戰場傷員智能感知體系部署與運用驗證

劉朝斌，楊志玲，沙琨，謝泰，呂玉峰，連平

隨著全球新軍事革命的日益深化［1］，快速搜救傷員，尤其是實時、精準、智能感知傷員，在未來作戰中的保障作用更加凸顯［2-3］，已成為各軍事強國關注的熱點［4-6］。針對戰場傷員快速搜救的衛勤保障需求，基于前期構建的戰場傷員智能感知體系，圍繞其部署模式、運行機制、運用驗證等適用性問題開展相關研究。

1 戰場傷員智能感知體系概述

戰場傷員智能感知體系，是基于部隊實體編成結構設計形成。按戰場傷員感知救護的不同需求，體系中部署有多種類、多用途的傷員智能感知救護終端和異構通信網絡。智能終端包括單兵智能腕表、單兵腕帶式智能終端、單兵手持式智能衛星終端、車載式智能終端，以及行動分隊便攜式傷員感知救護終端等。這些終端主要用于對體系內各崗位負傷人員呼救信息的智能感知、定位，以及對傷員救護信息的采集、處理、轉發與共享，且主要終端設備均具備防水性能，具備一定的泛水編波和搶灘登陸時節戰場適應能力。異構網絡包括寬窄帶自組網、戰術電臺網、移動虛擬專用網絡（virtual private network， VPN）和衛星通信網等，主要用于構建體系中不同層級間戰救數據的雙向交互。其中，窄帶自組網鏈路重點解決對戰場末端傷員的實時感知，寬帶自組網、移動VPN 則用于救護數據的遠程傳輸，衛星通信網僅用于復雜環境下地面通信能力不足等情況。體系中各類終端均按需嵌入傷員感知、傷情采報、傷勢判斷、救護處置、組網通信等不同軟件功能模塊，結合運用所構建的多種異構網絡鏈路，形成作戰體系架構下軟硬件兼備、應用功能齊全、多網數據交互、適應復雜環境、貼近實戰運用，并穩定可靠適用的戰場傷員智能感知、精準定位、時效救護的綜合作業能力，見圖1。體系構建采用的各種智能終端、各類通聯設備及由軟硬件系統生產、采報的基礎與救護數據，均參照并符合國家相關軍用標準，支持與現有搜救裝備體系及相關應用系統進行融合對接，滿足高效、安全、可靠、兼容、通用的基本要求，并在各種復雜訓練環境下檢驗性運用。

圖1 戰場傷員智能感知體系軟硬件與網絡鏈路關系示意圖

2 戰場傷員智能感知體系軟硬件系統部署

戰場傷員智能感知體系部署模式是否合理，決定了整個體系感知傷員的技術能力能否得到充分發揮。根據戰場傷員實時感知救護的實際需求，結合部隊人員、裝備編成、行動樣式和戰救模式，合理部署戰救信息化軟硬件系統。

2.1 單兵單車部署 原則上，體系內所有人員均配用智能腕表，班組長配用腕帶式智能終端，車輛配用車載智能終端和寬帶自組網通信設備（電臺、移動VPN 設備），借此形成三位一體的、可以獨立頻點自行組織的末端自組織網絡，實現網絡內任一節點間人員戰救數據實時傳輸與信息共享，同時能夠通過車載寬帶自組網鏈路進行體系網內信息廣播、節點間雙向數據收發、節點信息轉發、坐標定位、生命體征監測、傷情傷勢判斷等眾多數據，包括圖片、視頻等。其中，生命體征數據包括人體脈率情況、人體動靜情況等信息，傷情傷勢數據包括傷情、按照戰傷分類標準確定的傷情類別（輕傷、中傷和重傷）、傷員位置等。傷員自己或同伴能夠基于單兵智能腕表上報傷情，腕表系統能夠按照戰傷分類標準自動將傷員分為輕傷、中傷和重傷類別，并將傷情及類別、傷員位置及傷員脈率等信息通過網絡進行上報。在單兵脈率出現異常時，單兵智能腕表能夠自動發出求救信號。

2.2 救護人員部署 軍醫或救護人員配用單兵腕帶式智能終端或單兵手持式智能衛星終端，能夠通過寬窄帶自組網、移動VPN 或衛星網等通信鏈路，與所屬分隊人員、裝備及救護、搜救機構進行網內數據交互，智能感知傷員，錄入上報火線傷票，發送或轉發傷員定位、傷情傷勢、戰救藥材消耗、救護態勢等實時和近實時動態數據。

2.3 救護（車）組部署 救護或搜救車輛配用車載式智能終端（對于海戰場，亦可部署在兩棲裝甲救護車或救護艦艇上），能夠通過寬窄帶自組網、移動VPN 或衛星網等鏈路，與所屬分隊人員、車輛進行網內數據交互，實時采集、轉發車輛狀態及位置，車內人員基本信息、數量、狀態，以及傷情傷勢、自救互救、醫療救護、傷病員后送等火線傷票信息。同時，通過寬帶自組網、移動VPN 的優質鏈路，可實時雙向開展對車內外現場傷員救護的遠程醫學專家指導。

2.4 救護機構部署 救護或搜救機構配用分隊便攜式傷員感知控制終端，能夠在復雜戰場環境下，通過寬窄帶自組網、移動VPN、衛星網等鏈路，與無線電網配合，采集、匯聚、分析、傳輸與共享戰場各類傷員搜救數據，快速調配火線搜救力量、戰救保障資源，支持智能化、可視化傷員感知及搜救的組織協調與整體指揮控制。

3 戰場傷員智能感知體系運行機制

圍繞戰場傷員實時感知、分析判斷、搜救決策、戰救行動這一“OODA”［觀察（observe）、調整（orient）、決策（decide）和行動（act）］閉環，以戰場分隊傷員發生與火線搜救為研究對象，多維度設計戰場傷員智能感知體系運行機制，主要包括戰救力量編配、戰位傷員信息感知、火線集傷點設置、戰場離散傷員搜救及戰救綜合數據分析等內容。

3.1 戰救力量編配 救護人員、救護小組、救護機構及救護物資按照典型戰斗行動樣式的保障要求，進行靈活調配、機動部署和協同想定。鑒于傷員智能感知體系具備對作戰地域傷員發生情況實時感知和可視化監控能力，使預先編配的戰救力量有能力根據戰前預判的戰斗激烈程度、傷員產生的時節、數量、分布及傷情傷勢等態勢動態變化，實施機動靈活調配，開展力量協同作業，并不斷優化戰救人力物力編配，讓戰救行動更趨科學，人力物力運用更趨靈活，指揮控制更趨高效合理。

3.2 傷員信息感知 部隊實體編成結構內，各崗位人員均能通過配用的各類智能終端實時上報相關信息，包括本人基本信息、定位信息、傷部傷類，以及智能終端依據火線戰傷模型給出的傷情傷勢信息。智能腕表具備實時感知單兵生命體征的能力，能夠根據生命體征異常自動上報呼救信息。當傷員與救護人員、搜救機構距離較近時（信息有效傳輸半徑內），智能腕表上報的呼救信息能夠直接送達分隊便攜式傷員感知控制終端；當傷員與救護人員、搜救機構距離較遠時，智能腕表上報的呼救信息能夠通過單兵腕帶式智能終端、單兵手持式衛星終端或車載智能終端的遠距離傳輸模塊，實時轉發至分隊便攜式傷員感知控制終端。同時，火線搜救組配用的單兵腕帶式智能終端、單兵手持式衛星終端或車載智能終端也能夠自動感知其周邊發生的傷員信息。

3.3 集傷點設置 傷員集傷點主要根據具體的戰斗行動跟進部署設置。傷員智能感知體系具備全員戰場戰救態勢感知能力，讓傷員集傷點部署設置更趨于靈活。戰斗行動前，救護指揮機構可將傷員集傷點預設在分隊攻擊線沿途靠近通道的隱蔽位置；戰斗行動中，搜救組采用便攜式傷員感知控制終端，根據傷員實際發生數量、分布及傷情傷勢，在綜合判斷敵情威脅等情況后，以有利于集傷為原則，自主決斷，靈活布設或撤銷集傷點。集傷點位置的變更信息可迅速通過軍醫搜救智能終端在網內發布共享，以便于分隊救護人員清楚傷員應往哪里送，具有行動能力的輕傷員知道該往哪里去。

3.4 火線傷員搜救 火線搜救組（軍醫和裝甲救護車）通過配用的搜救智能終端，能夠實時感知戰場傷員的位置，及時獲取救護人員或救護機構分發的最新傷員位置及傷情信息，也能基于現有傷員位置及傷情危重情況，利用搜救智能終端戰救態勢顯示，按戰傷救護原則合理制定搜救策略并規劃搜救路線，提高搜救時效性和有效性。對火線傷員實施緊急處置并穩定傷情后，盡快采用搜救智能終端填報火線電子傷票，傷票存儲于智能腕表隨傷員后送，利用擔架或救護車輛轉運至集傷點、救護機構。救護機構能夠通過分隊便攜式傷員感知控制終端，獲取當前后送傷員救護車準確位置、后送路線、后送耗時、乘載傷員數量及不同傷勢等信息，便于后方組織接續救護與后送?；鹁€傷員搜救與后送可視化智能化指控能力的提高，增強了火線救護力量間自主協同作業能力，加速傷員前接與后送，有效化解傷員轉送運力不足的矛盾。

3.5 數據綜合分析 救護組或搜救機構通過配用的分隊便攜式傷員感知控制終端，能夠實時感知傷員發生時間、數量、地域位置、傷情傷勢、自救互救、醫療救護、集傷點，以及救護力量當前位置、相關戰救物資消耗等動態數據。這些數據經持續匯聚后，利用科學的算法模型，可形成傷員感知數據智能綜合分析能力，包括傷員傷情預測、搜救策略規劃、搜救路徑引導、集傷點與救護機構位置提示、藥品器材補充點、救護力量協同、搜救與后送耗時等，這些能力的生成不僅能為傷員搜救的組織控制提供輔助決策支持，更能為傷員搜救的具體行動提供精確指南。

4 戰場傷員智能感知體系運用驗證

戰場傷員智能感知體系的運用驗證以實戰化環境為基本依托，以戰斗與戰救相融合為核心理念，以驗證體系完整性與適用性為主要目的，以傷員呼救信息為邏輯起點，檢驗體系能否以任一作戰崗位人員發出的呼救信息，發起、引導一次完整的戰場戰救行動，進而形成完整的“OODA”戰救行動閉環。

4.1 傷員搜救背景設計 本次系統運用驗證依托某部典型山地訓練場（正面約2 000 m，縱深約2 500 m，最大海拔高差約500 m），以紅藍雙方實兵對抗為背景，將傷員生成與實兵對抗行動過程無縫融合，以切實驗證戰場傷員智能感知體系的實際運用能力。整個實兵對抗采取以少代多、縮小場地、空間位移的方式，組織紅方一個加強合成營，采用左右翼鉗形攻勢戰術，對藍方一個裝甲旅指揮所及防衛力量實施破襲行動。紅方設營救護站1 個，左右翼分隊各設1 個裝甲救護組，組成一個可循環的倒三角結構，按戰傷救治原則開展傷員搜救系統運用能力驗證演練，見圖2。

圖2 戰場傷員搜救實戰化演練示意圖

4.2 傷員搜救行動實施 演練行動中，隨著攻擊行動的不斷推進，紅方在前沿突擊、掃雷破障、開辟通道3 個時節和戰斗地域先后出現批量傷員，戰（現）場各類戰救要素配用的戰救態勢圖均實時顯示出了紅（重傷）、黃（中傷）、綠（輕傷）等不同傷員傷勢標號信息［7-8］。紅方營救護站統一指揮協調搜救行動，根據左右翼傷員分布情況，實時向左右翼裝甲救護組下達搜救指令，左右翼裝甲救護組迅即展開搜救行動。由于各戰救要素均配有可視化戰救態勢圖，各火線裝甲救護組能夠視情自主開展搜救，且救護組間能夠進行戰救協同作業，有效提升搜救行動的時效和成效。

4.3 傷員搜救驗證結果 演練過程中，各類終端設備連續工作時間均超過4 h，未出現電池續航不足導致設備關機的情況；所有數據均通過異構融合網絡匯聚至營救護站，并由營救護站按需分發共享給相關人員及救護組。傷員各類傷情信息能夠在搜救組織機構（營救護站）和搜救實施機構（裝甲救護組）的配屬終端實時呈現，從單兵完成傷情上報到傷情信息被感知呈現的延遲時間小于3 s，傷情信息（含生命體征監測、位置、傷情類型等數據）感知成功率大于95%，準確率100%。左、右翼裝甲救護組均能由傷員呼救信息引導，快速找到傷員（平均10 min），并完成驗傷處置、控制傷情和填報火線簡易傷票；按戰斗行動路線、推進速度和傷員隨機發生情況，完成集傷點設置并全網通告位置（平均3 min）；戰救態勢圖清晰顯示，輕傷員能自行前往集傷點，中傷、重傷員由裝甲救護組送往集傷點匯聚；火線裝甲救護組根據不同方向傷員數量和傷勢等級，自主視情開展戰救協同與交叉支援保障，共同完成戰斗地域傷員搜救和集傷救護（平均18 min）；營救護站利用戰救態勢圖實時感知監控全域傷員發生與發展的綜合態勢，及時組織救護力量前接傷員（平均25 min），并對全域集傷點傷員匯聚數量進行預判，準備傷員收容和組織運力醫療后送，有序有效地實施了一個完整的“OODA”戰救行動閉環。

5 戰場傷員智能感知體系驗證分析

通過對戰場傷員智能感知體系的綜合性驗證，其主要作用價值體現在實時感知傷員、高效引導搜救及合理組織戰救3 個方面。

5.1 實時感知傷員 戰場傷員智能感知體系部署和運用能力驗證的成效顯示，即使在復雜的山地環境下，當廣布于體系中的各種智能終端成功與各種異構網絡鏈路有效配置運用時，完全具備為戰場全域實時感知傷員提供良好的網絡通信條件，尤其是對人員與裝備采用定制自組網通信技術，較好解決了分散在戰術末端不同作戰空間中傷員信息的感知與全網信息共享的技術難題，可視為物聯網群智能感知技術在軍事領域中的落地運用成果。目前，國內外現役戰術網絡系統具備對戰術“最后一公里”人裝信息近乎完全感知的不多。

5.2 高效引導搜救 由本研究運用的戰救態勢圖所呈現的人裝數據類型與數量可見，廣布于戰場末端的智能信源終端發揮了重要的作用。戰場動態傷員信息在態勢圖的實時展現，是引導搜救分隊在要求時間內完成救護傷員的重要信息資源，本研究驗證結果達到了這一能力目標。需要提出的是，引導戰場搜救行動的傷員“呼救標號”應具有3 種特質：一是標號具有生命力，可信息交互，為一類活體標號；二是能精準表達呼救傷員是誰、在哪里、生或死等綜合信息；三是具備傷情傷勢變化和接受衛生救護等動態提示能力?！昂艟葮颂枴敝挥芯邆淞诉@3種特質，才是真正意義上的能高效引導搜救的“呼救標號”。

5.3 合理組織戰救 以往中外歷次戰爭能按戰勤比在戰（現）場投入足量戰救力量的并不多，火線救護如何最大化協調與利用有限戰救資源仍需深入探索。本研究基于戰場傷員智能感知體系組織戰救行動的結果表明，戰救態勢數據、呼救活體標號、能力評估模型等可視化智能化技術的運用，無論是對火線救護人員、救護組或救護機構，均能起到有效引導搜救、自主戰救協同、自我調配資源等諸多自組織、自適應作用，系統具備強大的信息力，可有效優化并增強一線救護機構合理組織戰救行動。

6 小結

戰場傷員智能感知體系通過軟硬一體的建設路徑、靈活豐富的實用功能和貼合實戰的部署運用，形成了信息化、智能化、實戰化的傷員感知與搜救能力。本研究基于前期構建的戰場傷員智能感知體系，圍繞其部署模式、運行機制、運用驗證等適用性問題進行了深入研究，對傷員智能感知體系運用效果進行了驗證分析，并闡述了該體系實戰化應用能力與價值，為充分發揮戰場傷員智能感知體系的綜合能力和應用價值進行了有益探索。下一步，針對戰場傷員智能感知體系在運用和驗證中發現的相關問題，進行深入研究和迭代優化。同時，按照“云-網-端”的架構，對戰場傷員智能感知體系的整體架構進行改進，強化數據匯聚分析和分發共享能力，發揮數據效益最大化。