從國內城市公共衞生安全應急管理系統的研究和應用現狀出發，指出城市公共衞生安全應急管理系統建設的核心要務是集成現有的衞生信息系統、消除衞生信息孤島、實現數據共享與交換；並提出了城市公共衞生安全應急管理系統數據採集類型和業務支持部門。在此基礎上，構建了一個基於數據倉庫、以gis為應急響應支持平台、能統一管理信息、可與其他電子政務
系統互連互通的城市公共衞生安全應急管理系統框架結構，並詳細闡述了各業務模塊的基本功能和系統實現的關鍵技術方法。
1 引言
公共衞生事件是一種極具破壞力的自然或人為災害。近年來，由於人口持續增長、城市盲目擴張、工業高度密集，資源環境破壞，人與人的安全衞生距離不斷縮小，使預防公共衞生事件的形勢日趨嚴峻 。因其具有複雜性和不確定性，使預測、預警與應急管理成為有效預防、及時控制和消除公共衞生事件及其危害的重要手段，並引起研究者的普遍關注。如熊光魁 等研究了救災防病應急反應專家管理信息系統的開發與應用；潘海東等 提出了構建國家級公共衞生應急系統的思路；王平、杜江等 設計了基於web gis的公共衞生安全監督與控制系統方案；杜鵬等 基於模型分析規劃了公共衞生事件監測與預警系統的建設；李琦等 在北京市傳染性非典型肺炎分析決策支持系統的基礎上，提出了城市突發公共衞生疫情分析與決策系統的構建方法。這些思路和方案從不同角度對系統功能模塊、體系結構、業務模型等做了較為詳細的闡述，對豐富公共衞生事件應急管理系統的應用功能，促進地區公共衞生信息化建設有積極作用。但有關公共衞生安全應急管理系統的應用範圍、系統需要的數據類型，以及系統支持部門等問題尚未明確提出，特別是如何處理公共衞生領域各部門現有的信息系統長期以來一直被忽視。這些信息系統建於不同時期，採用不同軟件平台和數據格式，系統之間的衞生數據無法共享和交換，形成大量的衞生信息孤島。另外，這些信息系統存有大量有價值的歷史和現實數據，如果放棄它們，則需很大的重複投資，並造成不必要的浪費，這與建立節約型社會的主題相違背。因此，集成先進技術，整合城市現有衞生信息資源，消除衞生信息孤島，實現公共衞生數據的共享與交換，成為當前城市公共衞生應急管理系統建設的核心要務。
基於上述情況，在“十．五” 國家重點科技攻關計劃《區域可持續發展關鍵技術研究與示範》延續項目“中小城市公共安全應急系統技術集成” 的支持下，通過調查和分析廣州市公共衞生信息系統的建設和應用情況，本研究從新的視角提出了建設基於城市的公共衞生安全應急管理系統的技術方案。
2 系統總體設計
2．1 系統建設目標
城市公共衞生安全應急管理系統的建設是在城市現有公共衞生安全體系下，圍繞城市公共衞生信息化建設的總體目標，綜合運用計算機工程、衞生統計、人工智能、數據倉庫、中間件、地理信息系統等技術，建立一個能快速、及時、準確收集、存儲、處理突發公共衞生事件信息和其他相關信息，並以超媒體(文字、聲音、影像等)方式顯示各類信息和分析結果，為城市突發公共衞生事件應急處理機構提供全過程、多層次信息服務和多種支持手段的應急指揮和輔助決策系統。系統建設的最終目標是將現有公共衞生領域各業務部門相對獨立的操作型系統集成在一起，以基礎空間地理數據及各類專題圖形數據為基礎，建立集中統一的公共衞生數據倉庫和相應的預警指標、應急預案等知識庫和模型庫；以數據上報一採集一管理一分析一決策一展示為主線，建立具有公共衞生事件監測預警、仿真預測、虛擬現實、指揮調度、信息發佈等專業應用功能的各子系統和地理信息系統服務平台，以提高突發事件應急處理和指揮調度能力，為城市突發公共衞生事件決策指揮提供科學依據和技術支持。
2．2 系統所需數據類型與支撐單位
傳統的公共衞生領域以傳染病防治為主要內容，數據類型單一；公共衞生事件的應急處理也主要由衞生部門唱獨角戲。隨着社會進步，公共衞生安全的範圍變得越來越廣泛。因不合理飲食結構、不良生活方式引發的慢性非傳染性疾病，因空氣、水源、噪聲、化學污染等環境危害引發的健康問題，也正上升為公共衞生問題 。因此設計系統建設方案時，充分考慮社會經濟發展和居民健康與生命財產安全的需求，除衞生監測數據、疫情監測數據、衞生資源數據等基本數據類型外，環境衞生數據、食品藥品衞生數據、公共衞生危險因素數據，以及社會經濟數據、地理空間數據等一併列為系統採集的數據類型(見表1)。
城市公共衞生安全應急管理系統支持單位除醫療衞生行業各部門外，把與數據供給和應急管理有關的如環境監測、食品藥品監督、質量技術監督及公安、消防、交通等部門也列入系統支持單位(見表2)。
2．3 系統業務結構模型
城市公共衞生應急管理系統圍繞城市公()共衞生安全構建，在體系結構上採用開放式的網絡結構設計，系統內部各子系統之間、系統與其他應用系統之間都能容易地實現互連互通。其概念模型(如圖1)從底層至頂層分為數據層、應用服務層和用户層3個層次。
數據層有分佈數據源、數據倉庫系統、信息採集和組成。在該層中，信息採集系統利用etl工具把存放在各
業務部門異構系統中的衞生數據採集到公共衞生數據倉庫系統中，並建立面向公共衞生事件應急管理的專業數據集市。城市基礎數據倉庫中存有大量基礎空間數據和社會經濟數據，包括影像、地圖、氣候、人口、宏觀經濟等。城市基礎數據倉庫的應用是對公共衞生安全應急管理系統的資源支持。
應用服務層由面向事件的數據共享與交換平台、面向事件的gis(geographical information system)應急響應服務平台和專業應用分析子系統三個功能子層組成。數據共享與交換平台是系統各子系統實現集成的關鍵和基礎，它以靈活的方式與數據倉庫和數據管理系統連接，為各業務子系統提供基本的數據組織形式，並設有系統與其他應用系統對接的公共數據接口。
gis應急響應服務平台實現城市公共衞生突發事件應急管理過程中所需的各種基礎性服務及平台支撐，能為各業務子系統提供通用的功能模塊，還可以在其上方便地構建應用系統。該平台本身具有強大的空間分析功能，並能把各業務子系統的分析結果展示出來。緩衝區分析、網絡分析、dem(digital elevation mode1)分析、疊置分析等屬於此層。
專業應用分析子系統在繼承gis通用功能層的基礎上，針對城市公共衞生應急管理和決策需求，開發出多種專業應用模塊。其中知識管理和決策支持系統實現知識庫和模型庫的管理，並把相應的知識和規則運用到信息採集、信息管理、監測與預警、分析與預測、指揮調度等系統中；突發事件分析與預測系統針對事件特點和應急管理需求對衞生數據進行多種分析，並根據歷史經驗及專家知識對相關突發事件的危害程度進行仿真模擬和預測，為控制事件發生提供輔助決策；突發事件監測與預警系統根據事先定義好的邏輯關係定期掃描檢查衞生數據倉庫，對發現的異常現象發出預警；突發事件應急調度系統通過gis應急響應服務平台實現跨部門分散資源的統一調度；公共衞生信息發佈系統主要向公眾公佈已經或正在發生的公共衞生事件的各類信息。
用户層主要將下層數據的分析結果以友好直觀的方式反饋給各個不同需求層次的用户。整個系統從下到上互為基礎，互相作用。
3 系統實現的關鍵技術
3．1 利用數據倉庫技術進行數據中心建設
城市公共衞生安全應急管理系統需要對分散在各部門異構系統中的衞生數據進行集成分析，但由於各異構系統的分散性、數據類型的不一致性，以及一些歷史數據的離線等問題，使目前這種以事務處理為主體的數據環境難以滿足公共衞生安全應急管理系統對數據的分析要求，因此網絡環境下的城市應急管理系統需要建立獨立於應用的數據環境和相應的技術支持。數據倉庫是一種面向數據應用的數據管理技術，它提供集成化、歷史化的數據管理功能，支持綜合性的數據分析 。對城市公共衞生安全應急管理系統來説，數據倉庫可為公共衞生事件的監測與預警、分析與預測、決策支持等子系統對數據的分析與處理創造良好的條件。
城市公共衞生安全應急管理系統數據倉庫的創建過程遵循以下步驟：首先從各分佈數據源系統中抽取有用的公共衞生數據到數據準備區(如圖2)，然後對數據準備區中的數據進行清洗、轉換，並通過元數據映射後裝入數據倉庫，再根據公共衞生安全應急管理的具體需要建立專業數據集市，其結果由前端各專業應用子系統經過多種分析後展現。
3．2 利用中間件技術進行系統應用集成
城市公共衞生安全應急管理系統要在不同網絡產品、硬件平台、網絡協議等組成的異構環境中運行，同時還需支持多種應用軟件和管理多種應用系統。因此係統內部各軟、硬件平台之間、系統與其他電子政務系統之間要有可靠和高效的信息傳遞與數據轉換技術支持。中間件(如圖3)是基於分佈式處理技術的一類軟件，它介於應用軟件和系統軟件之間，既能解決客户與服務器方的互聯，又能實現不同技術組件之間的集成 。
公共衞生安全應急管理系統的應用集成分為系統內部服務集成和系統外部服務集成，它們因功能不同對中間件的要求也不同。內部服務集成需要整合長期形成的大量遺留系統，共享不同平台和異構數據庫間的數據資源；外部服務集成要求系統能自動檢索到其他電子政務系統提供的相關服務，以構成更為廣泛的公共衞生安全應急管理網絡。考慮城市已有公共衞生、軟硬件支持台的特點，及將來系統擴展和兼容等因素，在城市公共衞生安全應急管理系統實現過程中，將j2ee、web services、xml信息交換中間件集成應用。其中j2ee標準用來解決服務器端應用間跨平台、數據異構的集成及數據挖掘任務；webservices用於系統的信息發佈與獲取；信息交換中間件在內外集成系統之間起到信息及功能的橋接作用 。
3.3利用地理信息系統技術進行可視化顯示
公共衞生事件不僅具有自身的屬性特徵，更具有空 [5]間分佈特點。基於地理信息系統技術的公共衞生安全應急管理系統是gis和其他各功能子系統的無縫集成，是地圖和空間分析在公共衞生安全應急管理中的具體應用。gis強大的空間分析功能(如緩衝區分析、疊置分析、路徑分析、網絡分析等)以其可視化、實時化、動態化等直觀的表現形式可廣泛應用於隔離區設置(以傳染病為例)、疫區定位、疫情顯示、空問傳播分析等方面 ，為管理部門迅速瞭解疫情傳播態勢，進行應急預案生成、衞生資源配置等提供實施平台。
根據公共衞生安全應急管理系統的業務特點，gis平台採用c／s和b／s混合架構。c／s架構側重多角度空間數據分析，包括各種專題圖展示、路徑分析、緩衝區分析、插值分析等。b／s架構除支持矢量地圖基本操作(如放大、縮小、平移、量測、圖元選擇、圖元查詢等)以外，還強調對地理相關業務數據分析功能的支持，並能提供直觀和實時的數據展示。b／s架構採用面向接口的設計風格，無縫集成數據提取模塊和數據分析模塊，可方便擴展到其他、務應用系統。
4 結束語
本研究基於消除衞生信息孤島，提高公共衞生事件應急管理水平和應急預案的可操作性，構建了以數據倉庫為基礎、能統一管理信息、支持gis訪問、可與其他應用系統無縫連接的城市公共衞生安全應急管理系統，體現了城市公共衞生資源的有效整合和先進技術的集成應用。但城市公共衞生安全應急管理系統建設是一項複雜的系統工程。同時，普遍災難途徑，即各類突發事件的一體化管理將成為應急管理系統的發展趨勢 。因此，隨着社會進步和對公共安全需求的增加，突發事件應急管理系統的應用範圍將會涵蓋整個城市公共安全領域，其服務功能也更加全面。本方案儘管在設計中充分考慮了系統的擴展性和兼容性，但還需在實際應用中不斷完善，以滿足日益發展的城市公共安全應急管理需求。
城市衞生安全應急管理技術調研報告
從國內城市公共衞生安全應急管理系統的研究和應用現狀出發，指出城市公共衞生安全應急管理系統建設的核心要務是集成現有的衞生信息系統、消除衞生信息孤島、實現數據共享與交換；並提出了城市公共衞生安全應急管理系統數據採集類型和業務支持部門。在此基礎上，構建了一個基於數據倉庫、以gis為應急響應支持平台、能統一管理信息、可與其他電子政務系統互連互通的城市公共衞生安全應急管理系統框架結構，並詳細闡述了各業務模塊的基本功能和系統實現的關鍵技術方法。
1 引言
公共衞生事件是一種極具破壞力的自然或人為災害。近年來，由於人口持續增長、城市盲目擴張、工業高度密集，資源環境破壞，人與人的安全衞生距離不斷縮小，使預防公共衞生事件的形勢日趨嚴峻 。因其具有複雜性和不確定性，使預測、預警與應急管理成為有效預防、及時控制和消除公共衞生事件及其危害的重要手段，並引起研究者的普遍關注。如熊光魁 等研究了救災防病應急反應專家管理信息系統的開發與應用；潘海東等 提出了構建國家級公共衞生應急系統的思路；王平、杜江等 設計了基於web gis的公共衞生安全監督與控制系統方案；杜鵬等 基於模型分析規劃了公共衞生事件監測與預警系統的建設；李琦等 在北京市傳染性非典型肺炎分析決策支持系統的基礎上，提出了城市突發公共衞生疫情分析與決策系統的構建方法。這些思路和方案從不同角度對系統功能模塊、體系結構、業務模型等做了較為詳細的闡述，對豐富公共衞生事件應急管理系統的應用功能，促進地區公共衞生信息化建設有積極作用。但有關公共衞生安全應急管理系統的應用範圍、系統需要的數據類型，以及系統支持部門等問題尚未明確提出，特別是如何處理公共衞生領域各部門現有的信息系統長期以來一直被忽視。這些信息系統建於不同時期，採用不同軟件平台和數據格式，系統之間的衞生數據無法共享和交換，形成大量的衞生信息孤島。另外，這些信息系統存有大量有價值的歷史和現實數據，如果放棄它們，則需很大的重複投資，並造成不必要的浪費，這與建立節約型社會的主題相違背。因此，集成先進技術，整合城市現有衞生信息資源，消除衞生信息孤島，實現公共衞生數據的共享與交換，成為當前城市公共衞生應急管理系統建設的核心要務。
基於上述情況，在“十．五” 國家重點科技攻關計劃《區域可持續發展關鍵技術研究與示範》延續項目“中小城市公共安全應急系統技術集成” 的支持下，通過調查和分析廣州市公共衞生信息系統的建設和應用情況，本研究從新的視角提出了建設基於城市的公共衞生安全應急管理系統的技術方案。
2 系統總體設計
2．1 系統建設目標
城市公共衞生安全應急管理系統的建設是在城市現有公共衞生安全體系下，圍繞城市公共衞生信息化建設的總體目標，綜合運用計算機工程、衞生統計、人工智能、數據倉庫、中間件、地理信息系統等技術，建立一個能快速、及時、準確收集、存儲、處理突發公共衞生事件信息和其他相關信息，並以超媒體(文字、聲音、影像等)方式顯示各類信息和分析結果，為城市突發公共衞生事件應急處理機構提供全過程、多層次信息服務和多種支持手段的應急指揮和輔助決策系統。系統建設的最終目標是將現有公共衞生領域各業務部門相對獨立的操作型系統集成在一起，以基礎空間地理數據及各類專題圖形數據為基礎，建立集中統一的公共衞生數據倉庫和相應的預警指標、應急預案等知識庫和模型庫；以數據上報一採集一管理一分析一決策一展示為主線，建立具有公共衞生事件監測預警、仿真預測、虛擬現實、指揮調度、信息發佈等專業應用功能的各子系統和地理信息系統服務平台，以提高突發事件應急處理和指揮調度能力，為城市突發公共衞生事件決策指揮提供科學依據和技術支持。
2．2 系統所需數據類型與支撐單位
傳統的公共衞生領域以傳染病防治為主要內容，數據類型單一；公共衞生事件的應急處理也主要由衞生部門唱獨角戲。隨着社會進步，公共衞生安全的範圍變得越來越廣泛。因不合理飲食結構、不良生活方式引發的慢性非傳染性疾病，因空氣、水源、噪聲、化學污染等環境危害引發的健康問題，也正上升為公共衞生問題 。因此設計系統建設方案時，充分考慮社會經濟發展和居民健康與生命財產安全的需求，除衞生監測數據、疫情監測數據、衞生資源數據等基本數據類型外，環境衞生數據、食品藥品衞生數據、公共衞生危險因素數據，以及社會經濟數據、地理空間數據等一併列為系統採集的數據類型(見表
1)。
城市公共衞生安全應急管理系統支持單位除醫療衞生行業各部門外，把與數據供給和應急管理有關的如環境監測、食品藥品監督、質量技術監督及公安、消防、交通等部門也列入系統支持單位(見表
2)。
2．3 系統業務結構模型
城市公共衞生應急管理系統圍繞城市公 共衞生安全構建，在體系結構上採用開放式的網絡結構設計，系統內部各子系統之間、系統與其他應用系統之間都能容易地實現互連互通。其概念模型(如圖
1)從底層至頂層分為數據層、應用服務層和用户層3個層次。
數據層有分佈數據源、數據倉庫系統、信息採集和信息管理系統組成。在該層中，信息採集系統利用etl工具把存放在各業務部門異構系統中的衞生數據採集到公共衞生數據倉庫系統中，並建立面向公共衞生事件應急管理的專業數據集市。城市基礎數據倉庫中存有大量基礎空間數據和社會經濟數據，包括影像、地圖、氣候、人口、宏觀經濟等。城市基礎數據倉庫的應用是對公共衞生安全應急管理系統的資源支持。
應用服務層由面向事件的數據共享與交換平台、面向事件的gis(geographical information system)應急響應服務平台和專業應用分析子系統三個功能子層組成。數據共享與交換平台是系統各子系統實現集成的關鍵和基礎，它以靈活的方式與數據倉庫和數據管理系統連接，為各業務子系統提供基本的數據組織形式，並設有系統與其他應用系統對接的公共數據接口。
gis應急響應服務平台實現城市公共衞生突發事件應急管理過程中所需的各種基礎性服務及平台支撐，能為各業務子系統提供通用的功能模塊，還可以在其上方便地構建應用系統。該平台本身具有強大的空間分析功能，並能把各業務子系統的分析結果展示出來。緩衝區分析、網絡分析、dem(digital elevation mode
1)分析、疊置分析等屬於此層。
專業應用分析子系統在繼承gis通用功能層的基礎上，針對城市公共衞生應急管理和決策需求，開發出多種專業應用模塊。其中知識管理和決策支持系統實現知識庫和模型庫的管理，並把相應的知識和規則運用到信息採集、信息管理、監測與預警、分析與預測、指揮調度等系統中；突發事件分析與預測系統針對事件特點和應急管理需求對衞生數據進行多種分析，並根據歷史經驗及專家知識對相關突發事件的危害程度進行仿真模擬和預測，為控制事件發生提供輔助決策；突發事件監測與預警系統根據事先定義好的邏輯關係定期掃描檢查衞生數據倉庫，對發現的異常現象發出預警；突發事件應急調度系統通過gis應急響應服務平台實現跨部門分散資源的統一調度；公共衞生信息發佈系統主要向公眾公佈已經或正在發生的公共衞生事件的各類信息。
用户層主要將下層數據的分析結果以友好直觀的方式反饋給各個不同需求層次的用户。整個系統從下到上互為基礎，互相作用。
3 系統實現的關鍵技術
3．1 利用數據倉庫技術進行數據中心建設
城市公共衞生安全應急管理系統需要對分散在各部門異構系統中的衞生數據進行集成分析，但由於各異構系統的分散性、數據類型的不一致性，以及一些歷史數據的離線等問題，使目前這種以事務處理為主體的數據環境難以滿足公共衞生安全應急管理系統對數據的分析要求，因此網絡環境下的城市應急管理系統需要建立獨立於應用的數據環境和相應的技術支持。數據倉庫是一種面向數據應用的數據管理技術，它提供集成化、歷史化的數據管理功能，支持綜合性的數據分析 。對城市公共衞生安全應急管理系統來説，數據倉庫可為公共衞生事件的監測與預警、分析與預測、決策支持等子系統對數據的分析與處理創造良好的條件。
城市公共衞生安全應急管理系統數據倉庫的創建過程遵循以下步驟：首先從各分佈數據源系統中抽取有用的公共衞生數據到數據準備區(如圖
2)，然後對數據準備區中的數據進行清洗、轉換，並通過元數據映射後裝入數據倉庫，再根據公共衞生安全應急管理的具體需要建立專業數據集市，其結果由前端各專業應用子系統經過多種分析後展現。
3．2 利用中間件技術進行系統應用集成
城市公共衞生安全應急管理系統要在不同網絡產品、硬件平台、網絡協議等組成的異構環境中運行，同時還需支持多種應用軟件和管理多種應用系統。因此係統內部各軟、硬件平台之間、系統與其他電子政務系統之間要有可靠和高效的信息傳遞與數據轉換技術支持。中間件(如圖
3)是基於分佈式處理技術的一類軟件，它介於應用軟件和系統軟件之間，既能解決客户與服務器方的互聯，又能實現不同技術組件之間的集成 。
公共衞生安全應急管理系統的應用集成分為系統內部服務集成和系統外部服務集成，它們因功能不同對中間件的要求也不同。內部服務集成需要整合長期形成的大量遺留系統，共享不同平台和異構數據庫間的數據資源；外部服務集成要求系統能自動檢索到其他電子政務系統提供的相關服務，以構成更為廣泛的公共衞生安全應急管理網絡。考慮城市已有公共衞生信息管理系統、軟硬件支持台的特點，及將來系統擴展和兼容等因素，在城市公共衞生安全應急管理系統實現過程中，將j2ee、web services、xml信息交換中間件集成應用。其中j2ee標準用來解決服務器端應用間跨平台、數據異構的集成及數據挖掘任務；webservices用於系統的信息發佈與獲取；信息交換中間件在內外集成系統之間起到信息及功能的橋接作用 。
3.3利用地理信息系統技術進行可視化顯示
公共衞生事件不僅具有自身的屬性特徵，更具有空 [5]間分佈特點。基於地理信息系統技術的公共衞生安全應急管理系統是gis和其他各功能子系統的無縫集成，是地圖和空間分析在公共衞生安全應急管理中的具體應用。gis強大的空間分析功能(如緩衝區分析、疊置分析、路徑分析、網絡分析等)以其可視化、實時化、動態化等直觀的表現形式可廣泛應用於隔離區設置(以傳染病為例)、疫區定位、疫情顯示、空問傳播分析等方面 ，為管理部門迅速瞭解疫情傳播態勢，進行應急預案生成、衞生資源配置等提供實施平台。
根據公共衞生安全應急管理系統的業務特點，gis平台採用c／s和b／s混合架構。c／s架構側重多角度空間數據分析，包括各種專題圖展示、路徑分析、緩衝區分析、插值分析等。b／s架構除支持矢量地圖基本操作(如放大、縮小、平移、量測、圖元選擇、圖元查詢等)以外，還強調對地理相關業務數據分析功能的支持，並能提供直觀和實時的數據展示。b／s架構採用面向接口的設計風格，無縫集成數據提取模塊和數據分析模塊，可方便擴展到其他、務應用系統。
4 結束語
本研究基於消除衞生信息孤島，提高公共衞生事件應急管理水平和應急預案的可操作性，構建了以數據倉庫為基礎、能統一管理信息、支持gis訪問、可與其他應用系統無縫連接的城市公共衞生安全應急管理系統，體現了城市公共衞生資源的有效整合和先進技術的集成應用。但城市公共衞生安全應急管理系統建設是一項複雜的系統工程。同時，普遍災難途徑，即各類突發事件的一體化管理將成為應急管理系統的發展趨勢 。因此，隨着社會進步和對公共安全需求的增加，突發事件應急管理系統的應用範圍將會涵蓋整個城市公共安全領域，其服務功能也更加全面。本方案儘管在設計中充分考慮了系統的擴展性和兼容性，但還需在實際應用中不斷完善，以滿足日益發展的城市公共安全應急管理需求。
從國內城市公共衞生安全應急管理系統的研究和應用現狀出發，指出城市公共衞生安全應急管理系統建設的核心要務是集成現有的衞生信息系統、消除衞生信息孤島、實現數據共享與交換;並提出了城市公共衞生安全應急管理系統數據採集類型和業務支持部門。在此基礎上，構建了一個基於數據倉庫、以gis為應急響應支持平台、能統一管理信息、可與其他電子政務系統互連互通的城市公共衞生安全應急管理系統框架結構，並詳細闡述了各業務模塊的基本功能和系統實現的關鍵技術方法。
1 引言
公共衞生事件是一種極具破壞力的自然或人為災害。近年來，由於人口持續增長、城市盲目擴張、工業高度密集，資源環境破壞，人與人的安全衞生距離不斷縮小，使預防公共衞生事件的形勢日趨嚴峻 。因其具有複雜性和不確定性，使預測、預警與應急管理成為有效預防、及時控制和消除公共衞生事件及其危害的重要手段，並引起研究者的普遍關注。如熊光魁 等研究了救災防病應急反應專家管理信息系統的開發與應用;潘海東等 提出了構建國家級公共衞生應急系統的思路;王平、杜江等 設計了基於web gis的公共衞生安全監督與控制系統方案;杜鵬等 基於模型分析規劃了公共衞生事件監測與預警系統的建設;李琦等 在北京市傳染性非典型肺炎分析決策支持系統的基礎上，提出了城市突發公共衞生疫情分析與決策系統的構建方法。這些思路和方案從不同角度對系統功能模塊、體系結構、業務模型等做了較為詳細的闡述，對豐富公共衞生事件應急管理系統的應用功能，促進地區公共衞生信息化建設有積極作用。但有關公共衞生安全應急管理系統的應用範圍、系統需要的數據類型，以及系統支持部門等問題尚未明確提出，特別是如何處理公共衞生領域各部門現有的信息系統長期以來一直被忽視。這些信息系統建於不同時期，採用不同軟件平台和數據格式，系統之間的衞生數據無法共享和交換，形成大量的衞生信息孤島。另外，這些信息系統存有大量有價值的歷史和現實數據，如果放棄它們，則需很大的重複投資，並造成不必要的浪費，這與建立節約型社會的主題相違背。因此，集成先進技術，整合城市現有衞生信息資源，消除衞生信息孤島，實現公共衞生數據的共享與交換，成為當前城市公共衞生應急管理系統建設的核心要務。
基於上述情況，在“十.五” 國家重點科技攻關計劃《區域可持續發展關鍵技術研究與示範》延續項目“中小城市公共安全應急系統技術集成” 的支持下，通過調查和分析廣州市公共衞生信息系統的建設和應用情況，本研究從新的視角提出了建設基於城市的公共衞生安全應急管理系統的技術方案。
2 系統總體設計
2.1 系統建設目標
城市公共衞生安全應急管理系統的建設是在城市現有公共衞生安全體系下，圍繞城市公共衞生信息化建設的總體目標，綜合運用計算機工程、衞生統計、人工智能、數據倉庫、中間件、地理信息系統等技術，建立一個能快速、及時、準確收集、存儲、處理突發公共衞生事件信息和其他相關信息，並以超媒體(文字、聲音、影像等)方式顯示各類信息和分析結果，為城市突發公共衞生事件應急處理機構提供全過程、多層次信息服務和多種支持手段的應急指揮和輔助決策系統。系統建設的最終目標是將現有公共衞生領域各業務部門相對獨立的操作型系統集成在一起，以基礎空間地理數據及各類專題圖形數據為基礎，建立集中統一的公共衞生數據倉庫和相應的預警指標、應急預案等知識庫和模型庫;以數據上報一採集一管理一分析一決策一展示為主線，建立具有公共衞生事件監測預警、仿真預測、虛擬現實、指揮調度、信息發佈等專業應用功能的各子系統和地理信息系統服務平台，以提高突發事件應急處理和指揮調度能力，為城市突發公共衞生事件決策指揮提供科學依據和技術支持。
2.2 系統所需數據類型與支撐單位
傳統的公共衞生領域以傳染病防治為主要內容，數據類型單一;公共衞生事件的應急處理也主要由衞生部門唱獨角戲。隨着社會進步，公共衞生安全的範圍變得越來越廣泛。因不合理飲食結構、不良生活方式引發的慢性非傳染性疾病，因空氣、水源、噪聲、化學污染等環境危害引發的健康問題，也正上升為公共衞生問題 。因此設計系統建設方案時，充分考慮社會經濟發展和居民健康與生命財產安全的需求，除衞生監測數據、疫情監測數據、衞生資源數據等基本數據類型外，環境衞生數據、食品藥品衞生數據、公共衞生危險因素數據，以及社會經濟數據、地理空間數據等一併列為系統採集的數據類型(見表1)。
城市公共衞生安全應急管理系統支持單位除醫療衞生行業各部門外，把與數據供給和應急管理有關的如環境監測、食品藥品監督、質量技術監督及公安、消防、交通等部門也列入系統支持單位(見表2)。
2.3 系統業務結構模型
城市公共衞生應急管理系統圍繞城市公共衞生安全構建，在體系結構上採用開放式的網絡結構設計，系統內部各子系統之間、系統與其他應用系統之間都能容易地實現互連互通。其概念模型(如圖1)從底層至頂層分為數據層、應用服務層和用户層3個層次。
數據層有分佈數據源、數據倉庫系統、信息採集和信息管理系統組成。在該層中，信息採集系統利用etl工具把存放在各業務部門異構系統中的衞生數據採集到公共衞生數據倉庫系統中，並建立面向公共衞生事件應急管理的專業數據集市。城市基礎數據倉庫中存有大量基礎空間數據和社會經濟數據，包括影像、地圖、氣候、人口、宏觀經濟等。城市基礎數據倉庫的應用是對公共衞生安全應急管理系統的資源支持。
應用服務層由面向事件的數據共享與交換平台、面向事件的gis(geographical information system)應急響應服務平台和專業應用分析子系統三個功能子層組成。數據共享與交換平台是系統各子系統實現集成的關鍵和基礎，它以靈活的方式與數據倉庫和數據管理系統連接，為各業務子系統提供基本的數據組織形式，並設有系統與其他應用系統對接的公共數據接口。
gis應急響應服務平台實現城市公共衞生突發事件應急管理過程中所需的各種基礎性服務及平台支撐，能為各業務子系統提供通用的功能模塊，還可以在其上方便地構建應用系統。該平台本身具有強大的空間分析功能，並能把各業務子系統的分析結果展示出來。緩衝區分析、網絡分析、dem(digital elevation mode1)分析、疊置分析等屬於此層。
專業應用分析子系統在繼承gis通用功能層的基礎上，針對城市公共衞生應急管理和決策需求，開發出多種專業應用模塊。其中知識管理和決策支持系統實現知識庫和模型庫的管理，並把相應的知識和規則運用到信息採集、信息管理、監測與預警、分析與預測、指揮調度等系統中;突發事件分析與預測系統針對事件特點和應急管理需求對衞生數據進行多種分析，並根據歷史經驗及專家知識對相關突發事件的危害程度進行仿真模擬和預測，為控制事件發生提供輔助決策;突發事件監測與預警系統根據事先定義好的邏輯關係定期掃描檢查衞生數據倉庫，對發現的異常現象發出預警;突發事件應急調度系統通過gis應急響應服務平台實現跨部門分散資源的統一調度;公共衞生信息發佈系統主要向公眾公佈已經或正在發生的公共衞生事件的各類信息。
用户層主要將下層數據的分析結果以友好直觀的方式反饋給各個不同需求層次的用户。整個系統從下到上互為基礎，互相作用。
3 系統實現的關鍵技術
3.1 利用數據倉庫技術進行數據中心建設
城市公共衞生安全應急管理系統需要對分散在各部門異構系統中的衞生數據進行集成分析，但由於各異構系統的分散性、數據類型的不一致性，以及一些歷史數據的離線等問題，使目前這種以事務處理為主體的數據環境難以滿足公共衞生安全應急管理系統對數據的分析要求，因此網絡環境下的城市應急管理系統需要建立獨立於應用的數據環境和相應的技術支持。數據倉庫是一種面向數據應用的數據管理技術，它提供集成化、歷史化的數據管理功能，支持綜合性的數據分析 。對城市公共衞生安全應急管理系統來説，數據倉庫可為公共衞生事件的監測與預警、分析與預測、決策支持等子系統對數據的分析與處理創造良好的條件。
城市公共衞生安全應急管理系統數據倉庫的創建過程遵循以下步驟：首先從各分佈數據源系統中抽取有用的公共衞生數據到數據準備區(如圖2)，然後對數據準備區中的數據進行清洗、轉換，並通過元數據映射後裝入數據倉庫，再根據公共衞生安全應急管理的具體需要建立專業數據集市，其結果由前端各專業應用子系統經過多種分析後展現。
3.2 利用中間件技術進行系統應用集成
城市公共衞生安全應急管理系統要在不同網絡產品、硬件平台、網絡協議等組成的異構環境中運行，同時還需支持多種應用軟件和管理多種應用系統。因此係統內部各軟、硬件平台之間、系統與其他電子政務系統之間要有可靠和高效的信息傳遞與數據轉換技術支持。中間件(如圖3)是基於分佈式處理技術的一類軟件，它介於應用軟件和系統軟件之間，既能解決客户與服務器方的互聯，又能實現不同技術組件之間的集成 。
公共衞生安全應急管理系統的應用集成分為系統內部服務集成和系統外部服務集成，它們因功能不同對中間件的要求也不同。內部服務集成需要整合長期形成的大量遺留系統，共享不同平台和異構數據庫間的數據資源;外部服務集成要求系統能自動檢索到其他電子政務系統提供的相關服務，以構成更為廣泛的公共衞生安全應急管理網絡。考慮城市已有公共衞生信息管理系統、軟硬件支持台的特點，及將來系統擴展和兼容等因素，在城市公共衞生安全應急管理系統實現過程中，將j2ee、web services、xml信息交換中間件集成應用。其中j2ee標準用來解決服務器端應用間跨平台、數據異構的集成及數據挖掘任務;webservices用於系統的信息發佈與獲取;信息交換中間件在內外集成系統之間起到信息及功能的橋接作用 。
3.3利用地理信息系統技術進行可視化顯示
公共衞生事件不僅具有自身的屬性特徵，更具有空 [5]間分佈特點。基於地理信息系統技術的公共衞生安全應急管理系統是gis和其他各功能子系統的無縫集成，是地圖和空間分析在公共衞生安全應急管理中的具體應用。gis強大的空間分析功能(如緩衝區分析、疊置分析、路徑分析、網絡分析等)以其可視化、實時化、動態化等直觀的表現形式可廣泛應用於隔離區設置(以傳染病為例)、疫區定位、疫情顯示、空問傳播分析等方面 ，為管理部門迅速瞭解疫情傳播態勢，進行應急預案生成、衞生資源配置等提供實施平台。
根據公共衞生安全應急管理系統的業務特點，gis平台採用c/s和b/s混合架構。c/s架構側重多角度空間數據分析，包括各種專題圖展示、路徑分析、緩衝區分析、插值分析等。b/s架構除支持矢量地圖基本操作(如放大、縮小、平移、量測、圖元選擇、圖元查詢等)以外，還強調對地理相關業務數據分析功能的支持，並能提供直觀和實時的數據展示。b/s架構採用面向接口的設計風格，無縫集成數據提取模塊和數據分析模塊，可方便擴展到其他、務應用系統。
4 結束語
本研究基於消除衞生信息孤島，提高公共衞生事件應急管理水平和應急預案的可操作性，構建了以數據倉庫為基礎、能統一管理信息、支持gis訪問、可與其他應用系統無縫連接的城市公共衞生安全應急管理系統，體現了城市公共衞生資源的有效整合和先進技術的集成應用。但城市公共衞生安全應急管理系統建設是一項複雜的系統工程。同時，普遍災難途徑，即各類突發事件的一體化管理將成為應急管理系統的發展趨勢 。因此，隨着社會進步和對公共安全需求的增加，突發事件應急管理系統的應用範圍將會涵蓋整個城市公共安全領域，其服務功能也更加全面。本方案儘管在設計中充分考慮了系統的擴展性和兼容性，但還需在實際應用中不斷完善，以滿足日益發展的城市公共安全應急管理需求。
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