基于Agent的抗震救灾伤员医疗后送建模与模拟实验研究

来源 :中国人民解放军军事医学科学院 解放军军事医学科学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jshaczcl
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随着职能任务的扩展,我军参与的重大军事行动逐渐增加,随之带来的卫勤保障任务越来越重,为了提高卫勤保障能力,需要不断研究探索卫勤保障的研究方法和手段。传统的卫勤保障研究方法和手段主要是运用卫勤调研、运筹学方法、检验性演习、沙盘作业等,很难保证保障方案的科学与高效。随着计算机技术的飞速发展,计算机模拟仿真技术已经成为卫勤保障研究的新的先进方法和手段,通过计算机模拟能够对不同的卫勤保障方案进行过程推演和结果比较,从而选取最优方案,此外,通过计算机模拟可以对卫勤保障的规律和特点进行研究,为卫勤领导机关卫勤保障决策提供科学的方法和手段。医疗后送是我军卫勤保障的重要内容之一,科学合理的后送及救治方案预案能够更快速有效的实施伤病员救治,降低死亡率,因此,对医疗后送进行研究具有很大的必要性和现实意义。由于成本高,医疗后送的实际演练难以实现,因此,模拟仿真的方法和技术就成为医疗后送研究的重要手段。  目前,国内对医疗后送模拟的研究已经有了一定的进展,但仍然存在建模方法和技术落后、模型灵活性差、可视化程度低等问题。为了解决这些问题,本文选取抗震救灾医疗后送做为研究对象,研究抗震救灾医疗后送的技术方法体系,这些技术方法不仅适用于抗震救灾医疗后送模拟,对其他战争或非战争军事行动的医疗后送模拟同样具有借鉴意义。  本文综合运用文献调研法、专家咨询法、需求分析法、比较法、原型实验法等研究方法,以抗震救灾伤员医疗后送卫勤理论和基于Agent仿真技术为基础,对抗震救灾伤员医疗后送系统进行了需求分析,确定了医疗后送系统的研究边界,建立了基于Agent的抗震救灾伤员医疗后送模拟的模型体系;利用排队论、马尔科夫链、地理信息系统等方法和技术,分析并构建了抗震救灾伤员医疗后送的个体Agent模型,建立了抗震救灾伤员医疗后送的宏观模型;以Repast S仿真框架为基础,实现了抗震救灾伤员医疗后送中伤员生成、伤员救治过程和伤员后送过程的计算机模拟,为抗震救灾伤员医疗后送的研究提供了工具;最后搭建了一个想定场景下抗震救灾伤员医疗后送的原型系统,通过对不同卫勤参数下模拟结果的对比分析,实现了对医疗后送方案和规律的研究。  本文的主要研究内容如下:  (1)抗震救灾伤员医疗后送卫勤理论与模拟仿真关键技术。分析总结我国抗震救灾伤员医疗后送的定义、体制及流程,并对伤员进行分类。同时,开展基于Agent建模的定义、建模思想、建模流程的分析与论述,对基于Agent的抗震救灾伤员医疗后送建模和模拟系统建立所用到的关键技术和方法进行研究。  (2)抗震救灾伤员医疗后送Agent模型研究。主要是根据抗震救灾伤员医疗后送的勤务理论,结合Agent建模的思想,进行抗震救灾伤员医疗后送模型的需求分析,对医疗后送过程进行抽象,确定所有个体Agent模型,建立包括业务Agent模型、辅助Agent模型和环境Agent模型等3类11个模型在内的抗震救灾伤员医疗后送的Agent模型体系。同时,根据抗震救灾伤员医疗后送的特点,对每种个体Agent模型的结构、属性、相关行为及作用进行研究,建立相应的Agent模型,结合抗震救灾伤员医疗后送的流程,分别建立抗震救灾伤员医疗后送救治过程和后送过程的宏观Agent模型。  (3)抗震救灾伤员医疗后送Agent模型的计算机实现及原型实验系统的搭建。对基于Agent建模与仿真的框架进行比较,选择Repast S作为开发平台,并阐述Repast S的建模框架;在Repast S仿真框架的基础上,研究地理信息系统与Agent模型的集成,完成抗震救灾伤员医疗后送Agent模型的计算机转化,并实现了抗震救灾伤员医疗后送的救治过程和后送过程的模拟。最后,建立一个想定场景下的抗震救灾伤员医疗后送的原型实验模拟系统。  (4)抗震救灾伤员医疗后送模拟实验及结果分析。首先研究提出抗震救灾伤员医疗后送模拟实验的设计思想及方法,根据实验设计,对不同卫勤参数下医疗后送模拟的结果进行比较分析,得出该场景下医疗后送的特点和规律。另外,将模拟实验结果与专家评价结果进行比对,了解模拟结果的可信度。  本文首次将基于Agent建模与仿真的方法和技术应用到抗震救灾伤员医疗后送领域,利用这种自底向上的建模方法使抗震救灾伤员医疗后送模拟系统更加接近现实情况。采用Repast S仿真平台,建立了灵活性高、可重用性强的模型,实现了不同场景下医疗后送Agent模型的自由组合。同时,本文进行了地理信息系统(GIS)、图形化显示技术与抗震救灾伤员医疗后送模型的集成研究,实现了模型的二维展示和模型的动态移动,使抗震救灾伤员医疗后送的模拟过程更加真实、直观,为实现抗震救灾伤员医疗后送模拟系统的可视化提供了基础。本文的研究为下一步医疗后送仿真平台的搭建提供了技术支撑,同时为今后医疗后送模拟的研究提供了方法和技术借鉴。
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