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数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现摘要 论文题目： 专 业： 硕士生： 指导老师： 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现 计算机应用技术 曾宪坤 罗笑南教授、余元龙教授( 实习指导老师) 摘要 数字医疗是基于网络技术、现代计算技术和知识工程，面向社会的、全面 的医疗服务和医疗信息的医疗信息系统。它分为三个层次：数字化医疗设备、 医院网络建设与远程医疗服务系统。医院网络建设通过局域网络将医院内部的 各个业务流程、患者就诊流程、管理流程联系在一起，实现信息化的管理、存 储、通信，提高医院管理效率、规范业务流程、提高医院的竞争力。针对当前 的数字医疗建设，结合目前数字家庭与数字电视产业发展蓬勃形势，本文研究 并实现基于数字机顶盒的数字医疗远程挂号系统。患者使用数字电视遥控器， 足不出户，就可以进行医院门诊挂号。 本文所研究实现的远程挂号系统在s d f 软件技术基础上，改进和扩展s d f 语言规范以满足在数字机顶盒上实现动态的、友好的用户界面并在调用s d f 接 口的基础上通过网络与医院信息系统接口进行通信来完成远程挂号过程。本文 的工作重点着力于三个问题，首先提出并实现适用于外来人口和流动人口的点 卡支付方法，并探讨点卡支付方法的业务流程的合理化和点卡收费方式的安全 性；其次通过分析、比较各种并发控制方法和负载均衡方法的优势和特点，选 择出有效的多用户访问并发控制方法和负载均衡方法并利用这些方法优化系统 数据库面向多用户的并发访问控制能力和负载均衡能力，不但保证了挂号业务 流程的正确性，而且有效地提高了整个系统的稳定性和吞吐量；最后针对数字 机顶盒处理能力较弱和存储能力不足的问题，探索了如何优化面向机顶盒的页 面程序和如何改善用户在使用挂号系统过程中的界面体验。 关键词：数字医疗、数字机顶盒、远程挂号、s d f 软件技术、数字家庭 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现 1 m e ：r e s e 嬲h 锄dh p l 锄e n t a t i o ft c c h 加1 0 9 ya b o u td e a l i n gr e m o t c h 渤m a t i i ni n t c r a c t i v ep l a 怕皿o fd i 酉t a lm e d i c a l1 r c a t m c n t m a j o r ：c o m p u t c ra p p l i c a t i o nt c c h n o l o g i e s n 锄c ： ) ( i 蛆l ! 【i l nz c n g s u p e i s o r ：p r o f e s rx i a o n 强h o ，p r o f c s s o r l 觚l gy u ( 1 1 1 t e ms u p e i r ) a b s t r a c t d i 酉t a lm e d i c a lt r e a t m e n ti sac o m p r e h e n s i v em e d i c a ls e i c ca n dm e d i c a l i n f o 册a t i o ns y s t 锄w h i c hi sb 勰e d0 nn e t 、) i r o r kt e c l l i l o l o g y a d v a l l c e dc o m p u t c r t e c h l l o l o g ya n dl m o w l e d g ee n g i i l e e 血g w h i c ：hi sa l s o0 p e nt 0s o d e t y d i 西t a l m e d i c a lt r e a t m e n tc a nb es e p a r a t e di n t 0t h r e ep a r t s ：d i 西t a lm e d i c a lt r c a t m e n t e q u i p m e n t s ，h o s p i t a ln e t 、7 l ，o r kc o n s t n l c t i o n 趾dr e m o t em e d i c a lt r c a t m e n ts e r v i c c s y s t e m i o s p i t a ln e t 、7 l ，o r kc o n s t m c t i o n ，p a t i 蛐tt r e a t m 铋tf l o w 锄dm 锄a g e m e n tf l o w w i t h i nt h eh o s p i t a la r ec o r r e l a t e dw i t he a c ho t h e rt h r o u g hl a nt oi n l p r o v et h e m 柚a g c m t ，s t o r a g e 锄dt m s m i s s i o no fm e d i c a li n f b m a t i o n 缸t h ed i 舀t a lm e d i c a lt r e a t m 锄t ，d i 酉t a lh 伽ep r o j e c t 卸dd i 百l a lt vi n d u s 仃y d e v e l o ps of 瓠t ，p r e s e n tt h e s i sf b c i l s e s0 nt h er c s e 觚c h 卸di m p l e m e n t a t i o n0 fr e m o t e r c g i s t r a t i o ns y s t e mo fd i g i t a lm e d i c a lt i c a t m e n tb 勰e do nd i 沓t a ls e tt o pb o x i nt h a t w a y t h ep a t i e n t sc 姐r e g i s t e rw i t hh o s p i t a lb yar o b o tw i t h o u t9 0 i n gt 0t h eh o s p i t a l b yh i m s e l f ，w h i c hl e a d st oc o n v e n i e n c e 觚dc u t d o w no fc x p e n s e t h ec i l r r e n tr e m o t e r c g i s t e rs y s t e mi sb a s e do ns d f s o f t w a r et e d m o l o g y t h i st h e s i sf o c u s e so nt h r c ek e y p o i n t s f i r s t l y ，t h i st h e s i si n v e s t i g a t e s 锄di m p l e m e n t st h ec h 鹕es y s t e mb 髂e do n c h a r g ec a r d s s e c o n d l y o p t i m i z e st h ec 0 n c i l r r tp r 0 c e s s i i l gc a p a b i l i t y 0 ft h e d a t a b 弱ew h i c hi s0 p e nt oa 孕e a t 锄o u n t0 fu s e r s f i l l a l l y ，p r o m o t e st h ec a p a b i l i t yo f p r o c c s s i n gw c bp a g eo ft h ed i 百t a lt 叩s e tb o x 觚di m p 暂0 v e st h ei l l t e r f a c c 觚d 、o l 悯o wf b ru s e r s k e yw o r d s ：d i 酉t a lm e d i c a l1 陌e a t m e n t ，d i 西t a lt o ps e tb o x ，r e m o t er e 西s t r a t i o n ， s d fs o f 时a r et e c l l n o l o g y ，d i 百t a lh o m e i 论文原创性说明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文 的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：每趟厶 学位论文使用授权声明 本人完全了解中山大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查 阅，有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索，可以采用复印、缩印或其 他方法保存学位论文。保密的学位论文在解密后使用本规定。 学位论文作者签名： 日期妒8 年月f o 日 日期：年月 日 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第1 章综述 第1 章综述 随着社会的进步和经济的快速增长，人们对医疗和保健的要求也在不断提 高。医疗保险体系的推出和实行、全国人大把医疗改革纳入议题等事件都体现 了国家对医疗事业的关注。全面提高医疗服务行业的质量是我国当前急需解决 的社会问题，解决这一问题对创建和谐社会有着重要的作用。2 0 0 6 年初，广东 省发改委、省信产厅、省科技厅、省广电、省质监局和省通管局等六个部门联 合制定的“广东省数字家庭行动计划”作为重点工作被列入省政府工作报告和 省“十一五 发展规划中任务i l 捌。以数字电视平移为契机，以独具特色的岭南 式数字家庭发展模式( “以有线电视网络为主通道、以电视机为中心、以互动服 务为导向、实现3 c 融合在家庭 11 3 l 为导向，按照“统一技术体系、全省互通 互联、分级设置前端、共享频道资源、合理分配收益 的原则，推进数字家庭 试点工作，推动数字电视与数字家庭产业的发展。 1 1 数字医疗现状 数字化医疗是把最先进的r r 技术充分应用于医疗保健行业，其核心是围绕 每一个接受医疗保健服务的人，将整个社会的医疗保健资源和各种医疗保健服 务，如医院、专家、远程医疗服务、社会保险、社区医疗、药品供应、医疗设 备供应商、医学影像系统和医院信息化系统等连接在一起，并实现临床作业的 信息化。按照国内外的医院数字化发展经历，可以把数字化医院的发展划分为 3 个阶段【4 】。 第1 阶段为管理数字化阶段。是以提高管理工作效率、辅助财务核算为主 要目的，管理数字化是这个阶段数字化医院建设的主要特色。我国目前有9 0 以上的大型医院已经实现了科室的数字化管理，近4 0 的大中型医院正在建设 全院的数字化管理信息系统1 5 j 。 第2 阶段为医疗数字化阶段。随着近几年影像归档和通讯系统p a c s 伊i c t u r c 蛐i m g 锄dc 0 蛐u n i c a t i s y s t e m ) 的发展，以及麻醉监护系统、检验信息系 中国国际数字医疗设备及应用展览会，h t i p ：伽啊嘲( 1 伽0 59 12 2 6 卯0 0 6 0 3 2 3 1 2 6 0 3 2 3 - 1 3 6 9 6 3 s h 缸l 1 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第l 章综述 统、电子病历系统等的兴起，医疗数字化逐渐成为数字化医院的发展重心。数 字化医院建设不仅仅局限于对管理工作的数字化，还包括对医院所有医疗活动 中所涉及的全部信息进行以病人为中心的数字化管理并综合利用。在目前已经 应用信息系统的医院中，约有1 0 的医院正在尝试各类医疗数字化的信息系统 构建1 6 j 。 从国外医院数字化建设的历程来看，第3 阶段将是以区域医疗为特色的数 字化医院。随着各类区域性医疗网络、远程医疗以及社区医疗的发展，数字化 医院将超越实际的地域限制，通过各种医疗机构的网络互连以及信息交换，实 现全社会范围的医疗数字化。这是数字化医院发展的中长期目标。 目前，美国、日本等发达国家的医院数字化建设已经进入区域医疗阶段1 7 】， 即第3 阶段。从我国的实际情况看，尚处第2 阶段的初期。虽然大多数医院已 经开始认识到医疗数字化的必要性，但面向纯粹医疗活动的各类医疗信息系统 在医院的应用尚未普及。因此，目前我国数字化医院的建设重点必须以医疗数 字化为主，即着重发展医院内与医疗活动相关的各类信息的数字化管理和综合 利用，实现诊疗工作的数字化以及医疗流程的自动化，并保证系统的开放性， 为将来扩展到区域医疗打下基础。随着我国数字化医院进程的不断发展和完善， 未来几年我国将有7 0 8 0 的医院实现信息化管理，联结成一个庞大的医疗 信息网络，为求医问药者提供一个更为快捷有效的信息纽带和相互交流的广阔 空间。 建立具有医院和政府支持的数字医疗互动平台，有利于优化社会资源，有 利于建立和谐社会。随着数字电视的推广，数字电视网络必然会成为一种新的 通讯和消费的媒体，数字医疗互动平台正是借助该媒体，为医疗机构和群众建 立多一条互通互联的桥梁。平台带来的方便、快捷、高质量服务，必定是那些 追求高效率生活人群的选择，对缩短城乡医疗卫生事业的差距也有着重要的作 用1 8 】。 从我国现阶段的国情来分析，电视的覆盖率远高于个人电脑的覆盖率，而 相对于电脑来说，廉价的数字电视机顶盒是我国普及数字电视的保证。数字医 疗互动平台的应用，除了能优化发达地区群众的生活以外，更重要的是能弥补 数字医疗在中国的发展和前景，h t i p ：伽l 憎嗍e d 幽- 眺匝皿肚i 帕n 伽唧s a s p ? i d - 2 2 5 2 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第1 章综述 边远山区和落后地区医疗服务的不足。平台也间接促进了基于数字电视机顶盒 的医疗终端设备研发和产业化。 建立具有医院和政府支持的数字医疗互动平台，有利于优化社会资源，有 利于建立和谐社会。随着数字电视的推广，数字电视网络必然会成为一种新的 通讯和消费的媒体，数字医疗互动平台正是借助该媒体，为医疗机构和群众建 立多一条互通互联的桥梁。平台带来的方便、快捷、高质量服务，必定是那些 追求高效率生活人群的选择，对缩短城乡医疗卫生事业的差距也有着重要的作 用。本项目将以中山市作为试点，从该城市的数字电视建设进程来看，现在是 一个不可多得契机，是数字电视第三方增值业务平台开发的最佳切入点【9 】。 1 2 数字家庭交互平台 数字家庭概念已经不是一个新鲜的概念，大概在十年之前许多人提出来了， 但是经过十多年的发展到目前还存在非常多的问题，主要原因并非技术问题， 而是资源整合问题，因此广东省政府相关的a 旧a ( a 旧专业委员会) 人员， 颁布了“广东省数字家庭行动计划 ，其主要宗旨是整合资源，促进数字家庭产 业的发展。主要是三个方面的整合：第一，整合政府资源。联合广东省七个厅 委的行动，协调相关部门的资源，积极整合各个企业、社会各界资源，制定我 省统一“数字家庭计划 ，促进广播电视信息资源和其他网络增值业务的整合， 为数字家庭形成新的规模创造外部的良好的政治环境；第二，整合是企业资源 的整合，产业联盟的聚集。数字家庭关系到综合设备商、系统设备商以及内容 提供商还有运营商三条产业链的整合，数字家庭行动计划里面要加强三条产业 链、企业之间的整合，形成统一优势；第三，整合是市场的整合，在上面两个 整合的基础上，最后通过市场的力量，推动数字家庭的发展，带动整个消费电 子市场的发展。形成广东数字家庭的岭南模式，这是数字家庭行动计划的核心， 尽最大力量发挥广东省特有的优势，形成一种统一的模式，结束全国各类数字 家庭的各种概念不统一的界面，争取以有线电视网络为主通道，以数字电视机 为中心，以互动服务为导向，真正实现3 c 融合在家庭，让人民群众真正感受 到数字家庭的魅力，实现科技以人为本，数字家庭公共资料如图1 1 所示。 马松林发言，h t t p ：脚聊w w e n l 【o o c n 耽n d a n g g u 蛆g d g s h e n g - s h 睨i 3 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现 第l 章综述 圈卜1 广东数字家庭公共资源圈 数字家庭的发展目标和建设原则，从发展数字电视入手，通过数字电视的 整体平移迅速形成市场规模，有效整合广电资源，宽带信息网络，形成数字家 庭完整的产业链，通过数字家庭产品和服务在家庭广泛的应用和相互结合，提 高社会的信息化工程，把数字家庭提升为一个信息化的子项目。建设总原则是 广东省政府相关领导的五项指示：统一技术体系，全省互连互通，分级设置前 端，共享频道资源，合理分配收益【1 0 1 。 数字家庭行动计划下面具体做的几件事：第一，实现网络双向改造，实现 d v p 和i p 的双向结合，大家知道数字电视转移的过程当中，除了能收看数字 电视的内容以外，一定要将互动的信息内容加到里面去，除了传统的节目不变， 要引入家居安房控制，商业互动、个人信息和政府服务等内容，通过有线电视 主干道传到千家万户。在家庭，通过相关的机顶盒，把数字电视有关、3 c 有关 的产品，比如终端设备电脑设备中的p c 终端设备、首席终端设备以及d c 等等 设备全部完整的连接在家庭，主要靠内容拉动硬件连接。第二，搭建一个公共 结算平台，完善消费和支付手段，建设公共基础知识体系，实现灵活的互动服 务，小额支付，接待方式，在全省范围内的资源和服务实现共享消费，家庭和 社会，公共场所之间互动信息的结算【1 1 ，1 2 1 。第三，进行资源公共管理平台的建 设，要借鉴互联网的发展模式，搭建一个公共的资源管理平台，将相关的，比 如电子政务，视音频服务，社区教育，互动服务等各项消费，通过公共的平台， 通过分前端引入到千家万户。第四，原来各地的有线网络能够统一集中在一个 4 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第1 章综述 公共的资源平台下进行运营。搭建一个综合业务卡系统，实现服务里面的“一 卡通一，主要是方便用户，方便消费者，实现“一卡通在家庭。运营模式是开 放性的增值服务模式，要借鉴已经比较成熟的移动、电信、互联网络等一些运 营模式，尝试建立类似的i c p 与i c 相结合的开放式架构，鼓励社会机构和个人 在数字家庭网络上创造无限的信息和功能，带动3 c 产品和家庭的融合，建立 丰富的内容与产业链，大家看到左边是相关的一些娱乐节目，中间是数字家庭 管理体系，后面是通过数字电视双向网络传送到家庭营运的模式。第五，相关 安全性管理。只有通过有线电视网络，信息安全才能得以比较好的把握，杜绝 了目前在互联网上信息传播不规范的行为，在这里要考虑到c a 认证技术、版 权管理技术、音频编码等技术【1 3 1 4 1 。 数字家庭服务主要基于有线电视网双向改造后所形成的i p 通道，与数字电 视服务形成互动和互补服务体系。同时，数字家庭分前端按照统一技术体系标 准与省数字家庭互动平台相联接，负责接入当地和接通省内各种信息服务，以 有线电视网为主通道，通过数字家庭公共网关向用户提供互动信息服务。数字 家庭互动平台由多个子系统、子平台所组成。各个子系统之间在体系中的关系 如图1 矿如示。 数字家庭公共网关 双向有线数字电视网络通道 开放 各地数字家磨分前端服务运营平台 安全实验 与 家庭农村远程政务远程家庭智艟家庭保障 商务信息教育服务医疗娱乐家居金融 公共系统 测试 公共媒资公共结算公共运营互动服务 平台平台管理中间件平台 平台 髦鹫 、”? ? 中心机房( 棱心网络、服务器群、数据库) 等 谬 褫? 霉。磁娩纛。| | 粼 ，i j ：j 。易j jj 施飘，荔 图卜2 数字家庭互动平台结构图 参考中山大学讯通软件公司“广东数据家庭平台建设建议书” 5 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第1 章综述 基础设施包括i m s 核心交互平台( 如图1 3 所示) 、核心网络交换平台和核 心机房等基础设施；其上是数字家庭互动服务平台和围绕其建设的各种服务平 台，包括公共媒资服务平台、公共结算服务平台、公共运营管理服务平台，共 同为各项互动应用服务提供支撑；所有的互动信息服务通过各试点地区分前端， 经过双向有线数字电视网络通道，由安置在家庭的数字家庭公共网关终端，在 数字电视和家庭电脑等有关设备向用户提供互动服务。安全保障系统从机房安 全、服务器安全、网络安全、内容安全等层次全方位保证了数字家庭平台的安 全运行。开放实验与公共测试平台提供对整个平台各个环节的开发实验与公共 测试环境。 图卜3 数字家庭核心交互示平台 对整个数字家庭的服务和运营，数字家庭核心交互平台位于结构性的关键 地位，平台将引入n g n ( 下一代网络，n e x tg 砌e r a t i o n 卜k 咐o r k ) 概念，以刀s 结构的综合通讯服务平台的为基础建设开发。该系统具有架构合理，易于扩展， 易于管理，易于提供服务等众多优势，向终端用户提供多媒体服务，推动双模 ( 口+ d ) 方式作为数字家庭广泛应用的运行机制。该系统支持建立口多媒 体会话；支持运营商对提供给最终用户的业务进行有效控制；支持快速的第三 参考中山大学讯通软件公司“广东数据家庭平台建设建议书” 6 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第1 章综述 方业务创建；支持不同运营商或不同网络互联，实现三网在业务上的融合：支 持用户和业务能够在本地用户之间、异地之间和多个业务之间的互动漫游；支 持q o s 机制【1 5 】；支持灵活的用户管理、多种方式的小额计费管理等。 通过该核心交互平台，可使数字家庭的业务发展得到了充分的保证：运营 商可以集成、管理数字家庭网络支撑的多种不同特性的增值应用【1 6 】；最终用户 可以获得统一的业务提供、统一的应用认证、统一的费用支付、统一的品牌服 务；合作伙伴包括内容提供商、服务运营商、业务代理商等可以获得有效的收 费途径、合理的利益分成。 数字家庭核心交互平台( i m s ) 提供了一个结构清晰、功能灵活、面向服 务、易于扩展的服务平台。在其之上，各地区的内容提供商和服务运营商可建 立起相应的分置前端商业运营支撑系统。数字家庭核心交互平台( i m s ) 定义 了接入层、控制层和应用层，每一层之间采用开放接口进行互联。系统分层结 构图1 4 【1 7 ，1 8 l 所示。 图卜4 系统分层架构图 应用层由应用服务器和内容服务器组成，为用户提供多媒体增值服务。支 持通过标准的数字家庭中间件协议添加增值服务，从而使得第三方的应用服务 易于添加到数字家庭运营中来。该层同时包含对运营和计费管理系统的支持( 加 入数字家庭中间件服务的标准设备) 。 控制层作为数字家庭系统的核心，主要组成部分包括呼叫会话控制服务器 ( c s c f ) 、归属订户服务器( h s s ) 、媒体资源服务器( m l 强) 和数字家庭中间 件服务接入点( s e r v i c ca c c e s sp o i n t ) 。其中，呼叫会话控制服务器( 包含多种 不同) 提供完善的信令和会话控制。通过将用户的信息集中在归属订户服务器 中，服务提供商可以为数字家庭系统中提供的所有服务创建统一的个人信息和 7 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第1 章综述 进行集中用户数据管理。媒体资源服务器支持播放媒体信息，混合媒体流，进 行编码转换【1 9 1 。同时，该层也包括一些核心服务支持的服务器，如状态呈现服 务器( p r e s e n c cs e e r ) 。该层同时包含对运营和计费管理系统的支持。 接入层需要支持基于i p 的接入方式。从而使得用户终端可以访问到服务 器。运营支撑系统跨越上面提到的3 个层。运营支撑系统0 s s ( o p e r a t i 咖 s u p p o n i l l gs y s t e m ) 是面向资源( 网络、设备、计算系统) 的后台支撑系统，包 括专业网络管理系统、综合网络管理系统、资源管理系统、业务开通系统、服 务保障系统等，为网络可靠、安全和稳定运行提供支撑手段【8 挪】。 通话详细信息通过a a a 标准协议( m 岫i u s 或者d l 蝴e t e r ) 传输到计费 系统。计费结算系统根据运营需要支持一种或多种计费方式：( 1 ) 按服务时长计 费，这是使用最广泛的一种计费方法；( 2 ) 按服务次数计费；( 3 ) 按数据流量计 费，可能是上行流量、下行流量或总流量；( 4 ) 按带宽使用情况进行计费；( 5 ) 按服务质量( q o s ) 参数计费；( 6 ) 混合计费，如结合带宽和流量的计费。 核心系统平台具有优秀的应用模式和测试模式，具有灵活的扩展能力，采 用多网融合架构( i m s ) 和高性能的开放平台系统，应用信息采用三层结构。 核心系统平台服务器系统满足7 2 4 小时连续运行的要求，同时各系统需要具 备很好的容错能力。数据库采用当前先进的数据库软件。网络系统主干为千兆 高速以太网，具有较高的带宽与扩展能力。系统建立c a 安全保障机制，保证信 息的安全，防止恶意、未经授权的访问。平台的高性能不但要快速对用户的请 求作出响应，而且，平台的扩展性和灵活性能适应未来试点期转为推广期的业 务增长和扩展，在未来3 5 年内，服务器、网络设备均可以满足业务量增长、 业务类型扩充和调整、应用服务和数据增长的需要例。 该层同时包含对运营和计费管理系统的支持( 加入数字家庭中间件服务的 标准设备) 。控制层作为数字家庭系统的核心，主要组成部分包括呼叫会话控制 服务器( c s c f ) 、归属订户服务器( h s s ) 、媒体资源服务器( m r f ) 和数字家 庭中间件服务接入点( s e i c ea c c e s sp 0 i n t ) 。其中，呼叫会话控制服务器( 包 含多种不同) 提供完善的信令和会话控制。通过将用户的信息集中在归属订户 服务器中，服务提供商可以为数字家庭系统中提供的所有服务创建统一的个人 信息和进行集中用户数据管理。媒体资源服务器支持播放媒体信息，混合媒体 8 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现 第1 章综述 流，进行编码转换。同时，该层也包括一些核心服务支持的服务器，如状态呈 现服务器( p 他s 锄c es e r y c r ) 。该层同时包含对运营和计费管理系统的支持。接 入层需要支持基于i p 的接入方式。从而使得用户终端可以访问到服务器。运营 支撑系统跨越上面提到的3 个层。运营支撑系统o s s ( o p e r a t i o ns u p p o n i n g s y s t e m ) 是面向资源( 网络、设备、计算系统) 的后台支撑系统，包括专业网络 管理系统、综合网络管理系统、资源管理系统、业务开通系统、服务保障系统 等，为网络可靠、安全和稳定运行提供支撑手段。通话详细信息通过a 从标准 协议( 黜蛐i i u s 或者d l m e t e r ) 传输到计费系统【矧。计费结算系统根据运营 需要支持以下一种或多种计费方式：按服务时长计费，这是使用最广泛的一种 计费方法【2 1 捌；按服务次数计费；按数据流量计费，可能是上行流量、下行流 量或总流量；按带宽使用情况进行计费；按服务质量( q o s ) 参数计费；混合 计费，如结合带宽和流量的计费。 1 3 数字家庭公共支撑服务平台中间件 由于数字家庭公共支撑平台基于i m s 体系下构建，因此数字家庭公共支撑 服务平台中间件应遵循l m s 规范架构，能够运行于多个s t b ( s e tt 0 pb o x ， 机项盒) 硬件和o s 平台，提供跨网络、跨硬件和跨o s 平台的透明性应用或 服务的交互功能，能支持标准的协议和标准的接口，管理计算资源和网络通讯 【删。以通用的数字家庭交互服务开放性协议，以数字家庭中间件为核心的中间 件系统能够支持各种功能强大互动服务【1 3 】。通过数字家庭公共支撑平台中间件， 把标准的互动服务应用转换成适合不同终端类型及其特定语言的互动服务应 用，使其可以在不同数字家庭公共网关上呈现相同的应用服务，包括门目前正 在为试点开发的基于s d f ( s c e n ed e s c r i p t i o nf | e ，场景描述文件) 协议语言 和i n p 协议语言的数字家庭公共网关，保证符合统一规范的终端均可实现相同 的应用服务。 s d f ( s c e n ed e s c r - p t i o nf 1 e ，场景描述文件) 是由中山大学迅通软件公 司独立开发的中间语言，提供了一整套包括设计，开发，测试等环节的可视化 开发环境，大大提高了开发人员的工作效率，并通过模拟机顶盒的运行环境， 内容参考中山大学讯通软件公司“广东数据家庭平台建设建议书” 9 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第l 幸综述 使得开发人员不需要借助机顶盒也能进行开发测试等功能，从而很好地节约了 开发成本，缩短了开发周期。s d f ( s c e n ed e s c r i p t i o nf i l e ，场景描述文件) 。是一 种操作流程中间描述语言，把用户日常生活中的各种场景的操作流程抽象定义， 生成s d f 中间文件，然后交由机顶盒程序解析，向服务器服务发送请求进行交 互操作，灵活地满足现在有数字电视交互功能需要。 i p 加e l 终端浏览器是数字电视业务开发的机顶盒客户端软件，它将互联网 技术应用于数字电视，给用户提供新的电视收看模式，让用户以网页互动方式 玩电视，为运营商开展、运营l p l n 数字电视业务提供平台【1 5 j 。技术上具有体 积小、灵活性强和高可移植性的特点；具有特别的电视图文显示抗闪烁功能， 支持u n i c o d e 、简体、繁体、日文、韩文等多种不同国家语言；支持视频画 中画、背景音乐、网上冲浪、网络游戏等多种功能；开放性强，成功运行于多 家国际主流芯片平台和机顶盒，跟多家知名服务器前端成功对接；并具备高效 的运行性能特点。可支持电视相册、电视邮箱、电视银企交易、增强商务电视、 股票资讯等多种增值应用，满足数字电视业务需求o 。 1 4 本文的工作与意义 本文所研究实现的远程挂号系统在s d f 软件技术基础，并改进和扩展s d f 语言规范以满足在数字机顶盒上实现动态的、友好的用户界面并在调用s d f 接 口的基础上通过网络与医院信息系统接口进行通信来完成远程挂号请求，本文 的工作重点着力于三个问题，首先提出并实现适用于外来人口和流动人口的点 卡支付方式；其次优化了系统数据库的面向多用户的并发访问负载能力，有效 地提高了整个系统的稳定性和吞吐量；最后针对数字机顶盒处理能力较弱的问 题，探索了有关提高数字机顶盒处理网页程序的速度原因和改善用户界面体验 的经验。 本文的内容主要分为五章。第1 章为综述，主要对课题的来源背景、研究 问题的提出和论文的组织结构作简要介绍。第2 章首先讨论硼网拓扑结构和 主要工作原理，其次扼要地阐述了s d f 软件技术的开发原理和方法。第3 章研 究数字家庭远程挂号收费方案以及面对数量庞大用户的请求负载均衡算法。第 内容参考中山大学迅通软件公司关于数字家庭的相关文档 1 0 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第l 章综述 4 章研究数字家庭远程挂号系统的设计与实现以及整个系统的性能控制与分析。 第5 章为总结与展望，主要是对本系统的工作总结和对今后工作的建议。 目前，门诊一直是困扰医院提高服务质量的一个复杂环节，特别是医疗水 平高、门诊量大的医院，而造成门诊质量难以提高的因素主要有两方面：一是 集中式挂号( 现在流行的分层挂号只是相对而言一个范围较小的集中式挂号) ， 就诊人员流量不均、具有不确定性，有明显的就诊高峰和低谷期( 表现在整个 医院不同门诊时间段、及同科室的不同时间段) ，高峰期病人挂号排长对、就诊 长时间等待以及医生熟人插号现象，环境拥挤混乱；医生问诊时间短、不仔细、 态度差。而低谷期，医生无病人看、溜号，医院资源浪费；二是专家号( 特别 是名专家号) 难挂，出现倒号、炒号现象，严重损害病人利益，影响医院的声 誉。而采用网络预约挂号，可有效地解决这一现象。一方面通过一定的算法控 制就诊人流量，使就诊分布均匀并且可以指定医生就诊；另一方面通过有效的 身份验证，杜绝倒、炒专家号的现象。提高医院门诊服务质量，取得良好的社 会效益和经济效益。数字家庭与数字电视产业发展蓬勃，使基于数字电视机顶 盒的远程预约挂号系统的实现成为可能。基于数字电视机顶盒的远程预约挂号 系统不仅具有一般门诊挂号系统的功能，又可以分析和统计病人的量、各医生 的就诊量，并且能指定病人在预约的特定时间来就诊，方便病人就诊的同时， 大大提高了医院工作效率和资源利用率。患者使用数字电视遥控器，足不出户， 就可以进行异地医院门诊挂号。从而使患者更好地安排外出就医的时间，节约 交通费用和减少交通时间。 1 1 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究与实现第l 章综述 4 章研究数字家庭远程挂号系统的设计与实现以及整个系统的性能控制与分析。 第5 章为总结与展望，主要是对本系统的工作总结和对今后工作的建议。 目前，门诊一直是困扰医院提高服务质量的一个复杂环节，特别是医疗水 平高、门诊量大的医院，而造成门诊质量难以提高的因素主要有两方面：一是 集中式挂号( 现在流行的分层挂号只是相对而言一个范围较小的集中式挂号) ， 就诊人员流量不均、具有不确定性，有明显的就诊高峰和低谷期( 表现在整个 医院不同门诊时间段、及同科室的不同时间段) ，高峰期病人挂号排长对、就诊 长时间等待以及医生熟人插号现象，环境拥挤混乱；医生问诊时间短、不仔细、 态度差。而低谷期，医生无病人看、溜号，医院资源浪费；二是专家号( 特别 是名专家号) 难挂，出现倒号、炒号现象，严重损害病人利益，影响医院的声 誉。而采用网络预约挂号，可有效地解决这一现象。一方面通过一定的算法控 制就诊人流量，使就诊分布均匀并且可以指定医生就诊；另一方面通过有效的 身份验证，杜绝倒、炒专家号的现象。提高医院门诊服务质量，取得良好的社 会效益和经济效益。数字家庭与数字电视产业发展蓬勃，使基于数字电视机顶 盒的远程预约挂号系统的实现成为可能。基于数字电视机顶盒的远程预约挂号 系统不仅具有一般门诊挂号系统的功能，又可以分析和统计病人的量、各医生 的就诊量，并且能指定病人在预约的特定时间来就诊，方便病人就诊的同时， 大大提高了医院工作效率和资源利用率。患者使用数字电视遥控器，足不出户， 就可以进行异地医院门诊挂号。从而使患者更好地安排外出就医的时间，节约 交通费用和减少交通时间。 1 1 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究 第2 章c 网与s d f 编程技术 第2 章h f c 网与s d f 编程技术 印! ；c ( h y 掘df i b c fc o 觚) 是光纤同轴混合网的简称，是美国b e l l e o r c 在1 9 9 3 年提出的在用户网上实现“全业务 接入的技术概念，即在同一个网络上同时 传输分配式的广播电视( 即有线电视) 业务与交互式的电信业务。这种网络中模 拟信息与数字信息并存，其结构就是在光纤到馈线( f 1 日的有线电视网基础上发 展( 或升级) 起来的光纤同轴混合( h f c ) 网。这一技术概念提出之后，无论是有线 电视经营公司还是电信经营公司都给予h f c 网络极大的关注，并将它作为宽带 接入网的优选方案。经过几年的技术发展，h f c 技术日益成熟起来。 s d f 软件技术由中山大学讯通软件公司独立开发，是一种操作流程中间描 述语言，把用户日常生活中的各种场景的操作流程抽象定义，生成s d f 中间文 件，然后交由机项盒程序解析，向服务器服务发送请求进行交互操作，灵活地 满足现在有数字电视交互功能需要。并提供了一整套包括设计，开发，测试等 环节的可视化开发环境，大大提高了开发人员的工作效率，并通过模拟机顶盒 的运行环境，使得开发人员不需要借助机顶盒也能进行开发测试等工作，从而 很好地节约了开发成本，缩短了开发周期。 2 1h f c 网络特点和发展现况 有线电视h f 网络上的信号传输是采用非对称的广播式网络结构，其特点 是下行频带宽、信息容量大，上行频带窄、信息容量小。若在下行频带的7 5 0 m h z 范围内，拿出4 0 个模拟通道来传n v o d 数字电视节目，按6 4 洲调制效率， 在一个8 m h z 带宽的模拟频道内就可传送1 0 0 0 多个数字频道可供用户选择。若 传输数据业务，在一个模拟频道带宽( 8 m h z ) 内，采用q p s k 或6 4 q a m 数字调 制方式，其传输速率可达1 0 m b p s 或4 0 m b p s ，这样高的速率，意味着每小 时可传送6 或2 4 g b 文件资料。 如p c 网络结构用于有线电视的传输和接入模式，是基于a m 调制的电视信 谈在有线电视h f c 网络上开展综合信息业务的几个问题， h t l p ：枷w w 曲t n i c 嘶i i n 呐i g c a s p ? 时虹c l e 玎) = 1 5 6 5 1 2 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究第2 章c 网与s d f 编程技术 号的光纤传输技术。众所周知，该项技术试验是在1 9 9 8 年2 月和4 月份分别在 加拿大、美国完成的，即在一根光纤上同时长距离传输多套n 制电视节目信号。 而其技术上的成熟和商品化程度的提高，则是在2 0 世纪9 0 年代中后期，这也 就到了瑚c 被广泛采用的实用期。从耶c 对有线电视网络技术的贡献看，它 既解决了电视信号长距离、高质量传输和大面积覆盖、接入的问题，缓解了当 时有线电视急剧发展的燃眉之急，又奠定了有线电视网络适应今后高速、大容 量数据业务传输、接入的带宽优势。它把c a b l e ( 同轴电缆) 压缩到“最后一英 里范围内，仅作为用户分配系统的传输介质，从而使其成为目前或今后相当 长的时期内众多用户接入系统的佼佼者。为什么h f c 出自灯& t 这样一个全球 电信界的名门望族，但却花落有线电视产业? 其原因不言而喻是机遇问题，即 有线电视业赶上了也抓住了此次机遇；而电信业却难以抓住这次机遇的原因是， 它背上了传统的双绞线接入网这样一个沉重的“包袱 。这个“包袱”几乎占电 信网络5 0 6 0 的资产，对当时或现在仍以话务收入为主的电信运营商来说举足 轻重，因而“弃之可惜 ，然而面对今后高速增长的数据业务，运营商也会越来 越“食之无味，无论是“一线通( i s d n ) 或是a d s l 等技术的采用，都难以 造就双绞线接入网的带宽优势。当然，这都是事业发展中的阶段性问题，或是 技术进步推动下的事业发展中带来的技术适应性好坏和增值效率高低的问题。 近几年来，我国广播电视事业取得了飞速发展，其中一个重要标志就是我 国有线电视取得了举世瞩目的成就。1 9 9 0 年国务院批准有线电视管理暂行办 法以后，我国有线电视进入依法管理、按章建设、有序发展的新阶段。在广 电部门统一规划、统一建设、统一管理的前提下，根据“一地一网 原则，到 1 9 9 6 年底建立有线电视台1 2 8 7 座。近两年年均以过1 0 0 0 万户的惊人速度递增， 用户达到5 1 0 0 万户的规模。据1 9 9 9 年统计，我国城市规模的有线电视网中， 采取h f c 结构组建的占8 0 以上( 其余则采用m m d s 或兼有m m d s ) 。也就 是在当时约8 0 0 0 万户有线电视网中，约有6 4 0 0 万户是靠耶c 网络覆盖、接入 的，我国可谓有世界上最大的h f c 网络用户规模。到2 0 1 0 年将达到1 3 1 5 亿 户【7 】，成为世界上最大的有线广播电视网。现在我国许多大中城市的有线电视 入户率都超过了电话入户率，并且有线电视收费低廉，因此将如此庞大的 h f c 双向数据传输系统及其在广电的应， h t l p 价哪w ：c b t t n c n l s h o w a n i d e 唧? a n i c l e m = 1 6 3 9 1 3 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究 第2 章 m c 网与s d f 编程技术 网改建为m c 网，使网络以传送广播电视为主，同时也可传送包括计算机数据 在内的各种数据信息业务，具有双向、交互式宽带综合信息传输能力，必将极 大地促进我国的信息化建设，开创信息化服务的新局面。 2 2h f c 网的基本模式与结构 有线电视h f c 网，无论是大型网络，还是中小型网络，其网络传输的基本 形式有两种，独立总前端模式和分前端模式。 2 2 1 独立总前端模式 同一城市或同一区域的有线电视网共用一个前端，所有信号都汇集在总前 端。这种系统模式基于硼网，是有线电视h f c 网中最基本的传输模式。系 统框图如图2 1 所示。 2 2 2 分前端模式 图2 一l 独立总前端模式框图 以城市或区域有线电视网的总前端为中心的多前端传输模式。这种系统采 用星形或星一树形结构的传输网络，超大规模的有线电视宽带综合信息网大都 采用这种模式。系统框图如图2 2 所示。 图2 2 分前端模式框图 1 4 数字医疗互动平台中远程信息处理技术研究第2 幸阳c 网与s d f 编程技术 2 2 3h f c 网的网络拓扑结构 加网的网络拓扑结构，概况起来有四种形式：即树枝形结构、星形结构、 星一树形结构和环行结构。树枝形网络拓扑结构在有线电视h f c 网络结构形式 中，因考虑其性能价格比和商业价值的推广性，国内外普遍推荐干线采用星形 网络拓扑结构的光纤传输，最后一级的同轴电缆分配网采用树枝形网络拓扑结 构，既克服了电缆干线由于多级放大器引起指标下降的缺点，又提高了指标、 可靠性和降低了成本，可以非常经济而有效地为用户服务，普遍为有线电视经 营者所接受。 星形网络拓扑结构从城市或区域有线电视总前端输出的广播电视信号，经 辐射状的光纤干线馈送到各小区光节电，再经星形结构的同轴电缆分配网馈送 到用户终端；各光节电的位置相对于总前端呈星状形分布