智慧化交通在疫情联防联控中的应用探讨

牛凌，景元旺,罗磷

(1.北交智慧(山东)智能技术有限公司，山东 济南 250100；2. 济南市公安局交通警察支队，山东 济南 250204；3.济南思漫设备科技有限公司，山东 济南 250100)

2019年12月，中国武汉暴发的新型冠状病毒肺炎(新冠肺炎)对中国乃至全球造成巨大冲击。新冠肺炎疫情与非典、禽流感疫情相比较有其鲜明特点，新冠病毒传播速度惊人，一个月内疫情从武汉蔓延至全国绝大多数省份，发病人数从几人激增至几万人。蔓延如此迅速，除病毒本身特点外，交通效率大幅提升也是重要影响因素。随着中国经济的发展，国内高速公路、轨道交通等基础设施不断完善，近二十年，国内人口流动规模与速度呈现爆发式增长，这极大地增加了疫情传播风险[1-3]。新冠肺炎疫情爆发正值春运期间，人口流动处于全年高峰，对疫情防控尤其不利。

此次疫情，使国家和人民承受了巨大经济损失，疫情防控工作也暴露出许多不足，交通系统在疫情防控中的作用急需进一步提升。研究本次疫情防控可以发现，区域之间医疗资源没有得到良好的协调应用，部分区域医疗资源严重不足，而部分区域医疗资源没有充分利用。疫情防控过程中，缺乏快速协同处理机制和方法，这不仅降低了疫情防控效率，增加了医护人员感染风险，而且需要耗费大量人力、物力、财力修建临时救援场所。我们在控制疫情的同时也要根据暴露的问题不断优化防控体系，才能在重大突发事件发生时，将损失降到最低，最大程度地保护国家和人民的生命及财产安全。

自2003年SARS之后，国内就有学者开始研究交通与疫情控制的关系，主要集中在交通运输过程中疫情控制理论和方法的研究，较少研究交通运输的合理规划对疫情防控的影响。2003年张殿业等[4]提出了交通运输通道疫情控制模型；2004年郭寒英等[5]研究了病毒扩散与交通运输的关系；2011年尤勍[6]研究了交通运输与疫情传播之间的关系；2015年施红生等[7]提出了铁路客运过程中的疫情控制模型。

高效的交通体系对疫情防控具有重要的支撑作用，智慧交通在国内已经形成了比较成熟的应用体系[8-10]，国内的交通装备、交通设施、交通管理水平已取得质的飞跃，可以满足疫情控制要求，而目前关于智慧交通在疫情防控中应用的研究较少[11-12]。2019年刘刚等[8]对智慧交通总体框架进行了研究；2019年郑丹[11]系统总结了国外智慧交通应用的案例；2020年李震[13]研究了现代电子技术在智慧交通中的应用；2019年何遥[14]总结了智慧交通核心建设内容；2019年赵旺[15]总结了数据应用在智慧交通中的作用。这些研究成果对疫情防控具有一定借鉴作用。

为了更好地解决疫情防控中暴露的问题，本文参考Floyd-warshall算法构建交通资源与医疗资源协同模型，利用信息技术与算法设计，搭建智慧交通管理模型，通过科学高效的交通组织与管理，实现病人与医疗资源无缝对接、医疗资源跨区域协调利用。利用信息化手段防控疫情[16-19]，提出重大公共卫生事件协同联控系统的概念，旨在利用智慧交通技术达到快速控制疫情传播、高效实施病人救治、协同利用区域间医疗资源、合理控制疫情防控成本的目的，降低疫情对社会经济带来的冲击与影响。

1 重大公共卫生事件协同联控系统中智慧交通体系的建立

高效智慧交通系统是重大公共卫生事件协同联控系统的核心。为此，先探讨患者转运的问题，其中定点医疗机构数量确定的关键指标是发病数量及医疗机构容纳量，但医疗机构服务半径取决于交通条件。

1.1 疑似病例处置过程中的应用

此过程中医疗机构流动性强，病例之间衔接很重要。假设医疗机构平均接诊时间为T，排队病例为P，下一病例到达医疗机构时间为(T×P)，而交通效率会影响P值，所以建议城市主干道规划专用车道，降低接诊车辆路程时间，提高系统效率。经试验测试，专用车道可节约车辆30%路程时间，医疗机构排队人数可减少1/3，这样可以大幅减小病例之间交叉感染概率。如果路程中有多辆车辆，可以把路程中病例数量算入P内，但需要严格控制车辆路程时间，采取更加严格的交通管控措施。如果预约病例数较多，协调多家医疗机构则需要更复杂的模型和更大范围的交通管制，交通管制范围可根据病例居住位置与医疗机构位置实行动态调整，以提升专用车辆通行效率。

1.2 确诊病例处置过程中的应用

确诊病例转运首先考虑病人身体情况，根据身体情况、医生建议选用交通工具；根据病人数量、路程时间决定交通工具投入数量。转运病人尽量选用大容量交通工具，但必须采取防护措施，限制运送人员数量；采用合理的交通管制措施，提升交通效率，减少路程时间。

由于医疗机构处置确诊病例周期长，如果发病人数众多，医疗机构能力很快达到极限，可根据各机构地理位置协同处理，按交通效率高低启用相应医疗机构。如果转运距离较远，可临时实行专用快速通道，在专用通道进行标识，严格控制病人转运时间。也可借用城市轨道交通，但要严格防护，实行专用进站通道、专用车辆等多种防护措施。

1.3 重症患者处置中的应用

核心医疗机构集中救治危重病人。如果重症人数众多，可建立医疗机构之间快速运输通道，实现道路通行最高优先权。根据医生建议，严格控制转运时间，根据病情选择转运方式。在道路上设立特殊标识，提升运输效率，也可采用双向管制，确保运输工具有效使用时间。

如果本地运输资源不够，可根据情况调用周边运输工具，但要考虑对驾驶人员的道路指引，确保迅速准确完成运输任务。病例若需要跨区域转运，可考虑更高效的运输方式，比如可征用某一时段轨道交通，采用城市轨道交通先集中病例至指定乘车点，然后再利用地面交通工具派送，实现远程医疗机构快速应用。这样既可以提高交通工具运载量，也可以实现运输过程精准控制。

1.4 跨区域资源对接中的应用

如果局部疫情严重，需要跨区域医疗资源协同应用。首先考虑各区域医疗资源情况、疫情紧张程度及区域间运输距离等因素。运输效率是关键因素，运输时间是运输效率的关键指标，应根据运输时间选择运输方式，可考虑城市间的高速公路、高速铁路或航空运输等方式。假如运输时间控制在1 h，城市快速通道覆盖半径要控制在50～60 km，高速公路覆盖范围可控制在80 km左右，高速地铁覆盖范围可控制在150 km左右，航空运输控制范围可在200 km左右[21]，构建立体综合交通防控体系。同时考虑运输成本问题，如果运输病人数量多，航空运输成本较高，可选择交通条件好的区域建设临时救援场所，使机构服务半径最大化。

在转运过程中，要注意道路引导及路程中监控，道路导引分为城市道路和高速公路，城市内部可实行专用车道控制，高速公路可增加专用车辆导引标识，同时利用高速公路监控系统，跟踪车辆状态。高速公路出入口、服务区储备应急车辆，以便处理突发事件，必要时可征用高速公路单向通道作为专用通道，提高运输效率。

2 重大公共卫生事件协同联控系统框架

为确保方案实施，需开发重大公共卫生事件协同联控系统，包括医疗处置系统和信息处置系统两部分。医疗处置系统实行3级控制：总控制中心、次区域控制中心、区域控制中心。根据疫情波及范围，总控制中心为国家级或省级；次区域控制中心可以是一个地市或相邻几个地市；区域控制中心对应3级处置单位，分别是基础医疗机构、重点医疗机构、核心医疗机构。3级单位分别处理疑似病例、确诊病例以及危重病例。高效转运系统连接基础医疗机构与重点医疗机构，完成确诊患者到定点医院的转运；专业转运系统连接重点医疗机构与核心医疗机构，完成危重病人到核心医院的转运。两个系统根据患者数量及病情考虑不同运输方式，医疗处置系统拓扑图如图1所示。

信息处理系统包括信息收集系统和快速反应系统，架构如图2所示。信息收集系统接收公共卫生事件相关信息，快速确定相关人员行程及影响范围。快速反应系统根据影响范围，迅速实施相应医疗处置方案。

图1 医疗处置系统拓扑图Fig.1 Topology of the medical disposal system

图2 信息处置系统Fig.2 Information processing system

3 重大公共卫生事件协同联控系统的作用

重大公共卫生事件协同联控系统通过对现有医疗机构的综合应用实现患者能收尽收，充分发挥各级医疗机构作用，缓解局部医疗资源紧张局面，降低患者间交叉感染风险，实现医疗资源合理分配。

根据现有交通资源建立立体救援通道，通过相关优化算法，实现交通设施高效利用，包括城市快速交通通道、区域间高速救援通道、高速铁路应急通道、航空救援体系、救援工具智慧导引等，实现科学高效救援[22-23]。根据智慧交通体系运送效率制定区域协同方案，提高医疗设施利用效率，避免医疗设施短缺，合理控制救援成本。快速准确的信息系统，能够准确判断重点人群轨迹及影响范围，确定受影响人员分布，迅速控制影响范围，实现疫情及时侦查，迅速抑制疫情传播，避免疫情在新的区域快速蔓延。

4 结论

智慧交通在疫情联防联控中能够发挥非常重要的作用，是重大公共卫生事件协同联控系统的中枢。通过智慧交通的应用，可实现病例与医疗资源合理配置、现有医疗资源充分利用。重大公共卫生事件协同联控系统的应用可弥补现有疫情防控体系的不足、优化防控方案、提升防控能力。通过信息化技术、通信技术与资源优化数学模型结合，有助于实现疫情防控中的“早发现、早处置、早解决”，这不仅可大幅提高突发疫情反应速度，而且能够准确、有效地控制疫情传播通道，迅速控制疫情影响范围。通过智慧交通技术的应用，实现病人与医疗资源无缝对接、疫情联防联控，不仅为救援赢得时间，也可以大幅降低救援成本，减小疫情对社会经济的冲击。