2015年開發(fā)組特等獎疾病預防控制中心綜合服務系統(tǒng)1設計說明書

1、目錄：系統(tǒng)概述4編寫目的4項目背景4數(shù)據(jù)來源51.3.1 基于大眾點評開發(fā)者find_business 接口的數(shù)據(jù)獲取51.3.2 基于 C+語言程序和 Excel 操作的數(shù)據(jù). 51.4 需求分析.21.4.3國家疾控機構對信息化疾控迫切需求7城市醫(yī)療衛(wèi)生建設對有效疾控的迫切需求7的疾控7快節(jié)奏的社會生活需要1.5 設計依據(jù)8系統(tǒng)總體設計8設計原則8功能性原則8規(guī)范性原則9穩(wěn)定性原則9實用性原則9可擴展性原則92.1.6 可性原則9. 開發(fā)語言及技術92.2.2 IGServer 技術10系統(tǒng)總體結構10系統(tǒng)模塊概述11基礎功能模塊11時空模型演示模塊1

2、1子系統(tǒng)模塊12移動巡查模塊12系統(tǒng)功能設計13基礎功能模塊13時空模型演示模塊143.2.1擴散模擬模型14救援路線演練模型18潛在高危人群熱力分布模型19子系統(tǒng)模塊203.3.1管理子系統(tǒng)213.3.2 選址分析子系統(tǒng)21移動巡查模塊26輔助功能模塊27數(shù)據(jù)庫設計28數(shù)據(jù)庫調(diào)用關系28數(shù)據(jù)字典29數(shù)據(jù)項292技術支持.34.2.4數(shù)據(jù)結構31數(shù)據(jù)流32數(shù)據(jù). 33系統(tǒng)特色34界面設計353技術支持1.系統(tǒng)概述1.1 編寫目的為詳細說明疾病預防控制中心綜合服務系統(tǒng)的開發(fā)設計過程，達到指導開發(fā)的目的，同時為實現(xiàn)開發(fā)與最終用戶的溝通，編寫此文檔。本文檔面向項目指導老師、大賽評委老

3、師、設計、開發(fā)、測試及最終用戶，是了解疾病預防控制中心綜合服務系統(tǒng)的導航。1.2 項目背景經(jīng)過三十年的開放，以及國家政策的長足發(fā)展，我國在疾病預防與控制方面有了很多重要的發(fā)展，在抗擊、等疾病中都充分體現(xiàn)了國家對疾病預防與控制的重視和強有力的措施。但是須認清現(xiàn)實，那就是目前我國城市疾病預防控制的措施并不完善，還存在著很多，其中最大的一點就是信息化，比如國家衛(wèi)生計生委疾病預防控制局在 2014 年 9 月決定加快國家疾控信息化建設，并出臺了很多政策。因此打算開發(fā)一項用于疾病預防與控制的綜合服務系統(tǒng)。據(jù)統(tǒng)計 80%的信息都直接或間接和空間位置有關，用地理信息反映疾控可以得到非常意向不到的效果，比如早

4、在 19 世紀，英國爆發(fā)霍亂病的時候斯諾就利用在地圖上標注水井和患者空間位置的方法發(fā)現(xiàn)了霍亂病的方法。現(xiàn)在更是進行疾病的區(qū)域性劃分的方法來研究疾病、控制疾病。隨著 GIS 時代的到來，GIS 的應用越來越能得到人民的認可，也越來越發(fā)揮著重要的優(yōu)勢，因此如果將 GIS 技術應用到疾病預防中來，這將會更加有效。據(jù)了解國家疾控機構分為疾控中心、疾控站、疾控點三種機構，其中疾控中心一般是單獨形式存在的，疾控站和疾控點則是常常依托于醫(yī)療機構存在的。疾控機構對于一個區(qū)域的疾病的預防與控制起著非常重要的作用，對創(chuàng)造健康環(huán)境，社會穩(wěn)定，保障國家安全，促進人民健康都。4技術支持1.3 數(shù)據(jù)來源1.3.1 基于大

5、眾點評開發(fā)者find_business 接口的數(shù)據(jù)獲取大眾點評開發(fā)者提供各種 API 接口，其中每個接口里提供著請求參數(shù)、返回結果、API 測試工具、示例請求、示例結果等列表。本次研究數(shù)據(jù)主要是通過 find_business 接口進行數(shù)據(jù)獲取的。下圖是對此接口參數(shù)的簡介：由于 find_business 接口提供的數(shù)據(jù)是按照地理位置、商區(qū)、分類等形式進行搜索獲取的，為了提高數(shù)據(jù)獲取的質量和數(shù)量，采用了條件交叉搜索的方法，比如利用“武昌區(qū)”和“生活服務”相結合，可以得到武昌區(qū)的生活服務機構（包括醫(yī)院），同樣道理和“洪山區(qū)”結合，可以得到洪山區(qū)生活服務機構。這樣在變換地區(qū)，既可以對數(shù)據(jù)進行分類，

6、又可以得到有效數(shù)據(jù)。1.3.2 基于 C+語言程序和 Excel 操作的數(shù)據(jù)利用 find_business 接口獲取的數(shù)據(jù)是 json 格式的數(shù)據(jù)，要實現(xiàn)對疾控機構信息的提取，便需要對 json 格式的數(shù)據(jù)進行主要是根據(jù)find_business接口提供的結果字段說明建立規(guī)則庫，利用規(guī)則庫結合 C+的文本程序對json 格式的數(shù)據(jù)進行格式化和，并將最終結果輸出到 Excel 中。然后利用Excel 的數(shù)據(jù)篩選，將疾控機構的信息篩選出來。5技術支持經(jīng)過對json 格式的數(shù)據(jù)進行，得到了市 3633活服務機構的數(shù)據(jù)，其中醫(yī)療機構數(shù)據(jù) 233 條。此外，還對數(shù)據(jù)在 WGS84 坐標系統(tǒng)下進行驗證，

7、抽樣結果完全一致。數(shù)據(jù)的真實性保證了系統(tǒng)的良好運行。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)根本來源，就是將數(shù)據(jù)導入到 MapGIS成的圖層。中，生6技術支持1.4 需求分析1.4.1 國家疾控機構對信息化疾控迫切需求雖然在國家抗擊蟲兵、等疾病的過程中采用了強有力的疾控措施，但疾控過程還是采用傳統(tǒng)的信息分析和信息交流方法，甚至還在采用單純的通訊、人工統(tǒng)計等方法，這些方法費時費力，而且效率極低。因此在國家各行各業(yè)實現(xiàn)全面信息化的時候，對于國家疾控機構，一個有效的信息化疾控也是迫切需求的。1.4.2 城市醫(yī)療衛(wèi)生建設對有效疾控的迫切需求隨著建設的加劇，城市擴張、增加、生活不健康、各類型人群大量這些都為很多疾病找到了易感人群、方

8、式、途徑。而對于城市醫(yī)療衛(wèi)生的建設則是一個循序漸進的過程，或者說醫(yī)療衛(wèi)生建設并不能跟上城市發(fā)展的速度，很多大量的街區(qū)、廣場、車站基本都屬于零防疫狀態(tài)，基本都是疾病爆發(fā)一段時間后，城市疾控機構才反應過來去采取措施。因此城市醫(yī)療衛(wèi)生建設對于疾病的有效控制和則顯得非常重要。1.4.3 快節(jié)奏的社會生活需要的疾控現(xiàn)代化進程導致人們的生活節(jié)奏越來越快，生活不規(guī)律、缺乏鍛煉等等，另外由于環(huán)境污染等等原因，導致人們的體質有所下降，非常多的人都處于“亞健康”狀態(tài)。疾病的易感人群大量增加，人民對于疾病的預防與控制也越來越重視，快節(jié)奏的社會生活也對的疾控越來越需要。為了更好地滿家疾控機構對疾病預防與控制的，并為管

9、理提供方便、直觀、易理解的疾病預防控制信息系統(tǒng)；加快國家在疾病預防控制方面的信息化進程；方便市民對醫(yī)療資源的利用；做到早發(fā)現(xiàn)、早消除的效果，采用 GIS 時空分析的方式建立一個有效的，并為使用者提供通用基礎功能、時空模型演示、管理及選址分析子系統(tǒng)、移動端信息反饋等功能模塊，實現(xiàn)對醫(yī)療資源的合理應用以及疾病的預防控制，滿家、人民的需求。7技術支持1.5 設計依據(jù)MapGIS 10 云GIS用戶根據(jù)自己所需聚合、重以定制的形式通過互聯(lián)網(wǎng)形式提供給用戶，由各種 GIS 工具，最終遷移形成自己所需的行業(yè)應用。這些工具可以完全按照用戶的意愿任意插拔和組合，構建出多種的應用功能，實現(xiàn)智能定制屬于自己的應用

10、解決方案，從而實現(xiàn)系統(tǒng)更具智能化的隨需而應。通過 MapGIS 10 所設計開發(fā)的疾病預防控制中心綜合服務系統(tǒng)，劃分為五個子系統(tǒng)，分別為：基礎功能、時空演示模型、子系統(tǒng)（管理子系統(tǒng)和選址分析子系統(tǒng)）、移動端信息反饋和輔助功能。2.系統(tǒng)總體設計2.1 設計原則2.1.1 功能性原則系統(tǒng)的功能達到設計規(guī)范并且能夠滿足用戶的需求，系統(tǒng)運行過程中數(shù)據(jù)的準確性不安全性得到保障。8技術支持2.1.2 規(guī)范性原則系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)類型、編碼、圖示符號，以及整個系統(tǒng)地設計風格一致。2.1.3 穩(wěn)定性原則在規(guī)定的時間與條件下，系統(tǒng)能夠穩(wěn)定地運行，滿足功能需求。同時，當系統(tǒng)出現(xiàn)意外時，能夠盡快恢復到系統(tǒng)地正常工作狀

11、態(tài)。2.1.4 實用性原則系統(tǒng)的主要用戶為管理，專門用于管理對生活收運進行管理，對于當前城市生活處理的方式來說很適用的。2.1.5 可擴展性原則系統(tǒng)能夠允許在原系統(tǒng)的基礎上進行修改，并且允許的功能在相應的地方進行擴展。2.1.6 可性原則系統(tǒng)易于分析與測試，當系統(tǒng)進行需要其他改動時，可進行升級。 開發(fā)語言及技術9技術支持GIS 開發(fā)MapGIS 10 + IGServer網(wǎng)頁開發(fā)Flex Builder 4.0服務器開發(fā)ASP.NET2.2.2 IGServer 技術在二次開發(fā)中運用了 MAPGIS 10 IGServer，IGServer 集成了的先進技術，功能更加強大，使用

12、更加便利，而且在原有 IMS 的基礎上，開放了部分控件的源碼，使得二次開發(fā)變得更加容易、靈活。IGServer 具有二次開發(fā)方便、易于集成、無限擴展等特點。IGServer 以“控件+代碼”的形式，支持多種瀏覽器開發(fā)方式，方便二次開發(fā)。IGServer 以控件的方式提供了完善的 GIS絡分析等。功能：包性能的地圖基本操作、查詢、編輯、網(wǎng)2.3 系統(tǒng)總體結構圖 1 功能需求說明總圖10技術支持數(shù)據(jù)庫SQL Server2.4 系統(tǒng)模塊概述2.4.1 基礎功能模塊該模塊主要實現(xiàn)疾控 GIS 的基本功能，包括圖層數(shù)據(jù)目錄、疾控信息查詢、疾控狀況查詢、添加疾控要素、位置信息顯示等功能?；A功能模塊借助

13、 MapGIS 提供的 Flex zdims4.5 的接口庫，方便的在原有組件的基礎上進行了二次開發(fā)，開發(fā)出來切合疾控 GIS 需求的基礎功能，具有多樣性和可選擇性，為互聯(lián)網(wǎng) 2.0 時代的個性化發(fā)展提供了有力支持。2.4.2 時空模型演示模塊該模塊主要借助空間分析和數(shù)學建模的方法，利用時空 GIS 和疾病與預防的相關知識建立的。模塊由三部分組成：擴散模擬模型、救援路線演練模型、高危人群分布熱力模型。擴散模擬模型是根據(jù)疾病傳染擴散的 SIR 模型建立的時空 GIS 分析模型，可以在專業(yè)輸入疾病爆發(fā)條件（疾病類型、方式、速度、致病率、致死率以及爆發(fā)點的密度、地勢地形、風向，還有爆發(fā)的季節(jié)）后，可

14、以建立疾病的區(qū)域，治數(shù)、人數(shù)、面積等模擬結果。其中治病人數(shù)和人數(shù)是通過疾病的 SIR 方法建立模型設計算法計算的，區(qū)域顯示已經(jīng)面積等是通過“八方向”微圓的方法實現(xiàn)的。救援路線演練模型。對于疾控服務機構，對于救援車輛的調(diào)度管理是非常重要的，有效的制定救援路線則更加重要。救援路線演練模型就是在這種背景下做成的。救援路線模擬模型，主要是以 GIS 網(wǎng)絡分析為基礎，采用網(wǎng)絡分析中的最短路徑的算法進行實現(xiàn)的。高危人群分布熱力模型。模型包危人群熱力分布查看、歷史高危人群分布查看和高危人群分布。依據(jù)巡查（安卓端）對高危人群（易感人群、疾病潛伏期人群等）進行統(tǒng)計，并將數(shù)據(jù)上傳回管理中心并由將熱點區(qū)域以熱力圖的

15、形式進行展示。11技術支持2.4.3 子系統(tǒng)模塊在疾病預防與控制中，疾控資料的有效管理和疾控機構的建設是非常重要的兩個方面，系統(tǒng)為了能更好的進行綜合服務，將疾控資料的管理和疾控機構的建設兩項單獨拿出分別建立了管理子系統(tǒng)和選址分析子系統(tǒng)。管理子系統(tǒng)實現(xiàn)了對歷史疾控數(shù)據(jù)的管理，錄入和移除，包括了數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)移除、其他信息獲取這樣四個模塊。選址分析子系統(tǒng)主要是有疾控中心、站、點的建設地址，疾控中心、站、點區(qū)的實時信息反饋等功能。選址分析子系統(tǒng)利用 GIS 分析的搬遷，和zdims4.5 接口，對疾病預防與控制方面有重要作用。2.4.4 移動巡查模塊移動巡查模塊主要是針對疾控巡查設計，在這

16、樣一個互聯(lián)網(wǎng) 2.0 時代，單純的信息發(fā)布與接收一個不能滿足用戶需求與時代發(fā)展，而是需要一個有效交互的。移動巡查在安卓端主要包括數(shù)據(jù)查詢、巡查任務顯示、可疑點信息上傳這樣四個方面?？梢怨┭膊檫M行數(shù)據(jù)獲取，了解自己的巡查任務，并且將可疑點進行上傳。在 Web 端主要有可疑信息反饋，用戶問題反饋等接口。Web 端的可疑信息反饋，可以實現(xiàn)動態(tài)刷新巡查的反饋信息，并在地圖上圖文并茂的進行標注，用戶問題反饋主要是通過醫(yī)院評價等等，建立熱點問題云，以供使用者對重點信息進行關注。2.4.5 輔助功能模塊該模塊提供系統(tǒng)搜索功能、系統(tǒng)幫助文檔、熱點以及天氣預報等輔助信息。12技術支持3.系統(tǒng)功能設計3.1 基礎

17、功能模塊基礎功能模塊主要實現(xiàn)疾控 GIS 的基本功能，包括圖層數(shù)據(jù)目錄、疾控信息查詢、疾控狀況查詢、添加疾控要素、位置信息顯示等功能。其基本結構如下圖所示：1）圖層數(shù)據(jù)目錄主要是對前地圖容器下圖層的顯示、激活、隱藏等的控制操作。2）疾控信息查詢，包括疾控信息檢索、幾何查詢、條件查詢、復合查詢這樣五種查詢方式，以滿足用戶在不同使用狀況下的信息獲取。另外查詢結果以表單的形式進行展示，并且可以對查詢結果進行餅圖或者柱形圖等圖形的構建。3）疾控狀況查詢，包括服務范圍查詢、空間關系查詢、距離或者面積的測量、疊加分析、裁剪分析等功能。服務范圍查詢，可以實現(xiàn)對不同疾控中心、站、點的服務范圍的查詢；空間關系查

18、詢可以對不同地物的空間拓撲關系進行判斷；距離或者面積測量可以實現(xiàn)距離或者面積的測量；疊加分析和裁剪分析則應用GIS 空間分析方法對，圖層進行疊加或者裁剪等操作。13技術支持4）添加疾控要素，包括臨時要素添加、固定要素添加。臨時要素添加，提供了七種不同形狀的點、六種不同形式的線、七種不同形式的面以及手繪線、面這樣多種選擇，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇不同形式的幾何在地圖上進行添加；固定要素添加，可以實現(xiàn)對固定位置，比如居民區(qū)、河流等空間要素的添加，以及對其屬性的輸入。5）位置信息顯示，可獲取圖層內(nèi)鼠標所在的位置信息，主要包括對屏幕坐標和空間坐標的顯示?；A功能模塊借助 MapGIS 提供的 Fle

19、x zdims4.5 的接口庫，方便的在原有組件的基礎上進行了二次開發(fā)，開發(fā)出來切合疾控 GIS 需求的基礎功能，具有多樣性和可選擇性，為互聯(lián)網(wǎng) 2.0 時代的個性化發(fā)展提供了有力支持。3.2 時空模型演示模塊該模塊主要借助空間分析和數(shù)學建模的方法，利用時空 GIS 和疾病與預防的相關知識建立的。模塊由三部分組成：擴散模擬模型、救援路線演練模型、高危人群分布熱力模型。3.2.1擴散模擬模型1）設計背景隨著城市環(huán)境問題的日益嚴重，各種傳染性疾病尤其是流感的頻繁爆發(fā)，高密度的建筑群內(nèi)的環(huán)境安全問題也日漸突出。對于傳染病模型，可以在較一般的情況下，分析受人數(shù)的變化規(guī)律。但由于人們不可能通過試驗來取得

20、傳染病流行的數(shù)據(jù)，實際的傳染病流行的觀測往往也不完整和不充分，通常主要是依據(jù)機理分析的方法來建模，利用有關計算機的知識求解。當傳染病爆發(fā)或因、火災等自然引起的發(fā)生時，根據(jù)的危害性（如速度、介質、致病率、致死率等）及環(huán)境狀況（如季節(jié)、風向、地勢等）來確定控制方案，為預防和控制傳染病蔓延創(chuàng)造條件，對最大程度減少受影響范圍、降低傷亡和經(jīng)濟損失是極其關鍵的。14技術支持2）模型確定考慮地區(qū)總人數(shù)不變，人群被分為五類：確診患者、疑似患者、治愈者、死亡和正常人，再將這幾類分為可傳染性和不可傳染性兩種。找出時間內(nèi)正常人數(shù)的變化、時間內(nèi)潛伏期數(shù)的變化、時間內(nèi)確診患者人數(shù)的變化、時間內(nèi)退出的人數(shù)的變化、時間內(nèi)疑

21、似患者人數(shù)的變化等關系建立微分方程模型，同時考慮風向、季節(jié)等環(huán)境對于速度及擴散方式的影響，得到擴散與的控制模型，再根據(jù)此模型建立擴散模擬模型。例如，根據(jù) SARS方程模型。利用數(shù)學的特性，建立了 SARS求解了此建立的 SARS的常微分的常微分方程模型，畫出了有關的圖形。利用相軌線性質，了 SARS的常微分的影響程度，描述了 SARS方程模型解的有關性質以及各種變量對的整個過程，了 SARS的期，對 SARS的預防控制提供了有關的數(shù)學模型理論。又例如，在調(diào)研國內(nèi)外相關領域成果的基礎上，建立了基于 k-RNG、LES和 DPM 模型的室外和室內(nèi)外微生物污染擴散模型，模擬了無風速、平均風速和自然風

22、速等典型條件下的污染物擴散，成果為突發(fā)性事故發(fā)生時的安全途徑提供了科學依據(jù)（自然風速場下微生物氣溶膠的室內(nèi)外擴散與風險研究，劉2010）。偉，擴散模擬模型是在以上模型研究的基礎上結合本系統(tǒng)的特點要求，根據(jù)疾病傳染擴散相關規(guī)律，建立時空 GIS 分析的 SIR 模型，可以在專業(yè)輸入疾病爆發(fā)條件（疾病類型、方式、速度、致病率、致死率以及爆發(fā)點的密度、地勢地形、風向，還有爆發(fā)的季節(jié)）后，可以建立疾病的區(qū)域，治數(shù)、人數(shù)、面積等模擬結果。其中治數(shù)和人數(shù)是通過疾病的 SIR 方法建立模型設計算法計算的，區(qū)域顯示已經(jīng)面積等是通過“八方向”微圓的方法實現(xiàn)的。15技術支持SIR 模型的建模。假設總人數(shù) N 短期

23、不變，人群分為健康者、和病患免疫的移出者三類，成為 SIR。三類人在總人數(shù) N 中占的比例分別記作 s(t)，i(t)和 r(t)（其中 t 為時間）。假設的日接觸率為 ，日治愈率為 ，則傳染期接觸數(shù)為 = /顯然 s(t)+i(t)+r(t)=1，根據(jù)假設，每個每天可使 s(t)個健康者變?yōu)?，因為?shù)為 Ni(t)，所以每天共有 Ns(t)i(t)個健康者被，則 Nsi 就是病人數(shù) Ni(t)增加率；每天被治愈的數(shù)占總數(shù)的比例為常數(shù) ，被治愈后仍可以被為健康者，顯然 1/ 是這種傳染病的平均傳染期。不難看出如果只考慮 SI 即健康者和，有如下關系：didtNNsiNi當引入免疫移出者時N dr

24、 Nidt由上述計算方程，再假設一開始的健康者和的比率分別是 s0 和i0 可以得到 SIR 模型的總數(shù)學模型方程可以寫成 di0) sii dt0利用這個模型可以實現(xiàn)對治(0) s0數(shù)的求解，如果將致病率換成致死率，并且將免疫移出者這樣一個變量去掉，則可以實現(xiàn)人數(shù)的求解。16技術支持“八方向微圓”對形式的模擬。對形式主要采用微分的方式進行的，這里的疾病形式主要有經(jīng)空氣、經(jīng)水、蟲媒、土壤、垂直這樣幾種形式，當不存在外力作用時，微圓按照自己的擴散驅動力向外擴散，當存在外力作用時會按照合力方向進行擴散，比如經(jīng)空氣的疾病，在風力的作用下導致在上風向難以擴散，在下風向容易擴散；經(jīng)水的疾病難以向高地勢的

25、區(qū)域擴散，容易向低地勢的區(qū)域擴散；蟲媒的疾病則和積極有關，夏季容易，冬季。爆發(fā)點位置微圓位置微圓自身驅動力方向沒有外力作用時，微圓按照，自身的擴散驅動力進行擴散，擴散速率由設定值影響，如左圖所示。爆發(fā)點位置微圓位置微圓外力和自身驅動力合力方向外力作用方向在存在外力的作用下，微圓運動方向收到自身驅動力和外力兩種力的作用方向則按照這種力的合力方向示。，如右圖所17技術支持vforcevin微圓位置微圓外力和自身驅動力合力方向微圓自身驅動力方向微圓在外界力作用方向vout外力作用方向vforcevinvout對于兩個向量合向量22c o s vvv2 vvforceinoutinout這樣就可以計算

26、出每個微圓在外力作用下的方向和速度。利用速度和方向可以對區(qū)域進行顯示，對數(shù)量進行計算得出。接下來將進行區(qū)域面積的計算：爆發(fā)點位置微圓位置疾病方向外力作用方向對區(qū)域面積的計算可以通過對微圓間的中心連線多邊形。利用公式，即利用多邊形的邊長對面積進行求解。3.2.2 救援路線演練模型救援路線演練模型。對于疾控服務機構，對于救援車輛的調(diào)度管理是非常重要的，有效的制定救援路線則更加重要。救援路線演練模型就是在這種背景下做成的。救援路線模擬模型，主要是以 GIS 網(wǎng)絡分析為基礎，采用網(wǎng)絡分析中的最短路徑的算法進行實現(xiàn)的。18技術支持本模型是基于中地數(shù)碼提供的Flex zdims4.5 接口的網(wǎng)絡分析組件為

27、核心，進行建立的。在此基礎上進行二次開發(fā)，將救援更貼切于疾控方面的應用。算法實現(xiàn)上主要是通過網(wǎng)絡數(shù)據(jù)中的節(jié)點方式實現(xiàn)的，這里就不進行詳細介紹。另外，還可以設置不適宜通行路線，對擁堵、損壞、顛簸的路線進行排除，以此可以實現(xiàn)更加有效的疾控救援。3.2.3 潛在高危人群熱力分布模型高危人群分布熱力模型。模型包危人群熱力分布查看、歷史高危人群分布查看和高危人群分布。1）設計背景在決策和科學研究中經(jīng)常需要知道的詳細分布情況，比如幾個縣交界地區(qū)水災，要估計受災范圍的數(shù)以制定相應的救援方案，如果用平均數(shù)，這時就需要知道的詳細分布,有密度去計算就不能得到準確的了的詳細分布就能比較準確地計算出受災的數(shù)，要模擬的

28、詳細分布,就是要模擬出密度空間連續(xù)分布模型。2）模型確定首先提取不同年份城市密度的空間分布數(shù)據(jù)；然后根據(jù)分布的曲線特征對各種可能出現(xiàn)的數(shù)學模型進行擬合、比較，Clark 模型是所有密度方程中使用最廣的，分布服從 Clark 模型的修正形式加冪指數(shù)模型；借助模型參數(shù)進行城市增長及其空間動力學分析，發(fā)現(xiàn)反映信息熵的約束參數(shù)波動升高、漸次近于 1，從而揭示：開放以來，隨著城市演化過程中自組織能力的加強以及郊區(qū)化的發(fā)展，城市空間復雜性程度增高，城市內(nèi)各功能單元的效用增強，城市的空間結構進一步趨向新的有序狀態(tài)。由此建立潛在高危人群熱力分布模型，為估計受災范圍的數(shù)以制定相應的救援方案提供依據(jù)。19技術支持

29、高危人群熱力分布查看主要是依據(jù)巡查（安卓端）對高危人群（易感人群、疾病潛伏期人群等）進行統(tǒng)計，并將數(shù)據(jù)上傳回管理中心，由系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行分析，并將熱點區(qū)域進行展示，對主要熱力區(qū)域以的形式進行文字描述，還以熱力圖的形式進行展示；歷史高危人群分布查看，可以進行歷史高危人群變遷的一個展示，基于歷史數(shù)據(jù)，對城市高危人群從 1980 年到 2015 年的變遷的熱力圖進行展示；高危人群分布，利用歷史的數(shù)據(jù)，進行多項式擬合，進而可以按照推測高發(fā)點的未來可能出現(xiàn)的地點，進而可以起到及時防御作用。如下圖所示，就是對一個高危人群的高發(fā)點的一個中心的歷史數(shù)據(jù)，進行一個多項式擬合，利用這個擬合多項式，可以對接下來高危中

30、心點移動方向進行一個判斷。擬合多項式如下：107 22.5013770933.3 子系統(tǒng)模塊在疾病預防與控制中，疾控資料的有效管理和疾控機構的建設是非常重要的兩個方面，系統(tǒng)為了能更好的進行綜合服務，將疾控資料的管理和疾控機構的建設兩項單獨拿出分別建立了管理子系統(tǒng)和選址分析子系統(tǒng)。20技術支持3.3.1管理子系統(tǒng)管理子系統(tǒng)實現(xiàn)了對歷史疾控數(shù)據(jù)的管理，錄入和移除，包括了數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)移除、其他信息獲取這樣四個模塊。其系統(tǒng)結構圖如下所示：疾控就診（錄入/移除）查詢查詢按 ID疾控醫(yī)療器材情況查詢（錄入/移除）錄入按地理位置管理子系統(tǒng)移除疾控在職情況批量查詢（錄入/移除）其他信息疾控接種情況

31、查詢（錄入/移除）國家網(wǎng)其中對于查詢、錄入、移除的每一個功能，都有通過 ID、地理位置、批量的形式分別進行就診患者、醫(yī)療器材、在職情況、接種這樣四種情況的查詢，錄入或者移除。這樣就是 36 種案管理中的分類性，復雜性的特點。每一種，功能豐富多樣，符合了檔采用了 flex 與 C#交互的形C#寫的SQL Sever 數(shù)據(jù)庫的服務，將 SQL Sever 數(shù)據(jù)式，通過的數(shù)據(jù)進行查看。這里需要解釋的是對于批量處理的形式，在批量查詢和移除主要是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)進行多條信息的查詢顯示和移除。而批量錄入主要是在疾控操作下將 excel 表格里的數(shù)據(jù)批量導入到 SQL Sever 數(shù)據(jù)，方便操作。其它信息主要

32、是指對國家網(wǎng)的，可以及時獲得國家管理政策，使系統(tǒng)更具有實時性。3.3.2 選址分析子系統(tǒng)1）設計背景21技術支持隨著城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的推進，城鄉(xiāng)居民日益增長的衛(wèi)生資源需求與城鄉(xiāng)醫(yī)療設施供給短缺之間的越來越突出。與此同時，結構的變化、人們健康觀念的改變、醫(yī)療保障水平的提高，對城鄉(xiāng)衛(wèi)生資源的需求也有所變化。醫(yī)療機構作為城鄉(xiāng)醫(yī)療衛(wèi)生資源的重要保障，現(xiàn)有的醫(yī)療機構空間布局已經(jīng)不能滿足人們的實際需求。同時，醫(yī)療衛(wèi)生資源的數(shù)量和質量的配置以及空間布局的合理性也體現(xiàn)著公平性和效率，影響著患者就醫(yī)的便利程度。因此，分析目前衛(wèi)生資源空間分布的現(xiàn)狀，找到適宜于人們需求的合理衛(wèi)生資源空間布局，解決資源過剩和資源短缺的不

33、平衡問題，已成衛(wèi)生資源配置研究的當務之急。（基于 GIS 空間分析的醫(yī)院布局研究，徐飛龍）2）子系統(tǒng)詳細介紹選址分析子系統(tǒng)主要是有疾控中心、站、點的建設地址，疾控中心、站、點的搬遷，區(qū)的實時信息反饋等功能。選址分析子系統(tǒng)利用 GIS 分析和zdims4.5 接口，對疾病預防與控制方面有重要作用。選址分析子系統(tǒng)的系統(tǒng)結構圖如下：基礎工具箱選址分析功能待選點確定待選點選址分析子系統(tǒng)搬遷分析功能定點分析搬遷方案擬定不恰當分布查看區(qū)監(jiān)察功能公共場所查看居民區(qū)查看路段查看統(tǒng)計圖表分析22技術支持在選址分析子系統(tǒng)中，基礎工具箱主要是集成了主系統(tǒng)中的各種 GIS 操作工具，主要有圖層控制工具、信息查詢工具、

34、空間分析工具、圖層編輯工具、視圖分析工具、圖形繪制工具以及坐標拾取工具等等。由于將選擇分析單獨拿出來做成一個分系統(tǒng)，因此 GIS 的基礎工具是必須的。（1）選址分析功能選址分析功能主要是對需要疾控機構的區(qū)域進行疾控點的選取，并對多對選取點進行分析，對每個待選點進行評價。功能的執(zhí)行步驟如下：盲區(qū)參數(shù)確定否盲區(qū)的顯示、刪除、定位、重新選取否系統(tǒng)人工是是疾控機構待選點P1 P2 疾控機構待選點P1 P2 是是待選點登記交通能力造價名稱位置地質待選點得出不同待選點優(yōu)劣情況23技術支持盲區(qū)疾控服務盲區(qū)顯示對于選址分析功能，首先是對城市內(nèi)目前的居民區(qū)范圍和疾控機構的范圍進行一個顯示，將在疾控機構影響外的居

35、民區(qū)范圍進行參數(shù)確定，確定出盲區(qū)的面積、數(shù)量、最大、最小、以及盲區(qū)名稱和盲區(qū)。然后對盲區(qū)進行，判斷出盲區(qū)內(nèi)一組合適的待選點。盲區(qū)分為系統(tǒng)和人工兩種。系統(tǒng)主要通過參數(shù)確定時的盲區(qū)的邊界的各個坐標，判斷其幾何中心。具體公式如下：其中 x1,x2,x3表示盲區(qū)邊界經(jīng)度，y1,y2,y3表示盲區(qū)邊界緯度，x0,y0 表示多邊形幾何中心。nn xi i 1n yi i1nx0 y0然后將幾何中心作為疾控機構的待選點，然后通過盲區(qū)范圍和各類型疾控機構的代價判斷建設疾控機構的類型以及數(shù)量。比如對于面積較大的區(qū)域，如果一所疾控中心的代價小于兩所疾控站的代價，則建立一所疾控中心。如果一所疾控中心的代價大于兩所疾

36、控站的代價，則建立兩所疾控站。人工就是通過人工選點，在盲區(qū)內(nèi)選擇合適的位置。然后對待選點進行登記，就是錄入各個待選點的詳細情況，包括待選點、待選點名稱、所屬盲區(qū)、待選點類型、待選點經(jīng)度、待選點緯度、交通道路情況、工程造價、占地面積、地質環(huán)境情況、疾控能力情況這樣多種參考。其中地質環(huán)境情況，又有黏土層厚度、水埋深、黏土層滲透性、地層構造穩(wěn)定性、下伏石灰?guī)r情況五個；疾控能力情況又有數(shù)量、預計日接診量、設備投入三個。經(jīng)過對交通道路情況、工程造價、占地面積、地質環(huán)境情況、疾控能力情況的權值設定，對每個待選點進行評分，進而得出各個待選點的優(yōu)劣情況，起到選擇的作用。（2） 搬遷分析功能搬遷分析功能，是對分

37、布不合理的疾控機構進行搬遷，由于疾控中心和疾控站的建筑成本較高，搬遷更為復雜，因此這里的搬遷主要是對分布不合理的疾控點進行搬遷。其功能的執(zhí)行步驟如下：24技術支持不恰當分布小區(qū)查看分布過剩居民 分布居民距離最近居民區(qū)定點分居民區(qū)距離 判斷低于服務效率指標 3居民區(qū)內(nèi)疾 控點服務效 搬遷分析首先對數(shù)據(jù)庫中居民區(qū)數(shù)據(jù)進行匹配計算，將居民區(qū)對疾控點的需求量和對疾控點的實際擁有量進行匹配，如果擁有量大于需求量，即分布過剩。如果需求量大于擁有量，即分布。搬遷分析功能就是將分布過剩的居民區(qū)里的效率較低的疾控點合理搬遷到距離最近的分布的居民區(qū)里，如果距離最近的分布不足的居民區(qū)以及達到分布合理，就開始判斷接下

38、來距離最近的分布的居民區(qū)。（3）區(qū)監(jiān)察功能區(qū)監(jiān)察功能主要是實時爆發(fā)點的區(qū)的變化，并動態(tài)顯示隔離區(qū)的范圍，以及的路線、居民地、公共場所，并將以及疾控的費用、區(qū)域面積和患者數(shù)量以統(tǒng)計圖的形式進行顯示區(qū)監(jiān)察功能主要是依靠疊加分析進行的，將區(qū)域和道路圖層、居民地圖層和公共場所圖層進行疊加實現(xiàn)。3）設計原則25技術支持本系統(tǒng)采用多準則決策分析模型與 GIS 相結合來對疾控中心（站、點）空間布局進行選址優(yōu)化。多準則決策分析模型能綜合考慮影響醫(yī)院選址的交通、人，結合 GIS 強大的空間數(shù)據(jù)處理、模型建立與運算、口分布、資源配置等專題地圖顯示、圖形圖像交互操作等功能，可以方便靈活地實現(xiàn)多決策分析模型，并將結果

39、以非常直觀的方式顯示出來多準則決策分析的問題是怎樣整合多條準則，使之成為一個單指標，從而建立一個綜合評價模型。簡單法是在結合 GIS 的多準則分析中，使用最多、最流行的決策發(fā)展，其基本原理是基于 GIS 數(shù)據(jù)圖層與對應的權重相乘，然后對后的準則圖層進行邏輯疊置操作，得到一個結果圖層，這個圖層即期望得到的綜合評價模型。由于醫(yī)院是一種公共服務性的資源，因此它的選址需要遵循公平性和效益性原則，此外對投入也應該遵循最小化的標準。所以，為了更好的讓管理者實現(xiàn)地址的選擇，系統(tǒng)采用權值設定的設計原則，對各個待選點進行優(yōu)劣分析。3.4 移動巡查模塊移動巡查模塊主要是針對疾控巡查設計，在這樣一個互聯(lián)網(wǎng) 2.0

40、時代，單純的信息發(fā)布與接收一個不能滿足用戶需求與時代發(fā)展，而是需要一個有效交互的。移動巡查模塊的系統(tǒng)結構圖如下：巡查移動端Web 端接口數(shù)查詢?nèi)蝿湛梢尚畔⑸蟼饕苿佣诵畔⒎?據(jù)查詢數(shù)據(jù) 庫任務安排可疑點地圖顯 用戶醫(yī)院就診評價評價用戶就診反饋熱點云就診評價問題提問26技術支持移動巡查在安卓端主要包括數(shù)據(jù)查詢、巡查任務顯示、可疑點信息上傳這樣四個方面?？梢怨┭膊檫M行數(shù)據(jù)獲取，了解自己的巡查任務，并且將可疑點進行上傳。在 Web 端主要有可疑信息反饋，用戶問題反饋等接口。Web 端的可疑信息反饋，可以實現(xiàn)動態(tài)刷新巡查的反饋信息，并在地圖上圖文并茂的進行標注，用戶問題反饋主要是通過醫(yī)院評價等等，建立熱

41、點問題云，以供使用者對重點信息進行關注。3.5 輔助功能模塊除了主系統(tǒng)和子系統(tǒng)的各種功能，為了體現(xiàn)系統(tǒng)的人性化，加強系統(tǒng)的服務功能，特開發(fā)了輔助功能模塊，輔助功能模塊提供搜索疾控中心信息功能、系統(tǒng)幫助文檔、熱點以及天氣預報。1）搜索輔助功能搜索輔助功能，方便用戶快捷的實現(xiàn)對疾控中心、疾控站、疾控點的搜索、定位、以及詳細信息。在搜索到某一疾控機構的時候，點擊地圖上標注可以到此疾控機構的網(wǎng)頁。2）系統(tǒng)幫助文檔系統(tǒng)幫助文檔主要有版本信息、功能介紹、基礎操作、問題反饋四個幫助信息。提供用戶對不了解信息的查詢。此外還能進行郵件的發(fā)送，向系統(tǒng)開發(fā)團隊發(fā)送問題。3）熱點熱點主要以展示的形式對熱點進行展示，讓

42、用戶了解到各個疾控機構的熱播。4）天氣預報天氣預報主要提供一周的天氣信息、溫度、風向等等。27技術支持4.數(shù)據(jù)庫設計4.1 數(shù)據(jù)庫調(diào)用關系本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫主要包括 MapGIS 10 的空間數(shù)據(jù)庫和 SQL Server 兩種數(shù)據(jù)庫。MapGIS 10 空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)交互主要通過 zdims 4.5 接口庫實現(xiàn)系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)交互的；SQL Server 數(shù)據(jù)庫調(diào)用服務主要采用 VS 中 ASP.NETWeb 服務應用程序構建服務，然后用 Flex 請求服務依次實現(xiàn)對 SQLServer 的交互。數(shù)據(jù)庫調(diào)用關系圖如下所示：輔助功能幫助搜索MapGIS 空間數(shù)據(jù)庫天氣圖層數(shù)據(jù)目錄公共場所圖層道

43、路網(wǎng)圖層居民區(qū)圖層疾控信息查詢疾控機構圖層主系統(tǒng)結果顯示疾控狀況查詢空間分析疾控要素添加疊加分析路徑分析救援路線演練SIR 模型移動端數(shù)據(jù)搬遷算法SQLServer數(shù)據(jù)庫選址算法錄入移除查詢Windows 編程批處理28技術支持管理子系統(tǒng)高危人群熱力圖工具箱區(qū)實時選址子系統(tǒng)搬遷分析選址分析擴散模擬通過以上關系圖，可以詳細查看各個功能或者算法對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)調(diào)用，清晰明了。具體的文字描述，這里將不再進行。4.2 數(shù)據(jù)字典4.2.1 數(shù)據(jù)項下面將對所有數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)項進行羅列說明。29技術支持數(shù)據(jù)項序號數(shù)據(jù)項名數(shù)據(jù)項含義說明別名數(shù)據(jù)類型長度1ID（疾控中心）疾控中心的標識OIDChar112名稱(疾

44、控中心)疾控中心的名稱centerNameChar203地址（疾控中心）疾控中心所在地址Char204（疾控中心）疾控中心Char305工作時間（疾控中心）疾控中心工作時間Char306日接診量（疾控中心）疾控中心平均接診量7數(shù)量（疾控中心）疾控中心在職數(shù)量8可調(diào)度救援車輛（疾控中心）疾控中心可以調(diào)用的救援車輛1ID（疾控站）疾控站的標識OIDChar112名稱(疾控站)疾控站的名稱standNameChar203地址（疾控站）疾控站所在地址Char204（疾控站）疾控站Char305工作時間（疾控站）疾控站工作時間Char306日接診量（疾控站）疾控站平均接診量7數(shù)量（疾控站）疾控站在職數(shù)量

45、8可調(diào)度救援車輛（疾控站）疾控站可以調(diào)用的救援車輛9所屬疾控中心此疾控站所屬的疾控中心Char301ID(疾控點)疾控點的標識OIDChar112名稱（疾控點）疾控站的名稱poNameChar203所屬疾控站此疾控點所屬的疾控站Char2030技術支持4日接診量（疾控點）疾控點平均接診量5數(shù)量（疾控點）疾控點在職數(shù)量1ID（居民地）居民地的標識OIDChar32名稱（居民地）居民地名稱Char203地址（居民地）居民地地址Char204所需疾控點數(shù)量居民地應該擁有的疾控點數(shù)量5擁有疾控點數(shù)量居民地實際擁有的疾控點數(shù)量6狀態(tài)擁有量與所需量的匹配1ID(待選點)待選點唯一標識OIDChar42名稱

46、（待選點）待選點名稱Char203所屬類型（待選點）待選點是疾控中心、站、點Char204道路交通待選點交通情況5地質情況待選點地質情況6占地面積待選點占地面積7工程造價待選點工程造價8疾控能力待選點疾控能力1工作號（巡查）巡查的標識OIDChar202（巡查）巡查的Char203（巡查）巡查的Char204 時間（巡查）巡查上傳信息的時間Char205地點（巡查）巡查上傳信息的地點Char506內(nèi)容（巡查）巡查上傳信息的內(nèi)容Char4007資料（巡查）巡查上傳信息的Image501隨機號（患者）患者標號Char202（患者）患者Char203（患者）患者Char204時間（患者）患者平均時間

47、Char205類型（患者）患者就診類型Char206地點（患者）患者評價地點Char507內(nèi)容（患者）患者平均內(nèi)容Char4008（患者）患者Char209問題（患者）患者提問Char4004.2.2數(shù)據(jù)結構接下來將對數(shù)據(jù)表里的數(shù)據(jù)結構以表格的形式進行闡述。這里的數(shù)據(jù)結構主要以疾控中心、疾控站、疾控點、居民區(qū)、公共機構、待選點、巡查、患者、城市道路線這樣 9 個。而對于一些小的數(shù)據(jù)結構，比如資訊、天氣等，些只有一個組成成分，這里將不再闡述。31技術支持數(shù)據(jù)結構序號數(shù)據(jù)結構名含義說明組成1疾控中心疾控一級機構ID、名稱、地點、工作時間、日接診量、數(shù)量、可調(diào)度救援車輛數(shù)量2疾控站疾控二級機構ID、

48、名稱、地點、所屬疾控中心、工作時間、日接診量、數(shù)量、可調(diào)度救援車輛數(shù)量3疾控點疾控三級機構ID、名稱、地點、所屬疾控站、工作時間、日接診量、數(shù)量4居民區(qū)人群居住的地區(qū)ID、名稱、地點、擁有疾控點數(shù)量、需要疾控點數(shù)量、狀態(tài)5公共機構旅游景點、學校、商場ID、名稱、地點、人流量5待選點等待選擇建造疾控機構的點ID、名稱、地點、待建類型、道路交通、地質情況、占地面積、工程造價、疾控能力疾控巡查ID、時間、地點、內(nèi)容、資料6巡查參與疾控治療的人ID、時間、地點、平均內(nèi)容、問題、就診類型7患者8城市道路線城市道路信息ID、名稱、方向疾控機構在職ID、所示疾控機構、工資、職位9疾控機構的醫(yī)療器械ID、名稱

49、、數(shù)量、代價、生產(chǎn)10醫(yī)療器械4.2.3 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流主要是對系統(tǒng)操作過程中對數(shù)據(jù)庫的的數(shù)據(jù)流向。主要分為數(shù)據(jù)流名稱、說明、數(shù)據(jù)流來源、去向、組成五個部分。數(shù)據(jù)流表格如下所示：注：這里的疾控機構數(shù)據(jù)表是在疾控中心、疾控站、疾控點三種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表，為了方便表示，進行合并描述。32技術支持數(shù)據(jù)流序號數(shù)據(jù)流名說明數(shù)據(jù)流來源數(shù)據(jù)流去向組成1查詢疾控機構信息查詢疾控中心、站、點的屬性信息疾控機構數(shù)據(jù)表疾控信息查詢搜索疾控機構2查詢道路網(wǎng)對城市道路網(wǎng)進行路徑分析道路網(wǎng)數(shù)據(jù)表救援路線演練城市道路網(wǎng)3查詢居民區(qū)、公共機構對居民區(qū)、公共機構進行疊加信息查詢居民區(qū)、公共機構數(shù)據(jù)表區(qū)實時監(jiān)察居民區(qū)、公共機構對疾控機構、工作人員、患者、醫(yī)療器械進行查詢疾控機構數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)表、患者、醫(yī)療器械查詢疾控機構、 患者、醫(yī)療器械4查詢5查詢待選點對待選點進行選址分析、生成選址方案待選點數(shù)據(jù)表選址分析待選點6查詢居民區(qū)對居民區(qū)內(nèi)疾控點 需求進行搬遷分析，生成搬遷方案居民區(qū)數(shù)據(jù)表搬遷分析居民區(qū)7查詢巡查對巡查反饋信息進行巡查實時信息可疑點顯示巡查信息信息8變更疾控機構信息對疾控機構進行搬遷、刪除、更改疾控機構數(shù)據(jù)表添加疾控要素疾控機構9對進行信息的添加、修改、刪除錄入、刪除變更信息10變更患者信息對患