無線通信在救援指揮決策系統中的作用論文

時間：2022-08-29 08:05:55 論文我要投稿

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無線通信在救援指揮決策系統中的作用論文

　　1多種無線通信技術分析及比較

無線通信在救援指揮決策系統中的作用論文

　　可在固定及移動物體之間傳遞信號，信號覆蓋盲點少，尤其適用于山區和谷底等常規通信網絡無法到達的地區和區域。但通信時間延長、費用較高，通常作為應急通信的備用手段。目前常用海事衛星系統和北斗衛星導航系統。北斗衛星導航系統是我國自主研發的衛星系統，既可以實現快速定位功能（精度約20m），又可以保證在應急時刻的短報文傳輸（120個漢字），可靠性高，但缺點是信息傳輸速率低。多種無線通信方式比較及分析。

　　2指揮決策系統通信需求

　　全程連續救治指揮決策系統需要實時或定時將全程救治鏈中各個救援單元（方艙醫院、后送手術救護車和衛生列車）中采集的傷病員、醫護人員、醫藥耗材等信息，以及運輸途中的音視頻信息數據傳輸至指揮中心用于決策指揮；同時，各醫療救援單元需通過北斗系統將實時位置信息上傳，以便指揮平臺實時掌握各個救援單元的位置信息。全程救治鏈通信鏈路示意圖如圖1所示。現場傷病員在方艙醫院進行簡單包扎處理后，手術急救車以及衛生列車將部分重癥傷病員運往后方醫院。在整個過程中，依托移動公網、海事衛星、北斗衛星通信方式，各救治單元需要與后方醫院專家組及指揮決策平臺保持持續暢通的音頻、視頻、文本通信鏈路。在全程救治鏈中，可靠實時的通信是保障指揮決策系統正常運行的基礎，主要包括：

　　（1）方艙醫院與指揮平臺通信。方艙醫院的位置是固定的，通信難度不大，可通過移動公網傳輸傷病員、醫護人員、醫藥耗材等相關文本信息以及音視頻信息；在移動公網不可用環境下，可通過衛星通信方式進行緊急信息通信。

　　（2）手術救護車及衛生列車與指揮平臺通信。與方艙醫院類似，需要與指揮平臺傳送接收文本、視頻及音頻信息。但是，車輛屬于高速運動的通信對象，對通信鏈路的可靠性要求更高。

　　（3）方艙醫院、手術救護車及衛生列車的通信。鏈路穩定時，可通過指揮平臺進行交互信息傳輸（文本、圖片、音視頻）；特殊情況下，采用離線方式在各救援單元之間傳遞簡單的文本數據。

　　3多網絡無線通信保障策略

　　方艙醫院、手術救護車及衛生列車分布區域較廣，且屬異地動、靜態通信對象，與指揮平臺只能采用無線通信的方式。現有的移動公網GSM/CDMA/GPRS、3G/4G可被選為主要的通信方式；在常規通信不可用的情況下，可采用衛星通信鏈路，以構成動態可切換的星型網絡。因此，本文提出的多網絡無線通信保障策略。終端信號發射器會根據各無線網絡信號強度選擇使用移動、聯通或電信網絡，如都無法滿足通信需求，終端將自動選擇使用臨時中繼站或者衛星通信方式。通過以上策略，可以實現全程救治鏈中各環節的實時可靠的多網絡通信，其中多種通信方式的無縫切換起著決定性的作用。對不同的數據類型采用動態切換不同通信鏈路的方式，可提高通信的有效性和可靠性。

　　（1）方艙醫院、手術救護車與指揮中心的通信。方艙醫院位置相對固定；救護車運行速度較低、信號屏蔽少，運行線路中信號覆蓋較好。二者均可采用常規狀態下，優先選用移動公網（GSM/CDMA/GPRS、3G/4G）。當此無線網絡不可用或信號較差時，可通過應急通信車中繼轉發信號；特殊地理環境下，應立即切換至衛星通信；若所有通信鏈路都不可用時，采用IC卡存儲相關信息進行離線傳輸。

　　（2）衛生列車與指揮中心的通信。列車運行速度較快，行駛路線中可能有較多的山丘和隧洞，同時，列車車廂鐵殼會影響無線信號的接收與發送，試驗表明，常規的GSM/CDMA/GPRS或3G網絡傳輸數據效果較差。對于衛生列車，主要考慮采用鐵路GSM-R專用通信網絡與衛星通信結合的方式進行信息發送與接收，通信方式切換流程。

　　（3）方艙醫院、手術救護車與衛生列車之間的通信。需保證不同單元在同一時刻使用同種無線通信網絡，如移動公網信號強度無法同步，可選擇共同使用衛星通信方式。

　　4多網絡無線通信鏈路終端一體機的研制與應用

　　根據全程救治鏈中對可靠實時無線通信的迫切需求和以上保障策略，我們研制了多網絡無線通信鏈路終端一體機，可以滿足移動公網鏈路、海事衛星通信鏈路以及北斗通信鏈路的聯通。其中，移動公網鏈路包括中國移動、中國聯通和中國電信各自的3G網絡；海事衛星通信鏈路指國際海事衛星通信系統；北斗通信鏈路是指北斗短報文通信方式。終端設計示意圖。根據不同終端連接的不同要求，此終端一體機對外表現為4個網口、1個串口以及5個信號指示燈。其中，4個網口分別代表中國移動3G網絡、聯通3G網絡、電信3G網絡和海事衛星鏈路網絡；1個串口和北斗模塊相連保證北斗短報文通信；而5個信號指示燈分別代表移動3G網絡、聯通3G網絡、電信3G網絡、海事衛星通信網絡以及北斗通信網絡信號強度，每個指示燈有3種顏色狀態分別為紅、黃、綠，紅色代表當前網絡信號強度最弱，黃色其次，綠色最強。指示燈熄滅代表此處沒有此網絡覆蓋，指示燈閃爍代表用戶正在使用此網絡進行數據傳輸。同時，終端另一側安裝5個網絡的5根天線來收發信號。通過一體機在衛生列車上的實際應用，研發的終端一體機能夠在各種環境中實現多種通信網絡的可靠實時無縫切換，大大地保障了全程救治鏈中各環節的通信需求。

　　5結語

　　穩定、可靠的通信鏈路是全程連續救治指揮決策系統高效運行的基本保障。該無線通信方案中多種無線通信技術的集成與動態切換、特殊環境下的數據傳輸策略應用，有利于各個醫學救援單元與指揮平臺間通信鏈路的持續暢通，促進實現數據共享、信息交互、命令通暢、調度合理、指揮有序的目標，為充分發揮全程連續救治指揮決策系統在應急醫學救援中的功效奠定了堅實基礎。

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