基于航空應急救援任務的直升機需求研究

摘要：航空應急救援是通過航空領域先進裝備、技術手段完成救援任務的救援方式。現階段，該救援方式憑借救援效果理想、覆蓋范圍廣泛和響應迅速等優點，得到了廣泛推廣。本文以航空應急救援為研究對象，說明了此類工作所具有的特點，介紹了建直升機需求使用模型的過程，結合實際案例，對所建立模型的可行性進行了驗證，以供參考。

關鍵詞：直升機；救援需求；航空應急救援

引言

與其他救援方式相比，航空應急救援具有不受路面和地理環境制約、救援速度快、效率高等優點。救援直升機是航空應急救援的核心設備，救援所配置直升機的數量是否合理，會對救援結果產生直接影響。因此，有關從業人員開始研究如何在發生突發事件的第一時間對現場所需直升機數量加以確定，避免由于派往現場的直升機總數與需求不符，導致應急救援工作無法充分發揮作用。

一、航空應急救援任務分析

（一）任務類型

應急救援任務類型劃分的主要依據是突發事件所處的救援時期，不同時期有不同的救援任務，直升機所負責的工作也有所不同。一般情況下，發生突發事件的前3天為第一階段。救援工作主要圍繞“人”展開，既要保證現場網絡暢通、專家系統正式啟動、到達現場的應急和指揮人員均已投入工作，還要向現場運輸大量救援所需物資[1]。直升機的任務是運輸救援人員及設備，為搜索救援提供幫助。發生突發事件的第4天至第10天為第二階段。經過前3天的搶修，現場主干道路基本恢復正常通行，傷亡情況大致確定。直升機主要負責投放物資、運送傷員，所需架次會隨著時間的推移而減少。發生突發事件10天后為第三階段。該時期，臨時救援工作基本告一段落，應急救援重心開始轉向恢復重建，具體內容涉及調查災害發生原因、組織社會救助和落實保險理賠等方面，通常無需調用直升機。不難看出，提前根據應急救援任務對直升機所負責工作的內容加以確定很有必要。這樣做不僅能夠縮短決策從制定到落實所花費的時間，還能夠使直升機得到更加充分利用。

（二）任務緊迫程度

1.自然災害救援

自然災害救援包括水旱災害、氣象災害、地震災害、地質災害、海洋災害、生物災害和森林草原火災等。我國是一個土地面積遼闊、人口眾多的大國，自然地理條件復雜，各種災害時有發生，人民生命財產安全面臨威脅。自然災害的發生在一定程度上會形成負面作用，增加人員傷亡數量，致使財產受損。氣象災害表現出多種類型，災害危及區域較大。1994年起，10年內氣象災害導致的傷亡人數約為2000人，在自然災害中占比約為55%，導致約3000億元的財產損失，占自然災害總財產損失的87%。此種災害發生后，救援人員需分析災害區域的飛行條件，保證飛行順利，規劃各項應急救援工作。救援工作涉及運送傷員、航空拍攝、航空巡視、災害監測、情報回收等。

2.事故災害救援

事故類型主要包括工礦商貿等企業的各類安全事故、交通運輸事故、公共設施和設備事故、環境污染和生態破壞事故等。航空直升機救援速度快、機動、范圍廣，在公民醫療救護、海上事故救助、火災事故救助、工業事故救助中起到重要作用。隨著我國經濟社會的飛速發展，各類事故災難類型不斷增多且趨于復雜化。新型事故災難造成的特殊救援環境，對于救援時機和救援時間的要求更為苛刻，而直升機救援快速、靈活、機動、高效的特性恰好滿足救援需求。直升機收到救援指令后，通常會執行物資投送、人員轉運、緊急滅火等救援任務。同時，還會進行空中偵測、事故區域監測等工作。

3.公共安全事件救援

公共安全事件具有突發性、群體性、多變性等特點，對正常的社會秩序、公共安全造成嚴重威脅。要想快速、有效地處置此類事件，利用直升機有以下優勢。第一，快速響應。直升機在空中無障礙飛行，能夠快速出動，可以將專業人員精準投送到事發地點附近，對事件進行快速處置；第二，空中監視。飛行員依托機上圖傳系統，從高空對事件進行監視，全面掌握事件現場的情況，及時發現安全隱患，為地面處置提供有效信息；第三，靈活機動。一旦發生突發事件，地面交通通常會受到影響，而直升機可以在復雜地形和狹小空間內靈活起降，不受地面交通狀況的限制，可將救援人員快速輸送到指定區域。

4.公共衛生事件救援

公共衛生事件涵蓋重大傳染病疫情、群體性不明原因疾病、重大食物和職業中毒以及其他嚴重影響公眾健康的事件。在這些公共衛生事件中，直升機可發揮多方面的作用。在突發公共衛生事件中，直升機可快速轉運急重癥患者，為其爭取寶貴救治時間。在運輸醫療物資方面，醫院可能因本身醫療物資或防護物資準備不足，無法開展醫療救援活動[2]。直升機在公共衛生事件中具有快速、高效、靈活的優勢，可以在處置公共衛生事件中發揮重要作用。

二、航空應急救援直升機需求模型

（一）建模方法

為避免航空應急救援面臨直升機實際配置數量與現場需求不符的情況，救援人員應在發生突發事件的第一時間，對應急救援所需直升機數量加以確定。我國已積累相對豐富的應急救援案例，不同案例所對應條件往往有所區別，有關人員在分析多方面因素后，最終將建模方法定為案例推理法，即基于可擴展的標記語言XML文件，通過案例描述語言（Case-based Markup Language，CBML）分析案例并整理案件資料，使用數據對案件資料進行表達。該建模方法具有簡單易懂、通用性高且應用靈活的優點。具體原理是以歷史案件為依據，提煉對類似事件進行有效處理的方案和具體做法，將所提煉經驗用于實際問題，以確保實際問題能夠盡快解決。航空應急救援性質較為特殊，需求分析模型并不需要參與制定直升機配置具體方案的全過程，而是需要搜索案例庫所儲存的歷史案件，快速確定與目標案件具有較高相似度的歷史案件，參考歷史案件所采用的方案確定直升機配置的具體數量。需要明確的是，在此項工作中，模型所發揮作用并非傳統觀念認為的搜集、分析和對比案例，而是要以有完整框架和詳細描述的案例為落腳點，分析配置直升機的具體方案，根據救援情況對方案是否合理給出相應評價。

發生突發事件后，先提煉并總結目標案件的特點，確定應急救援所涉及的特征信息；根據相似度計算結果，在案例庫所儲存歷史案件中確定符合目標案件實際情況的配置方案；調整配置方案細節，得到可直接用于應急救援的可行方案[3]；待救援任務告一段落，從不同角度評價方案實施效果，同時將方案同步至案例庫，供日后其他救援工作調用。

（二）建模過程

1.案例表達

案例表達包括兩方面的內容，分別是關于案例情況的描述和關于事故結果的闡述。可供選擇的表達方式同樣有兩種。一種是屬性集合表達，即通過CaseX={屬性a、屬性b、屬性c、……}對事件X所具有a、b、c屬性加以描述，該方式表達簡單，將其應用于對事故具體信息進行檢測的難度較大。另一種是屬性框架表達，即通過槽名和側面名表達事故屬性。其中，槽名指的是屬性類別，應急屬性、特征屬性均可以作為槽名，用戶只需輸入槽名對應的關鍵詞，便能夠在較短的時間內獲得事故相關書籍。相較于槽名，側面名所描述內容更為細致，通常包括物資投放情況、事故發生具體事件、波及區域范圍等，用戶可通過匹配不同屬性，對內容高度相似的不同方案加以確定。該方式的優點在于有完整且清晰的結構，可以詳細描述案例，較上文所提到的屬性集合表達法更適用于對復雜問題的描述。

2.救援匹配

案例檢索的重點可被歸納為兩點，分別是歷史、目標案件在結構層面的相似程度和歷史、目標案件非空屬性整體相似程度。屬性整體相似程度又包含兩部分內容，即字符串、數值。用指代檢索目標案例，若案例庫所存儲案例總數為n，歷史案例i用Ci（i=1，2，…，n）表示，屬性集合用B={b1，b2，…，bm}表示，那么Ci所包含案例j對應的屬性為Ci（bj）。計算歷史、目標案件在結構層面相似程度的具體方法為如下。

（1）假設X為目標案件全部非空屬性，Y為歷史案件全部非空屬性。將集合交集設為M，并集設為N，M所包含的屬性總權重設為ωa，N所包含的屬性總權重設為ωb。歷史、目標案件在結構層面的相似程度S為：

S=ωaωb

（2）利用距離公式所衍生的計算方法，對數值屬性整體所具有的相似程度進行計算，具體公式如下：

SIMj（T，Ci）=1-Ti（bi）-ci（bj）maxbj-minbj（i=1，2，…，n）

式中，SIMj（T，Ci）為歷史、目標案件已經確定數值i在屬性層面的相似程度，Ti（bj）為目標案件所具有屬性j對應數值，Ci（bj）為歷史案件所具有屬性j對應的數值。maxbj為屬性j對應數值的最大值，minbj為規定取值范圍的最小值。

（3）符號屬性雖存在多重關系，但并不包括數理關系，對應的相似計算公式為：

SIMj（T，Ci）=1，Ti（bj）=Ci（bj）或Ti（bj）Ci（bj）0，Ti（bj）≠Ci（bj）

非空屬性所具有相似程度的表達式為：

SIM（T，Ci）=S∑j=1wjSIMj（T，Ci），（i=1，2，…，n）

3.修正案例

研究發現，案例庫提供的歷史案件通常無法完全匹配突發案件。即便通過搜索發現匹配程度超過95%的案件，仍要視情況對救援方案加以調整，保證按照調整后的方案開展救援工作能夠取得理想效果。一般情況下，修改、調整直升機需求的主體是應急指揮人員，他們結合自己的經驗和對案件的理解完成修改工作，而航空應急救援的重點在于快速確定救援所需直升機的具體數量。因此，建立模型時，應在存儲歷史案件的同時，評價按照該方案配置直升機的救援成績，分析是否存在配備數量超出所需上限或低于所需下限的問題，寫明導致問題出現的根本原因[4]。在此基礎上，通過案例推理計算，對相似程度能夠達到要求的歷史案件加以確定，結合資料庫所儲存的歷史案件評價、修改建議，確定目標案件所需配置直升機的具體數量。修正案例常用的方法有三種，分別是組合調整、替換和轉換。本文所討論的航空應急救援首選組合調整法。先對相似歷史案件進行檢索，再結合實際情況和相似程度對配置方案內容及細節做出調整，最終形成方案。作為案例推理必不可少的一環，案例學習的關鍵在于歸納總結。簡單來說，就是從不同維度分析案例庫所存儲案件的信息。

通過上文的分析可知，歷史案例與目標案例的屬性往往存在較為緊密的聯系，匹配相似程度會隨著歷史案件總數的增加而提高，歷史案件所提供信息的參考價值也會相應提高，對提高救援方案可行性與準確性有重大意義。航空應急救援存在大量不可控且不可預知的因素，各類型案件均有存儲的必要性。因此，待救援工作完成，救援方案便會作為歷史資料被存儲在案例庫中，為下一次應急救援提供參考。我國航空應急救援尚且處于快速發展階段，因此有關人員在落實該項工作時，既要注重新案件的填充，也要對整理歷史案件的環節引起重視，酌情刪除部分重復歷史案件，以免案例庫出現數據冗余問題，增加案件匹配難度，導致案例推理無法發揮其作用。

三、直升機需求模型應用實例

以某次地震救援為例，救援團隊通過案例推理法對現場所需直升機數量加以確定。在此基礎上，制定了切實可行的救援方案。地震屬于典型的自然事故，應急救援需要完成的工作主要包括現場疏導、投放物資、轉運傷員等。已知地震級別為68級，距離震中100km范圍內存在三個規模較大的縣，地震發生12h后，災區出現高位垮塌的突發情況，原有通行道路被阻斷。有關人員在了解事故類型、級別、地形、道路情況和現場完好停機位數量后，將各項數據導入案例庫，由案例庫按照預設指令自行匹配歷史案件并顯示對應的配置方案。在掌握歷史案件各項信息后，有關人員對救援方案的細節進行了調整，最終決定派出多種主流機型的直升機，保證每項工作均有適配直升機負責。最終得到反饋如下：10架次S64直升機參與完成吊掛運輸人員的工作；150架次S76C+直升機參與完成機降運輸人員的工作；10架次S65直升機完成空降傘兵（救援人員）的工作；200架次MA60直升機將全部救援資源送往現場；50架次P180直升機將現場傷員盡數轉往附近醫院[5]。由此可見，本文所建立的模型用于搜尋案例庫所儲存歷史案件、對比歷史與目標案件、確定直升機配置方案的效果較為理想。

結語

在發生突發事件的第一時間，對應急救援所需直升機數量加以確定，不僅可以為各基地對既有直升機進行調度提供參考，還能夠為后續應急安排工作的推進提供支持。現階段，有關人員應進一步探尋確定直升機需求的方法，在保證分析結果準確的前提下，壓縮分析耗時，使突發事件所造成影響得到有效控制。

參考文獻

[1]蘆艷春，周開園，張建杰.無人機的發展現狀及其在航空應急救援領域的應用綜述[J].醫療衛生裝備，2023，44（10）：108-113.

[2]牟小勇，王穎，陳俊杰，等.航空應急救援系統建設方案研究[J].中國民航飛行學院學報，2023，34（05）：50-53.

[3]齊福強，吉亞銘.我國超大城市航空應急發展困境與對策[J].綜合運輸，2021，43（08）：16-20.

[4]劉剛，邵明杰，疏利生，等.路空一體化需求下高速公路服務區航空應急救援體系建設研究[J].民航學報，2022，6（06）：27-32.

[5]郭昕曜，景國勛，王遠聲，等.中國通用航空應急救援能力的測度評估方法及其應用研究[J].安全與環境學報，2023，23（05）：1383-1389.

作者簡介：魏松澤（1986— ），男，漢族，北京人，碩士研究生，研究方向：應急救援管理。