战术一线救治模拟训练系统的设计与实现

随着常规武器的信息化、智能化发展及新概念武器、核生化特种武器的应用，武器打击范围更广，杀伤效应更强，伤情、伤类和伤势更加复杂，对现场急救提出更高要求[1]。运用计算机进行仿真模拟训练是开展实战化卫勤训练的重要途径，不仅可打破常规训练的时空条件制约，同时大大降低训练成本，提高训练质量效益，对于提高现代战场一线救治能力至关重要，是和平时期部队官兵和卫勤人员增强自救互救与现场急救能力的有效手段[2-4]。

20世纪90年代以来，以美军为代表的西方发达国家军队开始使用计算机仿真技术来进行战伤救治模拟训练研究。自1999年至2007年美军大约资助了超过150个该领域的研究项目，累计投入超过6000万美元，研发出了一系列用于战术战伤救治（Tactical Combat Casualty Care，TCCC）训练的数字化仿真模拟装备[5，6]，如“战术战伤救治模拟系统（TC3 Sim 2009）”、“战斗救生员模拟手游（Trauma Con 2012）”、“计算机海军医护兵训练系统（CBCTS 2009）”、“交互式创伤教练（ITruSim 2006) ”、“模拟病人?（Sim-Patient?）”、“应急准备培训(CBRNE 2010) ”、“橙色代码?（Code Orange ?）”、“脉冲 !! ( Pulse !!) ”、“模拟人 ?（HumanSim?）”和“战斗卫生兵（Combat Medic）”等软件产品[7]，丰富了战伤急救模拟训练手段方法。相对而言，我军卫勤模拟训练的信息化、智能化和实战化水平不高，难以激发官兵参训热情。为了适应现代战场一线救治的需求，提高广大官兵的参训积极性，拓展保障能力生成方式，本研究将现代模拟训练技术理念与传统战现场急救培训内容相结合，进行了新型战现场急救模拟训练系统的设计与开发，旨在为开展实战化条件下的战术一线救治训练提供手段支撑。

1 系统设计

1.1 整体结构 战术一线救治模拟训练系统，适用于院校、医院和部队等不同类型单位卫勤训练机构，既可用于战伤模拟训练，又可进行战伤模型构建，主要以战救理论知识、决策思维和作业流程等为训练内容。本系统主要由标准化伤员数据库、战伤急救技术数据库和战救包囊器材数据库等进行后台数据支持，包括战术战伤救治3D模拟训练功能模块和2D理论题库功能模块，其中模拟训练模块是本系统的核心功能模块，见图1。两个功能模块都分别区分单兵、卫生战士、卫生员和军医四类岗位人员进行针对性特异性培训，技术培训范围在传统战现场急救六大技术基础上，综合集成了前沿战场高级急救技术和最新急救器材使用方法。运用本系统可以实现在战场仿真环境下区分不同战术背景、不同岗位人员进行可重复性救治策略训练，为熟练掌握现代战伤现场急救技术和提高一线救治能力，提供科学化、信息化和可视化技术指导。

1.2 开发设计 本系统综合运用数据库开发工具MySQL、3D互动开发工具Unity、编程工具Visual Studio和建模工具3d Max进行模拟训练系统的设计开发，并采用基于客户端/服务器（Client/Server，C/S）模式的程序架构，实现数据高效处理和稳定运行。针对不同用户使用要求，设计学员和管理员两类角色。学员账号，根据当前部队卫勤人员岗位编制设计，初步设计了四种角色：单兵、卫生战士、卫生员、军医，每种角色人员对应相应的救治技术和器材。学员进入系统后，可根据本人身份选择相应角色进入，进行相应处置训练，可通过系统查询自己的训练考核成绩。可对自己的登录密码进行修改，并维护相关个人信息。管理员身份进入后，可进行后台数据库维护管理，主要功能包括创建数据库、备份数据库、修改数据库、查看、删除、还原数据库等相关操作。

1.3 模型构建

1.3.1 环境模型 主要包括战场环境场景和战术救治背景两部分。（1）战场环境场景，类似军事类游戏软件，本系统设计多个场景或“地图”，参训人员可根据兴趣爱好选择某一种战场环境场景，系统拟初步预设山地作战、平原作战、城市作战和海上作战等常见作战环境场景，同时拟增加自定义功能，可根据用户需求添加新的战场环境场景。（2）战术救治背景，基于不同战术背景下救治技术和器材运用策略不同，参照美军TCCC救治指南，结合我军战术一线救治研究成果，在系统中设置了一线交火区救治、非交火区救治、战位及医疗后送平台救治等三类战术救治背景[8，9]，在训练场景界面进入时可选择相应救治背景，进行相应战术背景下的伤员救治模拟训练。

1.3.2 伤员模型 搜集整理了美军在伊拉克、阿富汗战场等历次军事行动中的伤亡统计数据、不同伤型伤员发生特点，以及我军在抗美援朝战争、西南边境作战以及马里维和等军事行动中的部分伤员数据，结合临床创伤数据，构建常规武器战伤伤情谱和标准化伤员库，导入软件系统构建伤员发生模型。针对不同伤员特点进行三维立体仿真建模，可多个视角以及远、近距离观察伤员，并局部放大伤员部位进行检伤评估。设计的模拟伤员具有较好的人机交互功能，可以通过语音或文字两种形式表达说明基本信息和致伤经过。伤情主要通过主诉、体征和辅助资料等方式进行呈现，根据参训人员处置方式是否正确及时而发生不同转归。伤员模型结构见图2。

文章来源：《系统科学学报》 网址: http://www.xtkxxb.cn/qikandaodu/2021/0629/556.html