北京市醫療資源移動GIS服務系統研究與實現

溫 源，王佳嘉，劉建華，杜明義

（1.北京建筑大學 測繪與城市空間信息學院,北京 100044；2.現代城市測繪國家測繪地理信息局重點實驗室， 北京 100044）

北京市匯集了上百家著名的醫療機構，吸引著全國各地前來就醫的眾多患者，外地患者來京之后時常遇到諸多就醫問題，此外一些急診患者不能快速定位到附近醫院耽誤治療的情況亦時有發生。如何正確地引導患者就醫，快速找到專病專治的醫院醫生，切實解決隨行陪護家屬的吃住行等生活問題，在醫患之間建立起便捷的綠色通道顯得尤為迫切[1-3]。目前，隨著便攜式智能移動終端設備（如智能手機、PAD等）的普及、移動3G/4G通信技術和移動互聯網技術的高速發展，以及移動GIS技術在社會化服務領域的深入應用[4-7]，為醫療資源移動GIS服務系統App軟件的研發奠定了堅實的技術基礎。

本文針對北京市醫療資源需求現狀以及老百姓看病難和醫患關系矛盾突出等社會不穩定因素，以服務廣大患者為根本宗旨，以服務政府對醫患關系信息監管為抓手，提出了基于Android操作系統的北京市醫療資源移動GIS服務系統，為患者在就醫過程中提供全方位的“一站式”醫療資源自助服務。

1 系統功能及整體架構

通過對北京市醫療資源現狀調研以及醫療市場需求進行分析，目前系統劃分為6個功能模塊，包括醫院導診、疾病導診、附近醫院、醫院周邊、健康導航以及風雨同醫。后期將逐步對移動支付、電子病歷、智能分診以及物聯網智能排號取藥等模塊進行擴展。模塊設計需要準確定位功能需求并思考移動端技術實現和數據有限存取約束等因素，同時對模塊界面進行優化以便達到流暢的用戶體驗效果。

圖1和圖2分別描述了北京市醫療資源移動GIS服務系統體系架構和系統功能模塊。

圖1 系統體系架構

2 系統數據庫設計

為滿足數據內容多元化、大容量存儲需求以及優化客戶端數據存取性能，系統數據庫服務器采用PostgreSQL存儲醫院信息、醫生信息以及用戶信息等數據。Android系統的SQLite數據庫存儲用戶收藏的醫院、醫生以及預約記事本等本地數據。系統采用的PostgreSQL數據庫是基于BSD協議的一款完全免費的數據庫，在執行復雜SQL查詢、存儲過程、觸發器、多線程、索引等方面均具有一定的優勢[8]。

圖2 系統功能模塊

針對業務數據需求本系統設計相應的數據表來存儲不同類別的數據；主要有醫院詳細信息數據表hospitalinfo、醫生詳細信息數據表doctorinfo、用戶注冊信息數據表userinfo以及風雨同醫模塊發表信息表sayupinfo等。對于地圖空間數據以及社會服務類基礎數據的訪問主要通過在線調用高德地圖（或者天地圖、百度地圖）SDK提供的API接口予以實現。

3 系統關鍵技術

北京市醫療資源移動GIS服務系統App的集成技術開發環境包括Eclipse、JDK、Android SDK，高德地圖（或Google地圖、百度地圖、天地圖）SDK以及Tomcat等。

3.1 Android系統

Android是一個開放式智能手機和平板電腦移動端操作系統[9]，它采用一種被稱為軟件疊層（Software Stack）的方式進行構建[10]，Android系統由5部分組成，疊層結構使得各層之間相互分離，分工明確。

1）Linux內核。Linux作為Android系統的基礎，提供了安全性、內存管理、進程管理等方面的核心系統服務。Android系統建立在Linux 2.6之上，是系統硬件和軟件疊層之間的抽象層。

2）Android運行庫。Android運行庫由Android核心庫集和Dalvik虛擬機兩部分構成。Android核心庫集提供了Java語言核心庫所能使用的大部分功能；Dalvik虛擬機提供一個虛擬的Android環境，負責運行Android應用程序。

3）函數庫。Android系統提供一套可以被不同組件使用的C/C++庫的集合。Android程序開發者通過Android應用程序框架調用這些函數庫，并不直接接觸這些C/C++庫集。Android函數庫包含的主要核心庫有系統C庫、媒體庫、Surface Manager、LibWebCore、SGL、3D libraries、FreeType、SQLite等。

4）應用程序框架。Android應用程序框架是開發Android應用程序的基礎，并提供大量API供開發者使用，任何遵守框架約定的Android應用程序都可以發布它的功能模塊，因此Android應用程序框架也是軟件復用的重要手段。

5）應用程序層。Android系統提供由Java語言編寫的核心應用程序包括日歷、地圖、瀏覽器、聯系人、郵件客戶端以及SMS程序等，此外由開發者自行編寫的應用程序也位于該層。

3.2 移動地理信息服務技術

移動GIS是一種全新的空間信息服務應用模式，是移動互聯網技術與傳統地理空間信息技術相結合的產物。隨著移動互聯網技術的高速發展，移動地理信息服務技術不僅繼承了GIS對地理空間數據進行綜合管理的特點，同時又擴展了地理信息服務技術的便捷性優勢。地理空間信息技術為廣大移動用戶提供豐富的空間位置關聯性服務，移動互聯網技術則為移動地理信息服務提供良好的網絡承載環境[11]，智能移動終端良好的掌上便捷性和軟硬件可擴展性為移動GIS服務開發提供了理想的平臺[12-15]。

一般移動GIS地圖服務模式包括本地離線緩存、網絡在線和混合服務3種模式。本文基于Android平臺的互聯網地圖API技術，采用Mobile/Server移動互聯網服務架構對平臺進行搭建，依據實際網絡環境提供上述3種模式的服務。在Android平臺下地圖API應用開發的基本架構由3部分組成：接口應用層、業務邏輯層和數據管理層。開發者通過接口應用層選擇開發語言，編輯業務邏輯，處理用戶請求，獲取基于底層數據與資源文件的地圖服務。本文基于高德（或天地圖、百度地圖、Google地圖）發布的地圖服務SDK開發包及API接口，利用移動地理信息開發技術，實現在智能移動端的GIS服務應用。

3.3 Tomcat服務器

Tomcat服務器是一款開源的免費Web應用服務器；是Apache軟件基金會Jakarta計劃核心項目[16]。Tomcat采用最新的Servlet和JSP規范，具有性能穩定、擴展性好、支持負載平衡等特點，使其成為目前比較流行的Web應用服務器，是開發和調試Servlet和JSP程序的首選[17]。

本文采用Tomcat服務器發布移動GIS相關服務，涉及移動客戶端與服務器交互的多方面需求，涉及用戶登錄、權限設置、請求醫院信息和上傳論壇消息等。

3.4 Apache HttpClient技術

Apache HttpClient是Apache開源組織為了更好地處理Web站點請求問題，提出的一個Http客戶端，可以發送Http請求、接收Http響應。Apache HttpClient與HttpURLConnect類似，但只關注如何發送請求、接收響應以及管理Http鏈接。同時不會緩存服務器的響應，不執行HTML頁面中嵌入的JavaScript代碼，不對頁面內容進行任何解析和處理。

本文在移動端接收醫院信息、用戶上傳等功能上使用了Apache HttpClient技術，以便達到更好地處理Web站點請求的目的，增強用戶的體驗效果。

4 系統功能實現

北京市醫療資源移動GIS服務系統以智能手機客戶端App形式供用戶免費下載使用，該系統各模塊功能需求定位明確，可以滿足患者的多方面需求，圖3為系統主界面。

1）醫院導診模塊。醫院導診模塊提供北京市所有三甲醫院信息以及醫生信息。該模塊應用圖片熱區方式直觀地展示北京市三甲醫院的信息，用戶點擊需要查詢的地圖區域后即可方便地查看該區的醫院資源。

在技術實現方面，首先應用Dreamweaver軟件預處理整張地圖，在新建熱區后，將熱區點數據映射到手機相應區域，在arrays.xml文件中規定相應區域的熱點數據。通過圖片熱區方式使得文字選擇框變為生動的圖片區域選擇方式，達到了更好的用戶體驗效果。圖4為醫院導診界面，點擊各個地圖區域即可彈出該區所有三甲醫院列表，患者可以選擇感興趣的醫院進一步了解。

圖3 系統主界面

圖4 醫院導診界面

2）疾病導診模塊。疾病導診模塊以全面的科室劃分方式，應用滑動框的形式展現醫院科室。在每一個科室里提供北京市該科排名前3位的醫院信息，并推薦該科不同疾病治療專長的醫生信息。

疾病導診模塊滿足患者對癥醫治需求，避免患者擇醫的盲目性和醫療資源浪費。該子系統提供的醫院信息十分詳盡，包括醫院地址、電話、官方網站、特色科室、醫院簡介等信息。在醫院地址處，點擊地圖圖標可以直接定位到該醫院所處位置，此外點擊“到這里去”按鈕即可查詢規劃路線，滿足“一站式”路線導航服務需求。圖5為疾病導診界面，用戶通過觸屏左右滑動查找科室，點擊進入到如圖6的科室醫院推薦界面，在該界面中推薦3所知名醫院，點擊相應醫院便可進一步了解該醫院信息。

圖5 疾病導診界面

圖6 分科室醫院推薦界面

3）附近醫院模塊。附近醫院模塊調用目前應用比較廣泛的公益地圖（如天地圖、高德地圖、百度地圖、Google地圖）API開發接口，實現衛星圖和電子地圖的交互顯示、附近醫院的快速定位以及實時路況信息的查詢顯示。該模塊輔助用戶在遇到緊急就醫需求時快速找到附近的醫院，適用于急診等突發狀況發生時對醫院的快速定位與路線導航。圖7為附近醫院主界面，點擊衛星地圖圖標，切換衛星地圖顯示模式；圖8為附近醫院的位置以及實時路況信息。

圖7 附近醫院界面

圖8 附近醫院實時路況展示

4）醫院周邊模塊。醫院周邊模塊分為“我的周邊”和“醫院周邊”兩種情況，該子系統提供醫院周邊的吃住行等信息，方便患者及家屬。當用戶點擊“我的周邊”按鈕，系統自動定位到用戶所在位置，選擇吃住行相應按鈕即可查詢到所在位置附近的吃住行信息。當用戶需要預先查詢在某個醫院附近的吃住行信息時，點擊“醫院周邊”按鈕，輸入醫院名稱，即可滿足對相應信息的查詢。圖9為醫院周邊主界面，點擊“我的周邊”按鈕，彈出吃住行按鈕；圖10點擊“醫院周邊”按鈕，輸入醫院名稱，選擇吃住行信息，在地圖像即可顯示相應的信息。

圖9 醫院周邊界面

圖10 醫院周邊功能展示

5）健康導航模塊。健康導航模塊提供權威的醫藥數據，開設醫療保健相關信息瀏覽，方便用戶了解更多醫療醫藥以及就醫政策等信息。

6）風雨同醫模塊。 風雨同醫模塊為用戶提供一個開放式的移動端就醫交流平臺，用戶可以在該平臺分享就醫經歷和感觸，很多患者的親身經歷對有相關需求的其他患者具有很高的參考價值。

7）其他功能。為方便用戶使用，系統還提供了我的定制（圖11）、便捷掛號（圖12）等子模塊。在我的定制模塊里有提醒小鬧鐘、就醫記事本以及收藏醫院和醫生信息功能。在便捷掛號模塊提供北京市預約掛號統一平臺的聯系方式以及按城區劃分的醫院便捷掛號入口，使得就醫掛號更加便捷。

圖11 我的定制界面

圖12 便捷掛號界面

5 結 語

北京市醫療資源移動GIS服務系統利用智能移動終端的便攜式特點，通過開發集成移動互聯網和移動GIS等關鍵技術實現了對北京市醫療資源的有力整合，為廣大患者提供了一個開放性的“一站式”醫療資源服務平臺。未來系統將與各大醫院進行廣泛合作，逐步對移動支付、電子病歷、智能分診、排號取藥等模塊進行開發，著力構建智慧醫療服務新體系，為廣大患者和醫院提供更加優質的服務。

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