通过随机森林模拟规划方法解决军事医疗后送问题

# 通过随机森林模拟规划方法解决军事医疗后送问题

[https://doi.org/10.1016/j.eswa.2023.119751](https://doi.org/10.1016/j.eswa.2023.119751" \o "使用数字对象标识符的)[获取权利和内容](https://s100.copyright.com/AppDispatchServlet?publisherName=ELS&contentID=S095741742300252X&orderBeanReset=true)

## **抽象的**

在战斗行动期间，武装部队成员依靠有效且富有成效的医疗后送 (MEDEVAC) 流程将伤员从战场后送医疗设施。确定哪些 MEDEVAC 单位负责响应输入服务请求，即所谓的 MEDEVAC 调度问题，是一个自然的顺序决策问题，也是本文的重点。与该领域先前的研究不同，本文提出了分类错误和在精选 MEDEVAC 单位上配备输血包的可能性。制定了一个折扣、期末时间马尔可夫决策过程模型来研究 MEDEVAC 调度问题，并将生成的调度策略与当前实施的美国军事政策进行比较。我们利用近似动态规划 (ADP) 技术，该技术利用近似策略框架的随机森林值函数近似来为小规模和规模问题实例开发水平策略。开发了一个涉及韩国联合作战行动的代表性规划场景，并利用该场景来调查各种政策之间的差异。分析数据显示，应用 ADP 技术可将当前救生性能提高 29%。

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## **介绍**

不幸的是，当今美国军方在“持久自由行动”期间有超过 20,000 名军人在战斗中受伤，在“伊拉克自由行动”期间有近 32,000 名军人受伤（Schauer，2022 年）。进一步的问题是，可用于撤离战斗伤员的专用军事资源有限。因此，高级军事领导人和医疗规划人员必须引导管理专用撤离资产的使用，以尽量减少因战斗伤亡而造成的事件（例如失去肢体或生命）的发生。

美国陆军有两种撤离战斗伤员的方法：(1)伤员撤离（CASEVAC）和（2）医疗后送（MEDEVAC）。虽然不允许方法都使用各种平台来撤离伤员（例如地面和空中车辆），但MEDEVAC 平台适用于医疗专业人员，可在伤员前往 MTF 途中前往救命治疗，而 CASEVAC 平台则没有。美国陆军卫生系统现行政策规定，除非 MEDEVAC 资产不重负或伤势较轻，否则应使用 MEDEVAC 资产而非 CASEVAC（Whitcomb，2011 年）。

地面和空中平台均可用于MEDEVAC，但大多数MEDEVAC任务都使用直升机。直升机能够直接飞到伤员收集点（CCP），最终缩短受伤和手术干预之间的时间，从而提高生存率至关重要(Eastridge等人，2012)。美国陆军使用HH-60M黑鹰直升机，该直升机能够提供医疗支持，例如快速运送全血、生物和医疗用品以满足关键要求；快速移动医务人员和随行设备以满足大规模伤亡情况、增援或应急要求；以及在医院、航空医疗中转设施、医院船、伤员接收和治疗船、海港和铁路终点站之间移动患者 (Whitcomb，2011)。黑鹰直升机能够一次运送11名全副武装的士兵，巡航速度为每小时282公里。此类能力加上不到7分钟的发射时间，使HH-60M黑鹰直升机能够高效地将伤员疏散到MTF，同时提供充分的治疗。与美国陆军不同，美国海军利用MH-60R海鹰直升机执行海上控制任务，包括医疗后送行动。 虽然海鹰强调了反潜战，但它仍然使用救援吊车，用于将伤员吊到直升机上，最多可搭载5名乘客。 海鹰能够携带外部油箱以扩大航程，能够将战斗伤员运送到MTF，同时保持每小时234公里的巡航速度。

尽管传统医疗设施是固定的，但美国海军有能力将医疗服务带到部署地。美国海军舰艇“MERCY”号（T-AH 19）和“COMFORT”号（T-AH 20）都是美国海军医疗船，可提供移动、灵活和迅速的医疗和外科护理 (Webb & Richter, 2013)。T-AH被设计为海上MTF，可容纳多达 1000 名患者。每艘船都有12间齐全的设备包括手术室、数字放射服务、医学实验室、药房、验光实验室、CAT扫描仪和两个制氧机。一艘满员的医疗船由大约1300名人员组成，当这种水平可运作时，它与美国大陆的综合医院相当。此外，每艘舰上都有一个直升机着陆甲板，用于承担救援空间供军用直升机降落。

MEDEVAC 系统非常复杂，精心设计和开发，以提高效率和效力。几个重要的决定包括直升机和 CCP 的位置以及疏散调度政策，该政策规定了哪个单位（如果有的话）负责处理疏散请求。直升机应战略性地定位，以便顺利覆盖 CCP，同时缩短将伤员散布到适当的 MTF 时间。调度策略对于处理进入时间敏感的不同级别 MEDEVAC 请求至关重要，也是当今世界的主要关注点。成熟的策略占用更长的时间来实施和/或造成混乱，因此可能首选简单的策略，例如目前实施的短视策略，它需要调度最近可用的 MEDEVAC 单位来处理输入的请求，而不管系统特征（例如分类级别）（例如紧急、优先和常规）。不幸的是，简单的策略通常不是最优的，非常重要的场景中（即，当短时间内进入系统请求的空间时）。确定军事 MEDEVAC 的最佳和/或高质量调度政策通常被称为 MEDEVAC 调度问题。

过去十年，她对MEDEVAC调度问题进行了深入研究（例如，Jenkins 等人，2021a、Jenkins 等人，2021c、Robbins 等人，2020），但大多数作者认为报告的分类水平是准确的，但需要正确。部署压力水平的增加风险决策过程，包括正确分类伤员的能力（Whitcomb，2011）。本文以 Graves、Jenkins 和 Robbins（2021）的工作目标，考虑伤员真实分类可能与报告的不符可能性，并包括输血包 (BTK)。在MEDEVAC直升机上配备BTK可让伤员在到达 MTF 之前接受重要医疗救治，从而提高他们的生存概率。与以往的研究一样，其中一名作者还考虑了准入控制（例如，Jenkins、Robbins 和 Lunday，2018 年和 Robbins 等人，2020 年）。通过准入控制，调度机构可以根据MEDEVAC请求提供服务的信息自由选择是否为接收请求的提供服务。如果决定为请求提供服务，查询机构将确定要使用的可用资源，并与最近使用的可用资源联系在一起。

: 因此，我们开发了一个以韩国为基地的概念场景，以提供比较调度策略的适当的环境。从该场景中创建了小型和大型问题实例。虽然小型问题实例可以得到最优解决，但较大的问题实例需要使用近似技术在可处理范围内制定调度策略。因此，我们开发并利用它的近似动态规划（ADP）模型，该技术利用学习随机森林回归模型在近似策略框架进行价值函数近似，确定与当前实践相关的高质量调度策略。

该工程主要研究国防战略、国防工程规划与决策科学，以及国防战略的实施。 该工程的主要研究内容包括：首先，分析国防战略的实施过程；其次，分析国防战略的实施效果；最后，探讨国防战略的实施效果。 该工程的主要研究内容包括：首先，分析国防战略的实施过程；再次，研究国防战略的实施效果；最后，探讨国防战略的实施效果。

本文的其余部分结构如下。第 2 节回顾了与 MEDEVAC 调度问题相关的文献。第 3 节详细介绍了 MEDEVAC 调度问题。第 4 节介绍为解决相关问题而开发的 MDP 和 ADP 公式。第 5 节考察了基于韩国高强度作战行动的综合生成概念场景中的节能的 MDP 和 ADP 解决方案。第 6 节总结了本文的要点并提出了未来研究的领域。