城市衛(wèi)生安全應(yīng)急管理技術(shù)調(diào)研報(bào)告

從國(guó)內(nèi)城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀出發(fā)，指出城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè)的核心要?jiǎng)?wù)是集成現(xiàn)有的衛(wèi)生信息系統(tǒng)、消除衛(wèi)生信息孤島、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交換；并提出了城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集類(lèi)型和業(yè)務(wù)支持部門(mén)。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一個(gè)基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、以gis為應(yīng)急響應(yīng)支持平臺(tái)、能統(tǒng)一管理信息、可與其他電子政務(wù)系統(tǒng)互連互通的城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，并詳細(xì)闡述了各業(yè)務(wù)模塊的基本功能和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)方法。

1 引言

公共衛(wèi)生事件是一種極具破壞力的自然或人為災(zāi)害。近年來(lái)，由于人口持續(xù)增長(zhǎng)、城市盲目擴(kuò)張、工業(yè)高度密集，資源環(huán)境破壞，人與人的安全衛(wèi)生距離不斷縮小，使預(yù)防公共衛(wèi)生事件的形勢(shì)日趨嚴(yán)峻 。因其具有復(fù)雜性和不確定性，使預(yù)測(cè)、預(yù)警與應(yīng)急管理成為有效預(yù)防、及時(shí)控制和消除公共衛(wèi)生事件及其危害的重要手段，并引起研究者的普遍關(guān)注。如熊光魁 等研究了救災(zāi)防病應(yīng)急反應(yīng)專(zhuān)家管理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用；潘海東等 提出了構(gòu)建國(guó)家級(jí)公共衛(wèi)生應(yīng)急系統(tǒng)的思路；王平 、杜江等 設(shè)計(jì)了基于web gis的公共衛(wèi)生安全監(jiān)督與控制系統(tǒng)方案；杜鵬等 基于模型分析規(guī)劃了公共衛(wèi)生事件監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)；李琦等 在北京市傳染性非典型肺炎分析決策支持系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出了城市突發(fā)公共衛(wèi)生疫情分析與決策系統(tǒng)的構(gòu)建方法。這些思路和方案從不同角度對(duì)系統(tǒng)功能模塊、體系結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)模型等做了較為詳細(xì)的闡述，對(duì)豐富公共衛(wèi)生事件應(yīng)急管理系統(tǒng)的應(yīng)用功能，促進(jìn)地區(qū)公共衛(wèi)生信息化建設(shè)有積極作用。但有關(guān)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍、系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)類(lèi)型，以及系統(tǒng)支持部門(mén)等問(wèn)題尚未明確提出，特別是如何處理公共衛(wèi)生領(lǐng)域各部門(mén)現(xiàn)有的信息系統(tǒng)長(zhǎng)期以來(lái)一直被忽視。這些信息系統(tǒng)建于不同時(shí)期，采用不同軟件平臺(tái)和數(shù)據(jù)格式，系統(tǒng)之間的衛(wèi)生數(shù)據(jù)無(wú)法共享和交換，形成大量的衛(wèi)生信息孤島。另外，這些信息系統(tǒng)存有大量有價(jià)值的歷史和現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)，如果放棄它們，則需很大的重復(fù)投資，并造成不必要的浪費(fèi)，這與建立節(jié)約型社會(huì)的主題相違背。因此，集成先進(jìn)技術(shù)，整合城市現(xiàn)有衛(wèi)生信息資源，消除衛(wèi)生信息孤島，實(shí)現(xiàn)公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)的共享與交換，成為當(dāng)前城市公共衛(wèi)生應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè)的核心要?jiǎng)?wù)。

基于上述情況，在“十．五” 國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)計(jì)劃《區(qū)域可持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)研究與示范》延續(xù)項(xiàng)目“中小城市公共安全應(yīng)急系統(tǒng)技術(shù)集成” 的支持下，通過(guò)調(diào)查和分析廣州市公共衛(wèi)生信息系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用情況，本研究從新的視角提出了建設(shè)基于城市的公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)的技術(shù)方案。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2．1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)的建設(shè)是在城市現(xiàn)有公共衛(wèi)生安全體系下，圍繞城市公共衛(wèi)生信息化建設(shè)的總體目標(biāo)，綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)工程、衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)、人工智能、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、中間件、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，建立一個(gè)能快速、及時(shí)、準(zhǔn)確收集、存儲(chǔ)、處理突發(fā)公共衛(wèi)生事件信息和其他相關(guān)信息，并以超媒體(文字、聲音、影像等)方式顯示各類(lèi)信息和分析結(jié)果，為城市突發(fā)公共衛(wèi)生事件應(yīng)急處理機(jī)構(gòu)提供全過(guò)程、多層次信息服務(wù)和多種支持手段的應(yīng)急指揮和輔助決策系統(tǒng)。系統(tǒng)建設(shè)的最終目標(biāo)是將現(xiàn)有公共衛(wèi)生領(lǐng)域各業(yè)務(wù)部門(mén)相對(duì)獨(dú)立的操作型系統(tǒng)集成在一起，以基礎(chǔ)空間地理數(shù)據(jù)及各類(lèi)專(zhuān)題圖形數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，建立集中統(tǒng)一的公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和相應(yīng)的預(yù)警指標(biāo)、應(yīng)急預(yù)案等知識(shí)庫(kù)和模型庫(kù)；以數(shù)據(jù)上報(bào)一采集一管理一分析一決策一展示為主線(xiàn)，建立具有公共衛(wèi)生事件監(jiān)測(cè)預(yù)警、仿真預(yù)測(cè)、虛擬現(xiàn)實(shí)、指揮調(diào)度、信息發(fā)布等專(zhuān)業(yè)應(yīng)用功能的各子系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)，以提高突發(fā)事件應(yīng)急處理和指揮調(diào)度能力，為城市突發(fā)公共衛(wèi)生事件決策指揮提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。

2．2 系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)類(lèi)型與支撐單位

傳統(tǒng)的公共衛(wèi)生領(lǐng)域以傳染病防治為主要內(nèi)容，數(shù)據(jù)類(lèi)型單一；公共衛(wèi)生事件的應(yīng)急處理也主要由衛(wèi)生部門(mén)唱獨(dú)角戲。隨著社會(huì)進(jìn)步，公共衛(wèi)生安全的范圍變得越來(lái)越廣泛。因不合理飲食結(jié)構(gòu)、不良生活方式引發(fā)的慢性非傳染性疾病，因空氣、水源、噪聲、化學(xué)污染等環(huán)境危害引發(fā)的健康問(wèn)題，也正上升為公共衛(wèi)生問(wèn)題 。因此設(shè)計(jì)系統(tǒng)建設(shè)方案時(shí)，充分考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民健康與生命財(cái)產(chǎn)安全的需求，除衛(wèi)生監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、疫情監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)生資源數(shù)據(jù)等基本數(shù)據(jù)類(lèi)型外，環(huán)境衛(wèi)生數(shù)據(jù)、食品藥品衛(wèi)生數(shù)據(jù)、公共衛(wèi)生危險(xiǎn)因素?cái)?shù)據(jù)，以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、地理空間數(shù)據(jù)等一并列為系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)類(lèi)型(見(jiàn)表

1)。

城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)支持單位除醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)各部門(mén)外，把與數(shù)據(jù)供給和應(yīng)急管理有關(guān)的如環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品藥品監(jiān)督、質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督及公安、消防、交通等部門(mén)也列入系統(tǒng)支持單位(見(jiàn)表

2)。

2．3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)模型

城市公共衛(wèi)生應(yīng)急管理系統(tǒng)圍繞城市公 共衛(wèi)生安全構(gòu)建，在體系結(jié)構(gòu)上采用開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)之間都能容易地實(shí)現(xiàn)互連互通。其概念模型(如圖

1)從底層至頂層分為數(shù)據(jù)層、應(yīng)用服務(wù)層和用戶(hù)層3個(gè)層次。

數(shù)據(jù)層有分布數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)、信息采集和信息管理系統(tǒng)組成。在該層中，信息采集系統(tǒng)利用etl工具把存放在各業(yè)務(wù)部門(mén)異構(gòu)系統(tǒng)中的衛(wèi)生數(shù)據(jù)采集到公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中，并建立面向公共衛(wèi)生事件應(yīng)急管理的專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)集市。城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中存有大量基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，包括影像、地圖、氣候、人口、宏觀經(jīng)濟(jì)等。城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用是對(duì)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)的資源支持。

應(yīng)用服務(wù)層由面向事件的數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)、面向事件的gis(geographical information system)應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)平臺(tái)和專(zhuān)業(yè)應(yīng)用分析子系統(tǒng)三個(gè)功能子層組成。數(shù)據(jù)共享與交換平臺(tái)是系統(tǒng)各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，它以靈活的方式與數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)連接，為各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供基本的數(shù)據(jù)組織形式，并設(shè)有系統(tǒng)與其他應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)接的公共數(shù)據(jù)接口。

gis應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)城市公共衛(wèi)生突發(fā)事件應(yīng)急管理過(guò)程中所需的各種基礎(chǔ)性服務(wù)及平臺(tái)支撐，能為各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供通用的功能模塊，還可以在其上方便地構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)。該平臺(tái)本身具有強(qiáng)大的空間分析功能，并能把各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的分析結(jié)果展示出來(lái)。緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、dem(digital elevation mode

1)分析、疊置分析等屬于此層。

專(zhuān)業(yè)應(yīng)用分析子系統(tǒng)在繼承g(shù)is通用功能層的基礎(chǔ)上，針對(duì)城市公共衛(wèi)生應(yīng)急管理和決策需求，開(kāi)發(fā)出多種專(zhuān)業(yè)應(yīng)用模塊。其中知識(shí)管理和決策支持系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)知識(shí)庫(kù)和模型庫(kù)的管理，并把相應(yīng)的知識(shí)和規(guī)則運(yùn)用到信息采集、信息管理、監(jiān)測(cè)與預(yù)警、分析與預(yù)測(cè)、指揮調(diào)度等系統(tǒng)中；突發(fā)事件分析與預(yù)測(cè)系統(tǒng)針對(duì)事件特點(diǎn)和應(yīng)急管理需求對(duì)衛(wèi)生數(shù)據(jù)進(jìn)行多種分析，并根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)及專(zhuān)家知識(shí)對(duì)相關(guān)突發(fā)事件的危害程度進(jìn)行仿真模擬和預(yù)測(cè)，為控制事件發(fā)生提供輔助決策；突發(fā)事件監(jiān)測(cè)與預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)事先定義好的邏輯關(guān)系定期掃描檢查衛(wèi)生數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的異常現(xiàn)象發(fā)出預(yù)警；突發(fā)事件應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)通過(guò)gis應(yīng)急響應(yīng)服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)跨部門(mén)分散資源的統(tǒng)一調(diào)度；公共衛(wèi)生信息發(fā)布系統(tǒng)主要向公眾公布已經(jīng)或正在發(fā)生的公共衛(wèi)生事件的各類(lèi)信息。

用戶(hù)層主要將下層數(shù)據(jù)的分析結(jié)果以友好直觀的方式反饋給各個(gè)不同需求層次的用戶(hù)。整個(gè)系統(tǒng)從下到上互為基礎(chǔ)，互相作用。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

3．1 利用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心建設(shè)

城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)需要對(duì)分散在各部門(mén)異構(gòu)系統(tǒng)中的衛(wèi)生數(shù)據(jù)進(jìn)行集成分析，但由于各異構(gòu)系統(tǒng)的分散性、數(shù)據(jù)類(lèi)型的不一致性，以及一些歷史數(shù)據(jù)的離線(xiàn)等問(wèn)題，使目前這種以事務(wù)處理為主體的數(shù)據(jù)環(huán)境難以滿(mǎn)足公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的分析要求，因此網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的城市應(yīng)急管理系統(tǒng)需要建立獨(dú)立于應(yīng)用的數(shù)據(jù)環(huán)境和相應(yīng)的技術(shù)支持。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)是一種面向數(shù)據(jù)應(yīng)用的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，它提供集成化、歷史化的數(shù)據(jù)管理功能，支持綜合性的數(shù)據(jù)分析 。對(duì)城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)可為公共衛(wèi)生事件的監(jiān)測(cè)與預(yù)警、分析與預(yù)測(cè)、決策支持等子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的分析與處理創(chuàng)造良好的條件。

城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的創(chuàng)建過(guò)程遵循以下步驟：首先從各分布數(shù)據(jù)源系統(tǒng)中抽取有用的公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備區(qū)(如圖

2)，然后對(duì)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備區(qū)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換，并通過(guò)元數(shù)據(jù)映射后裝入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，再根據(jù)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理的具體需要建立專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)集市，其結(jié)果由前端各專(zhuān)業(yè)應(yīng)用子系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多種分析后展現(xiàn)。

3．2 利用中間件技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)應(yīng)用集成

城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)要在不同網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品、硬件平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等組成的異構(gòu)環(huán)境中運(yùn)行，同時(shí)還需支持多種應(yīng)用軟件和管理多種應(yīng)用系統(tǒng)。因此系統(tǒng)內(nèi)部各軟、硬件平臺(tái)之間、系統(tǒng)與其他電子政務(wù)系統(tǒng)之間要有可靠和高效的信息傳遞與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)支持。中間件(如圖

3)是基于分布式處理技術(shù)的一類(lèi)軟件，它介于應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件之間，既能解決客戶(hù)與服務(wù)器方的互聯(lián)，又能實(shí)現(xiàn)不同技術(shù)組件之間的集成 。

公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)的應(yīng)用集成分為系統(tǒng)內(nèi)部服務(wù)集成和系統(tǒng)外部服務(wù)集成，它們因功能不同對(duì)中間件的要求也不同。內(nèi)部服務(wù)集成需要整合長(zhǎng)期形成的大量遺留系統(tǒng)，共享不同平臺(tái)和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)間的數(shù)據(jù)資源；外部服務(wù)集成要求系統(tǒng)能自動(dòng)檢索到其他電子政務(wù)系統(tǒng)提供的相關(guān)服務(wù)，以構(gòu)成更為廣泛的公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理網(wǎng)絡(luò)。考慮城市已有公共衛(wèi)生信息管理系統(tǒng)、軟硬件支持臺(tái)的特點(diǎn)，及將來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)展和兼容等因素，在城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，將j2ee、web services、xml信息交換中間件集成應(yīng)用。其中j2ee標(biāo)準(zhǔn)用來(lái)解決服務(wù)器端應(yīng)用間跨平臺(tái)、數(shù)據(jù)異構(gòu)的集成及數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)；webservices用于系統(tǒng)的信息發(fā)布與獲取；信息交換中間件在內(nèi)外集成系統(tǒng)之間起到信息及功能的橋接作用 。

3.3利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行可視化顯示

公共衛(wèi)生事件不僅具有自身的屬性特征，更具有空 [5]間分布特點(diǎn)。基于地理信息系統(tǒng)技術(shù)的公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)是gis和其他各功能子系統(tǒng)的無(wú)縫集成，是地圖和空間分析在公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理中的具體應(yīng)用。gis強(qiáng)大的空間分析功能(如緩沖區(qū)分析、疊置分析、路徑分析、網(wǎng)絡(luò)分析等)以其可視化、實(shí)時(shí)化、動(dòng)態(tài)化等直觀的表現(xiàn)形式可廣泛應(yīng)用于隔離區(qū)設(shè)置(以傳染病為例)、疫區(qū)定位、疫情顯示、空問(wèn)傳播分析等方面 ，為管理部門(mén)迅速了解疫情傳播態(tài)勢(shì)，進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案生成、衛(wèi)生資源配置等提供實(shí)施平臺(tái)。

根據(jù)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，gis平臺(tái)采用c／s和b／s混合架構(gòu)。c／s架構(gòu)側(cè)重多角度空間數(shù)據(jù)分析，包括各種專(zhuān)題圖展示、路徑分析、緩沖區(qū)分析、插值分析等。b／s架構(gòu)除支持矢量地圖基本操作(如放大、縮小、平移、量測(cè)、圖元選擇、圖元查詢(xún)等)以外，還強(qiáng)調(diào)對(duì)地理相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析功能的支持，并能提供直觀和實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)展示。b／s架構(gòu)采用面向接口的設(shè)計(jì)風(fēng)格，無(wú)縫集成數(shù)據(jù)提取模塊和數(shù)據(jù)分析模塊，可方便擴(kuò)展到其他、 務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

本研究基于消除衛(wèi)生信息孤島，提高公共衛(wèi)生事件應(yīng)急管理水平和應(yīng)急預(yù)案的可操作性，構(gòu)建了以數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)為基礎(chǔ)、能統(tǒng)一管理信息、支持gis訪問(wèn)、可與其他應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)縫連接的城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)，體現(xiàn)了城市公共衛(wèi)生資源的有效整合和先進(jìn)技術(shù)的集成應(yīng)用。但城市公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。同時(shí)，普遍災(zāi)難途徑，即各類(lèi)突發(fā)事件的一體化管理將成為應(yīng)急管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 。因此，隨著社會(huì)進(jìn)步和對(duì)公共安全需求的增加，突發(fā)事件應(yīng)急管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍將會(huì)涵蓋整個(gè)城市公共安全領(lǐng)域，其服務(wù)功能也更加全面。本方案盡管在設(shè)計(jì)中充分考慮了系統(tǒng)的擴(kuò)展性和兼容性，但還需在實(shí)際應(yīng)用中不斷完善，以滿(mǎn)足日益發(fā)展的城市公共安全應(yīng)急管理需求。