基于WebService分布式醫(yī)保接口系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

鐘俊華，陳金雄，于海鑄

南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 計算機應用與管理科，福建 福州 350025

基于WebService分布式醫(yī)保接口系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

鐘俊華，陳金雄，于海鑄

南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 計算機應用與管理科，福建 福州 350025

目的 為醫(yī)院醫(yī)保結算流程中各個子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的醫(yī)保接口，以支持HIS與醫(yī)保中心的系統(tǒng)集成。方法 研發(fā)基于WebService的分布式醫(yī)保接口服務系統(tǒng)，動態(tài)反饋負載均衡算法的集群服務，為HIS各子系統(tǒng)提供醫(yī)保接口服務。結果 應用該系統(tǒng)實現(xiàn)了就診點醫(yī)保實時結算，改進了醫(yī)院“一卡通”流程，提高了醫(yī)院的核心競爭力。結論 分布式多層服務系統(tǒng)集群為醫(yī)保流程優(yōu)化提供了良好的支持，推動了醫(yī)保系統(tǒng)技術架構的革新。

WebService；醫(yī)療保險；醫(yī)保接口；分布式系統(tǒng)；負載均衡；服務集群；HIS

隨著醫(yī)療信息化的深入發(fā)展，國內眾多醫(yī)院已經(jīng)采用先繳納預交金后就診的 “一卡通”就醫(yī)模式。近年來醫(yī)療保險制度改革不斷深化，醫(yī)保病人所占的比重越來越大，醫(yī)保病人的費用結算需要與醫(yī)保中心聯(lián)網(wǎng)，在時間上消耗較大，容易造成結算隊列的擁塞，迫切需要建立醫(yī)保就診點實時結算和自助結算模式，將結算業(yè)務分布于就診點或者自助機，以緩解醫(yī)保結算窗口的壓力。新的結算模式應帶來流程上的改變，傳統(tǒng)的C/S集成方式需要將相對獨立的醫(yī)保結算功能模塊嵌入到各個業(yè)務子系統(tǒng)里，這樣容易造成醫(yī)保模塊與整個系統(tǒng)的強耦合，一旦醫(yī)保升級需要重新編譯安裝部署涉及到的所有業(yè)務子系統(tǒng)，同時需要為每個結算終端分配有限的醫(yī)保IP資源，適應性差。本文提出并實現(xiàn)了一種基于WebService的分布式技術架構，為前端各個業(yè)務子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的調用界面，具有較高的適應性。

1 基于WebService的分布式接口系統(tǒng)

1.1 醫(yī)保接口的業(yè)務功能

醫(yī)保接口主要實現(xiàn)HIS與醫(yī)保中心的數(shù)據(jù)交換功能，如讀卡、患者身份識別確認、賬戶查詢、醫(yī)保掛號、費用分割明細上傳、費用結算生成、醫(yī)保業(yè)務撤銷、醫(yī)保退費、醫(yī)保限定臺賬等信息的下載。

1.2 接口設計的基本原則

（1）對現(xiàn)有醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）系統(tǒng)的影響較小，各個需要調用的子系統(tǒng)能夠比較便捷地與醫(yī)保業(yè)務系統(tǒng)集成實現(xiàn)各種醫(yī)保業(yè)務功能。

（2）接口穩(wěn)定，功能定義完善。醫(yī)保接口實現(xiàn)HIS和醫(yī)保系統(tǒng)之間的隔離，任何一方的維護升級都不會對另一方造成太多影響，能夠保持數(shù)據(jù)的完整性和一致性。

（3）接口系統(tǒng)作為醫(yī)院HIS與醫(yī)保中心系統(tǒng)之間的橋梁應具有良好的可擴展性和高安全可靠性，能夠高效地進行數(shù)據(jù)處理，保證它們能夠穩(wěn)定快速地交換數(shù)據(jù)。

1.3 系統(tǒng)的架構設計

基于Web服務的分布式系統(tǒng)集群架構設計，見圖1。通過Web服務為掛號收費程序、醫(yī)生工作站、檢查檢驗客戶端和自助結算終端等程序提供統(tǒng)一的接口。Web服務采用HTTP、XML和SOAP等通用的協(xié)議標準，具有很好的開放性和跨平臺性，支持各種平臺系統(tǒng)的訪問。

全局負載均衡組件根據(jù)集群中各個系統(tǒng)的負載狀況計算出最優(yōu)的訪問路徑，將消息請求均勻地分布在服務集群中的各個服務器實體中，實現(xiàn)全局負載均衡。醫(yī)保后臺服務集群由獨立的若干個服務器進程組成。通過在相互獨立的服務器中設置一個進程調度管理器，管理器對于上層組件的請求消息進行處理，根據(jù)當前的服務請求強度自適應地動態(tài)創(chuàng)建或刪除后臺服務進程，并選擇最空閑的服務進程處理請求消息，同時監(jiān)控整個服務器的負載狀態(tài)為全局負載均衡提供信息基礎支持。服務集群中單個服務器采用服務管理器和多進程結合的架構模式，每個進程實現(xiàn)對單個用戶的實時服務處理，服務管理器則實現(xiàn)服務進程的創(chuàng)建、調度、刪除等管理功能。服務進程與醫(yī)保前置服務器、醫(yī)保中心服務器交互實現(xiàn)醫(yī)保掛號、醫(yī)保費用明細分割上傳、結算明細生成等醫(yī)保業(yè)務。

1.4 系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結構

整個系統(tǒng)的網(wǎng)絡拓撲結構，見圖2。HIS中的各個子系統(tǒng)連接部署有Web服務的IIS服務器，Web服務屏蔽了后臺服務集群提供的服務，實現(xiàn)統(tǒng)一的調用接口。醫(yī)保服務集群是由相互平行的若干臺服務器組成，是整個接口系統(tǒng)的核心。前置服務器采用雙網(wǎng)卡設置，安裝兩塊網(wǎng)卡分別連接院內網(wǎng)和醫(yī)保公共網(wǎng)絡，屬于醫(yī)保中心設置于醫(yī)保機構的處理終端。通過在前置服務器和醫(yī)保公共網(wǎng)絡之間設置防火墻來防止非授權的訪問，防止黑客、木馬和病毒的入侵。醫(yī)保前置服務器再通過路由器連接醫(yī)保中心服務器，完成整個業(yè)務的鏈接。

2 系統(tǒng)采用的關鍵技術

2.1 基于WebService的系統(tǒng)集成

HIS與醫(yī)保系統(tǒng)的集成，采用Web服務作為訪問接口，實現(xiàn)對醫(yī)保業(yè)務的封裝。Web服務以WSDL作為Web 服務統(tǒng)一的描述語言，采用統(tǒng)一的可擴展的標記語言XML作為機器表示數(shù)據(jù)的基本格式，簡單對象訪問協(xié)議SOAP則提供了標準的遠程過程調用。這些應用程序采用標準協(xié)議(HTTP，XML，XSD，SOAP 和WSDL) 在可伸縮的、松耦合和無狀態(tài)環(huán)境中提供交換消息的功能[3]。

2.2 分布式網(wǎng)絡通信協(xié)議

系統(tǒng)通信主要是基于TCP協(xié)議實現(xiàn)的應用層協(xié)議。協(xié)議擁有管理器與服務進程之間的基本通信語義，同時還具有服務狀態(tài)的檢測、服務進程的恢復檢測、服務的超時檢測等語義功能。協(xié)議是實現(xiàn)整個服務的穩(wěn)定可靠性和自適應能力的基礎構建。承載協(xié)議的通信組件擁有消息的封裝、存儲、分類、轉發(fā)以及解析等功能，消息字段封裝了接口調用的方法名以及調用的參數(shù)信息。

2.3 基于動態(tài)反饋的負載均衡算法

分布式服務器集群作為整個系統(tǒng)的核心，是為醫(yī)保業(yè)務請求提供業(yè)務實現(xiàn)的實體集。負載均衡機制將系統(tǒng)接收到的請求消息均勻地分配給各個服務實體，實現(xiàn)服務集合的負載均衡。算法設計首先進行事務的建模，包括實現(xiàn)具體業(yè)務功能的長事務和狀態(tài)交互的短事務。長事務是耗時的操作，需要將系統(tǒng)長事務請求均勻地分布在各個節(jié)點。動態(tài)負載調度主要是根據(jù)服務器的負載情況動態(tài)實時的進行調度[4]。 式(1)為服務器的負載值計算式。

Load（i）表示第i個服務器的負載值，Ki表示第i個參數(shù)的加權值。Lmem(i)為第i個服務器CPU的使用率、Lmem(i)為內存使用率、Lband(i)為網(wǎng)絡帶寬占用率、Lio(i) 為IO使用率，Nused(i) 為被占用的服務進程數(shù)，Ntotal(i) 為可用的服務進程數(shù)，通過公式(1)計算得出各個服務器的負載值。運行于單機服務器的服務管理器會記錄服務運行的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，負載均衡組件根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行負載值的加權，計算出最優(yōu)的空閑服務器進程。基于動態(tài)反饋負載均衡算法提高了系統(tǒng)整體的利用功效。

2.4 虛擬主機平臺架構服務器集群

服務器集群實現(xiàn)了系統(tǒng)整體的高可用性和良好的冗余容錯能力。在高性能服務器上采用基于主機硬件虛擬技術構建服務器集群，比單機服務器構建集群提供了更為經(jīng)濟高效的實現(xiàn)手段，同時也提高了系統(tǒng)性能。

3 系統(tǒng)的特點評價

系統(tǒng)通過WebService集成實現(xiàn)HIS與醫(yī)保系統(tǒng)平臺的相對隔離；分層的架構簡化了集成以及醫(yī)保升級的步驟[5]；負載均衡實現(xiàn)了服務的冗余性，可以防止單點失敗，穩(wěn)定可靠性高；基于可擴展的接口設計增強了系統(tǒng)應對業(yè)務變化的能力和可擴展性；分布式集群多層架構模式為調用客戶端提供了統(tǒng)一的接口，使安裝部署配置以及維護升級都集中在中間層，最大限度地降低了對客戶端的影響，易于安裝部署。

4 結束語

基于WebService的分布式醫(yī)保接口系統(tǒng)在架構上優(yōu)于傳統(tǒng)的客戶端服務器模式，為醫(yī)保流程的優(yōu)化打下了很好

的基礎。醫(yī)保實時扣費結算，方便了病人就醫(yī)，改善了整個醫(yī)院的流程，提高了醫(yī)院的核心競爭力。但由于歷史的緣故，系統(tǒng)是基于C/S架構為基礎的升級改造[6-7]，還存在許多問題有待改善。醫(yī)保中心需要從頂層重新設計整個解決方案，提供院方開發(fā)商的接口組件應該更好的支持新的多層架構平臺，以適應不斷變化的業(yè)務需求。

[1] 王玉珍,王行高.門診“一卡通”重點解決的問題[J].中國醫(yī)療設備,2008,23(5):73-74.

[2] 張暄,唐曉東.HIS與醫(yī)保系統(tǒng)接口程序設計方案及實現(xiàn)[J].醫(yī)學信息研究,2009,26(1):69-71.

[3] 李灝晨,陳赫貝.基于.NET 平臺的分布式應用程序的研究[J].計算機應用研究,2003,(6):31-34.

[4] 曾東海,劉海,金士堯.集群負載調度算法性能評價[J].計算機工程,2006,32(11):78-79.

[5] 李迎新,謝志納.基于Web Service的醫(yī)院信息系統(tǒng)集成研究[J].中國醫(yī)療設備,2011,26(11):39-41.

[6] 王琦.C/S架構系統(tǒng)自動升級構件設計與實現(xiàn)[J].電腦知識與技術,2011,(21):457-458.

[7] 謝棟梁,周平.試論醫(yī)院信息系統(tǒng)中的醫(yī)保接口[J].中國科技信息,2009,(14):203-204.

Research and Implementation of Distributed Medical Insurance Interface System Based on WebService

ZHONG Jun-hua,CHEN Jin-xiong, YU Hai-zhu
Computer Application and Management Department, Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Area Command, Fuzhou Fujian 350025, China

Objective To provide a unif ed medical insurance interface for each subsystem in settlement process in hospital, to support HIS and the center of the medical insurance system integration. Methods Researched and developed medical insurance distributed service interface system based on WebService service, the dynamic feedback load balancing algorithm of clusters service provide health insurance interface service for each subsystem of HIS. Results The application of this system realizes medical insurance real-time settlement in medical department, improved the hospital “One Card Solution”process, also improved the core competitiveness of the hospital. Conclusion Distributed multi-layer service system for medical insurance cluster provides a good support for business process optimization, and promotes the innovation of medical insurance system technical architecture.

WebService; medical insurance; medical insurance interfaces; distributed system; load balancing; service clusters; HIS

R192.324

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.08.003

1674-1633(2012)08-0019-02

2012-04-09

作者郵箱： cjxiong@fzzyy.cn