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集成現有的衛生信息系統、消除衛生信息孤島、實現數據共享與交換;并提出了城市公共衛生安全應急管理系統數據采集類型和業務支持部門。在此基礎上，構建了一個基于數據倉庫、以gis為應急響應支持平臺、能統一管理信息、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，并詳細闡述了各業務模塊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，由于人口持續增長、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。因其具有復雜性和不確定性，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，并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信息系統的開發與應用;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、杜江等設計了基于web gis的公共衛生安全監督與控制系統方案;杜鵬等基于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持系統的基礎上，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塊、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，促進地區公共衛生信息化建設有積極作用。但有關公共衛生安全應急管理系統的應用范圍、系統需要的數據類型，以及系統支持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信息系統長期以來一直被忽視。這些信息系統建于不同時期，采用不同軟件平臺和數據格式，系統之間的衛生數據無法共享和交換，形成大量的衛生信息孤島。另外，這些信息系統存有大量有價值的歷史和現實數據，如果放棄它們，則需很大的重復投資，并造成不必要的浪費，這與建立節約型社會的主題相違背。因此，集成先進技術，整合城市現有衛生信息資源，消除衛生信息孤島，實現公共衛生數據的共享與交換，成為當前城市公共衛生應急管理系統建設的核心要務。

　　基于上述情況，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范》延續項目“中小城市公共安全應急系統技術集成”的支持下，通過調查和分析廣州市公共衛生信息系統的建設和應用情況，本研究從新的視角提出了建設基于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，圍繞城市公共衛生信息化建設的總體目標，綜合運用計算機工程、衛生統計、人工智能、數據倉庫、中間件、地理信息系統等技術，建立一個能快速、及時、準確收集、存儲、處理突發公共衛生事件信息和其他相關信息，并以超媒體(文字、聲音、影像等)方式顯示各類信息和分析結果，為城市突發公共衛生事件應急處理機構提供全過程、多層次信息服務和多種支持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集成在一起，以基礎空間地理數據及各類專題圖形數據為基礎，建立集中統一的公共衛生數據倉庫和相應的預警指標、應急預案等知識庫和模型庫;以數據上報一采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、仿真預測、虛擬現實、指揮調度、信息發布等專業應用功能的各子系統和地理信息系統服務平臺，以提高突發事件應急處理和指揮調度能力，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持。

　　2.2系統所需數據類型與支撐單位

　　傳統的公共衛生領域以傳染病防治為主要內容，數據類型單一;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，公共衛生安全的范圍變得越來越廣泛。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、化學污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，除衛生監測數據、疫情監測數據、衛生資源數據等基本數據類型外，環境衛生數據、食品藥品衛生數據、公共衛生危險因素數據，以及社會經濟數據、地理空間數據等一并列為系統采集的數據類型(見表1)。

　　城市公共衛生安全應急管理系統支持單位除醫療衛生行業各部門外，把與數據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持單位(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，在體系結構上采用開放式的網絡結構設計，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)從底層至頂層分為數據層、應用服務層和用戶層3個層次。

　　數據層有分布數據源、數據倉庫系統、信息采集和信息管理系統組成。在該層中，信息采集系統利用etl工具把存放在各業務部門異構系統中的衛生數據采集到公共衛生數據倉庫系統中，并建立面向公共衛生事件應急管理的專業數據集市。城市基礎數據倉庫中存有大量基礎空間數據和社會經濟數據，包括影像、地圖、氣候、人口、宏觀經濟等。城市基礎數據倉庫的應用是對公共衛生安全應急管理系統的資源支持。

　　應用服務層由面向事件的數據共享與交換平臺、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。數據共享與交換平臺是系統各子系統實現集成的關鍵和基礎，它以靈活的方式與數據倉庫和數據管理系統連接，為各業務子系統提供基本的數據組織形式，并設有系統與其他應用系統對接的公共數據接口。

　　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塊，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，并能把各業務子系統的分析結果展示出來。緩沖區分析、網絡分析、dem(digital elevation mode1)分析、疊置分析等屬于此層。

　　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塊。其中知識管理和決策支持系統實現知識庫和模型庫的管理，并把相應的知識和規則運用到信息采集、信息管理、監測與預警、分析與預測、指揮調度等系統中;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數據進行多種分析，并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仿真模擬和預測，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系定期掃描檢查衛生數據倉庫，對發現的異常現象發出預警;突發事件應急調度系統通過gis應急響應服務平臺實現跨部門分散資源的統一調度;公共衛生信息發布系統主要向公眾公布已經或正在發生的公共衛生事件的各類信息。

　　用戶層主要將下層數據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用戶。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利用數據倉庫技術進行數據中心建設

　　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數據進行集成分析，但由于各異構系統的分散性、數據類型的不一致性，以及一些歷史數據的離線等問題，使目前這種以事務處理為主體的數據環境難以滿足公共衛生安全應急管理系統對數據的分析要求，因此網絡環境下的城市應急管理系統需要建立獨立于應用的數據環境和相應的技術支持。數據倉庫是一種面向數據應用的數據管理技術，它提供集成化、歷史化的數據管理功能，支持綜合性的數據分析。對城市公共衛生安全應急管理系統來說，數據倉庫可為公共衛生事件的監測與預警、分析與預測、決策支持等子系統對數據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數據倉庫的創建過程遵循以下步驟：首先從各分布數據源系統中抽取有用的公共衛生數據到數據準備區(如圖2)，然后對數據準備區中的數據進行清洗、轉換，并通過元數據映射后裝入數據倉庫，再根據公共衛生安全應急管理的具體需要建立專業數據集市，其結果由前端各專業應用子系統經過多種分析后展現。

　　3.2利用中間件技術進行系統應用集成

　　城市公共衛生安全應急管理系統要在不同網絡產品、硬件平臺、網絡協議等組成的異構環境中運行，同時還需支持多種應用軟件和管理多種應用系統。因此系統內部各軟、硬件平臺之間、系統與其他電子政務系統之間要有可靠和高效的信息傳遞與數據轉換技術支持。中間件(如圖3)是基于分布式處理技術的一類軟件，它介于應用軟件和系統軟件之間，既能解決客戶與服務器方的互聯，又能實現不同技術組件之間的集成。

　　公共衛生安全應急管理系統的應用集成分為系統內部服務集成和系統外部服務集成，它們因功能不同對中間件的要求也不同。內部服務集成需要整合長期形成的大量遺留系統，共享不同平臺和異構數據庫間的數據資源;外部服務集成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絡。考慮城市已有公共衛生信息管理系統、軟硬件支持臺的特點，及將來系統擴展和兼容等因素，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信息交換中間件集成應用。其中j2ee標準用來解決服務器端應用間跨平臺、數據異構的集成及數據挖掘任務;webservices用于系統的信息發布與獲取;信息交換中間件在內外集成系統之間起到信息及功能的橋接作用。

　　3.3利用地理信息系統技術進行可視化顯示

　　公共衛生事件不僅具有自身的屬性特征，更具有空[5]間分布特點。基于地理信息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集成，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(如緩沖區分析、疊置分析、路徑分析、網絡分析等)以其可視化、實時化、動態化等直觀的表現形式可廣泛應用于隔離區設置(以傳染病為例)、疫區定位、疫情顯示、空問傳播分析等方面，為管理部門迅速了解疫情傳播態勢，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平臺采用c/s和b/s混合架構。c/s架構側重多角度空間數據分析，包括各種專題圖展示、路徑分析、緩沖區分析、插值分析等。b/s架構除支持矢量地圖基本操作(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數據分析功能的支持，并能提供直觀和實時的數據展示。b/s架構采用面向接口的設計風格，無縫集成數據提取模塊和數據分析模塊，可方便擴展到其他、務應用系統。

　　4結束語

　　本研究基于消除衛生信息孤島，提高公共衛生事件應急管理水平和應急預案的可操作性，構建了以數據倉庫為基礎、能統一管理信息、支持gis訪問、可與其他應用系統無縫連接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集成應用。但城市公共衛生安全應急管理系統建設是一項復雜的系統工程。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范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。本方案盡管在設計中充分考慮了系統的擴展性和兼容性，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。