基于南京市政务云的120急救系统设计

黄钊，陈杰，殷伟东，王颖1.南京市卫生信息中心 a.运行科；b.办公室，江苏 南京 10003；.南京市急救中心 通讯调度科，江苏 南京 10003

基于南京市政务云的120急救系统设计

黄钊1a，陈杰1b，殷伟东2，王颖2
1.南京市卫生信息中心 a.运行科；b.办公室，江苏 南京 210003；2.南京市急救中心 通讯调度科，江苏 南京 210003

0 前言

院前急救是急救医疗服务的三大组成部分之一，是抢救病人的前沿。院前急救工作直接关系到病人的生死存亡，具有很强的医疗性和社会性[1]。为此，借助4G网络，基于南京市政务云平台开发了一套快速高效的系统化、规模化、多结构的120紧急医疗救援系统。该系统集现代通讯网络技术与医疗急救信息化管理于一体，突出公共性、公益性、公平性的特点，提高医疗急救的效率和科学管理，不但是医疗体制改革的现实需要，也将是医疗事业发展的重要支撑[2-3]。

1 现状

目前，我市急救中心使用的是2002年建设的急救调度系统，仅有指令报文调度功能，无相关医疗信息系统、电子办公系统及急救车载信息系统。现我市合计急救车辆73台，其中市急救中心自有车辆25台。

我市现有120紧急医疗救援包括下列步骤:接线、出车、转移、急诊、会诊和分诊。其中接线、出车和转移属于院前急救，急诊、会诊和分诊属于院内急救。存在以下弊端：① 急救车上的救护人员无法提前获得相关病人的病史，不能更好地做准备工作；② 在病人转移过程中,院内医生无法获知病人的实际情况(包括各种生理参数)，无法给急救车上的救护人员提供专业指导；③ 专科医生、手术医生、医疗专家等无法尽早参与到急救过程中，不能够最大程度地缩短急救时间，提高急救效率；④ 无法记录整个急救过程。

2 基于政务云的120急救系统设计

2.1 南京市“政务云”提供的服务

南京市政务数据中心为全市公共服务及政务应用提供以下服务：① 提供符合各项标准的机房资源和各类设备托管服务；② 提供高速、可靠政务网接入和统一安全的互联网访问；③ 提供服务器、数据库等应用系统建设支撑环境和数据存储、备份服务，包括：服务器、云计算、存储、备份与恢复、虚拟桌面、云在线存储6个方面；④ 建立资源交换共享平台，为各部门业务协同提供数据支撑。

因此，南京市政务数据中心基础设施符合急救系统建设所需的架构基础。

2.2 急救系统架构设计方案

120急救中心系统整体依托南京市政务数据中心及其网络基础设施建设，技术架构基于面向服务SOA、云计算服务体系架构设计。整个120急救系统服务由基础设施层、急救云平台层、客户端应用层组成，包含急救医护子系统、急救中心办公管理子系统、急救中心调度子系统、急救车载子系统及医院分站客户端的新建、改造及整合。系统架构设计图，见图1。

2.2.1 基础设施层的设计

系统基础设施层部署于政务数据中心机房，相关服务器硬件、网络、虚拟化软件及操作系统等基础设施由市政务数据中心提供，为120急救系统搭建基于云服务的系统运行及数据存储环境。

（1）网络架构。120急救系统架设在卫生专网上，卫生专网由市政务专网通过VPN形式承载。网络容量分析：目前南京市急救中心共有车辆35台，按照国家卫计委每5万人1台救护车服务要求计算，全市急救运行需要车辆约200台，车上需传输的数据含视频数据、医学报文数据及病例文本数据，其中视频数据流约1 Mbps，医疗数据及文本数据流合计约0.2 Mbps，因此单车数据传输需要带宽约1.2 Mbps，全市车辆业务并发占用带宽量约为200×1.2＝240 Mbps。目前政务专网采用光纤接入，并采用MPLS/SSL VPN技术来组建南京市卫生VPN专网，接入层为千兆，核心骨干层为万兆，满足急救系统目前及将来需要扩展的数据传输带宽及网络容量需求[4-6]。急救系统网络拓扑，见图2。

图1 南京市急救系统架构设计图

图2 南京市急救系统网络拓扑

（2）服务器部署。① 服务器资源申请：120急救系统部署于政务数据中心内的虚拟服务器上，包括：急救医疗资源服务器、数据库服务器、数据备份服务器、急救中心办公管理WEB服务器、媒体服务器、接口服务器。通过虚拟化技术，在政务数据中心服务器上按需分配相应的虚拟硬件资源（处理器、内存、存储、网络）等，在虚拟的硬件资源上安装并运行不同操作系统（Linux，Windows等），为急救系统提供了可靠稳定的运行环境。同时，急救中心系统管理员可以自己登录到云计算平台上，通过个性化界面自己选择要用的系统模板，并选择希望使用的硬件资源，自己创建虚拟机操作系统，实现云计算平台资源自动化申请和创建，使得整个急救系统管理使用便捷且运行安全稳定；② 虚拟服务器性能需求：120急救系统运行需要虚拟服务器6台，分别是中心服务器、数据库服务器、数据备份服务器、接口服务器、WEB服务器及媒体服务器；③ 服务器：采用NOVELL SUSE Linux 企业版操作系统，支持访问局域网或互联网；处理器处理能力不低于3.06 GHz，三级缓存12 MB；内存不低于4 G；硬盘大小在300 G以上；存储控制为 ServeRAID-M5015(RAID5)；网卡采用2个集成的千兆以太网控制器，双网卡配置，要求一个公网IP，一个专网IP。其中数据库服务器和数据备份服务器要求硬盘大小2 TGB，其他性能要求不变。

2.2.2 急救云平台层的设计

急救云平台层部署于市政务数据中心提供的虚拟服务器上，提供一个云计算平台，包含了急救医护子系统和急救办公管理子系统。本层可通过基础设施层提供的应用程序界面（API）调用硬件资源，向上提供业务调度中心服务，实时监控平台的各种资源，并将这些资源通过API开放给用户，急救中心用户不需要在应用层（包括市急救中心、急救分站、医院）再安装系统服务器软件，只需直接使用系统服务器设计开发的应用客户端即可实现应用功能。为全市120急救系统提供统一认证、数据标准管理、协议转换、接口管理、组件管理及SIP控制等核心服务。

2.2.3 客户端应用层的设计

基于急救云架构，用户不需要将软件产品安装在自己的电脑或服务器上，只需直接使用配置好的应用客户端或WEB客户端，使用者与传统应用方式一样来访问应用系统，感觉不到自己所使用的系统是运行在云计算平台中，无需专门的培训。当某一应用资源不够时可以动态调整基础设施层硬件资源来扩展应用软件的计算能力，甚至可以复制、快速布署另一相同虚拟机应用软件，满足更高负载的服务质量保证。或者系统功能需要增添或改变时，只需由平台运维者对急救云平台层作出相应修改，不影响前端应用服务的连续性。该层包含：市急救中心办公管理客户端、集中视频显示客户端、集中医护数据显示客户端、急救医院客户端、分站客户端和车载医护客户端。

2.2.4 核心平台层的设计

本方案将在市急救中心部署核心平台层，是基于市急救中心原有系统的升级改造，完善系统呼叫、调度、管理等功能，加强系统运行速率及优化安全可靠性，保留原数据并实现原有历史数据和政务云平台的互通共享。

系统数据互联互通主要包括以下3个方面:

（1）通过车载医疗客户端软件读取车载医用设备、车载摄像设备的多媒体数据并通过实时多媒体数据的查看辅助救助操作及医疗数据的编写、修改及录入。另同步到车载医疗客户端的多媒体数据可通过无线网络实时上传至市急救中心、医院实现数据实时查看、远程管理等功能。并通过医护数据的上传实时更新位于急救中心数据库和智慧医疗平台的急救病历资料。

（2）通过医疗客户端实现急救病历电子化、急救档案管理电子化，改变了传统的急救纸质档案管理。在线书写急救病历并可以实时更新急救中心数据库和智慧医疗平台的急救病历资料。急救病历主要包括急救病史、转/出院、体检、诊断、病症变化、诊断、总结等内容。系统还提供了标准化的病历模版，以方便、规范医生的书写。病历档案存储期可达15年，促使急救管理流程标准化，提升急救中心管理效率。

（3）从急救中心数据库获取用药、用料、急救知识、急救操作指南等知识文本以辅助工作人员开展急救。

2.3 云存储方案

本系统部署于南京市卫生专网，前端车载数据通过无线政务专网接入卫生专网，是一个基于有线传输及无线传输的综合系统。系统需要存取的数据包括视频数据、医学影像数据、病历文本数据及相关报文数据。基于无线网络特性及数据完整性、安全性要求，本系统存储服务由前端车载本地分布式存储及政务数据中心IP－SAN存储[7-8]构成整个急救系统的云存储网络急救云存储架构图，见图3。

图3 南京市急救云存储系统架构图

2.3.1车载分布式存储

鉴于无线网络容量及带宽方面的劣势，对于急救业务中占用带宽量大，但对安全及稳定性要求相对较低的非医学数据（视频数据），本系统采用本地分布式存储，视频数据实时存于车载本地存储器中，由本地存储器组成的急救车分布存储网络，急救中心可通过客户端软件实时调用查看，视频存储期可达1个月，存储空间满额后，可通过光碟刻录方式导出用于急救备份。

2.3.2 政务数据中心IP-SAN存储

对于急救过程中的关键数据，主要包括病历数据、医疗体征数据，鉴于该部分数据为本系统核心数据，具有高安全、高稳定要求。因此，该部分数据存储于政务数据中心IP-SAN中。

本系统核心医疗数据包括电子病历数据、急救医疗体征数据，经调研及测算，单车任务需要写入的病历数据约20 kB，体征数据编码后生成报文数据并按时间节点（通常约1～2 min）录入系统并存储，单车单次记录体征数据量约100 kB，满足电子病历存储15年的国家要求。按急救车日均任务10次，未来全市将增容急救车辆至200台计算，可以测算出医疗数据的存储需求约.5 T。

2.3.3 数据备份

本系统数据备份采用LAN-Free备份，是在SAN环境中进行的，急救系统的用户只需将磁带机或磁带库等备份设备连接到SAN网络中，各服务器就可把需要备份的数据直接发送到共享的备份设备上，不必再经过局域网链路。由于服务器到共享存储设备的大量数据传输是通过SAN网络进行的，局域网只承担各服务器之间的通信任务，因此大大降低了存储备份对局域网带宽的占用率，释放了资源。另外，本急救系统通过添加备份服务及双机热备技术保证数据安全，通过软硬件结合的容错应用方案，部署两台服务器系统和一个外接共享磁带库及相应的双机热备份技术软件组成。在这个容错方案中，操作系统和应用系统安装在两台服务器上，磁带库外接虚拟存储服务器，可实现离线存储。通过双机热备技术，所有站点的数据直接从中央存储设备读取和存储，并由专业人员进行管理和维护，极大地保护了数据的安全性和保密性。用户的数据存放在外接磁带库中，在一台服务器出现故障时，备机主动替代主机工作，保证网络服务不间断。

3 与相关系统平台对接的探讨

3.1 接口设计原则

接口须符合国际、国家相关标准。在做系统的接口设计时应采用或者参考国际、国家相关标准，在没有相关标准时，应该结合服务的情况制定行业内部的标准。为了保证接口协议的通用性和扩展性，外部接口传输协议采用TCP长连接的方式，协议标准基于XML标准，同时要兼顾系统的开放性、可扩展性等原则。

3.2 与区域卫生、区域应急等系统的对接

（1）通过对接区域卫生信息平台，将公共卫生应急事件数据写入智慧医疗系统库，包括第一时间了解、掌握、处置突发事件的发生和处置过程，如事件时间、地点、原因、伤亡人数、送达医院、事态控制情况等。另外，在应急事件中，随着事态的发生、发展过程，处置过程，通过区域卫生信息平台的数据交互获取卫监、药品、疾控等医疗卫生数据，提升急救效率，同时逐级向主管领导和上级单位报告实时情况，进一步发挥急救在公共卫生应急事件处置中的作用。120急救系统通过区域卫生信息平台实现与基于“智慧南京”应急平台的融合，充分利用数字化、网络化和系统集成技术，将120信息系统与110报警系统、119火警系统、122交通事故系统进行整合，建设集监控、管理、指挥和调度于一体的城市应急联动指挥信息化平台，加强对南京市重点地区的实时动态监测，对日常应急资源进行有效管理，实现公共安全监控、统一接警、统一指挥、联合行动、快速反应，实现跨部门、跨区域、跨警种信息的快速互通和工作的高效协调，并对社会和公众的各类报警求助做出快速反应，提供更加便捷的救助服务，保障重大突发事件或自然灾害处理的指挥和部署，为城市管理和公共安全的科学决策提供信息和通信平台。

（2）与区域电子病历、电子健康档案对接。南京市医疗急救信息纳入到居民电子健康档案系统中，实现信息共享，互联互通。在急救过程中，病人可持南京市市民卡在线刷卡认证，通过对接电子健康档案系统提取持卡人的姓名、性别、年龄、血型、家庭住址、家庭固定电话、紧急联系人、既往病史、药物过敏史等个人健康信息。通过患者健康信息查询可以为120医护人员和救治机构实施救助提供依据，为抢救生命赢得时间。平台对接实施后，还可针对心脑血管疾病患者、老年人、行动不便的残疾人和因紧张等原因无法正确表达呼救地址的实际情况，建立急救档案，急救工作人员便可根据电脑显示的资料和GPS定位系统立即选派就近的急救站，选择最近的路线进行救助，提升救助调度效率。通过将电子健康档案引入院前急救分级标准系统，可使急救人员迅速了解现场情况要点、评估患者情况的严重程度，实现合理分配急救资源和对危重患者提供高级别急救响应。

（3）与相关医疗信息库对接。通过对接区域卫生信息平台获取相关医疗信息，包括妇幼保健、疾病控制、血液管理、社区卫生、药品管理等数据，通过相关医疗数据对接获取与院前急救相关的用药信息、用料信息、施救方法和相关短语库等用于辅助急救，尤其在危重病患者救治中作用显著。

（4）与卫生管理对接。通过区域卫生信息平台对接卫生人力资源、医疗服务标准、卫生技术标准、卫生行政管理等系统模块，获取有效的急救管理标准、行业服务标准及行业技术标准，使急救流程及急救管理规范高效。

4 结语

本项目通过对急救医护子系统、急救中心办公管理子系统、急救车载子系统、医院及分站客户端的建设及急救中心调度子系统进行改造，使120急救真正融入区域卫生体系。更重要的是，南京120急救系统在无线传输方面采用了先进的4G技术，为急救车辆在移动过程中采集到的患者体征信息等数据的传输提供了更好的保障，尽可能确保整个急救医疗体系各个环节数据传输的稳定性、可靠性。

南京120急救系统将建设成为“智慧南京”辅助支撑系统，将进一步完善“智慧南京”的基础建设，丰富“智慧南京”的基础数据信息，提高全市信息化应用的支撑能力，完善城市应急管理体系，切实保障城市安全运行，为市民提供更有效快捷的急救医疗服务。

[1] 基于健康档案的区域卫生信息平台建设指南(试行)[S]．2009．

[2] 刘芳,管新,袁飞,等．医疗信息系统私有云建设方案探讨[J]．中国医疗设备,2012,(10):85-89．

[3] 姚青岭．区域医疗云计算服务中心模型[J]．中国医疗设备,2011, (12):49-51．

[4] 孙向东,姚山虎,胡德华．区域医疗卫生信息化建设模式[J]．中华医学图书情报杂志,2013,2(4):31-35．

[5] 帅海涛,彭小斌,吴为清．"军卫一号"系统之门诊120急救管理子系统的建立[J]．医疗卫生装备,2005,(9):237．

[6] 赵明锐．加强120急救中心院前急救医疗服务体系的管理[J]．中华医院感染学杂志,2012,(11):2373-2374．

[7] 李颜．医院网络异地容灾和服务器虚拟化分析设计[D]．成都:电子科技大学,2013．

[8] 唐鹏,宋巍．浅谈云计算技术[J]．电子制作,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

基于市政务数据中心云架构平台，设计了南京市120急救系统。系统主要架构包括：基础设施层、急救云平台层、客户端应用层、数据存储层等几个方面的应用。系统设计以云计算虚拟化技术应用为基础，遵循了前瞻性、实用性、可靠性、易于扩展等原则；将现代通讯网络技术与医疗急救信息化管理相融合，突出公共性、公益性、公平性的特点，对提高医疗急救的效率和科学管理起到了重要支撑作用。

紧急中心；医疗救援；云计算；政务数据中心；虚拟化技术

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

国家科技支撑项目（2010BAi88b00）。

作者邮箱：84317906@163．com