智慧化交通在疫情聯防聯控中的應用探討

牛凌，景元旺,羅磷

(1.北交智慧(山東)智能技術有限公司，山東 濟南 250100；2. 濟南市公安局交通警察支隊，山東 濟南 250204；3.濟南思漫設備科技有限公司，山東 濟南 250100)

2019年12月，中國武漢暴發的新型冠狀病毒肺炎(新冠肺炎)對中國乃至全球造成巨大沖擊。新冠肺炎疫情與非典、禽流感疫情相比較有其鮮明特點，新冠病毒傳播速度驚人，一個月內疫情從武漢蔓延至全國絕大多數省份，發病人數從幾人激增至幾萬人。蔓延如此迅速，除病毒本身特點外，交通效率大幅提升也是重要影響因素。隨著中國經濟的發展，國內高速公路、軌道交通等基礎設施不斷完善，近二十年，國內人口流動規模與速度呈現爆發式增長，這極大地增加了疫情傳播風險[1-3]。新冠肺炎疫情爆發正值春運期間，人口流動處于全年高峰，對疫情防控尤其不利。

此次疫情，使國家和人民承受了巨大經濟損失，疫情防控工作也暴露出許多不足，交通系統在疫情防控中的作用急需進一步提升。研究本次疫情防控可以發現，區域之間醫療資源沒有得到良好的協調應用，部分區域醫療資源嚴重不足，而部分區域醫療資源沒有充分利用。疫情防控過程中，缺乏快速協同處理機制和方法，這不僅降低了疫情防控效率，增加了醫護人員感染風險，而且需要耗費大量人力、物力、財力修建臨時救援場所。我們在控制疫情的同時也要根據暴露的問題不斷優化防控體系，才能在重大突發事件發生時，將損失降到最低，最大程度地保護國家和人民的生命及財產安全。

自2003年SARS之后，國內就有學者開始研究交通與疫情控制的關系，主要集中在交通運輸過程中疫情控制理論和方法的研究，較少研究交通運輸的合理規劃對疫情防控的影響。2003年張殿業等[4]提出了交通運輸通道疫情控制模型；2004年郭寒英等[5]研究了病毒擴散與交通運輸的關系；2011年尤勍[6]研究了交通運輸與疫情傳播之間的關系；2015年施紅生等[7]提出了鐵路客運過程中的疫情控制模型。

高效的交通體系對疫情防控具有重要的支撐作用，智慧交通在國內已經形成了比較成熟的應用體系[8-10]，國內的交通裝備、交通設施、交通管理水平已取得質的飛躍，可以滿足疫情控制要求，而目前關于智慧交通在疫情防控中應用的研究較少[11-12]。2019年劉剛等[8]對智慧交通總體框架進行了研究；2019年鄭丹[11]系統總結了國外智慧交通應用的案例；2020年李震[13]研究了現代電子技術在智慧交通中的應用；2019年何遙[14]總結了智慧交通核心建設內容；2019年趙旺[15]總結了數據應用在智慧交通中的作用。這些研究成果對疫情防控具有一定借鑒作用。

為了更好地解決疫情防控中暴露的問題，本文參考Floyd-warshall算法構建交通資源與醫療資源協同模型，利用信息技術與算法設計，搭建智慧交通管理模型，通過科學高效的交通組織與管理，實現病人與醫療資源無縫對接、醫療資源跨區域協調利用。利用信息化手段防控疫情[16-19]，提出重大公共衛生事件協同聯控系統的概念，旨在利用智慧交通技術達到快速控制疫情傳播、高效實施病人救治、協同利用區域間醫療資源、合理控制疫情防控成本的目的，降低疫情對社會經濟帶來的沖擊與影響。

1 重大公共衛生事件協同聯控系統中智慧交通體系的建立

高效智慧交通系統是重大公共衛生事件協同聯控系統的核心。為此，先探討患者轉運的問題，其中定點醫療機構數量確定的關鍵指標是發病數量及醫療機構容納量，但醫療機構服務半徑取決于交通條件。

1.1 疑似病例處置過程中的應用

此過程中醫療機構流動性強，病例之間銜接很重要。假設醫療機構平均接診時間為T，排隊病例為P，下一病例到達醫療機構時間為(T×P)，而交通效率會影響P值，所以建議城市主干道規劃專用車道，降低接診車輛路程時間，提高系統效率。經試驗測試，專用車道可節約車輛30%路程時間，醫療機構排隊人數可減少1/3，這樣可以大幅減小病例之間交叉感染概率。如果路程中有多輛車輛，可以把路程中病例數量算入P內，但需要嚴格控制車輛路程時間，采取更加嚴格的交通管控措施。如果預約病例數較多，協調多家醫療機構則需要更復雜的模型和更大范圍的交通管制，交通管制范圍可根據病例居住位置與醫療機構位置實行動態調整，以提升專用車輛通行效率。

1.2 確診病例處置過程中的應用

確診病例轉運首先考慮病人身體情況，根據身體情況、醫生建議選用交通工具；根據病人數量、路程時間決定交通工具投入數量。轉運病人盡量選用大容量交通工具，但必須采取防護措施，限制運送人員數量；采用合理的交通管制措施，提升交通效率，減少路程時間。

由于醫療機構處置確診病例周期長，如果發病人數眾多，醫療機構能力很快達到極限，可根據各機構地理位置協同處理，按交通效率高低啟用相應醫療機構。如果轉運距離較遠，可臨時實行專用快速通道，在專用通道進行標識，嚴格控制病人轉運時間。也可借用城市軌道交通，但要嚴格防護，實行專用進站通道、專用車輛等多種防護措施。

1.3 重癥患者處置中的應用

核心醫療機構集中救治危重病人。如果重癥人數眾多，可建立醫療機構之間快速運輸通道，實現道路通行最高優先權。根據醫生建議，嚴格控制轉運時間，根據病情選擇轉運方式。在道路上設立特殊標識，提升運輸效率，也可采用雙向管制，確保運輸工具有效使用時間。

如果本地運輸資源不夠，可根據情況調用周邊運輸工具，但要考慮對駕駛人員的道路指引，確保迅速準確完成運輸任務。病例若需要跨區域轉運，可考慮更高效的運輸方式，比如可征用某一時段軌道交通，采用城市軌道交通先集中病例至指定乘車點，然后再利用地面交通工具派送，實現遠程醫療機構快速應用。這樣既可以提高交通工具運載量，也可以實現運輸過程精準控制。

1.4 跨區域資源對接中的應用

如果局部疫情嚴重，需要跨區域醫療資源協同應用。首先考慮各區域醫療資源情況、疫情緊張程度及區域間運輸距離等因素。運輸效率是關鍵因素，運輸時間是運輸效率的關鍵指標，應根據運輸時間選擇運輸方式，可考慮城市間的高速公路、高速鐵路或航空運輸等方式。假如運輸時間控制在1 h，城市快速通道覆蓋半徑要控制在50～60 km，高速公路覆蓋范圍可控制在80 km左右，高速地鐵覆蓋范圍可控制在150 km左右，航空運輸控制范圍可在200 km左右[21]，構建立體綜合交通防控體系。同時考慮運輸成本問題，如果運輸病人數量多，航空運輸成本較高，可選擇交通條件好的區域建設臨時救援場所，使機構服務半徑最大化。

在轉運過程中，要注意道路引導及路程中監控，道路導引分為城市道路和高速公路，城市內部可實行專用車道控制，高速公路可增加專用車輛導引標識，同時利用高速公路監控系統，跟蹤車輛狀態。高速公路出入口、服務區儲備應急車輛，以便處理突發事件，必要時可征用高速公路單向通道作為專用通道，提高運輸效率。

2 重大公共衛生事件協同聯控系統框架

為確保方案實施，需開發重大公共衛生事件協同聯控系統，包括醫療處置系統和信息處置系統兩部分。醫療處置系統實行3級控制：總控制中心、次區域控制中心、區域控制中心。根據疫情波及范圍，總控制中心為國家級或省級；次區域控制中心可以是一個地市或相鄰幾個地市；區域控制中心對應3級處置單位，分別是基礎醫療機構、重點醫療機構、核心醫療機構。3級單位分別處理疑似病例、確診病例以及危重病例。高效轉運系統連接基礎醫療機構與重點醫療機構，完成確診患者到定點醫院的轉運；專業轉運系統連接重點醫療機構與核心醫療機構，完成危重病人到核心醫院的轉運。兩個系統根據患者數量及病情考慮不同運輸方式，醫療處置系統拓撲圖如圖1所示。

信息處理系統包括信息收集系統和快速反應系統，架構如圖2所示。信息收集系統接收公共衛生事件相關信息，快速確定相關人員行程及影響范圍。快速反應系統根據影響范圍，迅速實施相應醫療處置方案。

圖1 醫療處置系統拓撲圖Fig.1 Topology of the medical disposal system

圖2 信息處置系統Fig.2 Information processing system

3 重大公共衛生事件協同聯控系統的作用

重大公共衛生事件協同聯控系統通過對現有醫療機構的綜合應用實現患者能收盡收，充分發揮各級醫療機構作用，緩解局部醫療資源緊張局面，降低患者間交叉感染風險，實現醫療資源合理分配。

根據現有交通資源建立立體救援通道，通過相關優化算法，實現交通設施高效利用，包括城市快速交通通道、區域間高速救援通道、高速鐵路應急通道、航空救援體系、救援工具智慧導引等，實現科學高效救援[22-23]。根據智慧交通體系運送效率制定區域協同方案，提高醫療設施利用效率，避免醫療設施短缺，合理控制救援成本。快速準確的信息系統，能夠準確判斷重點人群軌跡及影響范圍，確定受影響人員分布，迅速控制影響范圍，實現疫情及時偵查，迅速抑制疫情傳播，避免疫情在新的區域快速蔓延。

4 結論

智慧交通在疫情聯防聯控中能夠發揮非常重要的作用，是重大公共衛生事件協同聯控系統的中樞。通過智慧交通的應用，可實現病例與醫療資源合理配置、現有醫療資源充分利用。重大公共衛生事件協同聯控系統的應用可彌補現有疫情防控體系的不足、優化防控方案、提升防控能力。通過信息化技術、通信技術與資源優化數學模型結合，有助于實現疫情防控中的“早發現、早處置、早解決”，這不僅可大幅提高突發疫情反應速度，而且能夠準確、有效地控制疫情傳播通道，迅速控制疫情影響范圍。通過智慧交通技術的應用，實現病人與醫療資源無縫對接、疫情聯防聯控，不僅為救援贏得時間，也可以大幅降低救援成本，減小疫情對社會經濟的沖擊。