“一鍵護(hù)航”救護(hù)車快速通行數(shù)智系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用分析

孫亞群， 章鵬飛， 王 璐， 鄔利平， 王慧丹

院前急救是指患者從現(xiàn)場到醫(yī)院之前的就地?fù)尵燃熬茸o(hù)車運(yùn)送等過程[1-2]。它的最大特點(diǎn)是急，最基本的要求是快[3]。雖然《中華人民共和國道路交通安全法》第五十三條明確指出：救護(hù)車在執(zhí)行緊急任務(wù)時，在確保安全的前提下，不受行駛路線、行駛方向、行駛速度和信號燈的限制[4]，但隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,機(jī)動車急劇增加，城市交通道路狀況日益惡化,嚴(yán)重影響救護(hù)車的快速通行，且救護(hù)車因?yàn)殛J紅燈而發(fā)生車輛碰撞等交通事故或因堵車致患者傷亡的事件時有報道[5-6]。近年來，國內(nèi)外基于交通大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，從而提高城市交通管理能力的研究非常普遍，其中不乏在保障救護(hù)車快速安全通行方面的研究[7-8]，但真正落地使用且取得明顯效果的不多。浙江省杭州市蕭山區(qū)依托“城市數(shù)據(jù)大腦”建設(shè)，運(yùn)用大數(shù)據(jù)、云計算及人工智能等技術(shù)，研發(fā)“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)，在保障救護(hù)車優(yōu)先通行方面先行先試，取得實(shí)際成效，并在周邊地區(qū)推廣應(yīng)用[9]。

1 資料與方法

1.1建設(shè)“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng) 依托杭州“城市數(shù)據(jù)大腦”的機(jī)器視覺、智能調(diào)控及在線引導(dǎo)等功能[10]，整合“120”急救指揮調(diào)度、醫(yī)療優(yōu)先分級調(diào)度(medical priority dispatch system, MPDS)與公安治安監(jiān)控、交通道路監(jiān)控等信息系統(tǒng)，打通數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。設(shè)計集狀態(tài)監(jiān)測、實(shí)時監(jiān)視、路徑計算、協(xié)同指控、即時引導(dǎo)和預(yù)測預(yù)控的“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)(整體架構(gòu)見圖1)，自動規(guī)劃救護(hù)車最優(yōu)通行路線，同步優(yōu)化道路交通信號燈控制，保障救護(hù)車全路程綠燈通行[11-12]，路徑規(guī)劃詳見圖2。核心內(nèi)容包括算法中心、救護(hù)車優(yōu)先通行系統(tǒng)、交通信號控制系統(tǒng)及協(xié)同系統(tǒng)，其中救護(hù)車優(yōu)先通行系統(tǒng)是調(diào)度中樞，算法中心是基礎(chǔ)，協(xié)同系統(tǒng)是在線配合，交通信號控制是輸出控制。各子系統(tǒng)主要功能如下。

圖2 “一鍵護(hù)航”路徑規(guī)劃示意圖

1.1.1 救護(hù)車優(yōu)先通行系統(tǒng) 由急救事件管理、救護(hù)車車載視頻跟蹤、全球定位系統(tǒng)(global positioning system, GPS)、地理信息系統(tǒng)(geographic information system, GIS)、輸入輸出(I/O)和交通信號管理等功能模塊組成，主要接收急救事件信息，綁定任務(wù)救護(hù)車，審核通過急救事件護(hù)航申請，串聯(lián)各算法I/O，跟蹤管理救護(hù)車監(jiān)控視頻，接收分發(fā)救護(hù)車GPS定位數(shù)據(jù)，展示急救事件起點(diǎn)終點(diǎn)位置和規(guī)劃路徑。

1.1.2 算法中心 由路況感知、事件感知、路網(wǎng)監(jiān)測、路徑規(guī)劃、信號控制和速度預(yù)估等基礎(chǔ)算法模型組成，其中交通信號控制算法是最核心和基礎(chǔ)算法。主要感知路網(wǎng)和卡口視頻監(jiān)控信息，計算形成交通狀況監(jiān)測圖，實(shí)時掌握路網(wǎng)通行情況。計算救護(hù)車到達(dá)目的地的最短時間路徑并生成路徑，通過I/O到救護(hù)車終端設(shè)備。把交通信號燈和視頻監(jiān)控點(diǎn)位投影到路徑軌跡上，計算并輸出規(guī)劃路徑中需要優(yōu)化的交通信號燈列表。通過交通信號自適應(yīng)調(diào)控分析計算，實(shí)現(xiàn)救護(hù)車通行路段和區(qū)域的交通信號協(xié)調(diào)控制。

1.1.3 協(xié)同系統(tǒng) 主要采集管理救護(hù)車車牌號注冊和急救事件等基礎(chǔ)信息，接收護(hù)航申請許可指令后，同步啟動訂閱路徑規(guī)劃會話，展示救護(hù)車起點(diǎn)、終點(diǎn)和路徑規(guī)劃，實(shí)時提供救護(hù)車GPS定位系統(tǒng)、“120”指揮調(diào)度系統(tǒng)、救護(hù)車車載終端通信系統(tǒng)、交通信號燈控制系統(tǒng)等多系統(tǒng)、多設(shè)備間的協(xié)同服務(wù)。

1.2應(yīng)用“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)

1.2.1 設(shè)計應(yīng)用流程 從兩個環(huán)節(jié)發(fā)起使用：一個環(huán)節(jié)是救護(hù)車從急救站點(diǎn)出發(fā)至到達(dá)患者身邊，即急救指揮中心接到“120”呼救電話，識別患者危重級別或重大突發(fā)事件類型，定位事發(fā)地點(diǎn)，按照就近派車、緊急救治的原則[13]，點(diǎn)擊“派車”發(fā)送急救指令至救護(hù)車，同步自動觸發(fā)“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)，提交護(hù)航申請。城市數(shù)據(jù)大腦接到申請后秒級響應(yīng)，自動審核、規(guī)劃路徑，并反饋給急救指揮中心和執(zhí)行任務(wù)的救護(hù)車。救護(hù)車按照規(guī)劃路線駛向患者身邊(事發(fā)現(xiàn)場)，操作流程見圖3。另一個環(huán)節(jié)是救護(hù)車從事發(fā)現(xiàn)場將患者送達(dá)醫(yī)院，即急救醫(yī)生和駕駛員接診患者后，現(xiàn)場判斷病情、傷病員人數(shù)、道路擁堵狀況等，根據(jù)需要在車載設(shè)備上點(diǎn)擊一鍵護(hù)航，選擇目的地醫(yī)院，然后按照規(guī)劃路徑將患者送達(dá)醫(yī)院。期間，急救指揮中心實(shí)時監(jiān)控救護(hù)車動態(tài)[14]，操作流程見圖4。

圖3 “一鍵護(hù)航”急救指揮中心端操作流程示意圖

圖4 “一鍵護(hù)航”救護(hù)車車載端操作流程示意圖

1.2.2 應(yīng)用職責(zé)與分工 急救指揮中心主要負(fù)責(zé)呼救受理與緊急程度識別，為需要緊急救治的患者發(fā)起護(hù)航申請與全程監(jiān)控。城市數(shù)據(jù)大腦(團(tuán)隊)收集、處理、分析數(shù)據(jù)，對道路進(jìn)行評估并規(guī)劃最優(yōu)路線。交警指揮中心全程監(jiān)控，協(xié)助急救指揮中心解決特殊問題。

1.2.3 應(yīng)用對象 分為兩類：一類為需要快速轉(zhuǎn)運(yùn)的急危重患者，急救指揮中心調(diào)度員運(yùn)用MPDS[15-16]，識別為最緊急(EHCO)級別，或較緊急(DERT)級別中的意識不清、嚴(yán)重出血、交通事故嚴(yán)重創(chuàng)傷的患者和即將分娩的孕婦；另一類為重大突發(fā)公共事件群體傷亡事件，急救醫(yī)生、救護(hù)車駕駛員根據(jù)患者病情急危重情況或重大突發(fā)事件有多名急危重患者必須快速轉(zhuǎn)運(yùn)醫(yī)院搶救等情況。

1.3評價指標(biāo)與資料收集方法

1.3.1 救護(hù)車通行用時 記錄2019年9月8日0時至2021年9月8日24時期間每次護(hù)航救護(hù)車出車時間、到達(dá)現(xiàn)場時間或患者上車、送達(dá)醫(yī)院時間，測量同一時間相同路線(出發(fā)地為A點(diǎn)，目的地為B點(diǎn))高德地圖推薦路線預(yù)估通行時間，調(diào)取同時期最近一次未使用“一鍵護(hù)航”的救護(hù)車相同行駛路線(A點(diǎn)～B點(diǎn))、或相似行駛路線(B點(diǎn)周圍直徑300 m以內(nèi))急救事件的通行時間(以下統(tǒng)一默認(rèn)為相同路線)，比較“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)應(yīng)用后與高德地圖導(dǎo)航預(yù)估用時、未護(hù)航相同路線急救事件通行用時的差異。

1.3.2 用戶滿意度 以急救指揮中心指揮調(diào)度系統(tǒng)自動發(fā)送短信的形式，調(diào)查“120”呼救者(患者)滿意度。并于2021年10月“一鍵護(hù)航”應(yīng)用二周年之際，向所有在崗院前急救調(diào)度員、急救醫(yī)生、救護(hù)車駕駛員發(fā)放意見建議征詢表，調(diào)查對“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)應(yīng)用的意愿與滿意度。

1.3.3 觀察記錄救護(hù)車交通事故發(fā)生情況。

1.4統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，就高德地圖導(dǎo)航預(yù)估用時、未護(hù)航相同路線急救事件通行用時與使用“一鍵護(hù)航”后的實(shí)際時間，使用秩和檢驗(yàn)進(jìn)行比較，因數(shù)據(jù)為非正態(tài)分布，計量資料用中位數(shù)(四分位間距)[M(P25,P75)]表示，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1相同路線急救事件用時 2019年9月8日0時至2021年9月8日24時，急救中心共受理呼救44.11萬起，指揮調(diào)度救護(hù)車出車75 030車次；其中使用“一鍵護(hù)航”5441次，護(hù)航里程31 031.74 km，用時527.41 h。測量相同路線高德地圖導(dǎo)航預(yù)估用時1241.68 h，節(jié)省時間比率為(1241.68-527.41)/1241.68=57.5%，查證同時期最近一次未護(hù)航相同路線急救事件通行用時696.91 h，節(jié)省時間比率為(696.91-527.41)/696.91=24.3%；“一鍵護(hù)航”通行用時與上述兩組數(shù)據(jù)比較，用時分別縮短約57.5%和24.3%?！耙绘I護(hù)航”申請由調(diào)度臺發(fā)起834例(占15.3%)；現(xiàn)場救護(hù)車發(fā)起4607例(占84.7%)。“一鍵護(hù)航”通行過程中道路交通信號燈有效控制率85.03%。經(jīng)檢驗(yàn)，“一鍵護(hù)航”行駛時間為均非正態(tài)分布數(shù)據(jù)。經(jīng)秩和檢驗(yàn)，單次“一鍵護(hù)航”行駛時間與高德地圖導(dǎo)航預(yù)估和未護(hù)航常規(guī)行駛用時比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 5441次救護(hù)車三種不同通行方式用時比較

2.2交通安全事故發(fā)生率 經(jīng)查證，“一鍵護(hù)航”期間未發(fā)生救護(hù)車交通安全事故(交通安全事故發(fā)生率為0)。

2.3用戶調(diào)查滿意

2.3.1 呼救者滿意度 發(fā)送回訪短信5441條，收到回復(fù)788條。其中滿意683條(占86.68%)；基本滿意40條(占5.08%)；不滿意45條(占5.71%)；其他(短信回復(fù)不規(guī)范)20條(占2.54%)。短信回復(fù)不滿意的再以電話聯(lián)系溝通方式詢問具體情況，其中沒有反映急救速度慢的，也沒有對護(hù)航轉(zhuǎn)運(yùn)不滿意的。

2.3.2 急救醫(yī)生、救護(hù)車駕駛員及院前急救調(diào)度員滿意度 發(fā)放急救醫(yī)生、救護(hù)車駕駛員調(diào)查表59份，滿意度96.61%；發(fā)放院前急救調(diào)度員調(diào)查表25份，滿意度92.00%。

3 討論

3.1優(yōu)化了救護(hù)車通行模式 在常規(guī)的“呼救-受理-調(diào)度-出車-急救-轉(zhuǎn)運(yùn)”院前醫(yī)療急救流程中[17]，救護(hù)車駕駛員根據(jù)患者所處地址自行選擇道路行駛，遇紅燈靠過硬的駕駛技術(shù)闖紅燈，如遇交通擁堵甚至無法順利到達(dá)目的地。應(yīng)用“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)后，院前醫(yī)療急救流程調(diào)整為“呼救-受理-調(diào)度-申請護(hù)航-出車-急救-申請護(hù)航-轉(zhuǎn)運(yùn)”，增加的兩個申請環(huán)節(jié)都只需要“一鍵”操作，不增加實(shí)際工作量。救護(hù)車駕駛員按照規(guī)劃路徑并在“一鍵護(hù)航”模式下全程綠燈，優(yōu)先快速通行，即使在交通流量大的高峰時段，“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)還能提前放空路口車輛，保障救護(hù)車無障礙快速通行。

3.2提升了院前急救時效 與常用導(dǎo)航預(yù)估時間和未使用“一鍵護(hù)航”的相同路線急救事件通行時間對比，救護(hù)車在“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)保障下加快了通行速度，節(jié)約了急救時間，在生命至上、分秒必爭的院前急救中能為一些急危重患者爭取更多寶貴的救治時間[18]。因交警擔(dān)憂護(hù)航可能影響交通秩序[19]，所以目前使用范圍受到嚴(yán)格控制，本文統(tǒng)計時間內(nèi)的護(hù)航次數(shù)僅占總出車次數(shù)的7.25%，不足以影響整個區(qū)域的院前急救平均反應(yīng)時間，但單個急救事件反應(yīng)時間和救治時間明顯縮短，且應(yīng)用兩年多來未發(fā)生交通秩序影響情況?！耙绘I護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)具備路口信號沖突自保技術(shù)，當(dāng)一個路口同時出現(xiàn)兩個及以上護(hù)航通行任務(wù)時，按照“先到先用”和“同一時間同一路口確保一個護(hù)航任務(wù)”的原則控制交通信號。曾以4輛救護(hù)車同時申請護(hù)航且行駛路徑有共同交匯點(diǎn)為情景進(jìn)行壓力測試，既不影響交通秩序，亦未出現(xiàn)調(diào)節(jié)混亂情況。

3.3保障了救護(hù)車行駛安全 調(diào)查結(jié)果顯示，無論是撥打“120”急救電話的呼救者(患者)，還是院前急救工作人員，對“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)的應(yīng)用普遍滿意。調(diào)查過程中，院前急救調(diào)度員和救護(hù)車駕駛員還表示，如遇重大突發(fā)公共事件或搶救急危重患者等緊急情況時，首選申請使用“一鍵護(hù)航”。尤其是駕駛員使用意愿更強(qiáng)烈，認(rèn)為可以避免為快速行駛強(qiáng)闖紅燈帶來的交通安全風(fēng)險。雖然駕駛員反饋偶有個別交通信號燈未控制，但不影響通行安全和速度。未完全控?zé)舻闹饕蚴浅鞘谢A(chǔ)設(shè)施建設(shè)致路口信號臨時設(shè)置而未納入數(shù)智化管理，以及系統(tǒng)功能尚不夠精細(xì)，隨著算法功能的不斷完善，交通信號燈配時控制將更加精確[20]。

3.4拓寬了智慧急救建設(shè)新思路 “一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)集合了阿里集團(tuán)、?？低暤犬?dāng)今國內(nèi)最強(qiáng)電子科技、人工智能、視頻監(jiān)控等公司的先進(jìn)科技技術(shù)力量，在蕭山區(qū)院前急救中先行先試并真正落地應(yīng)用，是多行業(yè)、多部門合作研發(fā)的成功范例。在政府日益重視院前急救這項公共衛(wèi)生事業(yè)的大背景下，探索跳出衛(wèi)生健康本部門、院前急救本行業(yè)，聯(lián)合其他部門行業(yè)[21]，動用一切可以動用的社會力量，緊緊抓住數(shù)字改革發(fā)展的大好時機(jī)，共同探索建設(shè)智慧急救，為各地城市急救中心提供了新的思路。作為數(shù)字化、智能化發(fā)展的新技術(shù)，“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)還有待進(jìn)一步完善，如應(yīng)用急救事件有待拓寬，同一時間、同一區(qū)域/路線多輛救護(hù)車安全有序護(hù)航有待更多實(shí)戰(zhàn)驗(yàn)證，而急救單元申請護(hù)航標(biāo)準(zhǔn)有待規(guī)范。

4 小結(jié)

本研究研發(fā)的“一鍵護(hù)航”數(shù)智系統(tǒng)，打通了院前醫(yī)療急救與公安交警部門的數(shù)據(jù)壁壘，為救護(hù)車開辟了全路程“綠色通道”，節(jié)約了道路行駛時間[22]，實(shí)現(xiàn)了急危重患者和重大突發(fā)公共事件群體傷亡事件院前急救的一呼聯(lián)動與快速轉(zhuǎn)運(yùn)。目前，該系統(tǒng)已在周邊的富陽等地推廣應(yīng)用。已經(jīng)實(shí)現(xiàn)道路信號智能化控制的城市或地區(qū)，只要在救護(hù)車上安裝具備信息收發(fā)、高德地圖導(dǎo)航等功能的GPS，聯(lián)通交警與急救兩個指揮中心的信息系統(tǒng)，即可應(yīng)用。