0 引言

舰船是执行各种海上任务的综合集成平台，空间资源十分宝贵。医疗系统资源配置不足、流程设计不科学，会制约系统救治能力的发挥，甚至无法满足预定的卫勤使命要求；资源配置过于冗余，将会挤占其他系统的空间，影响船舶整体效能的均衡发挥。目前尚无定量标准来评判医疗系统设计方案的合理性，通常做法是由业务机关、同行专家结合海上演习、试验结果和使用单位意见做出定性评价。这种评价需要在完成舰船建造后，通过反复应用才能得出合理结论。通过部队试验、演习发现的问题，再利用装备改造时机进行系统升级改造，此过程相对费时费力。

对于特定的海上平台医疗系统，系统接收伤员的数量、伤类、伤情存在随机性，伤员接受相应处治的时间也是随机变量，部队试验、演习过程往往只是上述随机过程的一次抽样结果，无法系统评价设计的合理性，也难以分析系统运行过程的真实情况。

如何寻求舰船医疗救治效能和空间需求之间的最佳匹配，科学合理制订资源配置和救治流程方案，并在设计阶段给出定量分析、评价结果，是舰船医疗系统设计面临的现实需求。

1 舰船医疗系统仿真模型理论分析

1.1 舰船医疗系统模型分析

舰船医疗系统接收随机到达的单个或批量伤病员。伤病员的到达时间、处治类型属于离散事件，完成必要的外科包扎、手术、术后监护时间都是随机变量。因此，舰船医疗系统资源配置以及运行效能评估的仿真属于典型的离散事件仿真问题。医疗作业不可提前预置，当一定时间内到达的伤病员数量较多超过设计的处理能力时，会出现排队现象。虽然增加医疗系统资源可以减少大流量时的排队现象，但会增加系统成本，还会造成资源的长期闲置[1-3]。反之，减少系统资源配置，固然提高了资源的利用率，但会增加拥堵程度，且与救治的时效性要求不相符。

舰船医疗系统的仿真分析是在满足系统功能需求的前提下，利用有限的舱室空间区域，通过合理设计医疗系统流程、医疗资源配置，提高伤员处理效率，最大程度缩短伤员排队等待时间、均衡系统资源利用率，实现医疗系统资源的合理配置。

1.2 数学模型建立

舰船医疗资源配置的仿真实质是排队系统的仿真，理论基础是排队论。衡量系统运行效率的指标主要包括排队长度、排队等待时间、设施设备利用率（或空置率）、系统满负荷概率[4-6]等。

按服务台的排列形式，排队系统可分为单服务台、多服务台串联、多服务台并联和混合排队系统（也称网络排队系统）[7]。大型舰船医疗系统的保障流程属于混合排队系统。

舰船医疗系统中伤员的到达属于数量有限、单个或成批到达、到达间隔时间随机、相互无关联的非平稳输入过程。排队规则遵循先到先服务和优先权服务相结合、队长有限、逗留时间有限的混合制排队规则；只有1个医务室的中小型舰艇以及平时只开放部分功能的大型舰船医疗系统属于单服务台系统，大型舰船医疗系统保障流程属于多队列、多服务台的混合排队系统。

在一定的假设条件下，伤员到达是参数为λ的泊松过程，每名伤员接受的救治时间是相互独立的且服从参数为μ的负指数分布[8-10]。符合上述条件的多服务台混合排队系统的数学模型简记为M/M/s/K/K排队系统，其中，s为服务台数量；K为系统容量，与潜在的顾客数量相同，此时，系统也称为闭合式排队系统[11-12]。以基础排队服务系统M/M/1模型为基础，可得M/M/s/K/K排队系统的系统空闲概率（P0）和系统满负荷概率（Pn）：

其中，n为统计试验的次数，P为概率分布函数，ρ为概率密度，s为服务台数量，K为系统容量。

稳定状态下排队等待救治伤员数量的数学期望简称平均排队队长，设为Lq，N为系统中的伤员数量，代入M/M/s/K/K系统的参数，可得

伤员在系统中的等待时间、平均等待时间分别设为ω和ωq，则有

对于具体的实际系统模型，通常无法直接计算得到上述数学模型解析解[13]，通常的做法是采用数值分析方法或者基于数值分析原理的仿真分析手段获得系统的统计分析结果。

2 某型舰船医疗系统仿真模型的建立

仿真分析是实际模型在计算机环境中的再现、试验和分析过程。在建模处理过程中，仿真模型以实际模型为依据，根据系统的性能特点和分析目的，对现实中的复杂模型进行适当简化和近似[14]。

文章来源：《舰船科学技术》 网址: http://www.jckxjszz.cn/qikandaodu/2021/0416/1350.html