基于SOA的公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)的設(shè)計與研究

王曉煜 張奇松 黃浩

摘要：公共衛(wèi)生是關(guān)系到一國或一個地區(qū)人民大眾健康的公共事業(yè)，其公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)成為制約公共衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展重要環(huán)節(jié)之一，根據(jù)此需求設(shè)計出一套關(guān)于全民醫(yī)療/醫(yī)保的信息化系統(tǒng)，其功能符合現(xiàn)階段中國特色國情。該系統(tǒng)采用SDO/SCA/BPEL的SOA體系結(jié)構(gòu)，各種功能以服務(wù)為中心，通過服務(wù)進行無縫連接，最后通過Web 服務(wù)向外界進行發(fā)布。同時，系統(tǒng)業(yè)務(wù)采用BPEL語言，通過服務(wù)器完成業(yè)務(wù)的組合、流程的編排并提供路由服務(wù)，能將需求動態(tài)地綁定到所需服務(wù)。系統(tǒng)核心平臺的持久化層采用SDO技術(shù)，能對底層異構(gòu)數(shù)據(jù)庫進行封裝，組件/服務(wù)能統(tǒng)一地調(diào)用SDO通用方法，從而達到了底層數(shù)據(jù)與技術(shù)實現(xiàn)相分離結(jié)果，因此項目實施人員不需要了解底層數(shù)據(jù)的類型、存儲容器及調(diào)用方法等，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)過程。

關(guān)鍵詞：公共衛(wèi)生；SOA；Web服務(wù)

中圖分類號：TP391.9 文獻標志碼：A 文章編號：1005-6378(2014)01-0120-04

公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)是面向基層用戶使用，構(gòu)建專業(yè)的實時化工作站。公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)是以社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)站、村衛(wèi)生所、市行政機構(gòu)、預(yù)防保健機構(gòu)二三級醫(yī)療機構(gòu)為實現(xiàn)目標對象，進而完成在服務(wù)運行中動態(tài)更新檔案、信息共享以及流動處理等過程。該系統(tǒng)能夠有效進行流行性疾病的預(yù)防、基本健康知識的普及、急性疾病的醫(yī)治以及基礎(chǔ)衛(wèi)生監(jiān)督等功能，實現(xiàn)一體化的醫(yī)療服務(wù)體系，進而改進并完善基層地區(qū)的醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)專用網(wǎng)，建立功能明確、信息通暢、協(xié)調(diào)一致的公共衛(wèi)生服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠提高基層的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量以及突發(fā)醫(yī)療衛(wèi)生事件的緊急應(yīng)對能力，使每位居民能夠擁有平等的公共醫(yī)療機會。

一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

本文以SOA為架構(gòu)模型基礎(chǔ)，并實際醫(yī)療功能業(yè)務(wù)相結(jié)合，研究并設(shè)計了一套公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。該公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為5個層次，具體功能如下。

表示層：該層主要被界面庫的調(diào)用，用戶可以直接操作此層，輸入用戶數(shù)據(jù)，表示層的下一層次——控制層可以將輸入的數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)的服務(wù)組件。同時表示層還可以將底層處理好的數(shù)據(jù)傳遞給用戶，供用戶使用。

控制層：該層是整個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)的入口，能對表示層收集的數(shù)據(jù)進行簡單的處理。

服務(wù)組合層：部分復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程由服務(wù)組合層負責處理。同時控制層的傳入該層的消息數(shù)據(jù)在該層次中進行加密，同時將該加密數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)的功能組件。同時，系統(tǒng)中流程設(shè)計器的可以對業(yè)務(wù)功能進行建模重組，模型的建模由流程引擎負責，并通過監(jiān)控機制對建模的過程進行監(jiān)控和管理。

圖1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)該層次可以利用單個服務(wù)組件處理簡單業(yè)務(wù)，也可以將多種服務(wù)組件組合起來處理較為負責的業(yè)務(wù)。

持久化層：該層為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)訪問組件和實現(xiàn)Web服務(wù)的具體方式，同時對訪問數(shù)據(jù)庫進行策略定義以及對系統(tǒng)日志文件進行處理。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中同時應(yīng)用了數(shù)據(jù)加密技術(shù)來確保數(shù)據(jù)能在網(wǎng)絡(luò)中的安全的傳輸，同時對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行序列化和反序列化處理。各種服務(wù)的交互、重組以及管理由服務(wù)總線完成， UDDI幫助Web服務(wù)提供者在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布服務(wù)信息，使Web服務(wù)使用者能夠發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)。

二、系統(tǒng)功能模塊劃分

結(jié)合實際需求，本文將系統(tǒng)分為5個組成部分，分別為：基本信息管理、兒童保健管理、婦女保健管理、預(yù)防接種管理、死亡登記管理。系統(tǒng)功能模塊如圖2所示。

圖2系統(tǒng)功能模塊圖

5大組成部分，基本囊括了社會各層次人群的需求。每個部分包括的功能模塊如下。

(1)基本信息管。負責存儲和管理相關(guān)衛(wèi)生服務(wù)機構(gòu)服務(wù)人員信息。

(2)兒童保健管理。負責存儲和管理18歲以下兒童信息，包括出生證的管理、兒童保健信息管理、傷殘兒童的信息管理等功能模塊。

(3)婦女保健管理。負責存儲和管理適齡婦女信息，包括孕婦信息、高危孕婦信息、產(chǎn)前保健信息、高危產(chǎn)婦的產(chǎn)前篩查與診斷以及新生兒出生缺陷監(jiān)測等功能模塊。

(4)預(yù)防接種管理。主要負責存儲和管理新生適齡兒童疫苗的接種信息。

(5)死亡登記管。負責存儲和管理自然死亡人群的信息。

三、系統(tǒng)設(shè)計

（一） 數(shù)據(jù)庫持久化層詳細設(shè)計

傳統(tǒng)信息系統(tǒng)架構(gòu)中，每當信息系統(tǒng)連接數(shù)據(jù)庫時，數(shù)據(jù)庫的表示層就會產(chǎn)生一個連接請求，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫連接。但如果在短時間之內(nèi)，數(shù)據(jù)庫表示層產(chǎn)生的連接請求較多，這時系統(tǒng)就會產(chǎn)生連接負擔，系統(tǒng)需用大量的資源來存儲相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫連接，同時也無法保證數(shù)據(jù)庫中的每個連接能被監(jiān)控，從而無法確保數(shù)據(jù)庫連接能夠正常的工作，進而影響數(shù)據(jù)庫的訪問速度和安全性。針對此問題，本文提出了使用SDO技術(shù)對數(shù)據(jù)庫進行連接，通過該技術(shù)可以使多個數(shù)據(jù)庫實例使用一個數(shù)據(jù)庫連接，從而減少系統(tǒng)開銷，保證系統(tǒng)能夠運行流暢。同時SDO技術(shù)支持訪問離線數(shù)據(jù)模式，通過對數(shù)據(jù)進行批量處理，從而避免頻繁操作一個數(shù)據(jù)庫實例連接，導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定性。

河北大學學報(哲學社會科學版)2014年第1期 SDO技術(shù)能夠屏蔽底層數(shù)據(jù)庫的異構(gòu)性，研發(fā)工作者不必對底層的數(shù)據(jù)有較深的了解，只需調(diào)用SDO通用方法即可，實現(xiàn)了底層數(shù)據(jù)與頂層應(yīng)用技術(shù)分離。

圖3SDO實現(xiàn)數(shù)據(jù)保存流程圖

Web服務(wù)能夠提供相應(yīng)的調(diào)用標準，封裝其功能，為使用者提供統(tǒng)一服務(wù)接口，從而可以忽略Web服務(wù)的實現(xiàn)機理，提高服務(wù)調(diào)用效率。同時Web服務(wù)可以屏蔽各種系統(tǒng)的差異性，為數(shù)據(jù)的分布處理奠定基礎(chǔ)。Web服務(wù)的實現(xiàn)與相應(yīng)的服務(wù)接口之間具有良好的隔離性，即不管Web服務(wù)是如何實現(xiàn)的，只要其接口不變就不會影響正常的服務(wù)調(diào)用過程，提高系統(tǒng)的靈活性

由于該系統(tǒng)業(yè)務(wù)繁雜，各功能模塊相互影響，因此本文只以婦女保健管理功能為例，對訪問底層數(shù)據(jù)庫的web服務(wù)進行說明。本文對數(shù)據(jù)訪問服務(wù)進行定義，將其命為Data Services。該服務(wù)包括get和save兩個方法對婦女保健管理業(yè)務(wù)的主要數(shù)據(jù)庫進行保存操作。get方法為獲取業(yè)務(wù)信息的方法，相對簡單，因此本文主要介紹keep方法。其方法形式為， keep(String view，Stringdatum)，keep方法中定義的形式參數(shù)包括需要保存的數(shù)據(jù)以及保存數(shù)據(jù)的相應(yīng)表名。save方法的功能用于將輸入的數(shù)據(jù)保存到系統(tǒng)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫的表中。采用SDO實現(xiàn)的將婦女保健管理信息保存到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，其流程圖如圖3所示。

（二） 服務(wù)層詳細設(shè)計

該層是系統(tǒng)的核心部分，業(yè)務(wù)邏輯的實現(xiàn)即由本層實現(xiàn)。本文仍以婦女保健管理業(yè)務(wù)功能為例，對服務(wù)層的組件進行設(shè)計。婦女保健管理業(yè)務(wù)需要對存儲在各醫(yī)院分系統(tǒng)中的的患者信息進行調(diào)用，并在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫端的接口的上進行服務(wù)封裝，同時對相應(yīng)服務(wù)進行設(shè)計，并由各基層醫(yī)院的服務(wù)器對其進行承載。

根據(jù)實際情況，各基層醫(yī)院的數(shù)據(jù)庫將會被調(diào)用，因此需要將各數(shù)據(jù)庫對外接口封裝成統(tǒng)一的Web服務(wù)， 即nosocomium。nosocomium服務(wù)包含兩個方法： get (String view，String sqls)，該方法有兩個形式參數(shù)， table Names為各個醫(yī)院服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫中存儲患者信息的存儲表， sqls 參數(shù)為查詢語句，其返回值類型為布爾類型；另一方法為boolean save Person Inforations (String tables，Stringdatum),其中形式參數(shù)tables為數(shù)據(jù)庫表名，datum為系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)。利用該方法，患者信息數(shù)據(jù)可以被保存到基層醫(yī)院分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)的表中。

(三)服務(wù)組合層詳細設(shè)計

該層次能夠?qū)Ψ?wù)進行統(tǒng)一的組織和協(xié)調(diào)，進而形成的復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，最后該層次將業(yè)務(wù)流程以Web的方式對外界進行發(fā)布。該層次只需定義相應(yīng)業(yè)務(wù)的邏輯關(guān)系，業(yè)務(wù)的實現(xiàn)由調(diào)用的服務(wù)來具體實現(xiàn)，能夠?qū)I(yè)務(wù)功能的邏輯部分和實現(xiàn)部分進行分離。由于業(yè)務(wù)流程在系統(tǒng)中被設(shè)計成單獨的一個層次，因此基層醫(yī)院可以對相應(yīng)流程進行快速地、動態(tài)地、靈活地配置和發(fā)布，使系統(tǒng)能夠適應(yīng)動態(tài)變化的業(yè)務(wù)需求。同樣以婦女保健掛歷業(yè)務(wù)為例介紹基于BPEL的服務(wù)組合技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動化過程。

當進行婦女保健登記業(yè)務(wù)時，首先需要將相應(yīng)婦女保健信息存儲在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫，然后將保健信息發(fā)送到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如下。

醫(yī)生上網(wǎng)登錄系統(tǒng)，將相應(yīng)的婦女保健信息錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。

提交信息后，系統(tǒng)自動判斷是否將患者信息保存到醫(yī)院數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端。

如信息被保存到醫(yī)院數(shù)據(jù)庫中，信息將會被直接發(fā)送到系統(tǒng)的核心部分。

如信息不需要被保存到醫(yī)院服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中時，需要在醫(yī)院數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫中的個人健康檔案表為相應(yīng)患者建立健康檔案，再將婦女保健信息推送到核心系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。

系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程自動化是基于BPEL技術(shù)實現(xiàn)的，該技術(shù)能夠整合了主系統(tǒng)和分系統(tǒng)的Web服務(wù)，不同系統(tǒng)之間的業(yè)務(wù)將會被整合，從而實現(xiàn)登記業(yè)務(wù)的完全自動化。婦女保健登記業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)流程圖如圖4所示：

BPEL是一種針對業(yè)務(wù)流程的執(zhí)行語言，業(yè)務(wù)流程和系統(tǒng)參與者的交互是BPEL語言的基礎(chǔ)，是一種描述了業(yè)務(wù)流程的語法，常用于業(yè)務(wù)流程建?；顒印PEL可以直接調(diào)用符合web規(guī)范的服務(wù)，業(yè)務(wù)流程的邏輯是通過結(jié)構(gòu)化活動控制的。通過 BPEL流程實現(xiàn)對婦女保健登記業(yè)務(wù)建模需要用到了BPEL的元素主要包括以下部分：基本活動、結(jié)構(gòu)化活動、錯誤處理器和補償處理器。(圖4)

圖4婦女保健登記業(yè)務(wù)流程

1.基本活動

BPEL流程中的基本活動定義了相關(guān)業(yè)務(wù)流程的一些基本操作，比如消息事件的接受，服務(wù)的調(diào)用等。圖4業(yè)務(wù)流程圖中錄入保健信息和對數(shù)據(jù)庫的操作，分別對應(yīng)BPEL流程的消息接收活動receive和服務(wù)調(diào)用活動invoke。系統(tǒng)會通過receive活動接受外部消息從而激活BPEL流程，receive活動的variable屬性指定了接受到的消息存儲到什么變量，createInstance屬性表示當接受到消息后，是否啟動一個新的流程實例。

圖4中的對數(shù)據(jù)庫的操作都是通過invoke服務(wù)實現(xiàn)的，BPEL流程利用invoke來調(diào)用流程所需的web服務(wù)中的操作。Call中的import指定了調(diào)用服務(wù)時的需要輸入系統(tǒng)的參數(shù)，而export方法定義了調(diào)用后的返回值，對于單向的調(diào)用只需輸入?yún)?shù)，Call活動同時也定義了異常捕獲機制。

在BPEL流程中，通過賦值活動assign將receive活動中的變量復(fù)制給Call中的import，或者將Call的export賦值給其他的變量。BPEL支持4種情況的變量賦值：1)BPEL變量類型；2)assign活動對鏈接的端點應(yīng)用進行復(fù)制；3)對變量屬性進行復(fù)制；4)提供表達式來引用需要復(fù)制的源和目的。

2.結(jié)構(gòu)化活動

圖4中， BPEL的判斷流程通過結(jié)構(gòu)化活動if實現(xiàn)，BPEL通過結(jié)構(gòu)化活動對流程中的基本活動的執(zhí)行順序進行控制和執(zhí)行規(guī)則進行定義。串行結(jié)構(gòu)sequece中的活動是以其在相應(yīng)活動中排列的順序而逐一執(zhí)行的，圖4所展示的業(yè)務(wù)流程就是一個串行的結(jié)構(gòu)。

3.錯誤處理器和補償處理器

根據(jù)圖4所示的業(yè)務(wù)流程圖進行BPEL建模，當BPEL流程在調(diào)用服務(wù)中出現(xiàn)異常時，如將婦女保健信息推送到公共衛(wèi)生管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)的時候出現(xiàn)了異常，這時BPEL通過錯誤處理器Fault Handler捕獲錯誤，并由Compensation補償器進行補償。

四、總結(jié)

本文介紹公共衛(wèi)生系統(tǒng)的需求背景，結(jié)合具體的業(yè)務(wù)需求和SOA架構(gòu)的特點，提出了相應(yīng)新的系統(tǒng)架構(gòu)模型。同時在分析系統(tǒng)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，詳細劃分了系統(tǒng)的功能模塊，介紹了每個功能模塊包含的子模塊和功能。最后介紹了該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫詳細設(shè)計。

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收稿日期:2013-12-05

作者簡介:王曉煜（1969—），女,遼寧遼陽人，大連東軟信息學院，主要研究方向：協(xié)同商務(wù)、創(chuàng)新服務(wù)。服務(wù)層：該層次依據(jù)SOA相應(yīng)規(guī)范，定義各種的業(yè)務(wù)功能服務(wù)組件，從而處理各種不同的功能業(yè)務(wù)。

【責任編輯郭玲】