美軍衛勤模擬仿真發展與啟示

張 音 ，刁天喜，孟海濱，劉胡波

美軍衛勤模擬仿真發展與啟示

張 音 ，刁天喜，孟海濱，劉胡波

目的探討美軍衛勤模擬仿真的發展現狀及對我軍的啟示。方法采用情報調研、文獻計量、知識圖譜等方法，分析美軍衛勤模擬仿真的基本概念、體系框架、科研分布和重點領域。結果美軍衛勤模擬仿真發展較為成熟，其全球影響力正逐漸擴大;美國空軍和海軍是從事衛勤模擬仿真研究最為重要的機構，與英國和加拿大軍隊也有一定的合作;美軍衛勤模擬仿真研究的重點領域包括衛勤指揮模擬仿真和醫療救治模擬訓練。結論我軍應借鑒美軍衛勤模擬仿真的成功經驗，構建標準化平臺，加強與地方高水平科研機構合作，圍繞目前亟需解決的衛勤保障問題開展研究。

美軍;衛勤保障;模擬仿真

隨著信息技術的發展及現代高技術局部戰爭對衛勤保障需求的增加，基于計算機網絡和數字化技術的衛勤模擬仿真以其成本可控制、貼近實戰效果等優點，日益引起了各國軍隊的關注［1－3］。目前，美軍已將衛勤模擬仿真系統整合到作戰模擬仿真系統中，用于軍事部署前和部署中的衛勤指揮規劃制定和輔助決策研究。我軍的衛勤模擬仿真研究尚處于初級階段。無論是軟硬件建設還是實踐能力，都與美軍存在不小的差距。筆者系統分析了美軍衛勤模擬仿真的研究成果和實踐經驗，為我軍開展相關工作提供參考。

1 基本概念

1.1 模型、建模與模擬/仿真 在模擬仿真領域，“建模”、“模型”及“模擬/仿真”常常被誤以為是同義的概念。盡管它們之間密切相關，但并不等同。模型是對所模擬對象主要特征的描述;建模是對所模擬的對象特征進行抽象提取的過程;模擬/仿真則是對所模擬對象的功能、結構及行為的模仿，是通過模型而實現的一種模仿實驗或一種近似的計算技術［4］。模擬與仿真可以通用，工程技術領域一般都直接采用“仿真”這一術語，而軍事指揮作戰領域則以“模擬”居多［5］。

1.2 軍事模擬、作戰模擬與衛勤模擬 軍事模擬是以模型為基礎，模擬執行研究、訓練、作戰、裝備論證等軍事任務的過程［6］。作戰模擬是軍事模擬中最重要的一種形式，是運用實物、文字、符號或其他手段對作戰環境和作戰過程進行模擬的技術、方法和活動［7］。衛勤模擬是作戰模擬的組成部分，是作戰模擬的相關理論、方法和技術在衛勤領域的應用。

2 體系框架

美國防部一直將模擬仿真技術列為國防關鍵技術，并建立了完備的作戰模擬仿真系統［8］。美軍的衛勤模擬仿真系統正是基于作戰模擬仿真的體系框架開發的，是對其功能的進一步擴展。美國防部于1995年公布指南，決定建立一個通用型體系結構，即高層體系結構(high level architecture，HLA)［9］。

根據要實現的軍事部署的具體需求和特點，作戰模擬仿真可以分為3大類(用于分析、訓練和裝備采辦等)、4個層次(戰略層、戰役層、戰術層和技術層)［10］。衛勤模擬仿真是作戰模擬仿真的重要組成部分，可以據此來得出衛勤模擬仿真的分類層次。模擬仿真目的不同，仿真對象和技術實現的重點也不相同。從仿真對象來說，用于分析的仿真對象主要是“衛勤決策及方案”，用于訓練的仿真對象則是“人”(包括醫護人員、救援人員和各級指揮人員)，用于采辦的仿真對象則是“衛生裝備”;從技術實現的重點來說，用于分析的仿真技術實現重點是“建模與評估方法”，用于訓練的仿真技術實現重點是“逼真的環境模型和真實的體驗”，用于采辦的仿真技術實現重點則是“裝備建模與保障能力評估”。

3 科研分布

3.1 資料與方法 以ISI公司出版的科學引文數據庫(Web of Science)收錄的文獻作為數據來源，設定檢索策略為“{TS=［medical AND(simulation OR modeling)］AND［military OR army OR navy OR air force］}AND AD=USA AND PY=2001 －2010”，檢出2001－2010年美軍發表的衛勤模擬仿真文獻2260篇，選擇包含參考文獻的全著錄格式下載。采用文獻計量法統計各年的發文量和被引頻次，分析美軍衛勤模擬仿真的發展速度;采用基于Java平臺的知識圖譜分析工具CiteSpaceⅡ［11］對文獻進行內容分析，揭示美軍衛勤模擬仿真的合作網絡。

3.2 結果與分析 2001－2010年，美軍衛勤模擬仿真的發文量保持在較為恒定的水平上，年平均發文量為220篇，這表明美軍衛勤模擬仿真研究發展較為成熟。此外，文獻的被引頻次大幅攀升，年平均被引頻次為821次，遠高于發文量，這表明美軍衛勤模擬仿真的全球影響力正逐漸擴大，并日益引起各國軍隊的關注(圖1)。

圖1 美軍衛勤模擬仿真的發展速度

CiteSpaceⅡ是由美國Drexel大學陳超美博士基于引文分析理論開發的多元、分時、動態的知識圖譜分析工具，其得到的知識圖譜中每個節點間的連線意為兩個國家(機構)共同出現在一篇文獻中，即視為兩個國家(機構)有合作關系。由圖2可以看出，美國空軍和海軍是從事衛勤模擬仿真研究最為重要的機構，美軍醫科大學、約翰霍普金斯大學、美國國家航空航天局等機構在該領域表現活躍、合作密切。此外，英國和加拿大軍隊也與美軍有一定的合作。

圖2 美軍衛勤模擬仿真的合作網絡

4 重點領域

目前，美軍衛勤模擬仿真的重點領域主要涉及衛勤指揮模擬仿真和醫療救治模擬訓練。衛勤指揮模擬仿真的目的是幫助衛勤指揮人員制定各種規劃和應急處置方案，以適應瞬息萬變的戰場環境［12］;醫療救治模擬訓練的目的是增強軍隊醫療人員的戰傷救治經驗，以減少戰場醫療事故的發生。

4.1 衛勤指揮模擬仿真系統 目前，美軍重點研發的衛勤指揮模擬仿真系統包括:(1)戰術衛勤規劃工具，是一種戰場醫療系統的分析和規劃工具，可以模擬特定環境下傷員流的醫療救治和后送過程;(2)物資供應評估工具，可以在大樣本數據模型的基礎上，根據損傷類型與疾病條件來計算特定傷員流所需的醫用敷料、耗材和儀器設備的數量;(3)傷情評估工具，是根據美軍以往的疾病數據開發的評估工具，可以通過選擇任務類型、軍兵種參數，在部署前評估部隊可能發生的傷情;(4)戰傷救治數據庫，是一個大型的循證醫學數據倉庫，收錄了爆炸傷、輻射損傷、槍傷等15種常見的戰場損傷的醫療救治數據。

4.2 醫療救治模擬訓練系統 醫療救治模擬訓練系統主要包括戰傷救治模擬訓練系統和突發傳染病醫學模擬訓練系統。戰傷救治模擬訓練系統能夠通過預先編程，模擬各種戰場傷亡情況(意識喪失、肩關節或髖關節僵硬、大量失血)，并通過網絡實時上傳醫務人員進行救治的操作記錄，專家可以據此給予指導;突發傳染病醫學模擬訓練系統是基于一種仿真游戲技術開發的訓練系統，可以提高用戶識別早期預警信號以及在事件發生后制定戰略規劃和進行決策的能力。

5 啟示

5.1 平臺構建注重標準化 美國防部規定，將HLA作為通用型體系結構，這極大地增強了各模擬仿真系統的兼容性和互操作性，并有力地推動了一系列大型、綜合性的模擬仿真系統的開發。比如，聯合作戰系統、聯合仿真系統和聯合建模與仿真系統等三大作戰模擬仿真系統，以及戰術衛勤規劃工具、物資供應評估工具等衛勤模擬仿真系統。我軍在構建衛勤模擬仿真系統時，也應考慮標準化的問題。可以在前期充分調研的基礎上，借鑒美軍的成功經驗，同時結合我軍的實際情況，建立標準化的模擬仿真通用型體系結構，以提高我軍衛勤模擬仿真研究成果的適用性和普及性。

5.2 科學研究強調集成性 美軍在開展衛勤模擬仿真研究的過程中，非常注重研究資源的整合和集成，即最大限度地利用人員、物資和設備等優勢，進行模擬仿真工具和數據庫的開發。比如，美國空軍、海軍與美軍醫科大學、約翰霍普金斯大學等機構之間都有較為密切的合作與交流。這也提升了美軍衛勤模擬仿真在全球的影響力，并日益引起了各國軍隊的關注。我軍的衛勤模擬仿真研究應在遵循一定原則的前提下，積極與清華大學、浙江大學和中國科學院等地方高水平科研機構開展交流與合作，充分利用他們在建模仿真領域的技術優勢和理論成果，推動我軍衛勤模擬仿真研究的發展。

5.3 重點項目聚焦實用性 美軍開展衛勤模擬仿真研究的初衷就是為作戰及其他任務提供足夠的衛勤保障支持。目前其研究的重點項目都是圍繞著衛勤指揮模擬仿真和醫療救治模擬訓練等領域中亟需解決的衛勤保障問題展開的。比如，傷情評估、傷員流后送、戰傷救治和突發傳染病醫療救治模擬等。我軍的衛勤模擬研究應立足于部隊的實際需求，開展衛勤指揮模擬仿真和醫療救治模擬訓練的關鍵問題研究。此外，應注重收集和整理我軍參與維和行動和災害醫學救援過程中的相關數據，為我軍開展衛勤模擬仿真的實證研究提供有力的支撐。

［1］Moses G，Magee J H，Bauer J J，et al.Military medical modeling and simulation in the 21st century［J］.Stud Health Technol Inform，2001，81:322 －328.

［2］DeFraites R F，Chambers W C.Gaining experience with military medical situational awareness and geographic information systems in a simulated influenza epidemic［J］.Mil Med，2007 ，172(10):1071－1076.

［3］Rosen K R.The history of medical simulation［J］.J Crit Care，2008，23(2):157 －166.

［4］吳永波，何曉曄，譚東風.軍事建模仿真中概念模型定義比較［J］.火力與指揮控制，2007，32(11):49－53.

［5］徐雪峰，馮書興，曹裕華.面向實體的軍事概念模型建模法研究［J］.裝備指揮技術學院學報，2008，19(2):101－105.

［6］畢義名.軍事建模與仿真［M］.北京:國防工業出版社，2009:4－6.

［7］胡曉峰.作戰模擬術語導讀［M］.北京:國防大學出版社，2004:25－28.

［8］李 進，錢大慶，陳 豪.美軍大型仿真系統［J］.國防科技，2009，30(1):87 －91.

［9］張國強，邱小剛.基于HLA的作戰模擬仿真導調系統的設計實現［J］.計算機仿真，2005，22(10):35－39.

［10］薛 青.裝備作戰仿真基礎［M］.北京:國防工業出版社，2010:313－316.

［11］Chen C.CiteSpace II:Detecting and visualizing emerging trends and transient patterns in scientific literature［J］.J Am Soc Inf Sci Tec，2006，57(3):359 －377.

［12］王有熙，鄭 敏，馬軍慶.美軍仿真技術應用簡介［J］.科技廣場，2008，1:242 －244.

Development of medical service simulation and modeling in U.S.Armed Forces and its implications

ZHANG Yin，DIAO Tianxi，MENG Haibin，and LIU Hubo.Institute of Health Service and Medical Information，Academy of Military Medical Sciences，Beijing 100850，China

ObjectiveTo study the development of health service simulation and modeling in U.S.Armed Forces，and implications for us.Methods This article analyzes the basic concepts，system framework，scientific study distribution，and focal areas of health service simulation and modeling in U.S.Armed Forces using intelligence investigation，bibliometric research，and knowledge mapping.Results U.S.health service simulation and modeling are maturing，the global impact of which is expanding.U.S.Air Force and Navy serve as the most important institutes for the related research，with some cooperation with British and Canadian Armed Forces.U.S.health service simulation and modeling focus on command and training fields.Conclusions We should learn from the successful experience of U.S.Armed Forces in our effort to build a standardized platform，enhance scientific research cooperation and settle pressing problems.

U.S.armed forces;health service support;simulation and modeling

R821.1

張 音，女，1980年出生。博士，助理研究員。主要從事軍事醫學情報研究工作。

100850北京，軍事醫學科學院衛生勤務與醫學情報研究所

劉胡波，E-mail:aring2010@163.com

(2011－12－15收稿 2012－01－17修回)

(責任編輯 尤偉杰)