CN106936902A - 基于移动通信网络的直升机医疗救援系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于移动通信网络的直升机医疗救援系统及方法，包括：地面指挥中心、地面信息管理系统、移动通信网络运营商和空中分系统，地面指挥中心通过局域网与地面信息管理系统相连，地面信息管理系统通过英特网与移动通信网络运营商相连，移动通信网络运营商通过无线电信号与空中分系统相连；其中，地面指挥中心受领救援任务，并根据救援任务和地面信息管理系统的数据库，制定救援任务的飞行计划；空中分系统按照飞行计划实施救援任务。本发明自动化程度高、指挥控制权明晰、救援效率高、安全性高。

Description

基于移动通信网络的直升机医疗救援系统及方法

技术领域

本发明涉及通用航空直升机医疗救援领域，尤其涉及基于移动通信网络的直升机医疗救援系统及方法。

背景技术

中国是世界上自然灾害最严重的国家之一，仅20世纪世界发生的巨大自然灾害，中国就占了30％，每年干旱和洪涝灾害发生频繁，登陆的台风约7至8个。此外地震灾害活跃，20世纪全球发生的破坏性地震中国就占了1/3，1949年以来，中国共发生破坏性地震近500次，其中全球发生8.5级以上地震3次，在中国就有2次。我国在自然灾害面前，死亡人口数量非常巨大，是世界上自然灾害最多、损失最严重的国家之一。除自然灾害外，我国的事故灾难、公共卫生、社会安全等突发事件也时有发生。这些时间和地域上离散分布的灾难给应急救援带来了很大困难，已经成为影响我国经济发展、社会稳定的重大制约因素之一。而航空应急救援在处置各种突发事件过程中，具有快速、高效、受地理空间限制较少等优势，能够快速、高效拯救生命。因此，加强我国直升机医疗救援系统的发展势在必行。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供基于移动通信网络的直升机医疗救援系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种基于移动通信网络的直升机医疗救援系统，包括：地面指挥中心、地面信息管理系统、移动通信网络运营商和空中分系统，所述地面指挥中心通过局域网与所述地面信息管理系统相连，所述地面信息管理系统通过英特网与所述移动通信网络运营商相连，所述移动通信网络运营商通过无线电信号与所述空中分系统相连；

所述地面指挥中心包括救援医疗指导席位、设备保障席位和空中管制保障席位，所述地面信息管理系统包括基本数据库、空管数据库和实时数据库；所述空中分系统由多个直升机组成，所有所述直升机通过自组网相连，实现信息共享。

作为本发明的进一步改进，所述救援医疗指导席位用于根据空中分系统提供的现场救援视频画面信息给救援人员提供指导，确保伤者在送往地面医院之前接受较好的医疗救援；

所述设备保障席位用于对直升机医疗救援系统中的设备进行维修保障，为系统的正常运行提供保障；

所述空中管制保障席位用于为救援直升机提供空中管制服务，防止救援直升机与军民航班机、参与救援的其他直升机以及障碍物相撞。

作为本发明的进一步改进，所述基本数据库包括：环境信息库、直升机信息库、机组信息库和救援任务信息库，所述环境信息库包含救援辖区的环境类型、地貌特征、位置数据以及相邻救援基地信息，所述直升机信息库包含直升机载荷、机型、航程以及硬件配置信息，所述机组信息库包含机组成员的技术等级以及适合的救援任务信息；所述基本数据库是所述地面指挥中心决策的基础，所述基本数据库为地面指挥中心快速的制定计划提供数据支撑；

所述空管数据库包括：民航ATC数据库和军方管制信息库，所述民航ATC数据库包含空域中航班状态信息，所述军方管制信息库包含空域内一些炮射计划的军事活动信息；所述地面指挥中心通过空管数据库为空中分系统提供空域交通态势图，满足在任务执行过程中飞行员对空域态势信息的需求；

所述实时数据库包括：救援现场信息库和实时气象信息库，所述救援现场信息库包含通过空中分系统中实时传回的视频、音频信息，所述实时气象信息库包含结合当地的气象云图以及机载的气象雷达传输的实时信息不断更新的气象数据，所述实时数据库随着任务的执行不断更新，所述地面指挥中心也会根据实时数据库不断地应急调整决策。

作为本发明的进一步改进，每个所述直升机上搭载有机载综合管理控制设备及与所述机载综合管理控制设备相连的数传电台、图传电台、北斗天线、通信电台、气象雷达、视频图像采集设备、机载供氧设备、飞机用探照灯、医用救生设备、吊篮、起重设备和扩音喇叭，所述北斗天线与北斗卫星相连；

所述数传电台、图传电台和通信电台用于将空中观察到的救援现场实时动态经移动通信网络运营商发送给地面信息管理系统的实时数据库中，为地面指挥中心提供实时数据支撑，同时接收地面指挥中心的指令指导信息；所 述北斗天线用于接收北斗卫星的定位授时，为救援直升机提供精确的定位服务；所述气象雷达用于在救援过程中对危险天气状况进行探测，防止救援直升机进入。

本发明还提供一种基于移动通信网络的直升机医疗救援方法，包括：

步骤1、地面指挥中心受领救援任务，所述救援任务包括任务类型、任务所处的气象条件和地理位置；

步骤2、地面指挥中心根据救援任务和地面信息管理系统的数据库，制定救援任务的飞行计划，所述飞行计划包括飞行路线、机型和机组成员；

步骤3、空中分系统实施救援任务；

步骤4、评估是否完成救援任务；如果是，执行步骤5，否则执行步骤2；

步骤5、返航。

作为本发明的进一步改进，所述步骤3与步骤4之间还包括：

步骤5、判断是否根据实时数据库的信息对空中分系统进行应急调整；如果是，则执行步骤2，否则执行步骤4。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、自动化程度高：整体系统在运行中特别是制定飞行计划时可以自动完成；

2、指挥控制权明晰：指挥控制中心具有最高的指挥权，可以根据救援现场的实时状态决定评估是否返航以及计划的重新制定；

3、救援效率高：指挥控制中心能够掌握全局信息，在有全局信息的情况下，可以高效的决策，为参与救援的机组以及医护人员节省实时间；

4、安全性高：参与本发明的地面信息管理系统掌握着空域的民航航班以及一定的军方信息，空中管制保障席位可以根据掌握的空管信息防止救援直升机与民航飞机相撞以及军方的活动冲突，同时参与救援的所有直升机通过自组网保证内部防撞，保证参与救援的直升机能够安全作业。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的基于移动通信网络的直升机救援系统的框架图；

图2为图1中地面信息管理系统的框架图；

图3为图1中空中分系统的框架图；

图4为本发明一种实施例公开的基于移动通信网络的直升机救援方法的流程图。

图中：

10、地面指挥中心；11、救援医疗指导席位；12、设备保障席位；13、空中管制保障席位；20、地面信息管理系统；21、基本数据库；211、环境信息库；212、直升机信息库；213、机组信息库；214、救援任务信息库；22、空管数据库；221、民航ATC数据库；222、军方管制信息库；23、实时数据库；231、救援现场信息库；232、实时气象信息库；30、移动通信网络运营商；40、空中分系统；41、机载综合管理控制设备；411、数传电台；412、图传电台；413、北斗天线；414、通信电台；415、气象雷达；416、视频图像采集设备；417、机载供氧设备；418、飞机用探照灯；419、医用救生设备；420、吊篮；421、起重设备；422、扩音喇叭；50、北斗卫星。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明以移动通信网络为基础，提出了一种从受领任务到分析任务再到执行任务的直升机医疗救援方法以及与之配套的系统。整体系统的运作具有精确、高效的性能，自动化程度较高。地面指挥中心作为救援的中枢，当受领任务后，在地面信息管理系统的支撑下可迅速准确的制定任务执行计划，并在执行任务过程中根据救援现场反馈的实时信息不断的应急调整，保证了任务执行的高效、精确。参与本发明的空中分系统，是根据医疗应急救援特制的直升机，具备了医疗救援所需的硬件设备以及信息采集设备，同时装配有各种通信系统设备，保证了与地面指挥中心的实时联系，并且在地面指挥中心的指导下能够确保受伤人员在送往地面医院之前接受相对专业的救治。参与发明的所有医疗救援无人机可以在受灾现场自组网，进而共享信息，相 互协作，并且在地面指挥中心的信息支援下能够防止与其他航空器以及障碍物的相撞。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1所示，本发明提供一种基于移动通信网络的直升机医疗救援系统，包括：地面指挥中心10、地面信息管理系统20、移动通信网络运营商30和空中分系统40，地面指挥中心10包括救援医疗指导席位11、设备保障席位12和空中管制保障席位13，地面信息管理系统20包括基本数据库21、空管数据库22和实时数据库23，移动通信网络运营商30包括基站/无线路由器和运营商服务器；空中分系统40由多个直升机组成，所有直升机通过自组网相连，实现直升机之间的信息共享。其中，地面指挥中心10与地面信息管理系统20通过局域网相连，地面信息管理系统20与移动通信网络运营商30通过英特网连接在一起，移动通信网络运营商30与空中分系统40通过无线电信号相连接。

本发明的地面指挥中心10中的救援医疗指导席位11的主要职能是根据空中分系统40提供的现场救援视频画面等信息给救援人员提供指导，确保伤者在送往地面医院之前接受较好的医疗救援；其中，空中分系统40中的直升机可采集现场救援视频画面等信息，并将现场救援视频、画面等信息通过移动通信网络运营商传输至地面信息管理系统中，从而供地面指挥中心10所使用；

本发明的设备保障席位12负责对直升机医疗救援系统中的设备进行维修保障，为系统的正常运行提供保障；其中，设备保障席位12是地面指挥中心10中必不可少的席位，其可通过地面指挥中心10、地面信息管理系统20、移动通信网络运营商30和空中分系统40的通讯，实时监测直升机医疗救援系统中的各个设备。

本发明的空中管制保障席位13根据地面信息管理系统20中的空管数据库为救援直升机提供空中管制服务，防止救援直升机与军民航班机、参与救援的其他直升机以及障碍物相撞。

如图2所示，本发明地面信息管理系统20中的基本数据库21包括：环境信息库211、直升机信息库212、机组信息库213和救援任务信息库214，环境信息库211包含救援辖区的环境类型、地貌特征、位置数据以及相邻救 援基地信息等，直升机信息库212包含直升机载荷、机型、航程以及硬件配置等信息，机组信息库213包含机组的成员的技术等级以及适合的救援任务信息等，救援任务信息库214包含各种救援任务的任务类型、气象条件、地理位置以及特殊要求；基本数据库21是地面指挥中心10决策的基础，基本数据库21可以为地面指挥中心10快速的制定计划提供数据支撑。

本发明地面信息管理系统20中的空管数据库22包括：民航ATC数据库221和军方管制信息库222，民航ATC数据库221提供该空域中航班状态信息，军方管制信息库222提供空域内一些炮射计划等一定的军事活动信息；通过对空管数据库22实时的分析，在制定飞行计划时，可以提前规避危险事件发生的可能性，同时地面指挥中心10为空中分系统40提供空域交通态势图，满足在任务执行过程中飞行员对空域态势信息的需求。

本发明地面信息管理系统20中的实时数据库23包括：救援现场信息库231和实时气象信息库232，救援现场信息库231是通过空中分系统40中实时传回的视频、音频信息，具体有救援现场的环境信息以及伤员的信息。实时气象信息库232是结合当地的气象云图以及机载的气象雷达传输的实时信息不断更新的气象数据。实时数据库23随着任务的执行不断的更新，地面指挥中心10也会根据实时数据库23不断地应急调整决策，使救援行动能够更加精确、高效、安全。

如图1、3所示，本发明空中分系统40中参与救援的直升机通过自组网实现信息共享，并通过无线电信号将机载视频图像采集设备416得到的救援信息传送给移动网络运营商30，移动网络运行商30将信息传送给地面信息管理系统20。

本发明每个直升机上搭载有机载综合管理控制设备41，救援直升机中数传电台411、图传电台412、北斗天线413、通信电台414、气象雷达415、视频图像采集设备416、机载供氧设备417、飞机用探照灯418、医用救生设备419、吊篮420、起重设备421、扩音喇叭422等设备由机载综合管理控制设备41管理。数传电台411、图传电台412、通信电台414主要是将空中观察到的更加全面、准确的救援现场实时动态经移动通信网络运营商30发送给地面信息管理系统，为地面指挥中心10提供实时数据支撑，同时接收地面指挥中心10的指令指导信息；北斗天线413主要是接收北斗卫星50的定位授时， 为救援直升机提供精确的定位服务；气象雷达415主要是在救援过程中对云、雨、雷暴区和湍流等危险天气状况进行探测，防止救援直升机进入；视频图像采集设备416用于实时采集救援信息；机载供氧设备417的主要作用是为伤员以及高原救援中提供氧气；飞机用探照灯418为夜间救援提供照明；医用救生设备419主要是紧急救援时所需常用设备；吊篮420的作用是在救援现场直升机无法着陆时将伤者通过吊篮运至直升机后舱；起重设备421的主要作用是在地面设备无法清除地面障碍物或者地面有障碍物无法降落时，主要起到清除地面障碍物的作用；扩音喇叭422的作用是通过高空喊话及时将救援意图传递给伤员，同时也可以稳定受灾人员的情绪。

如图4所示，本发明提供一种基于移动通信网络的直升机医疗救援方法，包括：

S1、地面指挥中心受领救援任务，救援任务包括任务类型、任务所处的气象条件和地理位置；

S2、分析任务：地面指挥中心根据救援任务的类型、气象条件、地理位置以及特殊要求等结合地面信息管理系统的数据库对救援任务进行分析，其具体的分析过程为：

S21、根据救援任务的类型、气象条件、地理位置以及特殊要求并结合地面信息管理系统的基本数据库，进一步完善救援任务信息，并确定所需受灾区域的环境、所需选择的直升机及机组信息；

S22、根据地面信息管理系统的空管数据库来制定直升机的飞行路线；

S3、根据对救援任务的分析结果来制定救援任务的飞行计划，飞行计划包括飞行路线、机型和机组成员；

S4、将飞行计划传输至空中分系统中，空中分系统实施救援任务；

S5、判断是否根据实时数据库的信息对空中分系统进行应急调整(实时数据库随着救援任务的执行不断更新，地面指挥中心也会根据实时数据库不断地应急调整决策)；如果是，则执行S2，否则执行S6；

S6、评估是否完成整个的救援任务；如果是，执行S7，否则执行S3；

S7、返航。

具体实施例：

本发明提供一种基于移动通信网络的直升机医疗救援方法，包括：

S1：北京通州直升机救援基地，受领廊坊市的救援任务，该救援任务的类型为为洪涝灾害，具体位置为某某区某某村庄，气象信息是当地局部有雷暴；

S2：地面指挥中心将受领的任务结合基本数据库的环境信息库，可以调出当地详细的地貌特征，方便救援人员提前熟悉当地的环境；由受灾人数结合直升机信息库确定要出动的机型为较大型；由洪灾这一任务类型结合机组信息库确定执行救援任务的机组人员为熟悉水性、以及擅长治疗溺水伤员的救援人员；结合救援任务信息库确定所携带救援设备：救生衣，橡胶艇。同时结合空管数据库中的军方管制信息库，选择避开有炮射计划的空域以及禁飞区，结合民航的ATC数据库，规划处安全且距离最短的飞行路线；

S3：根据分析的任务，最终确定飞行路线，机型，机组成员以及需要携带的救援设备；

S4：将飞行计划传输给空中分系统；

S5：空中分系统在执行任务中，会将机载气象雷达探测的气象信息以及救援现场的环境传输给地面信息管理系统，地面指挥指挥中心会结合更新的实时数据库确定在前往救援现场途中以及救援现场救援路线是否应急调整，同时根据救援现场的画面信息确定是否需要增派救援力量等各种方案调整；

S6：地面指挥中心评估是否完成整个救援任务；如果是，执行S7，否则执行S3；

S7：返航。

本发明的优势在于：

1、自动化程度高：整体系统在运行中特别是制定飞行计划时可以自动完成；

2、指挥控制权明晰：指挥控制中心具有最高的指挥权，可以根据救援现场的实时状态决定评估是否返航以及计划的重新制定；

3、救援效率高：指挥控制中心能够掌握全局信息，在有全局信息的情况下，可以高效的决策，为参与救援的机组以及医护人员节省实时间；

4、安全性高：参与本发明的地面信息管理系统掌握着空域的民航航班以及一定的军方信息，空中管制保障席位可以根据掌握的空管信息防止救援直升机与民航飞机相撞以及军方的活动冲突，同时参与救援的所有直升机通过 自组网保证内部防撞，保证参与救援的直升机能够安全作业。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于移动通信网络的直升机医疗救援系统，其特征在于，包括：地面指挥中心、地面信息管理系统、移动通信网络运营商和空中分系统，所述地面指挥中心通过局域网与所述地面信息管理系统相连，所述地面信息管理系统通过英特网与所述移动通信网络运营商相连，所述移动通信网络运营商通过无线电信号与所述空中分系统相连；

所述地面指挥中心包括救援医疗指导席位、设备保障席位和空中管制保障席位，所述地面信息管理系统包括基本数据库、空管数据库和实时数据库；所述空中分系统由多个直升机组成，所有所述直升机通过自组网相连，实现信息共享。

2.如权利要求1所述的基于移动通信网络的直升机医疗救援系统，其特征在于，所述救援医疗指导席位用于根据空中分系统提供的现场救援视频画面信息给救援人员提供指导，确保伤者在送往地面医院之前接受较好的医疗救援；

所述设备保障席位用于对直升机医疗救援系统中的设备进行维修保障，为系统的正常运行提供保障；

所述空中管制保障席位用于为救援直升机提供空中管制服务，防止救援直升机与军民航班机、参与救援的其他直升机以及障碍物相撞。

3.如权利要求2所述的基于移动通信网络的直升机医疗救援系统，其特征在于，所述基本数据库包括：环境信息库、直升机信息库、机组信息库和救援任务信息库，所述环境信息库包含救援辖区的环境类型、地貌特征、位置数据以及相邻救援基地信息，所述直升机信息库包含直升机载荷、机型、航程以及硬件配置信息，所述机组信息库包含机组成员的技术等级以及适合的救援任务信息；所述基本数据库是所述地面指挥中心决策的基础，所述基本数据库为地面指挥中心快速的制定计划提供数据支撑；

所述空管数据库包括：民航ATC数据库和军方管制信息库，所述民航ATC数据库包含空域中航班状态信息，所述军方管制信息库包含空域内一些炮射计划的军事活动信息；所述地面指挥中心通过空管数据库为空中分系统提供空域交通态势图，满足在任务执行过程中飞行员对空域态势信息的需求；

所述实时数据库包括：救援现场信息库和实时气象信息库，所述救援现场信息库包含通过空中分系统中实时传回的视频、音频信息，所述实时气象信息库包含结合当地的气象云图以及机载的气象雷达传输的实时信息不断更新的气象数据，所述实时数据库随着任务的执行不断更新，所述地面指挥中心也会根据实时数据库不断地应急调整决策。

4.如权利要求3所述的基于移动通信网络的直升机医疗救援系统，其特征在于，每个所述直升机上搭载有机载综合管理控制设备及与所述机载综合管理控制设备相连的数传电台、图传电台、北斗天线、通信电台、气象雷达、视频图像采集设备、机载供氧设备、飞机用探照灯、医用救生设备、吊篮、起重设备和扩音喇叭，所述北斗天线与北斗卫星相连；

所述数传电台、图传电台和通信电台用于将空中观察到的救援现场实时动态经移动通信网络运营商发送给地面信息管理系统的实时数据库中，为地面指挥中心提供实时数据支撑，同时接收地面指挥中心的指令指导信息；所述北斗天线用于接收北斗卫星的定位授时，为救援直升机提供精确的定位服务；所述气象雷达用于在救援过程中对危险天气状况进行探测，防止救援直升机进入。

5.一种如权利要求1-4中任一项所述的基于移动通信网络的直升机医疗救援系统的救援方法，其特征在于，包括：

步骤1、地面指挥中心受领救援任务，所述救援任务包括任务类型、任务所处的气象条件和地理位置；

步骤2、地面指挥中心根据救援任务和地面信息管理系统的数据库，制定救援任务的飞行计划，所述飞行计划包括飞行路线、机型和机组成员；

步骤3、空中分系统实施救援任务；

步骤4、评估是否完成救援任务；如果是，执行步骤5，否则执行步骤2；

步骤5、返航。

6.如权利要求5所述的基于移动通信网络的直升机医疗救援方法，其特征在于，所述步骤3与步骤4之间还包括：

步骤5、判断是否根据实时数据库的信息对空中分系统进行应急调整；如果是，则执行步骤2，否则执行步骤4。