作者:刘向宏 徐丽,叶春林,秦士新
【关键词】 卫勤保障模型 ;研制方法 ; 理论依据
卫勤保障模拟模型用于训练卫勤组织指挥人员,评价卫勤保障方案,论证卫勤保障系统的效能,以及辅助卫勤决策等方面,不但解决了卫勤保障方案不可实验性的矛盾,而且可以节省卫勤人力物力。因此,卫勤保障模拟模型已与传统的沙盘、卫勤图上作业和演习一样成为重要的卫勤研究手段。
卫勤保障模拟模型的研制必须遵照正确的方法、步骤和原则,并组织军事、后勤、卫勤、运筹、系统工程、计算机程序设计等各专业人员协作攻关,才能研究出质量较高的卫勤保障模拟模型,笔者就此探讨如下。
1 建模理论依据
建模全过程必须依据系统论的观点。要从整体性观点出发,确定系统的功能,把握系统要素与结构;从相关性出发,确定模型各要素间的相互关联与作用;从等级性观点出发,把握大局,分清主次,抓主要矛盾,将解决系统问题的有关变量和结构划入系统,而将一些次要因素作为环境和影响因素来考虑,确定系统的边界;从动态性观点出发,把握系统的动态变化,确定系统要素的状态变量等[1]。例如:对武警部队“反恐处突”随行保障医疗后送系统进行分析,系统由下列几个环节或要素组成:战斗现场、医疗机构、后送工具和伤员。伤员是贯穿整个系统的,战斗现场产生伤员,对伤员进行现场自救互救,各级医疗机构对伤员进行进一步的处置,后送工具将伤员从战斗现场送到各级医疗机构直至医院。系统的总体结构是:战斗开始→伤员发生→现场救护→通过医疗后送工具后送→直至诊所、医院。其子系统包括伤员发生系统、救治系统、后送系统等。
2 建模基本原则
卫勤组织指挥和卫生资源利用的原则,集中反映了卫勤保障的基本规律,在建模过程中必须依据这些卫勤保障原则。这些原则贯穿于卫勤保障的全过程,指导和决定卫勤指挥人员的处置措施,影响卫勤保障系统中各实体的基本活动和行为。建模人员在编程时必须自觉贯彻和执行这些原则。
这些原则涉及卫勤行动和资源利用的各个方面,内容广泛,项目繁多。例如:伤类划分原则;伤员处置原则;分级救治原则;后送原则;救治机构部署原则;卫勤力量使用原则;后送工具调度原则等[2]。
3 研制方法及步骤
3.1 确定模型内容和用途
建模前必须明确建模目的,模型描述范围、内容和用途。部分研究人员总希望研制一型多用,解决多种卫勤保障问题的模型。其实,任何模型都不可能包罗万象,希望建立一个研究多种问题的通用模型是不现实的。具体实施方法如下:卫勤研究人员向军事、后勤及卫勤指挥人员调研,经过专家咨询,进行需求分析,确定构模目的。了解他们对模型研究对象的要素和结构所进行的描述,明确要建立的系统模型描述的范围、要解决的问题,确定系统的功能。
3.2 论证模型总体设计
模型总体设计的合理性是建模成功的关键。在研制过程中发现总体设计不合理再进行修正将会带来极大困难,甚至会导致建模工作失败。因此,建模前的论证非常重要。
3.2.1 建模基本依据
要使模型总体设计合理,首先应把握建模的依据。一般地说,卫勤保障模型建模依据包括:给定的军事背景、有关的军事和后勤保障原则;研究对象中的卫勤保障原则;军事医学原则;模型调研结果及确定的目的及功能、描述范围及内容、用途;可借鉴的国内、外同类模型的现状(优、缺点);可供利用的卫勤资源;根据不同卫勤保障模型提出的模型计算的效率指标。
把握上述依据就为总体设计提供了基本前提。模型设计者在把握上述依据的基础上进行综合分析,通盘考虑,实施总体设计。
3.2.2 总体设计内容
总体设计应包括的主要内容:分析用户需求,对模型的功能、描述内容和范围做出明确的界定;确定系统的要素构成及相互关系;确定模型的总体结构、子系统的划分、各子系统的功能及相互关系,并画出逻辑框图[3];模型的总算法、输入输出参数;模拟模型所需要的主要输入方案的数据准备;提出解决建模工作难点的初步设想;模型研制的计划进度。
3.3 搜集基础数据
高质量的模型是建立在准确、可靠、符合卫勤保障实际的数据、规则的基础上的。因此,数据是利用计算机进行卫勤保障模拟的基础。卫勤保障模型包括训练、研究、评估、决策支持等种类,任何一类卫勤保障模型,运行起来都必须不断地调用、处理数据。从模型建立过程看,数据准备工作是不可缺少的环节,非常重要。模型运行的过程,就是按照一定规则调用、处理与获得数据的过程。
卫勤保障模型需要的数据依据其模型类别而有所不同。主要包括:计算减员所需要的数据;伤病种类及其初始寿命,采取各种处置措施对伤员寿命的影响;伤病员后送工具的种类及其航行速、容量、使用条件等;各级救治机构中各类救治单元的救治能力(包括救治范围、单位时间内处置伤员的数量等);对伤员的各种处置措施所需的时间;计算各种卫勤资源需要量的数据等[4]。
卫勤保障建所需要的数据十分复杂,有些数据的获取需花大量经费进行实验和调研。国(军)内、外的经验表明,建模的相当时间和经费要花在获取数据的实际试验和统计上面。卫勤模拟中许多定性问题需要量化的数据,获取和处理更为困难。基础数据的准确性,关系到模拟计算结果的可靠性,而实现数据搜集的准确性需要付出大量艰苦细致的研究工作。
3.4 建立仿真模型
卫勤保障系统是一个随机服务系统,在不考虑外界环境影响的情况下,可以将其看成离散系统;卫勤保障系统又是一个复杂的系统,完全“复制性”模拟其现实系统几乎是不可能的。因此,必须对现实系统分解、简化,或用数学方法抽象、加工,用数学式子或逻辑关系进行描述,即对现实系统进行离散化,将复杂的现实模型转变成能在计算机上实现的仿真模型。
3.4.1 描述事件
用实体事件描述离散系统,用事件长法进行系统综合是建立卫勤保障仿真模型的有效方法。对卫勤保障系统中不同类型的实体、子系统可用不同的事件状态使之离散。例如,战时医疗后送模拟系统是由伤员、救治机构、后送工具几类实体构成的。各个救治机构和后送工具上都有若干个不同类别的服务台,包括分类组、手术组、抗休克组、留观后送组等,可看为子实体,这些都是具体的、有形的实体或子实体。另外,战时医疗后送系统还有依附于一定作战想定和卫勤保障预案的特殊实体,诸如战斗开始、战斗结束、伤员发生、现场救治机构开始工作等,称为公共实体。它既可用来协调其它各类实体的动作工作等,又可用来协调其它各类实体的动作过程,带动整个运动。
离散过程中,系统必须把关心的实体运动分解成为一系列基本活动和行为,并按照活动和行为的逻辑关系把它们组合起来。这些行为和活动的关节点成为事件。这些事件在模型中随着时间的推移、按照它们在实际系统中的先后顺序、逻辑关系逐个产生。事件与实体紧密相连,某一实体或事件发生,表征着该实体行为和状态发生了变化。某一实体或事件发生或结束,可引起自身实体或另一些相关实体事件发生。事件的不断转换和发生构成了系统运动的全过程。
3.4.2 拟定数据
卫勤保障方案的模拟通过输入相应数据来实现,数据的拟定十分关键。卫勤研究人员根据军事作战方案、后勤保障和卫勤保障方案拟定数据。其内容概括为:战场环境数据(如地形、道路通行性、距离等);军事战斗编成和初始部署数据(如战斗单位名称、编成、人员数量、武器种类和数量、初始位置、配置地域、担负任务等);参战单位的行动(如任务性质、行动路线、目标地点及其它有关参数等);卫勤保障方案提供的医疗后送阶梯的设置、救治机构配置、救治单元的种类、数量、后送工具的前接点、后送点等有关数据。
3.5 编程及调试
卫勤保障模型的模拟通过计算机程序设计来实现,并在模拟使用过程中逐渐调试。程序设计的基本要求是结构简单合理,运行稳定快速,操作使用方便。对于比较复杂的卫勤保障模型,原则上可采用各子系统并行程序设计,当输入数据数量很大时,可先设计一个专门输入初始数据的子系统和模型的总控程序。这样,可解决并行程序设计时,部分子系统程序设计结束后不能调试的问题。
确定恰当的模拟思路是进行程序设计的前提。根据卫勤保障系统是离散系统这一特点,应用事件步长法将系统的运动连为一体,能比较真实地反映卫勤保障系统的实际运行过程,亦容易构思模拟思路,进行卫勤保障模拟程序设计。该模拟思路:模拟开始→处理紧后事件将本紧后事件删除→输入新事件→对新事件进行处理。如此不断地产生新事件、新的模拟队列,再处理新的紧后事件,不断推动模拟进行。
编程结束后必须进行调试。任何程序都必须在试用过程中不断调试,使其运行逐渐趋于稳定,逐步符合设计要求。一个实际的卫勤保障问题或过程往往相当复杂。程序设计者尽力简化现实系统的结果,往往使模型的各种功能要求、计算方法、输入输出数据等方面有可能在程序设计中得不到落实,或者所考虑的某些假定不合理。所以,程序调试是程序设计过程中不可缺少的步骤。
根据卫勤模拟系统比较复杂的特点,调试时需要设计一、二个比较简单、容易直观判断的、用于检验的标准方案,供模型调试运行。同时,对该方案按模型要求进行量化或准备有关的输入数据,让这些数据能够达到程序的各主要分支,使程序受到最大限度的检验,以排除程序上的错误。如果有实例数据调试更好,这可以通过结果分析,发现纠正模型中的假定及算法的不合理性,修正模型中的有关数据的不准确性。
4 模型修正及鉴定
模型对实际问题的描述往往存在某些不客观或不合理的情况,因此,必须在实践过程中对模型进行修改和完善。模型试用是检验和暴露问题的最好手段。通过试用可听取用户各方面的反映,发现模型的缺点,了解用户对模型的要求,以便对模型进行修改,使之逐渐趋于合理。
模型经过鉴定才能推广使用。鉴定要在试用、修改完善后进行。参加模型鉴定的人员选择十分重要。参加卫勤保障模拟模型鉴定应由卫勤领导部门及使用单位的人员组成,包括军队卫勤、军事运筹和系统工程研究人员;军事研究、后勤管理人员;计算机专业等人员。可以从不同的专业角度客观地评价模型。
参考文献
[1]周德祥,胡 阳.关于卫勤模拟训练的浅见[J].国防卫生论坛,2002,(1):41~44.
[2]李雪芳,万嘉珍,扈长茂.海上医疗后送计算机模拟系统的研究[J].人民军医卫勤学术专刊,1994,(1):85~88.
[3]陈立富,张鹭鹭.卫勤指挥模拟训练平台研究及应用[J].解放军医院管理杂志,2008,(6):80~82.
[4]沈俊良.联合登岛作战伤员海上医疗后送体制的研究[J].解放军卫勤杂志,1999,1(1):52~53.