卫生应急指挥中心系统设计方案
1、前言
建立突发公共卫生事件系统决策支持与指挥调度的技术平台，承担突发事件及相关信息收集、处理、分析、发布和应急反应工作。信息系统由网络传输系统、软件系统、数据库系统及相关技术机构组成。
2、总体需求
（1）网络传输系统建设
在卫生信息网建设项目基础上，通过延伸现有卫生信息网网络，扩大卫生信息网覆盖面，建立城市社区卫生服务中心、医疗单位与疾病控制机构之间，农村地区乡（镇）卫生院、县级医疗机构与县级疾病控制机构之间的网络连接，形成市、县（区）、乡（街道）三级网络双向数字传输系统，实现计算机网络化的信息报告，使个案报告直达中心。
各级卫生行政部门和疾病控制机构应加强现有网络系统维护和管理工作，加强卫生信息收集各个环节能力建设。在村级建立专人报告制度。保证信息收集、报告的准确、及时和完整。
建立突发公共卫生事件信息系统网管中心，通过网管中心随时监视、了解各级公共卫生信息系统的工作情况、运行状态。
（2）应用系统建设
建立地理信息系统，构造网络化平面地理信息系统和全球定位地理指挥系统平台环境，实现突发事件与当地环境、可用资源时间空间定位和空间信息分析功能。
开发突发事件监测、预警，医疗救治信息系统软件。进一步完善突发事件专用报告软件。开发数据整合软件，构造统一标准信息大平台，实现信息共享。
（3）应急指挥中心平台建设
建立突发事件应急指挥中心技术平台。平台是在突发事件发生时，有关决策者进行应急决策及指挥的办公场所，包括下列功能：①指挥功能。通过桌面终端网络，电话系统向有关机构和人员发布命令；②信息采集、展示功能。利用视频接收设备展示突发公共卫生信息系统提供的各种决策支持信息以及来自现场的视频、音频信息；③视频会议功能。随时召开电视电话会议；④通讯功能。利用专线、因特网、卫星网络、电话设备、移动通讯设备，使指挥中心与及其他相关单位建立数据通讯网络。
指挥中心具体工作区域包括：
（1）会商室（指挥大厅），应急指挥办公室分析疫情和进行决策的场所，可容纳60人参加会议。会商室可配合各种应用，通过大屏幕显示系统显示疫情监视与医疗控制等信息和召开电视电话会议。具体设备配备包括：
大屏幕投影系统（8X4米），可显示数字信息，模拟信号，实物投影和视频会议等影像。
个人终端：数字话筒，电话，计算机网络、计算机显示口，电源插座等。
灯光、声音、温湿度和电源系统。
（2）调度中心值班室
调度中心值班室是日常值班的场所，配备设施包括：
小型会议屏幕系统和音响系统；
值班台：内部外部电话统一控制，电话录音，转接，传真自重发送，接入电话自动排队，以及自动录音功能。
计算机网络系统，通过网络访问数据库资源和各种相关信息，处理日常值班办公信息。
（3）数据库建设
建立健全以下各类数据库：①人口数据库、经济状况数据库、气象数据库、水文数据库、地理信息数据库；②公共卫生危险因素数据库。包括有毒有害化学品生产单位数据库、有毒有害化学品储存单位数据库、放射源和核设施数据库、菌毒种生产、储藏数据库、重点传染病的动物宿主和病媒生物数据库；③传染病疫情与人口死亡数据库。包括法定报告传染病发病本底数据库、传染病监测资料数据库、人口死亡数据库、居民死亡原因数据库；④全应急资源数据库。包括卫生机构数据库、医疗机构数据库、医疗机构设备数据库、应急卫生救治队伍、卫生人才数据库、实验室数据库、医疗救护、卫生防疫防病药械储备数据库、生物制品数据库、血液动态情况数据库，全球历史突发公共卫生事件数据库。
3 项目总体设计方案及技术路线
3.1项目建设的基本原则
突发卫生事件应急信息系统工程是一项结构复杂、技术难度较大、功能强、涉及面广的信息建设工程，为确保工程达到预期的目地，工程建设应遵循实用性、可靠性、经济性和先进性的基本原则，具体体现在：
（1）坚持统一的组织领导，成立系统建设领导小组和办公室，提供强有力的组织保证。
（3）系统建设应遵循“整体布局、分步实施、实用先进”的原则。以应用为驱动，在充分利用现有设施和资源的条件下，力求高起点，既满足近期需求，又适应长远发展的需要。
（4）坚持标准化与开放性原则。充分考虑现代信息技术的飞速发展，适应未来功能升级的要求，使系统具有开放性、兼容性、扩展性，系统建设应优先选择符合开放性和国际标准化的产品和技术，在应用开发中，数据规范、指标代码体系、接口标准都应该遵循国家、卫生部及国际规范要求。
（5）坚持确保安全原则。系统设计及建设根据要求达到相应安全级别，确保系统运行有高度的可靠性和安全性。
（6）坚持跟踪、反馈、更新、完善的原则，使系统不断贴近生产实践的需要。
（7）以突发公共卫生事件应急需求为目标，进行建设、培训和运行，使系统真正发挥作用。
3.3指挥系统的总体结构
（1）、指挥中心的建设布局结构
指挥中心采用集中建设，独立节点方式，建议不提供其他网络节点，但在与县指挥中心的协调上，可以采用分级体制协调方式。
（2）、指挥中心的信息系统结构
公共卫生应急指挥信息系统总体结构由三个平台和两个保障体系构成，三个平台是基础信息平台、专业分析平台和综合决策平台，两个保障是政策、法规与管理体系保障和支撑技术与技术标准保障。基础信息平台由信息采集、传输、存储、信息标准与管理等部分组成；专业服务平台由专业分析系统、方法库和知识库组成；综合决策平台是各类服务应用系统，由决策支持中心协调运行；政策法规与管理体系、支持技术与技术标准是公共卫生应急指挥信息系统实际应用的必备外部条件。
3.3.1基础信息平台
基础信息平台是公共卫生应急指挥信息化工作的基础，包括基本软硬件平台的建设、通讯和网络设施的建设、数据采集系统的建设、数据仓库的建设。
（1）数据采集系统
数据采集系统主要采集以下方面的信息：图像信息、图形信息、统计信息、调查与监测信息、文字信息，不同类型的信息需要应用不同的信息获取技术。
（2）数据存储与数据仓库
公共卫生应急指挥信息系统建设中，数据的类型复杂，涉及到图形、人工采集等多种类型数据。具有数据量大、相关性强、一致性要求高、生命周期长、涉及面广的特点。
根据公共卫生应急指挥信息系统的特点，中心采集的监测数据有着非常高的实时性要求，没有必要建立一套大型的管理与维护队伍，因此，本系统采用集中与分布并用的存储管理方案，属性数据（包括实时采集数据和调查数据）采用分布式管理，海量的图形和图象数据采用集中式管理。
3.3.2 专业应用平台
专业应用平台是公共卫生应急指挥决策支持系统的核心，是以基础信息平台为依托，采用系统科学方法、模拟技术手段，对各种疾病扩散进行分析，包括方法库和知识库。
3.3.3 综合决策平台
卫生事件应急决策支持是公共卫生应急指挥信息系统服务功能的最高层次的应用，是整个系统的中枢。它以各专业应用系统为主体，完成对公共卫生事件的监测、分析、研究、预测、决策、执行和反馈的全过程，其中包含围绕卫生事件应急处理的各种政务活动。
决策支持主要包括医疗资源调度系统、应急处理指挥系统、疫区确定和隔离、流行病学监测以及围绕应急医疗管理工作的医疗设施建设管理系统、医疗政务信息系统、卫生信息公众服务系统、办公自动化系统等。综合决策支持是最高层次决策支持的体现，其主要功能是协调各专业应用系统的领域决策冲突，实现在全国范围的决策一致性。
综合决策平台的具体功能包括：
（1）共享信息的管理。
（2）应用系统接入管理。
（3）工作流管理。
公共卫生应急指挥信息系统的工作流及组织机构其最高层是突发公共卫生事件应急处理领导小组，其常务管理是突发公共卫生事件应急处理办公室，负责日常业务及与有关部门的协调，下属信息中心主要收集、监督、分析各种医疗卫生信息，进行信息系统的业务处理等。
3.4 指挥中心的系统功能
3.4.1基本功能
系统具有以下功能：
（1）可实现针对特定卫生事件的对全市范围内医药卫生资源实时调度方案的辅助制定，合理配置有关资源，及时控制疾病传播。
（2）可实现对全市范围内突发公共卫生事件的实时监测，及时发现疫情。
（3）可生成针对不同卫生事件的多种处理预案。
（4）可实现医疗卫生资源管理业务和信息管理的统一性和一致性，并实现网络化远程调度管理，从根本上提高管理效率。
3.4.2子系统的功能划分
（1）基础数据库系统
开发数据与网络接口，收集卫生调查、遥测、气象、地震等灾害监测、统计等信息资料，建立属性数据库，对全市范围内的各种基础信息、专题信息以及监测站点传输的信息进行分类汇总，完成数据的检索、修改、统计、报表输出等基本功能。
（2）地理信息系统
建立数据仓库，对全市范围内各类地形图、专题图、医疗机构及相关企事业单位分布图、各种图象进行输入、编辑、检索、分析、输出等功能，并结合具体应用实现通用及专用分析功能。
（4）专家知识系统
根据基本资源环境状况和全国医疗基础设施建设及医药用品生产的基本数据，分析研究我国公共卫生事件发生的一般规律、国家处理突发公共卫生事件的潜在能力，为制定科学合理的卫生基础设施建设发展规划提供支持以。
（5）决策支持系统
利用基础数据资料，实现医疗资源调度、管理方案的综合效益评价和决策支持。
（6）综合查询系统
针对卫生系统日常管理需求，建立公共卫生信息管理综合查询系统和大屏会商调度系统，面对决策者、专业应用者和广大用户，提供不同层次的卫生基础信息及决策信息服务。
4 项目建设的技术方法
（1）建立公共卫生应急指挥信息系统建设领导办公室，查清现有数据资源，建立各单位现有可用资源，特别是有关资料、数据和软件等资源的共享机制，充分发挥已有的信息资源和软件的作用，避免重复建设造成资金、人力、物力的浪费。
（2）成立专家咨询组，制定各类技术标准，对系统的进行统一规划、统一设计，确保基础信息平台、专业服务平台、综合决策平台的统一和关联，使整个信息系统成为一个有机的整体。应通过各种规范来协调系统开发和研究工作，包括《系统工作流规范》、《数据库逻辑结构规范》、《数据库物理结构规范》，以及数据采集、数据传输和数据集成规范，对应用系统开发和集成也要由相应的规范来协调。这些规范将依据通行的国际、国家和行业标准，结合数据和工作流规范来制定。
（3）信息采集是系统建设的基础，应根据各职能部门和工作流程的需求，采集有关信息，并进行分类编码。信息采集方式应坚持多数源、多途径的采集方式，包括人工的、自动的、固态存储的方式。在设计信息采集系统时，应对所采集的信息类别和流量有所测算，对各类信息的更新方式及周期有所规定，以确保所需的各类信息得到及时更新。健全的、有生命的信息采集网是本系统开发成败的关键。
（4）先进的信息传输网络体系是确保信息快速流通，以达到信息共享的基础。建立先进的信息传输网络系统。
（5）公共卫生应急指挥信息系统是一个庞大的系统工程，涉及到各种类型、各个层次的海量数据。数据仓库技术是数据存储和分析的基础，需要建立一个面向主题、支持管理决策过程的空间数据仓库。
（6）信息安全是基本要求。需要从采集、网络传输、数据库到应用系统的全面的信息安全保密系统的建设，它包括内外网隔离的访问控制系统、涉密网和数据加密系统、网络安全监视、网络防病毒系统、灾难备份和恢复系统等。必须依据国家有关法律法规建立一定的规章制度，进行有效的信息访问权限控制。
同时，在公共卫生应急指挥信息系统建设过程中，在满足现阶段使用需求的同时，要兼顾其长远性，在此原则下考虑更高层次的技术要求。在建立规则的时候，要考虑整个国民经济、社会状况和卫生系统建设的实际情况，制定一些兼顾原则性和实际灵活性的规范和标准。
5 基础数据库系统
5.1 数据库内容
（1）、基础地理与自然环境背景数据库。包括：地形、地貌、交通、水系、植被、土地利用、气温、降水、辐射、水位、泥沙、流量等；
（2）、社会经济。人口、GDP、产业结构等
（3）、公共卫生危险因素数据库。有毒有害化学品生产单位、有毒有害化学品储存单位、全国放射源和核设施、全国菌毒种生产、储藏数据库、重点传染病的动物宿主和病媒生物数据库；
（4）、传染病疫情与人口死亡数据库。包括全国法定报告传染病发病本底数据库、传染病监测资料数据库、人口死亡数据库、居民死亡原因数据库；
（5）、应急资源数据库。包括卫生机构数据库、医疗机构数据库、医疗机构设备数据库、卫生人才数据库、实验室数据库、医疗救护、卫生防疫防病药械储备数据库、生物制品数据库、血液动态情况数据库。
（6）、自然灾害数据库。包括各种引发传染性疾病的自然灾害如水灾、火灾等的发生规律和损失状况的数据库。
5.2 数据库建设
5.2.1 数据库管理软件平台的选择
基础属性数据库系统采用浏览器(BROWSER)和服务器(Server)体系结构，这种结构具有高效、安全可靠和可扩展性等技术特点，同时又十分适合信息存储、加工和服务。
5.2.2 数据处理
中心数据库的数据涉及社会、经济、人文、水文、气象、环境、自然灾害、卫生医疗专业等多方位多层次数据和信息，这些数据量和信息量庞大复杂，数据类型有数字、文字等，主要以表格形式表现，既有实时采集数据，亦有多年历史数据。
数据集成是在分析数据格式及存储方法的基础上，结合数据库对数据格式的要求来完成。通过数据集成对这些数据源进行规范、无缝集成，最终完成从实时采集数据到库数据准确转换。
5.2.3 数据库功能设计
对数据库子系统功能设计初步设想如下：(1)首先将所有数据划分为内容相关的数据模块，每个模块包含若干个相关的数据表格，将模块作为数据库子系统对数据进行分类管理；(2)在每个子系统中设计数据传输、数据录入、数据查询等功能
5.3 系统维护
为了保证整个系统安全高效的运行，在系统维护时考虑以下几个方面：
(1)用户角色的管理
这是保护数据库系统安全的重要手段之一。通过建立不同的用户组和用户口令验证，可以有效地防止非法的用户进入数据库系统，造成不必要的麻烦和损坏；另外通过授权来对用户的操作进行限制，允许一些用户可以对数据库服务器进行访问，而大多数用户只能在同组内进行读写或对整个数据库只具有读的权利。
(2)数据备份
对数据库的数据定期的备份，当计算机的软硬件发生故障时，利用备份进行数据库恢复，以恢复破坏的数据库文件或控制文件或其他文件。记录数据库中所进行的各种操作，包括修改、调整参数等，在数据库内部建立一个所有作业的完整记录，即日志。备份控制文件，控制文件中的某些状态信息在数据恢复期间可以用来引导数据库。
(3)数据恢复
利用上述几种备份方法，当计算机发生故障，如介质损坏、软件系统异常等情况时，通过备份进行不同程度的恢复，使数据库系统尽快恢复到正常状态。
(4)数据一致性检查
为保证分中心与中心之间数据的一致性，系统利用该功能可对特定数据库的内容进行比较，并给出比较结果。
(5)数据字典管理
对基础数据库表中的数据字典进行添加、修改、删除。
6 地理信息系统
6.1 全国公共卫生应急指挥GIS系统的总体结构
在公共卫生应急指挥GIS系统中，数据仓库为核心内容，由数据库管理系统管理、维护、更新数据，硬件和系统软件为系统的外壳与内壳，应用人员与组织机构为系统的各级用户。
公共卫生应急指挥GIS系统结构体系,它反映了在海量数据仓库中，各类数据存储和调用形式，具有空间信息的矢量、专题图件数据、遥感数据以ArcSDE形式与前端相连，而属性数据则以ADO方式与前端相连。GIS系统结构体系可分为四个层次：数据仓库、公共数据接口层、通用GIS功能层以及专业应用分析层。
数据仓库层：包括具有GIS系统建立的具有空间信息的矢量数据和专题图件栅格数据，以及遥感动态系统采集的具有空间信息的遥感影像数据、属性数据和多媒体数据等。
公共数据接口层：是整个系统各个子系统实现集成的关键和基础。它以灵活的方式与数据库管理系统连接，通过连接管理数据，并能为下一层提供基本的数据组织形式。各类输入数据的处理、各类空间查询(分层检索、定位检索、区域检索、条件检索、空间关系检索等)应属于此层。公共数据接口层能屏蔽数据格式及其访问技术。当数据库格式发生改变时，只对该层做相应的改动即可。
通用GIS功能层：此层是在不考虑应用的基础上，抽象出一些地理信息系统的基本、通用的功能，为下一层提供通用的功能模块。缓冲区分析、网络分析、DEM分析、图层叠置分析等应属于此层。此层不应直接访问数据库，而通过公共数据接口层来访问数据。此层作为GIS核心部分，其成员对象应有良好的扩充性、稳定性，便于功能的扩充，便于与行业逻辑层的对接。
专业应用分析层：在继承通用功能层的基础上，针对公共卫生应急指挥管理和决策的需求，开发包括虚专业应用模块，如虚拟现实、综合查询、分析决策等。
（1）、整个系统的通用平台
公共卫生应急指挥GIS系统为其他子系统提供基础平台，同时也与其他子系统的数据库(如遥感影响数据、属性数据、多媒体数据)之间具有良好的接口，实现与各子系统的集成，使各系统计算分析的结果真正成为决策的基础。
（2）、数据统一管理
数据库中集中了所有各子系统采集的数据，包括空间数据、属性数据和多媒体数据，便于数据的统一管理，为其他各子系统提供数据源。
（3）、空间分析功能
基于空间特征的几何分析，包括各专题数据叠置分析包括水灾洪水淹灭边界和范围分析、疾病空间传播分析等。
（4）、数据输出
公共卫生应急指挥GIS系统可以将本系统和其他系统分析的结果以数据、表格、图像、图形等各种类型输出，包括屏幕现实和打印输出。
7 决策支持系统
公共卫生应急指挥决策支持系统建设将在系统详细的需求分析的基础上，对系统建设的工作流、数据流进行详细分析和定义。在3S及其它核心技术支撑下，建立安全、可靠、先进、合理的信息采集和传输体系；对基础数据库、专业数据库、方法库、知识库进行设计和建设。在此基础上，建立公共卫生应急指挥决策支持系统。系统需求分析和工作流、数据流的定义是系统建设极为重要的环节.
(1) 专题数据库
专题数据库是联系基础数据库与专题应用、模型的桥梁，它储存专题评价、模型所必需的输入输出数据，其功能是根据模型的需要从基础数据库中提取数据并转换成模型所需要的数据格式，最后将模型的输入作为中间结果存入一定的库结构中以备查询、检索和调用。专题分析生成的专题数据和模型计算结果有时还要求“还原”到专题数据库中，以供其它系统调用。专题数据库的结构、建库技术与基本数据库相同，其数据源主要从基础数据库提取。
(2) 专用GIS库
专用GIS库主要存放用于专题分析的专题图层，以及某些模型对GIS数据的特殊需要而建立的图形库，包括栅格和矢量专题图，同时也负责向虚拟显示模块提供所需的数据。
方案库是主要存储由各专业系统的模拟、评价和虚拟现实所产生的各种预案，供专业决策和综合会商决策调用。
(5) 文档信息与知识库
是用于知识信息的存储及其使用管理的系统，内容包括：各监控项目的监控指标及指标体系；评判规则与标准；监测数据误差限值；专业规律指标；专家知识经验；卫生法律、法规，行业规程、规范的有关条款等。知识库将通过专家系统、逻辑推理的参与，对各专业决策提供帮助。
7.2 会商决策支持中心
会商决策支持中心主要功能就是运用各子系统模型库中的相应模型，对公共卫生应急指挥进行会商决策，参照知识库中的专家知识和有关法律、法规、规程规范，形成疾病传播动态状况的分析成果；并根据分析成果，产生决策预案或直接发布控制指令。系统还应专门设计有多库协同器，进行各库之间的协调。多库协同器提供系统各库的协同规划、综合调度、人机交互、资源共享、冲突仲裁和通信联络等处理功能。
7.3 突发公共卫生事件应急处理的有关过程
在公共卫生信息可视化分析和决策支持系统中，绝大多数数据都和位置有着密切的关系，如传染源的在城市的分布，传染链的走向、所有医院的信息等，采用过去传统的二维表格方式仅能对上述信息进行粗略的查询和浏览，但很容易忽略隐藏在这些数据之后的深一层含义，而这些被忽略的因素却能为工作人员和领导提供科学的决策支持，由此可见可视化分析对决策支持的重要性。
GIS技术在公共卫生信息分析和决策支持系统中的应用主要有以下几方面：
（1）、疫情空间分布
基于空间位置直观显示各种疫情分布情况，如甲肝、SARS、乙脑等各种传染病病例空间分布。
（2）、疫情空间查询与专题分析
根据病人的医院，地址、报告日期等综合查询条件，组合各种疫情专题类别，利用多种空间查询模式，实时展现全国各地区的多种疫情分布。
专题类别：可以考虑以各级行政区划为单位来展现各种疫情信息的分布和进行空间统计（如市、县、乡等）；对于重点区域或城市，可以精确到街道、所属单位等方面的空间展现和统计。
查询条件：可以按地点、医院、单位、住址等进行查询。
时间条件：
（3）、疫情趋势分析
动态渲染地图，按时间段显示各级行政区的疫情变化情况。
（4）、疫情空间分析
复杂的空间分析，如聚集密度分析、空间排序、影响范围分析、空间关联度分析、应急调度等。
监测、监控与预警系统是整个应急预警处理系统的基础。平时细致有效的监测与监控是第一步。一旦发现有疫情、病情出现，对传染个体的活动进行实时监控，就可以展开及时的流行病学调查和取样分析，防止病情的扩散，在全面分析和科学判断的前提下，发出预警信号，提醒政府和社会进行相关的应对和准备工作，防患于未然。
监测预警系统主要包括：
传染病监测
临床症状监测
实验室监测
急救监测
影响区域监测
动物和媒介监测
预警系统是指对监测数据(传染病个案、传染源、接触者、活动范围、居民健康档案等)、历年传染病、流行病发病情况及社会经济、人口、环境、气候等可能影响因素的数据进行整合、分析和判断，建立诊断和预测模型，对易造成疾病爆发、流行或重大危害的分布状态及危险因素进行早期报告。
公共卫生突发事件应急预警处理系统中的预案系统，包括
各种急性传染病应急处理程序
影响区域应急处理程序
医疗物资调配应急处理程序
公共卫生突发事件应急预警处理系统要想达到高效、快速反应，首先必须
形成完全覆盖，不留漏点。但完全覆盖必然涉及到社会的方方面面，其中包括
许多医疗单位和行政、事业单位。
8 安全防护系统
系统要实现的三个主要基本功能是：用户管理、身份认证、权限控制。根据需要，系统主要由三部分构成：
基于WEB的集成化安全管理、监控工具，负责管理用户、配置用户权限、监控用户登录、查看登录日志等等。
用户校验和访问控制服务，负责认证用户身份，校验用户的访问权限。
安全调用接口，其他三个子系统通过安全调用接口调用系统功能进行身份验证、权限检验等等。
9 指挥中心建设的项目管理
应急指挥中心建设是一个系统建设项目，需要从整体、全局和长远的应用发展角度考虑问题。应急指挥中心建设也是一个具体的建设项目，需要具体落实设计、施工和应用管理等方面的工作。指挥中心从技术上集成了计算机技术、网络技术、卫星通讯技术、图形图像技术、电视监控技术、数据库技术、信息分析、管理、趋势预测、灾害评估等多学科等技术领域，技术复杂性比较高。因此，需要建立一个比较完整的项目组织管理体系，完成系统设计与实施工程。
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