紧急医疗救援车载通讯系统的设计与分析

张杰，丁伟龙

1.同济大学附属东方医院 信息中心，上海 200120；

2.上海交通大学医学院附属第九人民医院 放射科，上海 200011

紧急医疗救援车载通讯系统的设计与分析

张杰1，丁伟龙2

1.同济大学附属东方医院 信息中心，上海 200120；

2.上海交通大学医学院附属第九人民医院 放射科，上海 200011

本文通过对紧急医疗救援车载系统概念和功能的理解，从车载信息采集分系统、无线传输分系统、综合保障分系统设计3方面入手，分析了目前救援车所配置的有线和无线网络设备、视频监控显示设备、视频录像设备、卫星通信设备的组成和特点，指出今后要进一步对无线网络、软件、移动设备进行改进，以更好地提高医疗救援工作效率。

紧急医疗救援车；车载通讯系统；信息采集分系统；无线传输分系统；综合保障分系统

近年来，我国自然灾害和重大突发事件频发，特别是地震灾害尤为严重。完善应急措施，加大医疗救援力度，以减轻伤亡人数对于灾害及突发事件的医疗救援至关重要，而紧急医疗救援车载通讯系统将在应急救援中发挥重大作用。

1 系统概述

1.1 概念

紧急医疗救援车载通讯系统是为处置重大突发事件和灾害性事件提供现场通信保障的现代化实时通讯指挥平台，主要由两部分组成：医院固定指挥平台和车载移动指挥平台。它能在第一时间将事发现场的情况和资料通过图像、语音、数据上传至医院指挥中心，有效地调集各地医疗资料，便于专家实施远程指导和信息支持，最大程度地减轻人员伤亡。

1.2 功能

为满足灾害现场救援需求，车载系统需具备如下功能：① 信息采集和处理功能：通过单兵设备传输音频和视频，第一时间采集现场图像，在车内进行显示和储存；② 语音通信功能：配备先进的头盔式对讲机，利用超短波实现无线语音通讯；③ 3G网络通信功能：可以通过3G路由器，将现场捕获的图像和声音传回指挥中心，使相关人员能通过车载计算机及时查看并执行指挥中心下达的指令；④ 卫星定位传输功能：在车内装备GPS卫星导航系统，便于指挥救援车快速到达事发救援地点，并且在3G网络受限时负责救援车与固定指挥中心的信息交流[1]。

2 系统技术设计

车载通讯系统的设计应满足“紧急救援、快速反应、信息畅通”的要求，以“推进信息化救援、推动移动医疗发展”为目标。构建的信息采集、无线传输、综合保障3层设计框架，见图1。

2.1 车载信息采集分系统

该系统由车内摄像机、单兵发射器、车载图像接收器、图像处理器等组成。这里着重分析单兵系统的设计。单兵系统即配有对讲功能的头戴式摄像机，能利用3G网络以25帧/s的速度将事故现场的情况无线传输给救援中心。为满足灾害坏境下的工作要求，单兵系统采用国际先进的图像压缩算法和专用的数据传输协议，不仅能满足静止状态下的图像传输，更能使剧烈变动的移动画面平稳有效地传达至救援中心。救援车内的无线视频终端将各个单兵系统收集到的信息进行整理压缩编码后，实时上传到救援网络中心，供救援指挥车和固定救援指挥中心调用。我院信息采集传输采用的技术路线是：由运营商提供数据专线，和流媒体视频服务器对接，通过前端的3G上网卡组成内部的APN专网，以确保图像传输的稳定性。其中图像传送采用3DES三重数据加密算法加密命令通道并通过扰码保护数据传输。会话使用CHAP协议认证，在建立的过程中无明码传输，安全可靠。

2.2 车载无线传输分系统

2.2.1 计算机网络系统

医疗应急救援队网络采用3G无线路由器、WIFI无线设备、卫星路由器、交换机、VPN网关的基础配置，将移动救援车、固定指挥中心和移动设备连接互通，实现自动化的信息传输和共享。在不同的网络连接方式中，3G网络的对外连接是应急救援车载网络保障的核心，能准确、及时地传输语音、视频及数据[2]。然而，由于发生灾害的地区一般较为偏僻，不适合采用3G网络，于是车载卫星网络系统将成为今后灾害救援的主流通讯手段。它是将互联网与卫星通信技术相结合，由卫星、业务关口站和车载接收终端组成的宽带卫星通信系统。系统使用DVB-S2/ TDMA的组网模式，并采用通用性强的TCP/IP协议，不仅可以满足视频会议子系统的需要，还可以满足诸如文件传输、信息采集后的传输、互联网浏览、电子邮件收发、电话、传真等各种应用的需求。同时，系统内还搭建了一套10 M/100 M自适应局域无线网络，主要用于救援车队之间、救援指挥车与无线设备之间的网络通讯。3种不同的网络方式在不同情况下的应用为网络的畅通提供了有利的途径。

2.2.2 通信系统

配合网络传输方式，车载系统内也为通信保障子系统提供了多种方式，包括短波通信、超短波通信、IP语音通信等。超短波通信比短波通信发射功率小、稳定性高、通信质量好，并且能同时进行多路通信，比较适用于城市救灾。以IP语音网关作为核心的电话语音交换系统，可以使应急移动指挥平台连接到IP网关的普通电话机，也可以使平台内的分机连接到FXO口的外线电话。为支持单兵系统，车内配置了超短波中转台、超短波手持机和头盔式对讲终端，能在应急现场迅速组成小型的通信网，还可以与其他使用超短波的设备进行通信。IP语音系统示意图，见图2

2.3 综合保障分系统

2.3.1 供电系统

由于应急救援车的特殊性，系统电源的稳定对车载电子设备的正常运行和救援效果至关重要。在灾害环境下，应急救援车除了油机供电和市电供电外，还需配备军用加固UPS电源，即一种含有储能装备，以整流器、逆变器为主要组成部分的稳压稳频交流不间断电源，能在停电状况下作为储能电池进行供电，可保证计算机网络设备、音视频设备、通讯设备、卫星设备正确传输数据[3]。

2.3.2 安全系统

应急救援车安全系统分为两部分：① 救援现场信息传输的安全性。基于救援任务的紧急性和病患私密性，车载网络通信线路最好采用专线传输。但是由于条件的限制，在偏远的灾害现场操作时，往往只有一条公共传输线路，不仅会导致线路传送拥挤，还会导致信息的破坏和延误。因此必须加大对信息的保护力度，目前应急救援车的信息安全建设方式主要包括设置防火墙、安装杀毒软件和防攻击软件、建立CA认证系统等；② 应急救援车内外工作人员的人身安全。为满足应急车野外行驶的要求，车内设置了良好的接地和避雷保护措施，对220 V/380 V强电部分设置有漏电保护装置。当3路负载中的任意一路电流＞（25±2）A或负载短路时，车载配电控制器会发出声光告警，并切断输出电源；另外还配备了防震系统，使医护人员在野外颠簸的状况下也能对伤患进行必要的医治。

3 应急医疗救援车的应用

（1）移动医院。移动医院是由多种医疗移动设备结合而成的联合体，而应急救援车是如今移动医院中使用最广泛的载体之一，除了必要的紧急救治设施外，其先进的通讯设备，能实现音画传输和远程医疗，让医院能够及时了解病人的性质，以合理安排病人的抢救。

（2）应急救援。近期大地震中，应急医疗救援车队在急救方面发挥了越来越大的作用。我院于2013年和上海疾控中心、国家卫计委分别进行了应急救援演练。演练出动了指挥车、伤员转运车、手术车、物资保障车和检验车，由专人负责车辆与车辆、车辆与医院、车辆与移动设备之间的信息通讯。通过单兵设备等一系列移动设施的信息收集和3G无线网卡的信息传输，快速、完整、实时地让医院内专家领导及时了解了救灾现场的灾情变化和灾民救治情况，便于后方调整救援方案，及时安排药物和食物补给，让即将收治灾民的医院有宽裕的收治前准备时间，给待命的医生提供了详细的病历。

4 结语

目前医疗救援车多使用公共网络，即使设置了防火墙和密码，还是会存在一定的安全隐患和拥堵。因此，在今后条件允许的情况下，应设置区域医疗专用网络线路或卫星线路，为应急救援和区域医疗联动提供一条畅通无阻的道路。应急医疗救援车内移动设备，包括单兵系统、移动检查仪、无线输液系统、携带式监测仪等还不能完全支撑移动医疗的开展，需不断在技术上进行改进[4-7]。除提升硬件技术外，设计适用于不同设备的软件管理平台也非常重要[8]。

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[2] 车杰,郭生海,王懿.玉树抗震救灾卫勤保障的实践探讨[J].武警医学,2010,21(9):817-818.

[3] 侯杨,张剑,赵峰.浅谈我院远程医疗会诊车的应用[J].医疗装备,2013,26(1):24-25.

[4] 武秀昆.破坏性地震医疗救护应急预案制定要点[J].中华医院管理杂志,2002,18(12):720-722.

[5] 刘梅,赵慧秋,何军.院外急救设备管理使用问题探析[J].中国急救复苏与灾害医学杂志,2010,5(7):655-656.

[6] 张昆峰.探讨医院急救设备的管理[J].中国医疗设备,2014, 29(2):111-112.

[7] 蔡钰太,李泽峰,林江伟.基于蓝牙和智能手机的在体脉搏监测仪[J].医疗装备,2013,26(1):13-16.

[8] 张广有.医疗APP将改变医学模式[J].中华医学信息导报,2013, 28(14):19.

用Word制作统计学符号算术平均值加减标准差的方法

国标GB/3358-82《统计学名词及符号的规定》明确指出“平均数±标准差” 的正确写法应为结合规范格式及在正文中应有的状态可将其归纳为以下5个方面。

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Design and Analysis of Medical Emergency Rescue Vehicle Communication System

ZHANG Jie1, DING Wei-long2
1.Information Center, East Hospital Aff i liated to Tongji University, Shanghai 200120, China; 2.Department of Radiology, Shanghai Ninth People's Hospital Aff i liated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200011, China

Based on the comprehension of the concept and functions of medical emergency rescue vehicle communication system, this paper analyzes the structures and features of wired and wireless network equipment, video surveillance equipment, video recording equipment, satellite communication equipment integrated into current rescue vehicles in terms of vehicle information collection subsystem, wireless transmission subsystem and comprehensive security subsystem. This paper points out that the improvement of wireless network, softwares, mobile devices should be further conducted in order to eff i ciently improve the work efficiency of medical rescue.

medical emergency rescue vehicle; vehicle communication system; information collection subsystem; wireless transmission subsystem; comprehensive security subsystem

TP311.52

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.11.046

1674-1633(2014)11-0134-03

2014-03-18

2014-05-09

作者邮箱：alsens@edatahome.com