、車輛與移動(dòng)設(shè)備之間的信息通訊。通過(guò)單兵設(shè)備等一系列移動(dòng)設(shè)施的信息收集和3G無(wú)線網(wǎng)卡的信息傳輸，快速、完整、實(shí)時(shí)地讓醫(yī)院內(nèi)專家領(lǐng)導(dǎo)及時(shí)了解了救災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的災(zāi)情變化和災(zāi)民救治情況，便于后方調(diào)整救援方案，及時(shí)安排藥物和食物補(bǔ)給，讓即將收治災(zāi)民的醫(yī)院有寬裕的收治前準(zhǔn)備時(shí)間，給待命的醫(yī)生提供了詳細(xì)的病歷。

4 結(jié)語(yǔ)

目前醫(yī)療救援車多使用公共網(wǎng)絡(luò)，即使設(shè)置了防火墻和密碼，還是會(huì)存在一定的安全隱患和擁堵。因此，在今后條件允許的情況下，應(yīng)設(shè)置區(qū)域醫(yī)療專用網(wǎng)絡(luò)線路或衛(wèi)星線路，為應(yīng)急救援和區(qū)域醫(yī)療聯(lián)動(dòng)提供一條暢通無(wú)阻的道路。應(yīng)急醫(yī)療救援車內(nèi)移動(dòng)設(shè)備，包括單兵系統(tǒng)、移動(dòng)檢查儀、無(wú)線輸液系統(tǒng)、攜帶式監(jiān)測(cè)儀等還不能完全支撐移動(dòng)醫(yī)療的開(kāi)展，需不斷在技術(shù)上進(jìn)行改進(jìn)[4-7]。除提升硬件技術(shù)外，設(shè)計(jì)適用于不同設(shè)備的軟件管理平臺(tái)也非常重要[8]。

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用Word制作統(tǒng)計(jì)學(xué)符號(hào)算術(shù)平均值加減標(biāo)準(zhǔn)差的方法

國(guó)標(biāo)GB/3358-82《統(tǒng)計(jì)學(xué)名詞及符號(hào)的規(guī)定》明確指出“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差” 的正確寫(xiě)法應(yīng)為結(jié)合規(guī)范格式及在正文中應(yīng)有的狀態(tài)可將其歸納為以下5個(gè)方面。

① 將輸入字體選用宋體；② 輸入英文字母小寫(xiě)的x并將其改為斜體格式 x；③ 選中x 后，單擊菜單欄中的【格式】-【中文版式】-【拼音指南】，在其對(duì)話框中的【基準(zhǔn)文字】列項(xiàng)下便可見(jiàn)到英語(yǔ)字母手寫(xiě)體x了，在【拼音文字】列項(xiàng)下第一行中輸入“_”（應(yīng)特別注意輸入該短橫線時(shí)必須用英語(yǔ)輸入格式，以使“_”為下劃線樣式），此時(shí)在預(yù)覽框中便已顯示出④ 在【對(duì)齊方式】欄中選【居中】格式項(xiàng)，再在【字號(hào)】項(xiàng)中選擇較正文字大3個(gè)號(hào)的數(shù)碼，若正文中是五號(hào)字，則選取8；單擊【確定】按鈕，即見(jiàn)到正文中原來(lái)選中的 x 已改變?yōu)椋蛔詈蟪Ｒ?guī)輸入±s即可；⑤ 調(diào)整整頁(yè)行距，可在菜單欄【格式】下拉單中選取【段落】命令，出現(xiàn)【段落】對(duì)話框后，在其【間距】欄【行距】項(xiàng)中選“固定值”項(xiàng)，再在其后的【設(shè)置值】框中選“18”，最后點(diǎn)擊【確定】按鈕即完成了整個(gè)操作。

Design and Analysis of Medical Emergency Rescue Vehicle Communication System

ZHANG Jie1, DING Wei-long2
1.Information Center, East Hospital Aff i liated to Tongji University, Shanghai 200120, China; 2.Department of Radiology, Shanghai Ninth People's Hospital Aff i liated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200011, China

Based on the comprehension of the concept and functions of medical emergency rescue vehicle communication system, this paper analyzes the structures and features of wired and wireless network equipment, video surveillance equipment, video recording equipment, satellite communication equipment integrated into current rescue vehicles in terms of vehicle information collection subsystem, wireless transmission subsystem and comprehensive security subsystem. This paper points out that the improvement of wireless network, softwares, mobile devices should be further conducted in order to eff i ciently improve the work efficiency of medical rescue.

medical emergency rescue vehicle; vehicle communication system; information collection subsystem; wireless transmission subsystem; comprehensive security subsystem

TP311.52

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.046

1674-1633(2014)11-0134-03

2014-03-18

2014-05-09

作者郵箱：alsens@edatahome.com