基于北斗高精度时空服务技术的卫勤保障军事应用研究

重点研究并论述如何更好地体系化推广和创新北斗高精度时空服务技术在卫勤保障军事领域中的应用,提升战术战役卫生力量的精确态势感知、精确作业指挥、精确战伤救治、精确伤病员后送、精确核生化威胁处置、精确卫生物资保障、精确联合搜救等方面的卫勤保障能力。充分发挥北斗对我军卫勤保障体系发展技术引擎的支撑作用,为未来军事全领域包括侦察、指挥、打击、评估、保障等提供一些有益的启示。

洪涝灾害应急医学救援无线自组网系统研究

目的设计一种可用于洪涝灾害应急医学救援的无线自组网系统,以满足现场医疗救援通信需求。方法根据大范围洪涝灾害医学救援特点,分析洪涝灾害应急医学救援通信需求,按照车载、地基、空基、手持四位一体,设计无线自组网通信方案总体结构,形成系统通信方案。结果基于无线自组网的洪涝灾害应急医学救援系统能够满足应急医学救援通信要求,设计的通信硬件在规定范围内具有较强的融合通信能力。结论无线自组网通信系统的建立,对于提升洪涝灾害医疗救援的及时性和受灾患者的时效救治能力具有重要意义。

过氧化氢催化分解材料及反应机理的研究进展

过氧化氢消毒因具有强氧化性、低腐蚀性、优秀的渗透性和扩散性等优势,已成为最具前景的空间消毒技术之一。然而消毒结束后,环境中残留的高浓度过氧化氢不仅易致爆,还会对人体产生不可逆的危害,因此开展过氧化氢催化分解技术的研究具有重要意义。总结了目前常用的过氧化氢催化分解材料及其研究应用现状,概述了过氧化氢在催化剂表面的分解反应机理及其研究动态,并指出了目前过氧化氢催化分解技术存在的主要问题和研究重点,为高性能过氧化氢催化剂的设计和开发提供理论支撑,最后对催化剂的未来发展方向进行了展望。

野战帐篷医院系统医技保障单元研究

目的 :开展医技保障单元研究,研制箱组式医技保障装备,为野战帐篷医院野外医疗救治提供医用氧气和医用水保障。方法:分析医技保障单元勤务定位,明确功能需求和技术指标要求;基于变压吸附(pressure swing absorption,PSA)制氧和膜分离制水原理,开展变频恒压式海拔高度自适应PSA制氧技术和集成膜分离制备医用水技术研究;以高密度聚乙烯材料作为箱体材质,采用箱仪一体化结构形式,研制箱组式医用制氧模块和医用制水模块。结果:研制的医技保障装备产氧量为1.3 Nm3/h,氧气体积分数为92.7%;清洗水和纯化水产水流量分别为433.7 L/h(25℃)和37.2 L/h(25℃),水质分别符合GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》和《中华人民共和国药典》(2010年版)相关水质指标。结论:该套医技保障装备达到设计指标要求,可有效地保障野战帐篷医院在野外环境条件下开展医疗救治作业时所需的医用氧气和医用水。

基于多Agent系统的血液保障车辆应急调度系统设计与仿真研究

目的:研究设计一种血液保障车辆应急调度系统,以应对灾害医学救援初期血液资源需求紧迫、运送装备保障能力有限等难题。方法:依据军地血液保障勤务理论与装备建设现状,引入道路路况系数、车辆载容和单边硬时间窗等约束条件,基于多Agent系统设计血液保障车辆应急调度系统结构,选用指数排序选择算子改进传统遗传算法,应用AnyLogic软件构建血液保障车辆应急调度系统并仿真运行。结果:血液保障车辆应急调度系统通过Agent间交互协作与改进遗传算法嵌入,实现了血液保障车辆最优调度模拟、动态展示,仿真分析中3辆运血车冷藏血库满载率分别为65.80%、93.80%和86.80%,冷冻血库满载率分别为34.33%、57.67%和49.00%,均符合载容约束,且到达各医疗救治点的仿真时间误差均在0.15%以下,验证了多Agent系统应用于车辆调度优化领域的可行性。结论:血液保障车辆应急调度系统可为突发事件条件下科学开展应急物资快速机动靠前供应、资源配置优化与装备保障效能评估提供重要的技术支撑与辅助决策。

移动式生命支持系统论证及技术要求研究

目的规范移动式生命支持系统论证,为移动式生命支持系统研发、采购、升级改进及市场规范化提供技术支撑。方法以紧急医学救援伤病员搬运工具体系设计为基础,针对伤病员连续救治需求,对移动式生命支持系统的概念、分类、通用要求、基本技术性能及参数要求等开展论证与研究。结果提出了移动式生命支持系统的概念、分类,提出了典型装备的技术性能要求。结论在各类突发事件紧急医学救援过程中,移动式生命支持系统的建立和应用,确保了伤病员从抢运任务完成到伤病员在野外移动医院或就近固定医院实施救治期间持续的生命支持,为最大限度减低伤亡提供了保障。

新形势下野战卫勤保障机构医疗型信息系统设计与应用

目的 :设计野战卫勤保障机构医疗型信息系统,以满足目前和未来一段时间战时卫勤保障机构展开实施卫勤保障所需的信息化作业需求。方法:基于J2EE架构构建系统,利用Java技术设计系统各个模块。网络部署采用星型架构。结果:实现了与军人标识牌战救数据及后勤一体化指控平台卫勤指挥数据的对接,满足了机构内部医疗业务信息应用的要求,提升了医疗作业效率。结论:野战卫勤保障机构医疗型信息系统的成功设计与应用,提升了卫勤力量在遂行战救任务的卫勤技能、救治率和救治效果。

飞行员经颅交流电刺激睡眠调节干预方法研究

目的针对飞行员经常需要打破昼夜节律出紧急任务的现状,研究一种经颅神经电刺激睡眠干预方法来缩短入睡时间、提高睡眠质量,以达到短时间内提高作战效能、提升飞行安全性的目的。方法提出了一种基于低频正弦交流电经颅刺激的睡眠干预方法,按照设计要求招募20名被试,每名被试参与3组睡眠干预实验,分别为对照组、伪刺激组和刺激组,其中刺激组使用经颅神经电刺激仪根据刺激方案对受试者进行电刺激干预,伪刺激组仅模拟刺激仪开关时的电流,其余时间不刺激,实验全程进行脑电、眼电、肌电信号的同步监测,记录相关数据。对采集到的脑电信号进行delta/theta功率谱密度比值分析,结合眼电、肌电信号确定受试者的入睡时间。结果对照组、伪刺激组和刺激组入睡时间分别为(17.29±7.72)、(11.41±4.71)、(5.21±3.36)min,刺激组入睡时间与对照组结果比较,差异具有统计学意义(P<0.05),伪刺激组入睡时间与对照组结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论在入睡时间上刺激组<伪刺激组<对照组,证明该经颅神经交流电刺激方法可有效缩短被试入睡时间。

硼掺杂金刚石电极电解水制备臭氧技术研究

以硼掺杂金刚石(BDD)为电极,设计出膜电极一体化(MEA)反应器,采用SEM、XRD及Raman光谱等技术对电极进行表征分析,考察了电极材料、电流密度、电解液流速及电导率对臭氧产生性能的影响。结果表明,BDD电极是结晶度良好、高纯度的金刚石晶体,产生臭氧的最佳条件为:电流密度33 mA/cm^(2),电解液流速15 mL/min、电导率1μS/cm。在此条件下,臭氧产量为29.1 mg/h,产生臭氧的电流效率高达48.73%,能耗低至115 W·h/g。

基于神经网络的小尺度环境下生物气溶胶溯源方法研究

目的:为了准确获取小尺度环境下生物恐怖袭击、生物泄漏等事件中的源头信息,提出一种基于神经网络的生物气溶胶溯源方法。方法:首先,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模拟小尺度环境下某一释放的生物气溶胶扩散状态,分析释放区域中不同点位的生物粒子分布特征;其次,通过合理布设释放源和监测点,模拟某生物污染事件,对生物气溶胶的释放过程进行实验,采集释放点及监测点的浓度信息、位置信息和气象信息;最后,利用AlexNet、ResNet18和ResNet343种不同结构的人工神经网络搭建溯源模型,将CFD模拟产生的85%的模拟数据用于模型训练、15%的模拟数据用于模型测试,遴选出最优模型,并进行现地实验验证。结果:ResNet18模型相较于AlexNet、ResNet34模型在保证准确率的前提下运算简单、耗时更短。在自然扩散条件下,ResNet18模型可以有效地预测释放源的浓度、经度和纬度,相对误差率分别为3.46%、4.87%和4.98%。结论:基于神经网络的生物气溶胶溯源方法具有准确率高、用时短的优点,可以较准确地反演出小尺度环境下生物气溶胶的释放源位置信息和浓度信息。

基于IPPG的非接触式血氧饱和度检测技术研究

目的:提出一种非接触式血氧饱和度检测的新方法,以提高血氧饱和度的检测精度。方法:该方法基于成像式光电容积描记(imaging photoplethysmography,IPPG)原理提出,采用多任务卷积神经网络的算法进行人脸检测,采用欧拉视频放大中的运动放大和颜色放大相结合的算法实现视频图像放大的功能,使用集合经验模态分解和小波变换联合滤波的方法完成降噪滤波,最后使用经验公式计算血氧饱和度。开展“金标准”(指夹式血氧仪检测)对比实验,以验证该方法的检测准确性。结果:该方法检测血氧饱和度精度高,多次实验的平均误差均不高于2%,与指夹式血氧仪的检测结果有较好的一致性。结论:提出的方法可以完成血氧饱和度的非接触检测,且误差较小,能够达到预期要求。

救援机器人导航技术研究现状与展望

介绍了救援机器人导航技术的基本原理,对国内外救援机器人的定位、地图构建以及避障和路径规划等关键技术进行了综合分析。展望了救援机器人在多传感器感知、混合地图构建以及路径规划算法融合3个方面的发展方向,最后指出了当前救援机器人导航技术面临的挑战和发展趋势,为救援机器人导航技术研究提供了参考。

野战条件下制氧技术与装备的研究进展

介绍了氧气在野战条件下战伤救治中的重要性以及制氧技术的一般分类,综述了目前主要制氧技术的原理和研究进展,总结了野战条件下氧气需求特点及各制氧技术特点,阐述了制氧装备的研究进展与应用情况。指出了未来应结合战时制氧技术的特点不断研发新型的制氧装备,构建完备的制供氧保障链,以为我军在野战条件下医疗救治用氧保障提供强有力的技术与装备支持。

野战帐篷医院系统X线诊断单元X线防护模块研究

目的 :对X线诊断单元的X线防护模块进行研究,以便在野战帐篷医院系统开展立位、卧位战伤X线诊断作业时为X线诊断工作人员、其他医务人员和公众提供X线防护。方法:根据野战帐篷医院系统勤务需求和X线帐篷作业方式,提出以铅作为防护材料、借助立位摄片架和卧位诊断床形成的局部密闭式防护结构方案;基于该方案,针对来自于X线诊断设备的辐射源,应用X线辐射防护原理,测算铅帘铅当量,设计快插式侧向折叠结构的防护支架,研制由铅帘、防护支架和警示牌等构成的X线防护模块。结果:立位投照方向X线辐射剂量最高,公众在该方向距帐篷外1 m处所受的年剂量为78.8μSv,该值远低于公众年剂量1 m Sv限值;防护支架强度满足使用要求,悬挂铅帘后,支架横杆最大变形量为15 mm。结论:该模块设计巧妙、结构简单、操作易行,可快速展开和撤收,便于搬运和装卸,防护效果满足GB 18871—2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定的辐射防护要求,可作为平时和战时对人员进行X线诊断使用。

海水纳滤系统脱盐性能研究

针对3-2排列的2段式海水纳滤脱盐系统,在不同操作压力和进水TDS含量条件下系统分析了一个流程长度内各支膜元件的产水量和脱盐率的变化特性。结果表明,系统回收率和脱盐率随操作压力的升高而升高,随进水TDS含量的增加而降低,在较高的操作压力(3.8 MPa)和较低的进水TDS含量(质量浓度28g/L)的优化条件下,系统回收率和水回收率分别可达到90%以上和接近35%。对于单支膜元件来说,靠近系统末端的膜元件其水通量随操作压力升高而降低.随NF系统进水TDS含量升高而升高。操作压力越大、进水TDS含量越低,流程末端的膜元件对整个NF系统的产水贡献率越低。

基于改进遗传算法的血液保障车辆应急调度优化研究

目的:研究灾害医学救援应急血液保障中运血车的调度优化问题。方法:考虑灾后道路路况对配送时间的影响和多种类血液需求,设置单边硬时间窗和运血车载容量限制等约束条件,构建以最小化总配送时间为目标的运血车调度模型,并在经典遗传算法的基础上引入高效的染色体编码方式,选择指数排序选择算子、顺序交叉算子和倒位变异算子设计改进遗传算法,对运血车最优配送方案进行求解。结果:改进遗传算法具备较好的运算效率和全局搜索能力,最优解寻优精度高、收敛速度快,能够高效地求解多约束车辆调度问题。结论:提出的算法具有有效性与合理性,能够为突发事件发生后血液资源快速机动靠前保障提供科学的辅助决策支持。

基于物联网的正压生物防护服远程监控系统研究

目的设计并实现基于物联网的正压生物防护服远程监控系统,以加强前方穿戴正压防护服的作业人员与后方控制中心信息交互能力。方法通过传感器技术与无线通信技术实现防护服内微环境参数及动力送风装置运行参数监测,搭建物联网云平台存储实时数据信息,采用C/S软件体系架构,Java语言开发Android应用程序,HTTP协议进行数据传输,SQLite数据库进行数据存储管理。结果对在同一房间、相邻房间、相距≤500 m、≥1000 m的4位穿戴者进行实时同步监测,在正常、网络异常、高温、低压、位置越界等情况下采集40组有效数据,结果与实际值偏差均在误差范围内,验证了系统负载能力、数据实时显示、异常报警功能,实现了前端感知、后端可视的目标。结论本系统实现了正压生物防护服状态信息远距离实时监控,保障作业人员生命健康安全,为后方指挥调度提供参考依据。

基于改进蚁群算法的血液保障车辆动态路径优化研究

目的 研究军队血站应急血液保障中血液保障车辆动态路径优化问题。方法 结合多种类血液保障、多路况血液运输等特点,考虑医疗救治点位需求、道路路况、车辆库存等动态变化,构建以总配送时间与时间窗惩罚成本之和最小为优化目标的血液保障车辆动态调度模型,并引入路径难易度因子ω、基于排序的信息素更新策略和2-opt局部搜索策略设计改进蚁群算法对模型求解。结果 算法对随机产生的15个医疗救治点的全血、悬浮红细胞和冰冻血浆静态需求数据和7个点位的动态需求数据测试性能表现突出,寻优精度高,收敛速度快,能有效应对不同血液配送需求的处理。结论 该模型和算法较好地满足了血液保障车辆实时优化配送描述和最优方案求解,能够为突发事件发生后血液资源快速机动靠前保障提供方法支撑。

紧急医学救援伤病员搬运工具体系化建设与技术要求研究

目的构建紧急医学救援伤病员搬运工具体系和标准化体系,为紧急医学救援伤病员搬运产品和市场提供规范化宏观参考。方法针对伤病员抢运需求和存在的主要问题,从紧急医学救援伤病员搬运工具品种体系和标准体系进行体系化设计。结果提出了紧急医学救援伤病员搬运工具概念内涵,构建了伤病员搬运工具体系化建设主要内容和基本技术要求。结论伤病员搬运工具是突发事件伤病员现场急救“最后1公里”的重要依托,伤病员搬运工具体系化建设是伤病员快速抢运紧急医学救援的重要环节。

高原海拔自适应PSA制氧技术研究

目的为携运行式变压吸附(Pressure Swing Adsorption,PSA)制氧设备随海拔高度上升产品气氧浓度下降的问题提供合理的解决方案。方法制定调节进气量和调节吸附时间两种制氧方案,并对两种方案在高原环境模拟低压氧舱中进行系列试验。结果在产品气氧浓度达到最高值之前,调节进气量的制氧方案可使产品气氧浓度提高11%以上,调节吸附时间的制氧方案可使产品气氧浓度提高4%以上,海拔5000 m时两种方案同时使用可使产品气氧浓度提高19%以上。结论本研究中的高原自适应制氧方案有助于提高携运行式PSA制氧设备的高原适应性。