基于SOA的公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究

王曉煜，張奇松，黃 浩

（1．大連東軟信息學(xué)院 信息技術(shù)與商務(wù)管理系，遼寧 大連 116033；2．系統(tǒng)工程研究所，北京 210003）

公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)是面向基層用戶使用，構(gòu)建專業(yè)的實(shí)時(shí)化工作站。公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)是以社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)站、村衛(wèi)生所、市行政機(jī)構(gòu)、預(yù)防保健機(jī)構(gòu)二三級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)對(duì)象，進(jìn)而完成在服務(wù)運(yùn)行中動(dòng)態(tài)更新檔案、信息共享以及流動(dòng)處理等過程。該系統(tǒng)能夠有效進(jìn)行流行性疾病的預(yù)防、基本健康知識(shí)的普及、急性疾病的醫(yī)治以及基礎(chǔ)衛(wèi)生監(jiān)督等功能，實(shí)現(xiàn)一體化的醫(yī)療服務(wù)體系，進(jìn)而改進(jìn)并完善基層地區(qū)的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)專用網(wǎng)，建立功能明確、信息通暢、協(xié)調(diào)一致的公共衛(wèi)生服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提高基層的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量以及突發(fā)醫(yī)療衛(wèi)生事件的緊急應(yīng)對(duì)能力，使每位居民能夠擁有平等的公共醫(yī)療機(jī)會(huì)。

一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本文以SOA為架構(gòu)模型基礎(chǔ)，并實(shí)際醫(yī)療功能業(yè)務(wù)相結(jié)合，研究并設(shè)計(jì)了一套公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。該公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為5個(gè)層次，具體功能如下。

表示層：該層主要被界面庫(kù)的調(diào)用，用戶可以直接操作此層，輸入用戶數(shù)據(jù)，表示層的下一層次——控制層可以將輸入的數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)的服務(wù)組件。同時(shí)表示層還可以將底層處理好的數(shù)據(jù)傳遞給用戶，供用戶使用。

控制層：該層是整個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)的入口，能對(duì)表示層收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理。

服務(wù)組合層：部分復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程由服務(wù)組合層負(fù)責(zé)處理。同時(shí)控制層的傳入該層的消息數(shù)據(jù)在該層次中進(jìn)行加密，同時(shí)將該加密數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)的功能組件。同時(shí)，系統(tǒng)中流程設(shè)計(jì)器的可以對(duì)業(yè)務(wù)功能進(jìn)行建模重組，模型的建模由流程引擎負(fù)責(zé)，并通過監(jiān)控機(jī)制對(duì)建模的過程進(jìn)行監(jiān)控和管理。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

服務(wù)層：該層次依據(jù)SOA相應(yīng)規(guī)范，定義各種的業(yè)務(wù)功能服務(wù)組件，從而處理各種不同的功能業(yè)務(wù)。該層次可以利用單個(gè)服務(wù)組件處理簡(jiǎn)單業(yè)務(wù)，也可以將多種服務(wù)組件組合起來(lái)處理較為負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)。

持久化層：該層為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的相應(yīng)訪問組件和實(shí)現(xiàn)Web服務(wù)的具體方式，同時(shí)對(duì)訪問數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行策略定義以及對(duì)系統(tǒng)日志文件進(jìn)行處理。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中同時(shí)應(yīng)用了數(shù)據(jù)加密技術(shù)來(lái)確保數(shù)據(jù)能在網(wǎng)絡(luò)中的安全的傳輸，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行序列化和反序列化處理。各種服務(wù)的交互、重組以及管理由服務(wù)總線完成，UDDI幫助Web服務(wù)提供者在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布服務(wù)信息，使Web服務(wù)使用者能夠發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)。

二、系統(tǒng)功能模塊劃分

結(jié)合實(shí)際需求，本文將系統(tǒng)分為5個(gè)組成部分，分別為：基本信息管理、兒童保健管理、婦女保健管理、預(yù)防接種管理、死亡登記管理。系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

5大組成部分，基本囊括了社會(huì)各層次人群的需求。每個(gè)部分包括的功能模塊如下。

（1）基本信息管。負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理相關(guān)衛(wèi)生服務(wù)機(jī)構(gòu)服務(wù)人員信息。

（2）兒童保健管理。負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理18歲以下兒童信息，包括出生證的管理、兒童保健信息管理、傷殘兒童的信息管理等功能模塊。

（3）婦女保健管理。負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理適齡婦女信息，包括孕婦信息、高危孕婦信息、產(chǎn)前保健信息、高危產(chǎn)婦的產(chǎn)前篩查與診斷以及新生兒出生缺陷監(jiān)測(cè)等功能模塊。

（4）預(yù)防接種管理。主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理新生適齡兒童疫苗的接種信息。

?項(xiàng)賢明:《教育全球化全景透視:維度、影響與張力》，《北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)》(社會(huì)科學(xué)版)2008年第1期。

（5）死亡登記管。負(fù)責(zé)存儲(chǔ)和管理自然死亡人群的信息。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）數(shù)據(jù)庫(kù)持久化層詳細(xì)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)信息系統(tǒng)架構(gòu)中，每當(dāng)信息系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)的表示層就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)連接請(qǐng)求，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接。但如果在短時(shí)間之內(nèi)，數(shù)據(jù)庫(kù)表示層產(chǎn)生的連接請(qǐng)求較多，這時(shí)系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生連接負(fù)擔(dān)，系統(tǒng)需用大量的資源來(lái)存儲(chǔ)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)連接，同時(shí)也無(wú)法保證數(shù)據(jù)庫(kù)中的每個(gè)連接能被監(jiān)控，從而無(wú)法確保數(shù)據(jù)庫(kù)連接能夠正常的工作，進(jìn)而影響數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問速度和安全性。針對(duì)此問題，本文提出了使用SDO技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，通過該技術(shù)可以使多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例使用一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，從而減少系統(tǒng)開銷，保證系統(tǒng)能夠運(yùn)行流暢。同時(shí)SDO技術(shù)支持訪問離線數(shù)據(jù)模式，通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行批量處理，從而避免頻繁操作一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例連接，導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定性。

SDO技術(shù)能夠屏蔽底層數(shù)據(jù)庫(kù)的異構(gòu)性，研發(fā)工作者不必對(duì)底層的數(shù)據(jù)有較深的了解，只需調(diào)用SDO通用方法即可，實(shí)現(xiàn)了底層數(shù)據(jù)與頂層應(yīng)用技術(shù)分離。

圖3 SDO實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)保存流程圖

由于該系統(tǒng)業(yè)務(wù)繁雜，各功能模塊相互影響，因此本文只以婦女保健管理功能為例，對(duì)訪問底層數(shù)據(jù)庫(kù)的web服務(wù)進(jìn)行說(shuō)明。本文對(duì)數(shù)據(jù)訪問服務(wù)進(jìn)行定義，將其命為Data Services。該服務(wù)包括get和save兩個(gè)方法對(duì)婦女保健管理業(yè)務(wù)的主要數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行保存操作。get方法為獲取業(yè)務(wù)信息的方法，相對(duì)簡(jiǎn)單，因此本文主要介紹keep方法。其方法形式為，keep（String view，String datum），keep方法中定義的形式參數(shù)包括需要保存的數(shù)據(jù)以及保存數(shù)據(jù)的相應(yīng)表名。save方法的功能用于將輸入的數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的表中。采用SDO實(shí)現(xiàn)的將婦女保健管理信息保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中，其流程圖如圖3所示。

（二）服務(wù)層詳細(xì)設(shè)計(jì)

該層是系統(tǒng)的核心部分，業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)即由本層實(shí)現(xiàn)。本文仍以婦女保健管理業(yè)務(wù)功能為例，對(duì)服務(wù)層的組件進(jìn)行設(shè)計(jì)。婦女保健管理業(yè)務(wù)需要對(duì)存儲(chǔ)在各醫(yī)院分系統(tǒng)中的的患者信息進(jìn)行調(diào)用，并在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)端的接口的上進(jìn)行服務(wù)封裝，同時(shí)對(duì)相應(yīng)服務(wù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并由各基層醫(yī)院的服務(wù)器對(duì)其進(jìn)行承載。

根據(jù)實(shí)際情況，各基層醫(yī)院的數(shù)據(jù)庫(kù)將會(huì)被調(diào)用，因此需要將各數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)外接口封裝成統(tǒng)一的Web服務(wù)，即nosocomium。nosocomium服務(wù)包含兩個(gè)方法：get（String view，String sqls），該方法有兩個(gè)形式參數(shù)，table Names為各個(gè)醫(yī)院服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)患者信息的存儲(chǔ)表，sqls參數(shù)為查詢語(yǔ)句，其返回值類型為布爾類型；另一方法為boolean save Person Inforations（String tables，String datum），其中形式參數(shù)tables為數(shù)據(jù)庫(kù)表名，datum為系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)。利用該方法，患者信息數(shù)據(jù)可以被保存到基層醫(yī)院分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)的相應(yīng)的表中。

（三）服務(wù)組合層詳細(xì)設(shè)計(jì)

該層次能夠?qū)Ψ?wù)進(jìn)行統(tǒng)一的組織和協(xié)調(diào)，進(jìn)而形成的復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，最后該層次將業(yè)務(wù)流程以Web的方式對(duì)外界進(jìn)行發(fā)布。該層次只需定義相應(yīng)業(yè)務(wù)的邏輯關(guān)系，業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)由調(diào)用的服務(wù)來(lái)具體實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)I(yè)務(wù)功能的邏輯部分和實(shí)現(xiàn)部分進(jìn)行分離。由于業(yè)務(wù)流程在系統(tǒng)中被設(shè)計(jì)成單獨(dú)的一個(gè)層次，因此基層醫(yī)院可以對(duì)相應(yīng)流程進(jìn)行快速地、動(dòng)態(tài)地、靈活地配置和發(fā)布，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的業(yè)務(wù)需求。同樣以婦女保健掛歷業(yè)務(wù)為例介紹基于BPEL的服務(wù)組合技術(shù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化過程。

當(dāng)進(jìn)行婦女保健登記業(yè)務(wù)時(shí)，首先需要將相應(yīng)婦女保健信息存儲(chǔ)在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)，然后將保健信息發(fā)送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如下。

醫(yī)生上網(wǎng)登錄系統(tǒng)，將相應(yīng)的婦女保健信息錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

提交信息后，系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否將患者信息保存到醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端。

如信息被保存到醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)中，信息將會(huì)被直接發(fā)送到系統(tǒng)的核心部分。

如信息不需要被保存到醫(yī)院服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)中時(shí)，需要在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫(kù)中的個(gè)人健康檔案表為相應(yīng)患者建立健康檔案，再將婦女保健信息推送到核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化是基于BPEL技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)能夠整合了主系統(tǒng)和分系統(tǒng)的 Web服務(wù)，不同系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)將會(huì)被整合，從而實(shí)現(xiàn)登記業(yè)務(wù)的完全自動(dòng)化。婦女保健登記業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)流程圖如圖4所示：

BPEL是一種針對(duì)業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行語(yǔ)言，業(yè)務(wù)流程和系統(tǒng)參與者的交互是BPEL語(yǔ)言的基礎(chǔ)，是一種描述了業(yè)務(wù)流程的語(yǔ)法，常用于業(yè)務(wù)流程建?；顒?dòng)。BPEL可以直接調(diào)用符合web規(guī)范的服務(wù)，業(yè)務(wù)流程的邏輯是通過結(jié)構(gòu)化活動(dòng)控制的。通過BPEL流程實(shí)現(xiàn)對(duì)婦女保健登記業(yè)務(wù)建模需要用到了BPEL的元素主要包括以下部分：基本活動(dòng)、結(jié)構(gòu)化活動(dòng)、錯(cuò)誤處理器和補(bǔ)償處理器。（圖4）

圖4 婦女保健登記業(yè)務(wù)流程

四、總結(jié)

本文介紹公共衛(wèi)生系統(tǒng)的需求背景，結(jié)合具體的業(yè)務(wù)需求和SOA架構(gòu)的特點(diǎn)，提出了相應(yīng)新的系統(tǒng)架構(gòu)模型。同時(shí)在分析系統(tǒng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)劃分了系統(tǒng)的功能模塊，介紹了每個(gè)功能模塊包含的子模塊和功能。最后介紹了該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)詳細(xì)設(shè)計(jì)。

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