基于SD-ABMS方法的航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)仿真系統(tǒng)*

占艷麗，王 鵬，郭勇陳，沈 洋

(1.南京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，江蘇 南京 211106；2. 海豐通航科技有限公司，北京 100070)

0 引言

航空醫(yī)療救援能力是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)，在軍用和民用領(lǐng)域都有很高的應(yīng)用價(jià)值[1-2]，目前我國(guó)航空醫(yī)療救援產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段，與部分發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大的差距[3]?，F(xiàn)有航空醫(yī)療救援的研究場(chǎng)景仍局限于軍用[4]和大型災(zāi)害場(chǎng)景下[5-7]的醫(yī)療后送場(chǎng)景，民用場(chǎng)景下的研究十分有限，且研究?jī)?nèi)容多處于概念構(gòu)想層次[8-10]，研究方法多是在對(duì)病患到達(dá)、檢傷分類、醫(yī)療后送等流程進(jìn)行簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行建模和仿真[4-5]。Morin[11]和Plischke[12]認(rèn)為，有效的應(yīng)急管理和響應(yīng)需要徹底了解救援行動(dòng)及其相互作用，而對(duì)救援流程的可視化研究可以極大地促進(jìn)該活動(dòng)。2018年6月16日，昆明1架救援直升機(jī)在執(zhí)行醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)時(shí)不幸墜毀，引發(fā)關(guān)于我國(guó)航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的思考，而目前關(guān)于具體的航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)執(zhí)行流程及專業(yè)醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)隊(duì)伍的協(xié)同操作機(jī)制等方面的研究較少。

航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)是在當(dāng)本地的醫(yī)療救治條件和水平不能滿足傷患的需求時(shí)，使用醫(yī)療直升機(jī)將病患轉(zhuǎn)運(yùn)至合適醫(yī)院的一系列活動(dòng)的總稱。轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的執(zhí)行需要各部門(mén)救援人員高效溝通、協(xié)同到位，執(zhí)行結(jié)果會(huì)同時(shí)受實(shí)時(shí)任務(wù)特征、救援隊(duì)能力和救援環(huán)境的影響。這對(duì)救援人員技術(shù)能力和非技術(shù)能力提出了高水平要求，需要結(jié)合實(shí)際演練加以訓(xùn)練，但由于國(guó)內(nèi)可用的直升機(jī)數(shù)量較少，救援演練成本高昂，可以開(kāi)展實(shí)際演練的次數(shù)有限。

本文旨在采用多主體仿真(ABMS)技術(shù)和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(SD)技術(shù)，從微觀視角研究航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)執(zhí)行機(jī)理，進(jìn)行建模仿真，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)通用航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)可視化原型，為航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)時(shí)任務(wù)評(píng)估研究建立基礎(chǔ)，進(jìn)一步降低演練成本。

1 通用航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)問(wèn)題分析

1.1 主要參與部門(mén)和人員界定

1次航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)的參與部門(mén)有轉(zhuǎn)運(yùn)需求方、轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院和轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院；專業(yè)航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)隊(duì)伍包括飛行員、隨機(jī)機(jī)務(wù)、隨機(jī)醫(yī)生和隨機(jī)護(hù)士4個(gè)救援主體。

1.2 航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)流程

航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)流程如圖1所示，航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)由病患求救觸發(fā)，轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院評(píng)估病情，如果超過(guò)其治療能力，向轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院申請(qǐng)轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院綜合考慮距離、環(huán)境、病情、救援隊(duì)水平等多方面因素對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)進(jìn)行評(píng)估，如果符合轉(zhuǎn)運(yùn)條件，派遣專業(yè)救援隊(duì)伍執(zhí)行轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)，進(jìn)入圖2所示的轉(zhuǎn)運(yùn)子流程，需要說(shuō)明的是：整個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)執(zhí)行既包括去程也包括返程，由于返程病患在直升機(jī)上，因此看似相同的流程塊的操作內(nèi)容及重點(diǎn)不盡相同。

1.3 建立抽象層次

并非所有實(shí)體都可以用Agent來(lái)描述，需要對(duì)實(shí)體、對(duì)象、Agent加以區(qū)分。如圖3所示，依據(jù)組成結(jié)構(gòu)將系統(tǒng)劃分為轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院分系統(tǒng)、轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院分系統(tǒng)、轉(zhuǎn)運(yùn)需求分系統(tǒng)和環(huán)境分系統(tǒng)，各分系統(tǒng)擁有對(duì)應(yīng)的Agent，各Agent之間通過(guò)消息交換和信息交互的方式實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)Agent之間的物質(zhì)和能量交換，相互協(xié)同完成航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)流程。

圖1 轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)產(chǎn)生流程Fig.1 Generation process of aeromedical transport mission

圖2 航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)流程Fig.2 Process of aeromedical emergency transport

2 基于ABMS方法構(gòu)建概念模型

在航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)中，16種Agent及3種對(duì)象會(huì)產(chǎn)生一系列獨(dú)立及協(xié)同完成任務(wù)的離散行為和連續(xù)行為，Agent間的協(xié)同行為約束使得任務(wù)可按照標(biāo)準(zhǔn)流程執(zhí)行，同時(shí)各Agent及對(duì)象的行為還會(huì)導(dǎo)致Agent及任務(wù)的內(nèi)部狀態(tài)發(fā)生改變，包含離散狀態(tài)改變和連續(xù)狀態(tài)改變。為刻畫(huà)航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)，使用ABMS技術(shù)對(duì)各Agent的離散行為進(jìn)行建模，通過(guò)Agent間的協(xié)同行為約束對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)流程進(jìn)行建模；使用SD方法對(duì)Agent的連續(xù)行為及連續(xù)狀態(tài)變化進(jìn)行建模。

圖3 航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)抽象層次Fig.3 Abstract level of aeromedical transport mission system

多主體系統(tǒng)的全局承諾是1組有關(guān)組織結(jié)構(gòu)、組織過(guò)程的約束和策略的集合，航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)的全局承諾如式(1)所示。

TraModel=〈struct,metaphor〉

(1)

式中：TraModel表示系統(tǒng)組織模型；struct表示組織結(jié)構(gòu)；metaphor表示組織原則。

2.1 系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)如式(2)所示。

struct=〈Φ,Role,Re,Goal,Gr,Ω〉

(2)

式中：Φ表示智能主體集合；Role表示組織職能集合；Re表示責(zé)任分配集合；Goal表示組織目標(biāo)集合；Gr表示承擔(dān)某組織職能的成員之間的相互關(guān)系集合；Ω表示系統(tǒng)的外部環(huán)境。

1)智能主體集合

Φ=〈A1,B1,…,B4,C1,…,C7,heli,E1,…,E3〉

(3)

式中：A1表示病患Agent；B1～B4依次表示轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院負(fù)責(zé)人、醫(yī)生、護(hù)士和保安Agent；C1～C7依次表示轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院負(fù)責(zé)人、飛行員、隨機(jī)機(jī)務(wù)、隨機(jī)醫(yī)生、隨機(jī)護(hù)士、地面機(jī)務(wù)和保安Agent；heli表示轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院直升機(jī)Agent；E1～E3依次表示意外產(chǎn)生Agent、人為意外Agent和環(huán)境控制Agent。

2)組織職能集合

組織職能集合表示系統(tǒng)中各主體參與的所有職能的集合。航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)的組織職能集合表示如式(4)所示。

Role=〈R1,R2，…,Rm〉，m=47

(4)

式中：求救R1、病情評(píng)估R2、病情上報(bào)R3、抬擔(dān)架R4、檢查病患R5、病患上機(jī)R6、清場(chǎng)R7、異物清理R8、地面安全檢查R9、地面安全控制R10、秩序恢復(fù)R11、請(qǐng)求轉(zhuǎn)運(yùn)R12、院間協(xié)調(diào)R13、院內(nèi)指揮R14、降落指揮R15、任務(wù)評(píng)估R16、方案審批R17、制定方案R18、任務(wù)指揮R19、直升機(jī)控制R20、飛行意外處理R21、協(xié)調(diào)溝通R22、機(jī)內(nèi)安全檢查R23、機(jī)內(nèi)安全觀察R24、機(jī)內(nèi)安全控制R25、救護(hù)指揮R26、協(xié)調(diào)簽字R27、機(jī)內(nèi)監(jiān)護(hù)及救治R28、救護(hù)意外處理R29、直升機(jī)檢查R30、起飛指揮R31、觀察地標(biāo)R32、安全意外處理R33、安全檢查R34、承載R35、轉(zhuǎn)運(yùn)R36、意外捕捉R37、意外生成R38、環(huán)境控制R39,啟動(dòng)R40、起飛R41、飛行R42、懸停R43、降落R44、變速R45、設(shè)定飛行目標(biāo)R46、病患待機(jī)準(zhǔn)備R47。

3)責(zé)任分配集合

責(zé)任分配集合表示的是智能主體集合與組織職能集合的對(duì)應(yīng)關(guān)系，某智能主體所參與的所有組織職能的集合即該智能主體的能力，責(zé)任分配集合表示如式(5)所示。

(5)

4)組織目標(biāo)集合

系統(tǒng)目標(biāo)為協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院、轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院、專業(yè)轉(zhuǎn)運(yùn)隊(duì)伍等多方力量以及直升機(jī)、機(jī)載設(shè)備等專業(yè)的醫(yī)療設(shè)備對(duì)病患進(jìn)行緊急轉(zhuǎn)運(yùn)，將病患轉(zhuǎn)運(yùn)到合適的醫(yī)院，完成轉(zhuǎn)運(yùn)目標(biāo)。

5)相互關(guān)系集合

轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院負(fù)責(zé)人為本醫(yī)院內(nèi)部指揮；轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院負(fù)責(zé)人為本醫(yī)院內(nèi)部指揮；飛行員為任務(wù)執(zhí)行總指揮；隨機(jī)醫(yī)生為救護(hù)總指揮；隨機(jī)機(jī)務(wù)為機(jī)內(nèi)安全控制總指揮。

6)外部環(huán)境

系統(tǒng)的外部環(huán)境指可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)發(fā)展產(chǎn)生影響的突發(fā)天氣狀況，不可控意外事件等。

2.2 系統(tǒng)組織原則

系統(tǒng)的組織原則如式(6)所示。

metaphor=〈Kds,Tds,Ccs〉

(6)

式中：Kds表示知識(shí)分布策略；Tds表示任務(wù)分布策略；Ccs表示協(xié)同控制策略。

1)知識(shí)分布策略

為了充分體現(xiàn)救援主體技術(shù)能力水平和非技術(shù)能力水平對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)執(zhí)行效果的影響，模型提供如表1所示的接口用來(lái)輸入從歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)得到的各救援主體個(gè)性化參數(shù)。

2)任務(wù)分布策略

使用轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院地理位置及病患病情對(duì)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)進(jìn)行表示，模型將轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院地理位置標(biāo)記為

表1 專業(yè)航空醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)隊(duì)伍個(gè)性化參數(shù)接口Table 1 Personalized parameter interfaces of professional team

(0,0,0)，轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院的地理位置是基于轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院的相對(duì)坐標(biāo)，為(x,y,z)；病患病情使用剩余時(shí)間t表示(t過(guò)小將不存在救援價(jià)值)。實(shí)時(shí)任務(wù)表示如式(7)所示。

task={(x,y,z),t}

(7)

當(dāng)轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)來(lái)臨時(shí)，需要從轉(zhuǎn)運(yùn)承接醫(yī)院的專業(yè)救援隊(duì)員庫(kù)、轉(zhuǎn)運(yùn)資源庫(kù)中為任務(wù)分配合適的專業(yè)救援人員和救援資源。

3)協(xié)同控制策略

①單純指令式協(xié)同

主體執(zhí)行下個(gè)操作必須得到特定主體的特定內(nèi)容的指令。單純指令式協(xié)同是任務(wù)執(zhí)行過(guò)程中最基本、使用最頻繁的協(xié)同方式。通過(guò)消息傳遞機(jī)制實(shí)現(xiàn)單純指令式協(xié)同。

②任務(wù)并行式協(xié)同

任務(wù)需要多個(gè)主體的共同參與，每個(gè)主體完成任務(wù)中屬于自己的部分，率先完成的主體會(huì)進(jìn)入等待狀態(tài)，任務(wù)完成時(shí)，所有參與主體才能進(jìn)入其他狀態(tài)。控制策略為：完成任務(wù)的時(shí)間為用時(shí)最長(zhǎng)的主體花費(fèi)的時(shí)間，例如病患安全檢查，如式(8)所示。

Ttask=max(TΦ1,TΦ2,……,TΦn)

(8)

③任務(wù)同步式協(xié)同

任務(wù)需要多個(gè)主體共同參與，并且各主體必須時(shí)刻保持同步,任務(wù)才能有效進(jìn)展，例如：抬擔(dān)架。相應(yīng)的控制策略為：所有參與主體完成任務(wù)的速度都會(huì)受到最慢主體的影響，因此任務(wù)的完成速度為最慢主體的速度，如式(9)所示。

VΦ1=VΦ2=…=VΦn=Vtask=
min(VΦ1,VΦ2,……,VΦn)

(9)

④指令交互式協(xié)同

主體執(zhí)行下一操作必須得到特定主體的特定內(nèi)容的指令,同時(shí)，該主體執(zhí)行任務(wù)的效果依賴于其協(xié)同主體的某種特性。比如：飛行員控制直升機(jī)的過(guò)程?？刂撇呗詾椋菏褂孟鬟f機(jī)制傳達(dá)特定指令，并通過(guò)調(diào)用接口傳參的方式對(duì)其他主體執(zhí)行任務(wù)效果施加影響。

⑤并聯(lián)式協(xié)同

任務(wù)有多個(gè)主體共同參與，各主體單獨(dú)完成任務(wù)且互不影響。比如：直升機(jī)飛行時(shí)所有救援主體都會(huì)進(jìn)行安全觀察，各主體并不會(huì)同時(shí)發(fā)現(xiàn)同1個(gè)緊急狀況?？刂撇呗詾椋和瓿扇蝿?wù)用時(shí)最少的主體所用時(shí)間為任務(wù)的最終完成時(shí)間。

Ttask=min(TΦ1,TΦ2,……,TΦn)

(10)

3 基于SD方法的連續(xù)行為建模

系統(tǒng)需要對(duì)以下連續(xù)行為進(jìn)行系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模：位置變動(dòng)(各參與主體)、心態(tài)變化(各參與主體)、病情變化(病患)、位置變化(直升機(jī))、速度變化(直升機(jī))，下文以病患病情變化和直升機(jī)控制為例進(jìn)行說(shuō)明。

3.1 病患病情變化SD建模

病患的病情變化受3方面因素影響：病患病情會(huì)隨著時(shí)間自然惡化；隨機(jī)醫(yī)護(hù)正確及時(shí)的救護(hù)會(huì)提升病患生命值；救援人員的不當(dāng)操作會(huì)對(duì)病患病情造成進(jìn)一步的傷害。

假設(shè)病患病情會(huì)隨著時(shí)間以速度tv0惡化，當(dāng)出現(xiàn)不當(dāng)操作時(shí)，會(huì)因其影響程度傳遞不同的傷害值hurtv，當(dāng)病患處于被救護(hù)狀態(tài)時(shí)，會(huì)因其醫(yī)護(hù)水平傳遞給病患不同的恢復(fù)值rescuev，用t表示病患自然流失的生命值累積，用hurt表示病患因?qū)I(yè)救援隊(duì)不當(dāng)操作流失的生命值累積，用rescue表示病患因有效救護(hù)增加的生命值累積，用time表示病患目前的剩余生命值，病患病情初始化為t0，則：

(11)

病患病情變化SD建模結(jié)果如圖4所示。

圖4 病患病情變化SD模型Fig.4 SD model of patient’s conditions

3.2 直升機(jī)SD建模

直升機(jī)Agent是標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)型Agent，飛行員(pilot)通過(guò)直升機(jī)提供的接口向直升機(jī)發(fā)送命令、設(shè)定飛行目標(biāo)、改變飛行參數(shù)等方式對(duì)直升機(jī)進(jìn)行控制。直升機(jī)基本參數(shù)表示如下。

初始位移：(x0,y0,z0)，x0,y0,z0≥0；實(shí)時(shí)位移：(x,y,z)，x,y,z≥0；飛行目標(biāo)：(tx,ty,tz)，tx,ty,tz≥0；飛行員計(jì)劃飛行速度：Speed0，Speed0≥0；飛行員速度控制能力：sc，sc∈[0,1]；飛行員偏航控制能力：gc，gc∈[0,1]。

3.2.1 速度控制建模

直升機(jī)的實(shí)際飛行速度Speed因受到隨機(jī)因子rv的影響，往往會(huì)偏離計(jì)劃飛行速度Speed0，飛行員速度控制能力sc即表示隨機(jī)因子對(duì)直升機(jī)實(shí)際飛行速度的影響程度，sc為1時(shí)，Speed將不受rv的影響；sc為0時(shí)，rv對(duì)Speed將產(chǎn)生較大影響，如式(12)所示。

Speed=Speed0+(1-sc)*rv
Speed0≥0 sc∈[0,1]

(12)

3.2.2 偏航行為

直升機(jī)偏航行為是直升機(jī)偏離原來(lái)航線和原飛行目標(biāo)的行為，飛行員的偏航控制能力gc越接近1，對(duì)路線的控制能力越強(qiáng)，飛行受隨機(jī)因素rg的影響越小，越可以較好地保證飛行遵循原設(shè)定目標(biāo)；gc越接近0，對(duì)飛行路線的控制能力越弱，飛行受rg的影響越大，直升機(jī)偏離原飛行目標(biāo)越遠(yuǎn)，偏航后的目標(biāo)位置以(gtx,gty,gtz)表示，如式(13)所示。

(13)

3.2.3 直升機(jī)實(shí)時(shí)位移建模

使用(x,y,z)表示直升機(jī)的實(shí)時(shí)位移，直升機(jī)的實(shí)時(shí)位移可以通過(guò)其初始位移(x0,y0,z0)及其動(dòng)態(tài)飛行速度向量(vx,vy,vz)進(jìn)行表示，如式(14)所示。

(14)

式中：直升機(jī)的動(dòng)態(tài)飛行速度向量是帶有方向的向量，其計(jì)算方法如式(15)所示。

(15)

基于SD的直升機(jī)綜合建模結(jié)果如圖5所示：

圖5 基于SD的直升機(jī)飛行綜合建模結(jié)果(包含速度控制，目標(biāo)控制，偏航控制和實(shí)時(shí)位移顯示)Fig.5 Integrated SD model result of helicopter flight which includes speed control, target control, yaw control and real-time displacement of helicopter

4 仿真模型實(shí)現(xiàn)及檢驗(yàn)

4.1 仿真實(shí)現(xiàn)及可視化

Anylogic是一款可以對(duì)離散、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、多智能體和混合系統(tǒng)建模和仿真的工具。本文使用Anylogic平臺(tái)，采用多主體仿真技術(shù)和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)技術(shù)相結(jié)合的方式，對(duì)通用航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)現(xiàn)，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行可視化，包括病人求救、起飛、飛行、懸停、降落等視景，如圖6所示。

圖6 直升機(jī)正飛往目標(biāo)醫(yī)院Fig.6 Helicopter is flying to the target hospital

4.2 模型檢驗(yàn)

通用航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)仿真模型構(gòu)建的最重要的任務(wù)就是參與主體之間協(xié)同性的建模與實(shí)現(xiàn)，主體之間的協(xié)同性往往是通過(guò)多主體之間的有效交互實(shí)現(xiàn)的。因此，有必要對(duì)模型的交互性進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果如表2所示，需要說(shuō)明的是，除上述職能外，各主體還存在“等待”等非職能狀態(tài)，用以實(shí)現(xiàn)與其他主體之間的協(xié)同，表中用w表示。

1)實(shí)驗(yàn)1說(shuō)明

直升機(jī)到達(dá)目標(biāo)醫(yī)院前10 min ，隨機(jī)醫(yī)生會(huì)通知目標(biāo)醫(yī)院負(fù)責(zé)人到達(dá)時(shí)間，醫(yī)院負(fù)責(zé)人會(huì)提前安排醫(yī)護(hù)人員和保安進(jìn)行接機(jī)準(zhǔn)備，醫(yī)護(hù)人員和保安準(zhǔn)備好后會(huì)通知醫(yī)院負(fù)責(zé)人，醫(yī)院負(fù)責(zé)人持續(xù)觀測(cè)直升機(jī)狀態(tài)，如果直升機(jī)已經(jīng)到達(dá)醫(yī)院上空并且地面準(zhǔn)備工作已經(jīng)就緒，會(huì)給飛行員下達(dá)降落指令，飛行員執(zhí)行降落控制；否則直升機(jī)會(huì)一直處于懸停狀態(tài)。由此可見(jiàn)，各主體的個(gè)人行為會(huì)因?yàn)槠淞鞒虆f(xié)同性而影響到救援行動(dòng)的整體執(zhí)行效果。在其他主體的參數(shù)都保持不變的情況下，將轉(zhuǎn)運(yùn)請(qǐng)求醫(yī)院醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行病患待機(jī)準(zhǔn)備的時(shí)間從3 min改變?yōu)? min，直升機(jī)處于懸停狀態(tài)的時(shí)間由0.5 min變?yōu)?.5 min，實(shí)驗(yàn)證明：仿真模型較好地實(shí)現(xiàn)了各主體之間的指令式協(xié)同行為。

表2 航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)仿真模型關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)交互性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 2 Key nodes interaction test results of aeromedical emergency transport mission system

2)實(shí)驗(yàn)2～5說(shuō)明

在抬擔(dān)架職能中，隨機(jī)醫(yī)生、隨機(jī)護(hù)士、醫(yī)生和護(hù)士的初始操作時(shí)間均為2 min，任何1個(gè)主體速度變慢導(dǎo)致用時(shí)超過(guò)2 min，其他主體的用時(shí)也會(huì)與該主體保持一致，相反任何1個(gè)主體加快速度預(yù)計(jì)用時(shí)低于2 min，該主體最終用時(shí)仍保持2 min不變，這是由于各主體在抬擔(dān)架過(guò)程中必須保持同步，各主體速度均會(huì)受到最慢主體速度的影響。實(shí)驗(yàn)證明：模型較好地實(shí)現(xiàn)了任務(wù)同步式協(xié)同。

3)實(shí)驗(yàn)6～7說(shuō)明

在病患檢查職能中，隨機(jī)醫(yī)生和隨機(jī)護(hù)士的初始完成時(shí)間均為1.5 min，加長(zhǎng)任何主體完成病患檢查的時(shí)間，另1主體由于已經(jīng)完成本職工作將會(huì)處于等待狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)證明：模型較好地完成了任務(wù)并行式協(xié)同。

5 結(jié)論

1)在真實(shí)的航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)場(chǎng)景基礎(chǔ)上，抽象出16種Agent和詳細(xì)的醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)流程，展示航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)執(zhí)行機(jī)理。

2)使用基于ABMS技術(shù)和SD技術(shù)的混合建模方法，從微觀層面對(duì)各Agent的離散行為、交互行為和連續(xù)行為進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)航空醫(yī)療應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)仿真模型，并驗(yàn)證模型的有效性，為后續(xù)進(jìn)行復(fù)雜的科學(xué)研究，尤其是航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)實(shí)時(shí)任務(wù)評(píng)估研究奠定基礎(chǔ)。

3)基于Anylogic平臺(tái)實(shí)現(xiàn)航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)系統(tǒng)可視化原型，可用于航空應(yīng)急醫(yī)療轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)執(zhí)行流程及細(xì)節(jié)展示，進(jìn)一步降低相關(guān)演練成本。

4)如何進(jìn)一步完善可視化模型，以及將現(xiàn)有仿真模型、歷史訓(xùn)練數(shù)據(jù)和任務(wù)執(zhí)行數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，用于任務(wù)決策支持與安全控制，是后續(xù)研究的重點(diǎn)。