基于移動醫療大數據平臺下深度最優匹配算法的機會網絡轉發機制

◆于 淼 莊洪杰

（青島市第六人民醫院統計信息科 山東 266033）

基于移動醫療大數據平臺下深度最優匹配算法的機會網絡轉發機制

◆于 淼 莊洪杰

（青島市第六人民醫院統計信息科 山東 266033）

在移動醫療大數據平臺上，機會網絡的數據轉發存在著嚴重的資源浪費現象，以至于影響了平臺的正常運行。基于這種認識，本文提出了一種基于深度最優匹配算法的機會網絡轉發機制，可以通過比較節點數據找到最優的數據傳輸路徑，能夠提高數據的轉發效率。而經過驗證，該種算法能夠減少冗余數據，可以顯著提升網絡數據傳輸成功率。

移動醫療；大數據平臺；深度最優匹配算法；機會網絡；轉發機制

0 引言

在發展中國家，醫療資源緊缺問題一直是阻礙國家發展的重要問題。而提高醫療資源的利用效率，能夠使醫療資源緊缺問題得到緩解。所以在運用移動大數據平臺時，也應該尋求方法提高平臺的運行效率，從而實現醫療資源的充分利用。為實現這一目標，本文提出基于深度最優匹配算法的機會網絡轉發機制，有助于國內移動醫療事業的發展。

1 基于移動醫療大數據平臺的機會網絡數據轉發問題

在移動醫療大數據平臺上，可以將醫生和病人看成是機會網絡上的節點，然后將診療信息當成是網絡信息。而大量的數據將在醫療中產生，從而使網絡節點需要完成大量信息的轉發。例如，在肝癌的CRF表中，就含有分化程序、病人信息、遠處轉移、B超表現和侵犯范圍等多種信息。而每條信息多由上百個字段構成，一些信息中還包含大量的圖片信息[1]。據統計，每個病人平均擁有400張圖片，就有接近2GB的信息量。如果盲目進行這些信息的轉發，網絡節點中將包含大量的無效數據，從而導致網絡資源遭到嚴重浪費。

2 深度最優匹配算法的機會網絡轉發機制的提出

針對機會網絡的數據轉發問題，還要提出一種有效的轉發機制減少重復無效數據的轉發，從而實現網絡資源的高效利用。而使用深度最優匹配算法進行網絡轉發的機制，則能夠有效實現這一目標。

2.1 網絡結構

從結構上來看，機會網絡中同一個連通區域的節點可以相互通信，不同連通區域節點間并不存在通信，這些節點的通信需要借助節點移動實現。在一段時間內，將有兩個通信區域同時存在。如何實現不同區域的節點的高效通信，則是需要得到研究的主要問題。為此，還要以一個子網絡為對象，對消息的轉發問題展開研究。為此，需要假設該子網絡中包含從A到J的9個節點，同時所有節點為中繼節點。在消息傳遞時，由A進行消息發送，傳送速度則比節點在該區域的移動速度要大很多。所以，可認為該網絡拓撲結構靜止不變，并且認為A節點可以向其他節點發送消息。而想要實現消息的高效傳遞，則要從中找出高效的信息轉發通信路徑。

2.2 信息的傳遞

圖1 添加數據分組后的網絡拓撲結構圖

在節點信息傳遞的過程中，每個節點應該進行一個緩沖區的維護，該緩沖區主要用于進行該節點和其他節點需要該節點轉發的數據分組的存放。而每個數據分組都將由字符串01組成，并且其字符串是唯一標示。為查找高效轉發路徑，需要使各節點擁有節點序列，并且在初始過程中，要求各節點序列只有自身節點。通過使用深度最優匹配算法，則能夠完成節點優先搜索[2]。利用DOM算法中NKMP這一關鍵函數進行兩兩字符串數組的比較，然后對沒有相同結果的返回-1.有相同結果的返回1。完成所有節點集合不為1的節點的統計后，對各節點的數據分組數量進行計算，則能夠找到分組數量最大的節點路徑，然后利用該節點路徑進行數據轉發。

2.3 算法設計

在執行深度最優匹配算法時，需要先完成棧的初始化，然后使第一個完成信息發送的節點進棧。在此基礎上，則可以利用DFS算法進行棧頂節點i的鄰接節點j的訪問，然后對Dj和Vi中包含的節點序列數據分組進行DOM運算。其中，Dj為j節點的數據分組，Vi為i節點結合中的所有節點的數據分組。在計算結果為-1的情況下，數據就沒有冗余。此時，j節點可以進棧。如果結果不為-1，就有數據冗余存在，無需對節點做任何操作。完成DOM運算后，需要對棧頂節點的鄰接節點進行繼續訪問，然后進行上述步驟的操作，直至棧為空。最后，需要對連通區域內節點集合進行統計，然后進行數據分組數量的計算[3]。經過計算，可以得到數量總和最大的節點集合，而該集合就是最優路徑節點集合，可以成為信息傳遞鏈路。

2.4 算法檢驗

為對算法的應用效果展開驗證，可以使用ONE仿真軟件，然后將該算法與PROPHET算法和Epidemic算法相比較。在驗證的過程中，需要預先完成機會網絡的通信方式、節點傳輸范圍和移動速度等屬性的設定，然后對節點密度變化對傳輸延遲和成功率等因素的影響展開分析。在實際驗證時，設定的仿真時間為12h，節點個數為50-400個，移動速度為1.5m/s，通信方式為藍牙，傳輸速度為250KB/s，區域范圍為4500m*3400m。分析實驗結果可以發現，隨著節點密度的增加，DOM算法的傳輸成功率較之其它兩種算法更大，而傳輸延遲較之Epidemic算法要大。在節點密度超出300后，DOM算法的路由開銷明顯較小，能夠有效節省網絡資源。