基于南京市政務云的120急救系統設計

黃釗，陳杰，殷偉東，王穎1.南京市衛生信息中心 a.運行科；b.辦公室，江蘇 南京 10003；.南京市急救中心 通訊調度科，江蘇 南京 10003

基于南京市政務云的120急救系統設計

黃釗1a，陳杰1b，殷偉東2，王穎2
1.南京市衛生信息中心 a.運行科；b.辦公室，江蘇 南京 210003；2.南京市急救中心 通訊調度科，江蘇 南京 210003

0 前言

院前急救是急救醫療服務的三大組成部分之一，是搶救病人的前沿。院前急救工作直接關系到病人的生死存亡，具有很強的醫療性和社會性[1]。為此，借助4G網絡，基于南京市政務云平臺開發了一套快速高效的系統化、規模化、多結構的120緊急醫療救援系統。該系統集現代通訊網絡技術與醫療急救信息化管理于一體，突出公共性、公益性、公平性的特點，提高醫療急救的效率和科學管理，不但是醫療體制改革的現實需要，也將是醫療事業發展的重要支撐[2-3]。

1 現狀

目前，我市急救中心使用的是2002年建設的急救調度系統，僅有指令報文調度功能，無相關醫療信息系統、電子辦公系統及急救車載信息系統。現我市合計急救車輛73臺，其中市急救中心自有車輛25臺。

我市現有120緊急醫療救援包括下列步驟:接線、出車、轉移、急診、會診和分診。其中接線、出車和轉移屬于院前急救，急診、會診和分診屬于院內急救。存在以下弊端：① 急救車上的救護人員無法提前獲得相關病人的病史，不能更好地做準備工作；② 在病人轉移過程中,院內醫生無法獲知病人的實際情況(包括各種生理參數)，無法給急救車上的救護人員提供專業指導；③ 專科醫生、手術醫生、醫療專家等無法盡早參與到急救過程中，不能夠最大程度地縮短急救時間，提高急救效率；④ 無法記錄整個急救過程。

2 基于政務云的120急救系統設計

2.1 南京市“政務云”提供的服務

南京市政務數據中心為全市公共服務及政務應用提供以下服務：① 提供符合各項標準的機房資源和各類設備托管服務；② 提供高速、可靠政務網接入和統一安全的互聯網訪問；③ 提供服務器、數據庫等應用系統建設支撐環境和數據存儲、備份服務，包括：服務器、云計算、存儲、備份與恢復、虛擬桌面、云在線存儲6個方面；④ 建立資源交換共享平臺，為各部門業務協同提供數據支撐。

因此，南京市政務數據中心基礎設施符合急救系統建設所需的架構基礎。

2.2 急救系統架構設計方案

120急救中心系統整體依托南京市政務數據中心及其網絡基礎設施建設，技術架構基于面向服務SOA、云計算服務體系架構設計。整個120急救系統服務由基礎設施層、急救云平臺層、客戶端應用層組成，包含急救醫護子系統、急救中心辦公管理子系統、急救中心調度子系統、急救車載子系統及醫院分站客戶端的新建、改造及整合。系統架構設計圖，見圖1。

2.2.1 基礎設施層的設計

系統基礎設施層部署于政務數據中心機房，相關服務器硬件、網絡、虛擬化軟件及操作系統等基礎設施由市政務數據中心提供，為120急救系統搭建基于云服務的系統運行及數據存儲環境。

（1）網絡架構。120急救系統架設在衛生專網上，衛生專網由市政務專網通過VPN形式承載。網絡容量分析：目前南京市急救中心共有車輛35臺，按照國家衛計委每5萬人1臺救護車服務要求計算，全市急救運行需要車輛約200臺，車上需傳輸的數據含視頻數據、醫學報文數據及病例文本數據，其中視頻數據流約1 Mbps，醫療數據及文本數據流合計約0.2 Mbps，因此單車數據傳輸需要帶寬約1.2 Mbps，全市車輛業務并發占用帶寬量約為200×1.2＝240 Mbps。目前政務專網采用光纖接入，并采用MPLS/SSL VPN技術來組建南京市衛生VPN專網，接入層為千兆，核心骨干層為萬兆，滿足急救系統目前及將來需要擴展的數據傳輸帶寬及網絡容量需求[4-6]。急救系統網絡拓撲，見圖2。

圖1 南京市急救系統架構設計圖

圖2 南京市急救系統網絡拓撲

（2）服務器部署。① 服務器資源申請：120急救系統部署于政務數據中心內的虛擬服務器上，包括：急救醫療資源服務器、數據庫服務器、數據備份服務器、急救中心辦公管理WEB服務器、媒體服務器、接口服務器。通過虛擬化技術，在政務數據中心服務器上按需分配相應的虛擬硬件資源（處理器、內存、存儲、網絡）等，在虛擬的硬件資源上安裝并運行不同操作系統（Linux，Windows等），為急救系統提供了可靠穩定的運行環境。同時，急救中心系統管理員可以自己登錄到云計算平臺上，通過個性化界面自己選擇要用的系統模板，并選擇希望使用的硬件資源，自己創建虛擬機操作系統，實現云計算平臺資源自動化申請和創建，使得整個急救系統管理使用便捷且運行安全穩定；② 虛擬服務器性能需求：120急救系統運行需要虛擬服務器6臺，分別是中心服務器、數據庫服務器、數據備份服務器、接口服務器、WEB服務器及媒體服務器；③ 服務器：采用NOVELL SUSE Linux 企業版操作系統，支持訪問局域網或互聯網；處理器處理能力不低于3.06 GHz，三級緩存12 MB；內存不低于4 G；硬盤大小在300 G以上；存儲控制為 ServeRAID-M5015(RAID5)；網卡采用2個集成的千兆以太網控制器，雙網卡配置，要求一個公網IP，一個專網IP。其中數據庫服務器和數據備份服務器要求硬盤大小2 TGB，其他性能要求不變。

2.2.2 急救云平臺層的設計

急救云平臺層部署于市政務數據中心提供的虛擬服務器上，提供一個云計算平臺，包含了急救醫護子系統和急救辦公管理子系統。本層可通過基礎設施層提供的應用程序界面（API）調用硬件資源，向上提供業務調度中心服務，實時監控平臺的各種資源，并將這些資源通過API開放給用戶，急救中心用戶不需要在應用層（包括市急救中心、急救分站、醫院）再安裝系統服務器軟件，只需直接使用系統服務器設計開發的應用客戶端即可實現應用功能。為全市120急救系統提供統一認證、數據標準管理、協議轉換、接口管理、組件管理及SIP控制等核心服務。

2.2.3 客戶端應用層的設計

基于急救云架構，用戶不需要將軟件產品安裝在自己的電腦或服務器上，只需直接使用配置好的應用客戶端或WEB客戶端，使用者與傳統應用方式一樣來訪問應用系統，感覺不到自己所使用的系統是運行在云計算平臺中，無需專門的培訓。當某一應用資源不夠時可以動態調整基礎設施層硬件資源來擴展應用軟件的計算能力，甚至可以復制、快速布署另一相同虛擬機應用軟件，滿足更高負載的服務質量保證。或者系統功能需要增添或改變時，只需由平臺運維者對急救云平臺層作出相應修改，不影響前端應用服務的連續性。該層包含：市急救中心辦公管理客戶端、集中視頻顯示客戶端、集中醫護數據顯示客戶端、急救醫院客戶端、分站客戶端和車載醫護客戶端。

2.2.4 核心平臺層的設計

本方案將在市急救中心部署核心平臺層，是基于市急救中心原有系統的升級改造，完善系統呼叫、調度、管理等功能，加強系統運行速率及優化安全可靠性，保留原數據并實現原有歷史數據和政務云平臺的互通共享。

系統數據互聯互通主要包括以下3個方面:

（1）通過車載醫療客戶端軟件讀取車載醫用設備、車載攝像設備的多媒體數據并通過實時多媒體數據的查看輔助救助操作及醫療數據的編寫、修改及錄入。另同步到車載醫療客戶端的多媒體數據可通過無線網絡實時上傳至市急救中心、醫院實現數據實時查看、遠程管理等功能。并通過醫護數據的上傳實時更新位于急救中心數據庫和智慧醫療平臺的急救病歷資料。

（2）通過醫療客戶端實現急救病歷電子化、急救檔案管理電子化，改變了傳統的急救紙質檔案管理。在線書寫急救病歷并可以實時更新急救中心數據庫和智慧醫療平臺的急救病歷資料。急救病歷主要包括急救病史、轉/出院、體檢、診斷、病癥變化、診斷、總結等內容。系統還提供了標準化的病歷模版，以方便、規范醫生的書寫。病歷檔案存儲期可達15年，促使急救管理流程標準化，提升急救中心管理效率。

（3）從急救中心數據庫獲取用藥、用料、急救知識、急救操作指南等知識文本以輔助工作人員開展急救。

2.3 云存儲方案

本系統部署于南京市衛生專網，前端車載數據通過無線政務專網接入衛生專網，是一個基于有線傳輸及無線傳輸的綜合系統。系統需要存取的數據包括視頻數據、醫學影像數據、病歷文本數據及相關報文數據。基于無線網絡特性及數據完整性、安全性要求，本系統存儲服務由前端車載本地分布式存儲及政務數據中心IP－SAN存儲[7-8]構成整個急救系統的云存儲網絡急救云存儲架構圖，見圖3。

圖3 南京市急救云存儲系統架構圖

2.3.1車載分布式存儲

鑒于無線網絡容量及帶寬方面的劣勢，對于急救業務中占用帶寬量大，但對安全及穩定性要求相對較低的非醫學數據（視頻數據），本系統采用本地分布式存儲，視頻數據實時存于車載本地存儲器中，由本地存儲器組成的急救車分布存儲網絡，急救中心可通過客戶端軟件實時調用查看，視頻存儲期可達1個月，存儲空間滿額后，可通過光碟刻錄方式導出用于急救備份。

2.3.2 政務數據中心IP-SAN存儲

對于急救過程中的關鍵數據，主要包括病歷數據、醫療體征數據，鑒于該部分數據為本系統核心數據，具有高安全、高穩定要求。因此，該部分數據存儲于政務數據中心IP-SAN中。

本系統核心醫療數據包括電子病歷數據、急救醫療體征數據，經調研及測算，單車任務需要寫入的病歷數據約20 kB，體征數據編碼后生成報文數據并按時間節點（通常約1～2 min）錄入系統并存儲，單車單次記錄體征數據量約100 kB，滿足電子病歷存儲15年的國家要求。按急救車日均任務10次，未來全市將增容急救車輛至200臺計算，可以測算出醫療數據的存儲需求約.5 T。

2.3.3 數據備份

本系統數據備份采用LAN-Free備份，是在SAN環境中進行的，急救系統的用戶只需將磁帶機或磁帶庫等備份設備連接到SAN網絡中，各服務器就可把需要備份的數據直接發送到共享的備份設備上，不必再經過局域網鏈路。由于服務器到共享存儲設備的大量數據傳輸是通過SAN網絡進行的，局域網只承擔各服務器之間的通信任務，因此大大降低了存儲備份對局域網帶寬的占用率，釋放了資源。另外，本急救系統通過添加備份服務及雙機熱備技術保證數據安全，通過軟硬件結合的容錯應用方案，部署兩臺服務器系統和一個外接共享磁帶庫及相應的雙機熱備份技術軟件組成。在這個容錯方案中，操作系統和應用系統安裝在兩臺服務器上，磁帶庫外接虛擬存儲服務器，可實現離線存儲。通過雙機熱備技術，所有站點的數據直接從中央存儲設備讀取和存儲，并由專業人員進行管理和維護，極大地保護了數據的安全性和保密性。用戶的數據存放在外接磁帶庫中，在一臺服務器出現故障時，備機主動替代主機工作，保證網絡服務不間斷。

3 與相關系統平臺對接的探討

3.1 接口設計原則

接口須符合國際、國家相關標準。在做系統的接口設計時應采用或者參考國際、國家相關標準，在沒有相關標準時，應該結合服務的情況制定行業內部的標準。為了保證接口協議的通用性和擴展性，外部接口傳輸協議采用TCP長連接的方式，協議標準基于XML標準，同時要兼顧系統的開放性、可擴展性等原則。

3.2 與區域衛生、區域應急等系統的對接

（1）通過對接區域衛生信息平臺，將公共衛生應急事件數據寫入智慧醫療系統庫，包括第一時間了解、掌握、處置突發事件的發生和處置過程，如事件時間、地點、原因、傷亡人數、送達醫院、事態控制情況等。另外，在應急事件中，隨著事態的發生、發展過程，處置過程，通過區域衛生信息平臺的數據交互獲取衛監、藥品、疾控等醫療衛生數據，提升急救效率，同時逐級向主管領導和上級單位報告實時情況，進一步發揮急救在公共衛生應急事件處置中的作用。120急救系統通過區域衛生信息平臺實現與基于“智慧南京”應急平臺的融合，充分利用數字化、網絡化和系統集成技術，將120信息系統與110報警系統、119火警系統、122交通事故系統進行整合，建設集監控、管理、指揮和調度于一體的城市應急聯動指揮信息化平臺，加強對南京市重點地區的實時動態監測，對日常應急資源進行有效管理，實現公共安全監控、統一接警、統一指揮、聯合行動、快速反應，實現跨部門、跨區域、跨警種信息的快速互通和工作的高效協調，并對社會和公眾的各類報警求助做出快速反應，提供更加便捷的救助服務，保障重大突發事件或自然災害處理的指揮和部署，為城市管理和公共安全的科學決策提供信息和通信平臺。

（2）與區域電子病歷、電子健康檔案對接。南京市醫療急救信息納入到居民電子健康檔案系統中，實現信息共享，互聯互通。在急救過程中，病人可持南京市市民卡在線刷卡認證，通過對接電子健康檔案系統提取持卡人的姓名、性別、年齡、血型、家庭住址、家庭固定電話、緊急聯系人、既往病史、藥物過敏史等個人健康信息。通過患者健康信息查詢可以為120醫護人員和救治機構實施救助提供依據，為搶救生命贏得時間。平臺對接實施后，還可針對心腦血管疾病患者、老年人、行動不便的殘疾人和因緊張等原因無法正確表達呼救地址的實際情況，建立急救檔案，急救工作人員便可根據電腦顯示的資料和GPS定位系統立即選派就近的急救站，選擇最近的路線進行救助，提升救助調度效率。通過將電子健康檔案引入院前急救分級標準系統，可使急救人員迅速了解現場情況要點、評估患者情況的嚴重程度，實現合理分配急救資源和對危重患者提供高級別急救響應。

（3）與相關醫療信息庫對接。通過對接區域衛生信息平臺獲取相關醫療信息，包括婦幼保健、疾病控制、血液管理、社區衛生、藥品管理等數據，通過相關醫療數據對接獲取與院前急救相關的用藥信息、用料信息、施救方法和相關短語庫等用于輔助急救，尤其在危重病患者救治中作用顯著。

（4）與衛生管理對接。通過區域衛生信息平臺對接衛生人力資源、醫療服務標準、衛生技術標準、衛生行政管理等系統模塊，獲取有效的急救管理標準、行業服務標準及行業技術標準，使急救流程及急救管理規范高效。

4 結語

本項目通過對急救醫護子系統、急救中心辦公管理子系統、急救車載子系統、醫院及分站客戶端的建設及急救中心調度子系統進行改造，使120急救真正融入區域衛生體系。更重要的是，南京120急救系統在無線傳輸方面采用了先進的4G技術，為急救車輛在移動過程中采集到的患者體征信息等數據的傳輸提供了更好的保障，盡可能確保整個急救醫療體系各個環節數據傳輸的穩定性、可靠性。

南京120急救系統將建設成為“智慧南京”輔助支撐系統，將進一步完善“智慧南京”的基礎建設，豐富“智慧南京”的基礎數據信息，提高全市信息化應用的支撐能力，完善城市應急管理體系，切實保障城市安全運行，為市民提供更有效快捷的急救醫療服務。

[1] 基于健康檔案的區域衛生信息平臺建設指南(試行)[S]．2009．

[2] 劉芳,管新,袁飛,等．醫療信息系統私有云建設方案探討[J]．中國醫療設備,2012,(10):85-89．

[3] 姚青嶺．區域醫療云計算服務中心模型[J]．中國醫療設備,2011, (12):49-51．

[4] 孫向東,姚山虎,胡德華．區域醫療衛生信息化建設模式[J]．中華醫學圖書情報雜志,2013,2(4):31-35．

[5] 帥海濤,彭小斌,吳為清．"軍衛一號"系統之門診120急救管理子系統的建立[J]．醫療衛生裝備,2005,(9):237．

[6] 趙明銳．加強120急救中心院前急救醫療服務體系的管理[J]．中華醫院感染學雜志,2012,(11):2373-2374．

[7] 李顏．醫院網絡異地容災和服務器虛擬化分析設計[D]．成都:電子科技大學,2013．

[8] 唐鵬,宋巍．淺談云計算技術[J]．電子制作,2013,(12):125．

Design of a Emergency Medical Rescue System Based on the Nanjing Government Cloud

HUANG Zhao1a, CHEN Jie1b, YIN Wei-dong2, WANG Ying2
1. a. Department of Operation; b. Administration Office, Nanjing Health Information Center, Nanjing Jiangsu 210003, China; 2.Department of Communication Dispatching, Nanjing Emergency Medical Center, Nanjing Jiangsu 210003,China

基于市政務數據中心云架構平臺，設計了南京市120急救系統。系統主要架構包括：基礎設施層、急救云平臺層、客戶端應用層、數據存儲層等幾個方面的應用。系統設計以云計算虛擬化技術應用為基礎，遵循了前瞻性、實用性、可靠性、易于擴展等原則；將現代通訊網絡技術與醫療急救信息化管理相融合，突出公共性、公益性、公平性的特點，對提高醫療急救的效率和科學管理起到了重要支撐作用。

緊急中心；醫療救援；云計算；政務數據中心；虛擬化技術

Based on the cloud architecture platform of Nanjing Government Data Center, an Emergency Medical Rescue System was established, whose main architecture included the infrastructure, first-aid cloud platform layer, client application layer and data storage. Following the principles of future-proof, practicability, reliability and extensibility, the system was designed on the basis of cloud virtualization technologies and integrated the modern communication network technologies with medical rescue informatization management. With the features of publicity, public utility and fairness, the system provided important support to improved efficiency and scientific management of the emergency medical rescue.

emergency medical center; medical rescue; Cloud computing; government data center; virtualization technology

R197.61

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.04.024

1674-1633(2015)04-0081-04

2014-06-06

2015-03-10

國家科技支撐項目（2010BAi88b00）。

作者郵箱：84317906@163．com