國內城市公共衛生安全應急管理技術的調研報告
國內城市公共衛生安全應急管理技術的調研報告
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從國內城市公共衛生安全應急管理系統的研究和應用現狀出發，指出城市公共衛生安全應急管理系統建設的核心要務是整合現有的衛生資訊系統、消除衛生資訊孤島、實現資料共享與交換;並提出了城市公共衛生安全應急管理系統資料採集型別和業務支援部門。在此基礎上，構建了一個基於資料倉庫、以gis為應急響應支援平臺、能統一管理資訊、可與其他電子政務系統互連互通的城市公共衛生安全應急管理系統框架結構，並詳細闡述了各業務模組的基本功能和系統實現的關鍵技術方法。
1引言
公共衛生事件是一種極具破壞力的自然或人為災害。近年來，由於人口持續增長、城市盲目擴張、工業高度密集，資源環境破壞，人與人的安全衛生距離不斷縮小，使預防公共衛生事件的形勢日趨嚴峻。因其具有複雜性和不確定性，使預測、預警與應急管理成為有效預防、及時控制和消除公共衛生事件及其危害的重要手段，並引起研究者的普遍關注。如熊光魁等研究了救災防病應急反應專家管理資訊系統的開發與應用;潘海東等提出了構建國家級公共衛生應急系統的思路;王平、杜江等設計了基於web gis的公共衛生安全監督與控制系統方案;杜鵬等基於模型分析規劃了公共衛生事件監測與預警系統的建設;李琦等在北京市傳染性非典型肺炎分析決策支援系統的基礎上，提出了城市突發公共衛生疫情分析與決策系統的構建方法。這些思路和方案從不同角度對系統功能模組、體系結構、業務模型等做了較為詳細的闡述，對豐富公共衛生事件應急管理系統的應用功能，促進地區公共衛生資訊化建設有積極作用。但有關公共衛生安全應急管理系統的應用範圍、系統需要的資料型別，以及系統支援部門等問題尚未明確提出，特別是如何處理公共衛生領域各部門現有的資訊系統長期以來一直被忽視。這些資訊系統建於不同時期，採用不同軟體平臺和資料格式，系統之間的衛生資料無法共享和交換，形成大量的衛生資訊孤島。另外，這些資訊系統存有大量有價值的歷史和現實資料，如果放棄它們，則需很大的重複投資，並造成不必要的浪費，這與建立節約型社會的主題相違背。因此，整合先進技術，整合城市現有衛生資訊資源，消除衛生資訊孤島，實現公共衛生資料的共享與交換，成為當前城市公共衛生應急管理系統建設的核心要務。
基於上述情況，在“十.五”國家重點科技攻關計劃《區域可持續發展關鍵技術研究與示範》延續專案“中小城市公共安全應急系統技術整合”的支援下，透過調查和分析廣州市公共衛生資訊系統的建設和應用情況，本研究從新的視角提出了建設基於城市的公共衛生安全應急管理系統的技術方案。
2系統總體設計
2.1系統建設目標
城市公共衛生安全應急管理系統的建設是在城市現有公共衛生安全體系下，圍繞城市公共衛生資訊化建設的總體目標，綜合運用計算機工程、衛生統計、人工智慧、資料倉庫、中介軟體、地理資訊系統等技術，建立一個能快速、及時、準確收集、儲存、處理突發公共衛生事件資訊和其他相關資訊，並以超媒體(文字、聲音、影像等)方式顯示各類資訊和分析結果，為城市突發公共衛生事件應急處理機構提供全過程、多層次資訊服務和多種支援手段的應急指揮和輔助決策系統。系統建設的最終目標是將現有公共衛生領域各業務部門相對獨立的操作型系統整合在一起，以基礎空間地理資料及各類專題圖形資料為基礎，建立集中統一的公共衛生資料倉庫和相應的預警指標、應急預案等知識庫和模型庫;以資料上報一採集一管理一分析一決策一展示為主線，建立具有公共衛生事件監測預警、模擬預測、虛擬現實、指揮排程、資訊釋出等專業應用功能的各子系統和地理資訊系統服務平臺，以提高突發事件應急處理和指揮排程能力，為城市突發公共衛生事件決策指揮提供科學依據和技術支援。
2.2系統所需資料型別與支撐單位
傳統的公共衛生領域以傳染病防治為主要內容，資料型別單一;公共衛生事件的應急處理也主要由衛生部門唱獨角戲。隨著社會進步，公共衛生安全的範圍變得越來越廣泛。因不合理飲食結構、不良生活方式引發的慢性非傳染性疾病，因空氣、水源、噪聲、化學汙染等環境危害引發的健康問題，也正上升為公共衛生問題。因此設計系統建設方案時，充分考慮社會經濟發展和居民健康與生命財產安全的需求，除衛生監測資料、疫情監測資料、衛生資源資料等基本資料型別外，環境衛生資料、食品藥品衛生資料、公共衛生危險因素資料，以及社會經濟資料、地理空間資料等一併列為系統採集的資料型別(見表1)。
城市公共衛生安全應急管理系統支援單位除醫療衛生行業各部門外，把與資料供給和應急管理有關的如環境監測、食品藥品監督、質量技術監督及公安、消防、交通等部門也列入系統支援單位(見表2)。
2.3系統業務結構模型
城市公共衛生應急管理系統圍繞城市公共衛生安全構建，在體系結構上採用開放式的網路結構設計，系統內部各子系統之間、系統與其他應用系統之間都能容易地實現互連互通。其概念模型(如圖1)從底層至頂層分為資料層、應用服務層和使用者層3個層次。
資料層有分佈資料來源、資料倉庫系統、資訊採集和資訊管理系統組成。在該層中，資訊採集系統利用etl工具把存放在各業務部門異構系統中的衛生資料採集到公共衛生資料倉庫系統中，並建立面向公共衛生事件應急管理的專業資料集市。城市基礎資料倉庫中存有大量基礎空間資料和社會經濟資料，包括影像、地圖、氣候、人口、宏觀經濟等。城市基礎資料倉庫的應用是對公共衛生安全應急管理系統的資源支援。
應用服務層由面向事件的資料共享與交換平臺、面向事件的gis(geographical information system)應急響應服務平臺和專業應用分析子系統三個功能子層組成。資料共享與交換平臺是系統各子系統實現整合的關鍵和基礎，它以靈活的方式與資料倉庫和資料管理系統連線，為各業務子系統提供基本的'資料組織形式，並設有系統與其他應用系統對接的公共資料介面。
gis應急響應服務平臺實現城市公共衛生突發事件應急管理過程中所需的各種基礎性服務及平臺支撐，能為各業務子系統提供通用的功能模組，還可以在其上方便地構建應用系統。該平臺本身具有強大的空間分析功能，並能把各業務子系統的分析結果展示出來。緩衝區分析、網路分析、dem(digital elevation mode1)分析、疊置分析等屬於此層。
專業應用分析子系統在繼承gis通用功能層的基礎上，針對城市公共衛生應急管理和決策需求，開發出多種專業應用模組。其中知識管理和決策支援系統實現知識庫和模型庫的管理，並把相應的知識和規則運用到資訊採集、資訊管理、監測與預警、分析與預測、指揮排程等系統中;突發事件分析與預測系統針對事件特點和應急管理需求對衛生資料進行多種分析，並根據歷史經驗及專家知識對相關突發事件的危害程度進行模擬模擬和預測，為控制事件發生提供輔助決策;突發事件監測與預警系統根據事先定義好的邏輯關係定期掃描檢查衛生資料倉庫，對發現的異常現象發出預警;突發事件應急排程系統透過gis應急響應服務平臺實現跨部門分散資源的統一排程;公共衛生資訊釋出系統主要向公眾公佈已經或正在發生的公共衛生事件的各類資訊。
使用者層主要將下層資料的分析結果以友好直觀的方式反饋給各個不同需求層次的使用者。整個系統從下到上互為基礎，互相作用。
3系統實現的關鍵技術
3.1利用資料倉庫技術進行資料中心建設
城市公共衛生安全應急管理系統需要對分散在各部門異構系統中的衛生資料進行整合分析，但由於各異構系統的分散性、資料型別的不一致性，以及一些歷史資料的離線等問題，使目前這種以事務處理為主體的資料環境難以滿足公共衛生安全應急管理系統對資料的分析要求，因此網路環境下的城市應急管理系統需要建立獨立於應用的資料環境和相應的技術支援。資料倉庫是一種面向資料應用的資料管理技術，它提供整合化、歷史化的資料管理功能，支援綜合性的資料分析。對城市公共衛生安全應急管理系統來說，資料倉庫可為公共衛生事件的監測與預警、分析與預測、決策支援等子系統對資料的分析與處理創造良好的條件。
城市公共衛生安全應急管理系統資料倉庫的建立過程遵循以下步驟：首先從各分佈資料來源系統中抽取有用的公共衛生資料到資料準備區(如圖2)，然後對資料準備區中的資料進行清洗、轉換，並透過元資料對映後裝入資料倉庫，再根據公共衛生安全應急管理的具體需要建立專業資料集市，其結果由前端各專業應用子系統經過多種分析後展現。
3.2利用中介軟體技術進行系統應用整合
城市公共衛生安全應急管理系統要在不同網路產品、硬體平臺、網路協議等組成的異構環境中執行，同時還需支援多種應用軟體和管理多種應用系統。因此係統內部各軟、硬體平臺之間、系統與其他電子政務系統之間要有可靠和高效的資訊傳遞與資料轉換技術支援。中介軟體(如圖3)是基於分散式處理技術的一類軟體，它介於應用軟體和系統軟體之間，既能解決客戶與伺服器方的互聯，又能實現不同技術元件之間的整合。
公共衛生安全應急管理系統的應用整合分為系統內部服務整合和系統外部服務整合，它們因功能不同對中介軟體的要求也不同。內部服務整合需要整合長期形成的大量遺留系統，共享不同平臺和異構資料庫間的資料資源;外部服務整合要求系統能自動檢索到其他電子政務系統提供的相關服務，以構成更為廣泛的公共衛生安全應急管理網路。考慮城市已有公共衛生資訊管理系統、軟硬體支援臺的特點，及將來系統擴充套件和相容等因素，在城市公共衛生安全應急管理系統實現過程中，將j2ee、web services、xml資訊交換中介軟體整合應用。其中j2ee標準用來解決伺服器端應用間跨平臺、資料異構的整合及資料探勘任務;webservices用於系統的資訊釋出與獲取;資訊交換中介軟體在內外整合系統之間起到資訊及功能的橋接作用。
3.3利用地理資訊系統技術進行視覺化顯示
公共衛生事件不僅具有自身的屬性特徵，更具有空[5]間分佈特點。基於地理資訊系統技術的公共衛生安全應急管理系統是gis和其他各功能子系統的無縫整合，是地圖和空間分析在公共衛生安全應急管理中的具體應用。gis強大的空間分析功能(如緩衝區分析、疊置分析、路徑分析、網路分析等)以其視覺化、實時化、動態化等直觀的表現形式可廣泛應用於隔離區設定(以傳染病為例)、疫區定位、疫情顯示、空問傳播分析等方面，為管理部門迅速瞭解疫情傳播態勢，進行應急預案生成、衛生資源配置等提供實施平臺。
根據公共衛生安全應急管理系統的業務特點，gis平臺採用c/s和b/s混合架構。c/s架構側重多角度空間資料分析，包括各種專題圖展示、路徑分析、緩衝區分析、插值分析等。b/s架構除支援向量地圖基本操作(如放大、縮小、平移、量測、圖元選擇、圖元查詢等)以外，還強調對地理相關業務資料分析功能的支援，並能提供直觀和實時的資料展示。b/s架構採用面向介面的設計風格，無縫整合資料提取模組和資料分析模組，可方便擴充套件到其他、務應用系統。
4結束語
本研究基於消除衛生資訊孤島，提高公共衛生事件應急管理水平和應急預案的可操作性，構建了以資料倉庫為基礎、能統一管理資訊、支援gis訪問、可與其他應用系統無縫連線的城市公共衛生安全應急管理系統，體現了城市公共衛生資源的有效整合和先進技術的整合應用。但城市公共衛生安全應急管理系統建設是一項複雜的系統工程。同時，普遍災難途徑，即各類突發事件的一體化管理將成為應急管理系統的發展趨勢。因此，隨著社會進步和對公共安全需求的增加，突發事件應急管理系統的應用範圍將會涵蓋整個城市公共安全領域，其服務功能也更加全面。本方案儘管在設計中充分考慮了系統的擴充套件性和相容性，但還需在實際應用中不斷完善，以滿足日益發展的城市公共安全應急管理需求。