基于南京政務云急救系架構設計方案1018(共15頁)

1、基于(jy)南京市政務(zhngw)云的急救(jji)系統(tǒng)架構設計方案一、背景(bijng)緊急醫(yī)療救援系統(tǒng)是城市保障體系中的重要組成部分。按照緊急醫(yī)療救援活動的階段劃分，可以(ky)分為“院前急救(jji)”和“院內急救”兩大部分。“院前急救”和“院內急救”二者同屬緊急醫(yī)療行為，但院前急救和院內急救有很大的區(qū)別，如獲取患者信息的途徑不同、施救方式不同、施救環(huán)境不同、施救人員數(shù)量不同、醫(yī)療裝備不同、信息支持不同等。以往急救車在執(zhí)行任務中，現(xiàn)場或是群體性事件中人員的傷亡情況、搶救過程后方很難確切掌握。而音頻和視頻是最直觀的信息，借助優(yōu)質的4G網(wǎng)絡，能夠穩(wěn)定地將實時狀況和車內搶救過程等傳送給調度中

2、心和相關醫(yī)務人員，不僅能對急救現(xiàn)場一目了然，還可以向前方及時提供醫(yī)療救治方案，最大限度地挽救生命。同時，增加對車內急救過程的音視頻以及相關救治信息錄制功能，可以根據(jù)具體情況適當向患者親屬或公眾公開，也增加了急救行為的透明度。除搶救日常危重病人外，這個系統(tǒng)還可服務于應對自然災難、事故災難、社會安全和公共衛(wèi)生等突發(fā)事件。2009年5月, 衛(wèi)生部頒布了,明確地指出醫(yī)療急救將是區(qū)域衛(wèi)生系統(tǒng)不可分割的重要組成部分；2010年12月,衛(wèi)生部辦公廳發(fā)布院前急救機構績效考核方案（試行）和院前急救機構人員績效考核方案（試行）,明確了院前急救機構和人員績效考核的具體方法。其中院前急救機構績效考核內容包括機構建設、

3、日常急救、應急救援、學科建設、急救培訓、醫(yī)療質量和社會效益七個部分,院前急救機構人員績效考核包括出勤、業(yè)務、各級評價、特殊四個部分；2011年六月, 衛(wèi)生部醫(yī)政司發(fā)布,對急救中心的建設和業(yè)務規(guī)范提成了進一步的要求。 綜上所述,一套快速高效的、系統(tǒng)化、規(guī)?；?、多結構的緊急醫(yī)療救援反應機制和指揮體,集現(xiàn)代通訊網(wǎng)絡技術與醫(yī)療急救信息化管理的融合，突出公共性、公益性、公平性的特點,提高醫(yī)療急救的效率和科學管理,不但是醫(yī)療體制改革的現(xiàn)實需要，也將是醫(yī)療事業(yè)發(fā)展的重要支撐。二、現(xiàn)狀(xinzhung)2.1 120信息系統(tǒng)現(xiàn)狀(xinzhung)我市現(xiàn)有緊急醫(yī)療救援包括下列步驟:接線、出車、轉移、急診、會

4、診(hu zhn)和分診。其中接線、出車和轉移屬于院前急救，急診、會診和分診屬于院內急救。目前的業(yè)務流程存在以下弊端:急救車上的救護人員無法提前獲得相關病人的病史，不能更好地做準備工作；在病人轉移過程中,遠內醫(yī)生無法獲知病人的實際情況(包括各種生理參數(shù))，無法給急救車上的救護人員提供專業(yè)指導；專科醫(yī)生，手術醫(yī)生，醫(yī)療專家等無法盡早參與到急救過程中，不能夠最大程度地縮短急救時間，提高急救效率；無法記錄整個急救過程。2.2 云技術概述云計算：云計算（cloud computing）是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經常是虛擬化的資源。云是網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)

5、的一種比喻說法。過去在圖中往往用云來表示電信網(wǎng)，后來也用來表示互聯(lián)網(wǎng)和底層基礎設施的抽象。狹義云計算指IT基礎設施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義云計算指服務的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。這種服務可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關，也可是其他服務。它意味著計算能力也可作為一種商品通過互聯(lián)網(wǎng)進行流通。從研究現(xiàn)狀上看，云計算具有以下特點：超大規(guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性、高可伸縮性、按需服務及廉價。云存儲是在 HYPERLINK /view/1316082.htm t _blank 云計算(cloud computing)概念上延伸和發(fā)

6、展出來的一個新的概念，是指通過 HYPERLINK /view/302477.htm t _blank 集群應用、 HYPERLINK /view/806.htm t _blank 網(wǎng)格技術或 HYPERLINK /view/771589.htm t _blank 分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過 HYPERLINK /view/7886.htm t _blank 應用軟件集合起來 HYPERLINK /view/8202227.htm t _blank 協(xié)同工作，共同對外提供 HYPERLINK /view/551712.htm t _blank 數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪

7、問功能的一個系統(tǒng)。 當 HYPERLINK /view/1316082.htm t _blank 云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統(tǒng)就轉變成為一個云 HYPERLINK /view/51839.htm t _blank 存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以 HYPERLINK /view/551712.htm t _blank 數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。三、基于云計算技術的120急救(jji)系統(tǒng)架構設計3.1南京市“政務(zhngw)云”現(xiàn)狀(xinzhung)政務數(shù)據(jù)中心基礎設施架構圖示：政務數(shù)據(jù)中心為全市公共服務及政務

8、應用提供以下服務：一、提供符合各項標準的機房資源和各類設備托管服務；二、提供高速、可靠政務網(wǎng)接入和統(tǒng)一安全的互聯(lián)網(wǎng)訪問；三、提供服務器、數(shù)據(jù)庫等應用系統(tǒng)建設支撐環(huán)境和數(shù)據(jù)存儲、備份服務，包括：服務器、 云計算、存儲、備份與恢復、虛擬桌面、云在線存儲六個方面。四、建立資源交換共享平臺，為各部門業(yè)務協(xié)同提供數(shù)據(jù)支撐； 綜述，南京市政務數(shù)據(jù)中心基礎設施的建設和使用符合急救系統(tǒng)建設所需的架構設施。3.2基于政務數(shù)據(jù)中心基礎云架構的急救系統(tǒng)架構設計方如圖示：120急救中心系統(tǒng)整體依托南京市政務數(shù)據(jù)中心及其網(wǎng)絡基礎設施(j ch sh sh)建設，技術架構基于面向服務SOA、云計算(j sun)服務體系架

9、構設計，整個120急救系統(tǒng)(xtng)服務由基礎設施層、急救云平臺層、應用客戶端層及本地核心層組成，包含急救醫(yī)護子系統(tǒng)、急救中心辦公管理子系統(tǒng)、急救中心調度子系統(tǒng)、急救車載子系統(tǒng)及醫(yī)院分站客戶端的新建、改造及整合。其中基礎設施層部署于政務數(shù)據(jù)中心機房，相關服務器硬件、網(wǎng)絡、虛擬化軟件及操作系統(tǒng)等基礎設施由市政務數(shù)據(jù)中心提供，為120急救系統(tǒng)搭建基于云服務的系統(tǒng)運行及數(shù)據(jù)存儲環(huán)境。急救云平臺層部署于市政務數(shù)據(jù)中心提供的基礎設施層上，急救醫(yī)護子系統(tǒng)及急救辦公管理子系統(tǒng)部署于該層，為整個120急救系統(tǒng)提供管理、通訊、認證、應用等核心功能。應用客戶端層分別部署在急救中心、醫(yī)院、急救分站及急救車，連接急

10、救云平臺層，提供急救中心用戶工具類應用、Web應用、客戶端應用、統(tǒng)一通信、日志管理等應用服務。核心平臺層部署于急救中心，屬于120急救中心原有系統(tǒng).本設計對該系統(tǒng)進一步升級改造，完善其功能和性能的同時，原數(shù)據(jù)灌入云平臺，實現(xiàn)急救全業(yè)務互通共享。3.3基礎設施層部署于市政務數(shù)據(jù)中心，由政務數(shù)據(jù)中心提供本急救系統(tǒng)相關運行環(huán)境，包括網(wǎng)絡環(huán)境、服務器環(huán)境及存儲環(huán)境。3.3.1基于市政務數(shù)據(jù)中心基礎網(wǎng)絡的急救系統(tǒng)網(wǎng)絡服務120急救系統(tǒng)架設在衛(wèi)生專網(wǎng)上，衛(wèi)生專網(wǎng)由政務專網(wǎng)通過VPN形式承載。網(wǎng)絡容量分析目前南京急救中心車輛35臺，考慮到日后擴展，按照國家衛(wèi)計委每5萬人一臺救護車服務要求計算，全市急救運行需

11、要車輛約200臺,車上需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)含視頻數(shù)據(jù)、醫(yī)學報文數(shù)據(jù)及病例文本數(shù)據(jù)，其中視頻數(shù)據(jù)流約1Mbps，醫(yī)療數(shù)據(jù)及文本數(shù)據(jù)流合計約0.2Mbps，因此單車數(shù)據(jù)傳輸需要帶寬約1.2Mbps，全市車輛業(yè)務并發(fā)占用帶寬量約為2001.2240Mbps，目前政務專網(wǎng)采用光纖接入，并采用MPLS/SSL VPN技術來組建南京市衛(wèi)生VPN專網(wǎng)，接入層為千兆，核心骨干層為萬兆，滿足急救系統(tǒng)目前及將來需要擴展的數(shù)據(jù)傳輸帶寬及網(wǎng)絡容量需求。網(wǎng)絡拓撲3.3.2基于(jy)市政務數(shù)據(jù)中心基礎云計算設施的急救系統(tǒng)服務器部署(b sh)120急救(jji)系統(tǒng)部署于政務數(shù)據(jù)中心內安裝了VMware ESX Server軟

12、件的服務器。 ESX Server 4.0是VMware虛擬架構套件vSphere4.0的基礎組成部分，是動態(tài)、自我優(yōu)化的 IT 基礎結構的基礎。VMware ESX Server是一個強健、經過生產驗證的虛擬層，它直接安裝在物理服務器的裸機上，將物理服務器上的處理器、內存、存儲器和網(wǎng)絡資源抽象到急救系統(tǒng)各個虛擬機中。本系統(tǒng)云平臺架構部署于虛擬服務器上，虛機包括：急救中心服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)備份服務器、急救中心辦公管理WEB服務器、媒體服務器、接口服務器。通過虛擬化技術，在政務數(shù)據(jù)中心服務器上按需分配相應的虛擬硬件資源（CPU、Memory、 Storage、 Network）等，在虛擬

13、的硬件資源上安裝并運行不同虛擬機系統(tǒng)（linux，windows，OpenSolaris， FreeBSD 等），為急救系統(tǒng)提供了可靠穩(wěn)定的運行環(huán)境，同時，急救中心系統(tǒng)管理員可以自己登錄到云計算平臺上，通過GUI web界面自己選擇要用的系統(tǒng)模板，并選擇希望使用的硬件資源，自己創(chuàng)建虛擬機操作系統(tǒng)，實現(xiàn)云計算平臺資源自動化申請和創(chuàng)建，使得整個急救系統(tǒng)管理使用便捷且運行安全穩(wěn)定。3.3.3 虛擬(xn)服務器性能需求120急救系統(tǒng)運行(ynxng)需要虛擬服務器6臺，分別(fnbi)是中心服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、數(shù)據(jù)備份服務器、接口服務器、WEB服務器及媒體服務器。性能要求如下：采用NOVELL S

14、USE Linux 企業(yè)版操作系統(tǒng)支持訪問局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)處理器：處理能力不低于3.06GHz，三級緩存12MB內存：不低于4G；硬盤大?。?00G以上存儲控制: ServeRAID-M5015(RAID5)網(wǎng)卡：2個集成的千兆以太網(wǎng)控制器采用雙網(wǎng)卡配置，要求一個公網(wǎng)IP，一個專網(wǎng)IP其中數(shù)據(jù)庫服務器和數(shù)據(jù)備份服務器要求硬盤大小2TGB，其它性能要求不變。3.4急救云平臺層本層基于市政務數(shù)據(jù)中心基礎設施架構，部署于政務數(shù)據(jù)中心提供的虛擬服務器上，提供一個云計算平臺，包含了急救醫(yī)護子系統(tǒng)和急救辦公管理子系統(tǒng)。該層能將現(xiàn)有各種業(yè)務能力進行整合，具體可以分為應用服務、業(yè)務能力接入、業(yè)務引擎、業(yè)務開放平

15、臺，向下根據(jù)業(yè)務能力需要測算基礎服務能力，通過基礎設施層提供的API調用硬件資源，向上提供業(yè)務調度中心服務，實時監(jiān)控平臺的各種資源，并將這些資源通過API開放給用戶，急救中心用戶不需要在應用側（包括急救中心、急救分站、醫(yī)院）再安裝系統(tǒng)服務器軟件，只需直接使用系統(tǒng)服務器設計開發(fā)的應用客戶端及可實現(xiàn)應用功能。本急救(jji)系統(tǒng)的平臺即服務(fw)包括：統(tǒng)一認證、數(shù)據(jù)標準(biozhn)管理、協(xié)議轉換、接口管理、組件管理及SIP控制等。3.4.1統(tǒng)一認證統(tǒng)一認證平臺提供給各業(yè)務系統(tǒng)進行身份認證、授權及單點登錄使用，統(tǒng)一認證平臺具有用統(tǒng)一用戶管理、統(tǒng)一授權、證書認證等功能，以接口方式提供給各個業(yè)務系

16、統(tǒng)進行認證與單點登錄的接口，統(tǒng)一認證平臺的認證方式可擴展（如用戶密碼方式、用戶密碼驗證碼方式、證書方式、驗證短信方式），統(tǒng)一認證平臺是本急救系統(tǒng)完善可靠的身份認證中心。3.4.2數(shù)據(jù)標準管理數(shù)據(jù)集成是通過同構或異構數(shù)據(jù)庫間的數(shù)據(jù)交換或單項數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)跨組織、跨業(yè)務、跨應用的數(shù)據(jù)交換與信息共享，從而消除“信息孤島”。 系統(tǒng)架構基于SIP國際標準，視頻編碼基于H.264國際標準，音頻編碼基于G.711國際標準，本系統(tǒng)及子系統(tǒng)內部信息交互、本系統(tǒng)與南京智慧醫(yī)療信息平臺的信息交互符合HL7醫(yī)院電子信息交換標準，診斷信息符合ICD10最新診斷編碼標準，醫(yī)療相關數(shù)據(jù)符合國家健康檔案基本架構與數(shù)據(jù)標準最新

17、規(guī)范要求，系統(tǒng)服務器使用標準LINUX操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用標準MYSQL。本層數(shù)據(jù)管理功能提供基于上述標準的數(shù)據(jù)編解碼及數(shù)據(jù)交換，完成數(shù)據(jù)集成共享。3.4.3協(xié)議(xiy)轉換對請求(qngqi)和響應(xingyng)等消息進行編解碼，完成協(xié)議轉換。協(xié)議接口通過網(wǎng)絡接口從對方接收數(shù)據(jù)，并按照協(xié)議進行解析和認證，確認協(xié)議合法性和完整性后，把相關消息傳遞到上層事務處理模塊來處理。事務處理模塊在處理完請求后，把響應、通知或其他用戶的請求等消息通過協(xié)議接口以及網(wǎng)絡接口發(fā)送到目的地。此時，協(xié)議接口負責把事務處理模塊發(fā)送下來的消息按照協(xié)議規(guī)則編碼成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包發(fā)送到網(wǎng)絡接口。3.4.4接口管理系統(tǒng)內部接口

18、接口不是系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞，而是系統(tǒng)內部數(shù)據(jù)自動流轉。這種接口需要事先確定數(shù)據(jù)傳遞的模式，并根據(jù)數(shù)據(jù)接口標準自動采集數(shù)據(jù)，自動生成數(shù)據(jù)庫文件，送入系統(tǒng)內提供的接口，從而自動完成數(shù)據(jù)在系統(tǒng)內部的傳遞。系統(tǒng)外部接口由于不同的組織采用的系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模式可能相差太大，要想實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞相對來說就比較困難，所以這種類型的接口，首先由接收數(shù)據(jù)系統(tǒng)按照數(shù)據(jù)模式主動到對方系統(tǒng)去識別、采集，然后轉換成本系統(tǒng)能夠識別和利用的數(shù)據(jù)模式。通過這個接口平臺，實現(xiàn)外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞問題，實現(xiàn)與外部組織業(yè)務的一體化，進一步實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時動態(tài)處理和及時決策。3.4.5組件管理本系統(tǒng)通過組件來進行應用系統(tǒng)的開發(fā)建設，可以集成各種

19、常用數(shù)據(jù)庫的接口，以及基于WebService、HTTP的接口等等?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)建設的需要，進行添加上層業(yè)務建設需要的組件服務，如：網(wǎng)絡傳真、消息推送、筆記簽批、視頻點播、視頻監(jiān)控、常用工具等組件。增加或者取消相關業(yè)務組件，不會對其他相應的業(yè)務應用產生影響。3.4.6 SIP控制(kngzh)急救系統(tǒng)(xtng)基于SIP協(xié)議(xiy)實現(xiàn)多人語音通話、視頻電話會議、媒體控制等功能。3.5客戶端應用層基于急救云架構，用戶不需要將軟件產品安裝在自己的電腦或服務器上，只需直接使用配置好的應用客戶端或WEB客戶端，使用者與使用傳統(tǒng)應用的方式一樣來訪問應用系統(tǒng)，感覺不到自己所使用的系統(tǒng)是運行在云計算平

20、臺中，無需專門的培訓。當某一應用資源不夠時可以動態(tài)調整基礎設施層硬件資源來擴展應用軟件的計算能力，甚至可以復制、快速布署另一相同虛擬機應用軟件，滿足更高負載的服務質量保證。當某一系統(tǒng)功能需要增添或改變時，只需由平臺運維者對急救云平臺層作出相應修改，不影響前端應用服務的連續(xù)性。該層包含：急救中心辦公管理客戶端、集中視頻顯示客戶端、集中醫(yī)護數(shù)據(jù)顯示客戶端，急救醫(yī)院客戶端，分站客戶端和車載醫(yī)護客戶端。可提供以下應用服務：3.5.1 OA應用服務OA應用可以提供給急救中心辦公管理使用，OA應用調用急救云平臺的各個接口實現(xiàn)一些必備功能，如身份認證、待辦事項、消息通知以及運維接口的調用。3.5.2醫(yī)療應用

21、服務可以提供給急救人員進行院前急救業(yè)務使用，調用急救云平臺的各個接口實現(xiàn)一些必備功能，如信息查看、待辦事項、消息通知以及運維接口的調用。用戶有移動應用需求時，可以在遵循原有辦公業(yè)務標準的條件下，通過平臺實現(xiàn)與急救中心內部OA辦公系統(tǒng)的集成對接，定義業(yè)務流程、電子表單，實現(xiàn)功能擴展。3.5.3視頻(shpn)服務視頻監(jiān)控應用對接視頻交換平臺，實現(xiàn)查看車載視頻、智慧(zhhu)南京輔助支撐系統(tǒng)視頻、智能交通視頻等功能(gngnng)。3.5.4 IP電話服務IP電話應用基于SIP協(xié)議在終端應用中實現(xiàn)網(wǎng)絡通話功能。3.5.5文本信息調閱寫入文本信息是急救系統(tǒng)中的常用功能，包括文本的查看、寫入。3.5

22、.6醫(yī)學信息調閱寫入醫(yī)護數(shù)據(jù)的實時查看、錄入及存儲。3.6核心平臺層本層部署于急救中心，屬于120急救中心原有系統(tǒng)，本次設計只對該系統(tǒng)進一步升級改造，完善系統(tǒng)呼叫、調度、管理等功能，加強系統(tǒng)運行速率及優(yōu)化安全。3.7急救系統(tǒng)云存儲方案本系統(tǒng)部署于南京市衛(wèi)生專網(wǎng)，前端車載數(shù)據(jù)通過無線政務專網(wǎng)接入衛(wèi)生專網(wǎng)，是一個基于有線傳輸及無線傳輸?shù)木C合系統(tǒng)，系統(tǒng)需要存取數(shù)據(jù)包括視頻數(shù)據(jù)、醫(yī)學影像數(shù)據(jù)、病歷文本數(shù)據(jù)及相關報文數(shù)據(jù)?；跓o線網(wǎng)絡特性及數(shù)據(jù)完整性、安全性要求，本系統(tǒng)存儲服務由前端車載本地分布式存儲及政務數(shù)據(jù)中心IPSAN存儲構成整個急救系統(tǒng)的云存儲網(wǎng)絡。車載(ch zi)分布式存儲鑒于無線網(wǎng)絡容量及

23、帶寬方面的劣勢(lish)，對于急救業(yè)務中占用帶寬量大，但對安全及穩(wěn)定性要求相對較低的非醫(yī)學數(shù)據(jù)（視頻數(shù)據(jù)），本系統(tǒng)采用本地分布式存儲，視頻數(shù)據(jù)實時存于車載本地存儲器中，由一個個本地存儲器組成的急救車分布存儲網(wǎng)絡，急救中心可通過客戶端軟件實時調用查看，視頻存儲期可達1個月，存儲空間滿額后，可通過光碟刻錄方式導出用于急救備份。政務(zhngw)數(shù)據(jù)中心IP-SAN存儲對于急救過程中的關鍵數(shù)據(jù)，主要包括病歷數(shù)據(jù)、醫(yī)療體征數(shù)據(jù)，鑒于該部分數(shù)據(jù)為本系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)，具有高安全、高穩(wěn)定要求，按照國家衛(wèi)計委相關要求，電子病歷數(shù)據(jù)存儲期需長達15年。因此，該部分數(shù)據(jù)存儲于政務數(shù)據(jù)中心IP-SAN中。3.7.1 IP-SAN存儲容量需求本系統(tǒng)核心醫(yī)療數(shù)據(jù)包括電子病歷數(shù)據(jù)、急救醫(yī)療體征