基于移动协同的公共卫生应急处置信息系统设计与实现
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摘要
突发公共卫生事件是指突然发生、群体性的、造成或者可能造成社会公众健康严重损害的重大传染病疫情、群体性不明原因疾病、重大食物和职业中毒以及其他严重影响公众健康的事件，具有突发性、危害性、不确定性等特点，需要相关部门立即采用应急措施，减轻突发公共卫生事件对居民健康和生命安全造成威胁，用最有效的控制手段和最少的资源投入，将损失控制在最小范围内。因此建立突发公共卫生事件应急反应辅助决策支持系统对于控制突发公共卫生事件具有重要意义。
我国的突发公共卫生事件应急反应系统目前处于探索阶段，没有形成完备的体系，公共卫生应急处置系统是其中的核心组成部分，随着移动技术的发展成熟，尤其是与空间信息技术的集成，为问题的解决提供了新的技术支撑，本文基于移动技术和虚拟地理环境，设计移动协同交互模型和应急处置信息系统的整体框架，重点实现基于移动设备的应急处置信息系统原型，实现指挥中心与现场处置人员之间的实时交流，与相关领域专家的协同会商，为突发公共卫生事件应急处置的开展提供信息交流和辅助决策的平台。本文的研究工作主要包括：
(?)建立协同交互工作模型：把移动技术纳入虚拟地理环境系统平台框架，建立移动协同模型进行协同交互工作，实现四种不同的交互模式：S2S(Static to
Static)实现分布在不同地方的指挥中心及相关领域专家参与讨论和问题决策。M2S(Mobile to Static)现场处置人员通过移动设备把采集的现场信息传输到决策端。S2M(Static to Mobile)指挥中心把处置方案及时反馈现场处置人员。M2M(Mobile to Mobile)现场处置人员间进行交互，共享有效的处置信息。
(?)基于移动协同的应急处置信息系统设计：基于虚拟地理环境技术平台，集成3S技术、计算机支持协同、无线通讯技术、计算机网络技术等现代信息技术，在移动协同模型的支持下，设计公共卫生应急反应信息系统整体框架；进行应急处置信息系统设计，对移动终端部分进行详细设计。
(?)系统实现及现场应用测试：以自然疫源性疾病——肾综合征出血热为例，基于系统详细设计，实现公共卫生应急处置信息原型系统。在研究人员的野外调查中，进行现场系统测试系统运行稳定，效果良好，并对系统存在的问题进行了分析阐述。
Emergent public health event, such as outbreak of infectious diseases, emerging infectious diseases, serious alimentary toxicosis, occupational poisoning and so on, usually happen abruptly, devastatingly and uncertainly, and seriously affects the public health. In order to relieve the harms to public health and life safety, the most effective and least consumed measures should be taken. Therefore, it is of great importance to establish emergency response and decision-making support system for the prevention and control of emergent public health events.
Nowadays, in our country, the emergent response system of emergent public health event is under exploration and development, and the disposal system of emergent public health event is the core part. With the development of mobile technologies and the integration with the spatial information technologies, it becomes possible to provide a potential to develop new techno-support solutions to the disposal of emergent public health events. Based on mobile technologies and Virtual Geographic Environment, this study designed a model of mobile collaboration and accomplished an emergent response disposal information prototype system. Based on the system, not only can the response headquarter communicate with the experts from different disciplines, but also with the public health specialists in real time. The major research work and achievements are as follows:
1. Design of a collaborative work model. The study integrated mobile technologies into the system platform framework of Virtual Geographic Environment, designed a model for collaborative work, and implemented four communication patterns, namely, S2S (Static to Static), M2S (Mobile to Static), S2M (Static to Mobile),and M2M (Mobile to Mobile). S2S means the emergent response center communicates with the experts using computer in rooms, M2S is that fieldwork persons collect the information of epidemic situation and send them to the emergency response center using mobile equipments, S2M denotes the emergent response center sends the disposition measures to the fieldwork persons, and M2M means fieldwork persons communicate with each other and share the effective disposition measures.
2. Design of emergent response disposition information prototype system based on mobile collaboration. Based on the Virtual Geographic Environment platform, and integrating with geo-spatial technologies, CSCW, wireless communication technique, and network technique, the emergency response disposition information system was
我国的突发公共卫生事件应急反应系统目前处于探索阶段，没有形成完备的体系，公共卫生应急处置系统是其中的核心组成部分，随着移动技术的发展成熟，尤其是与空间信息技术的集成，为问题的解决提供了新的技术支撑，本文基于移动技术和虚拟地理环境，设计移动协同交互模型和应急处置信息系统的整体框架，重点实现基于移动设备的应急处置信息系统原型，实现指挥中心与现场处置人员之间的实时交流，与相关领域专家的协同会商，为突发公共卫生事件应急处置的开展提供信息交流和辅助决策的平台。本文的研究工作主要包括：
(?)建立协同交互工作模型：把移动技术纳入虚拟地理环境系统平台框架，建立移动协同模型进行协同交互工作，实现四种不同的交互模式：S2S(Static to
Static)实现分布在不同地方的指挥中心及相关领域专家参与讨论和问题决策。M2S(Mobile to Static)现场处置人员通过移动设备把采集的现场信息传输到决策端。S2M(Static to Mobile)指挥中心把处置方案及时反馈现场处置人员。M2M(Mobile to Mobile)现场处置人员间进行交互，共享有效的处置信息。
(?)基于移动协同的应急处置信息系统设计：基于虚拟地理环境技术平台，集成3S技术、计算机支持协同、无线通讯技术、计算机网络技术等现代信息技术，在移动协同模型的支持下，设计公共卫生应急反应信息系统整体框架；进行应急处置信息系统设计，对移动终端部分进行详细设计。
(?)系统实现及现场应用测试：以自然疫源性疾病——肾综合征出血热为例，基于系统详细设计，实现公共卫生应急处置信息原型系统。在研究人员的野外调查中，进行现场系统测试系统运行稳定，效果良好，并对系统存在的问题进行了分析阐述。
Emergent public health event, such as outbreak of infectious diseases, emerging infectious diseases, serious alimentary toxicosis, occupational poisoning and so on, usually happen abruptly, devastatingly and uncertainly, and seriously affects the public health. In order to relieve the harms to public health and life safety, the most effective and least consumed measures should be taken. Therefore, it is of great importance to establish emergency response and decision-making support system for the prevention and control of emergent public health events.
Nowadays, in our country, the emergent response system of emergent public health event is under exploration and development, and the disposal system of emergent public health event is the core part. With the development of mobile technologies and the integration with the spatial information technologies, it becomes possible to provide a potential to develop new techno-support solutions to the disposal of emergent public health events. Based on mobile technologies and Virtual Geographic Environment, this study designed a model of mobile collaboration and accomplished an emergent response disposal information prototype system. Based on the system, not only can the response headquarter communicate with the experts from different disciplines, but also with the public health specialists in real time. The major research work and achievements are as follows:
1. Design of a collaborative work model. The study integrated mobile technologies into the system platform framework of Virtual Geographic Environment, designed a model for collaborative work, and implemented four communication patterns, namely, S2S (Static to Static), M2S (Mobile to Static), S2M (Static to Mobile),and M2M (Mobile to Mobile). S2S means the emergent response center communicates with the experts using computer in rooms, M2S is that fieldwork persons collect the information of epidemic situation and send them to the emergency response center using mobile equipments, S2M denotes the emergent response center sends the disposition measures to the fieldwork persons, and M2M means fieldwork persons communicate with each other and share the effective disposition measures.
2. Design of emergent response disposition information prototype system based on mobile collaboration. Based on the Virtual Geographic Environment platform, and integrating with geo-spatial technologies, CSCW, wireless communication technique, and network technique, the emergency response disposition information system was
引文
1．ESRI中国有限公司．ArcGIS 医疗公共卫生地理信息系统解决方案．2003年10月：5-6
2．鲍建强．东营市公共卫生体系暨突发公共卫生事件应急反应机制研究．山东大学硕士论文．2003
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4．陈化新．汉坦病毒流行病学研究进展(讲义)1996
5．陈致明，赵湘，康广等．GIS技术发展综述．河北科技大学学报．2001，22(3)：6-0
6．方立群．地理信息系统和遥感技术应用于肾综合征出血热流行病学研究．中国人民解放军军事医学科学院．2004
7．龚建华，林珲．分布式地学虚拟环境研究．中国图形图像学报，2002，6(9)：879-885，A版(地理信息系统理论与方法专辑)
8．龚建华，林珲．虚拟地理环境—在线虚拟现实的地理学透视．北京：高等教育出版社．2001
9．顾冉，顾毓清．一种基于移动CSCW的系统模型．计算机科学．2004．Vol．31(8)
10．郭秋英．当前国际GIS发展的几个特点．计算机系统应用．1998年(2)：58～60
11．国家突发公共事件预案体系全文(更新中)，2006，http://politics.people.com.cn
12．韩鹏．嵌入式导航定位地理信息系统的设计与开发．西南交通大学硕士论文．2004
13．胡丙杰．美国公共卫生应急机制及其启示．国际医药卫生导报．
14．江苏省突发公共事件总体应急预案．www.gov.ca.2006
15．冷德宏．基于多代理的计算机支持移动协同学习关键技术研究．复旦大学硕士论文．2004
16．冷启贞，惠学俭．空间信息技术在消防工作应用探讨．中国消防．2005
17．李海蓉，杨林生，王五一等．150年来中国鼠疫的医学地理评估．地理科学进展．2001，20(1)：73~80
18．李琦，郭玲玲等．城市突发公共卫生疫情分析与决策系统的设计．计算机工程．2006．2
19．李文航等．协同虚拟地理研讨室的框架设计及实现．2006(待发表)
20．李云芝，秦大国．当前 GIS 发展趋势的几个关键问题．系统工程与电子技术．1999，21(12)：95-97
21．李仲来，崔恒建，杨华．SARS预测的sI模型和分段sI模型．遥感学报．2003，7(5)：345-349
22．梁超等．移动应用程序开发．清华大学出版社．2004
23．廖峻．基于J2ME的矢量地图浏览器研究与开发．电子科技大学硕士论文．2005
24．林珲，龚建华．论虚拟地理环境．测绘学报．2002，31(1)：1-6
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27．刘毅．WebGIS 在手机中的应用．西南交通大学硕士论文．2004
28．陆伟．我国突发公共卫生事件监测与应急反应体系初探．第二军医大学硕士论文．2005
29．罗邦莹．地理空间信息在电子政务中的应用研究．博士论坛．2005
30．罗智．基于移动 Agent 的远程数据访问的方法．武汉大学硕士论文．200431．毛寿龙．建立应急机制的制度基础．www. people. com. cn. 2005
32．牟伶俐．基于Java手机的移动空间信息服务系统的研究．武汉大学硕士论文．2003
33．潘东海等．全面构建国家公共卫生应急系统．应急系统研究．2003
34．戚铭尧．基于agent的协同虚拟地理环境．中国科学院研究生院博士论文．2004
35．曲建华．基于J2ME的地理信息数据采集系统的分析与实现．微计算机信息(己录用)．
36．沈彦文．基于Java手机的 GPS 数据传输与处理系统的研究与建立．武汉大学硕士论文．2003
37．孙丁，李幼平等．从SARS防治绩效对比研究各国公共卫生应急反应体系．中国循证医学杂志．2004．4
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50．徐瑞．CSCW 及其在多媒体会议系统中的应用研究．西北工业大学．2005
51．徐珊．虚拟地理环境中SARS传播行为智能模拟研究．浙江工业大学硕士论文．2003
52．徐志刚．面向移动设备的奥运空间信息服务关键技术及原型系统研究．东北师范大学硕士论文．2005
53．杨海，中国肾综合征出血热疫源地类型、分布和演化规律研究．中国人兽共患病杂志，2004．Vol．20(2)
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55．叶雷，侯宏亮．空间信息移动用户应用服务系统中的GIS关键技术介绍．
56．叶雷．基于MAS体系的移动GIS集成服务研究．华东师范大学硕士论文．2004
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60．张华．基于掌上电脑的嵌入式导航系统开发及若干关键技术．武汉大学硕士学位论文．200461．张健钦．基于遥感和智能体的鄱阳湖区血吸虫病监测和模拟研究．中国科学院研究生院博士论文．2006
62．张启恩，鲁志新等．我国重要自然疫源性疫源地与自然疫源性疾病．辽宁科学技术出版社．2003(165-175)
63．赵俊三，赵耀龙．GIS发展的最新趋势及其应用前景．测绘工程．2000，9(2)：21-25
64．中华人民共和国卫生部．全国肾综合征出血热监测方案(试行)．2005 http://www.moh.gov.cr/public/open.aspx?n id=10433.
65．周洁萍．基于个体的医院内SARS时空传播模拟研究．中国科学院遥感应用研究所硕士论文．2005
66．周晓农等．地理信息系统应用于血吸虫病的监测，中国血吸虫病防治杂志．1999，11：199-202
67. Christina Frank, Alan D. Fix, Cesar A. Pena and G. Tomas Strickland, Mapping Lyme Disease Incidence for Diagnostic and Preventive Decisions, Maryland, Emerging Infectious Diseases, 2002, 8(4): 427~429
68. Damianou N., Dulay N., Lupu E., Sloman M., Tonouchi T., Tools for Domain-based Policy Management of Distributed Systems. IEEE/IFIP Network Operations and Management Symposium (NOMS2002), Florence, Italy, 15-19 April, 2002.
69. Eberhard. Web-based and Mobile Solutions for Collaborative Work Envrionment with Logistics and Maritime Applications
70. Nicholson MC. Mather TN. Methods for evaluating Lyme disease risks using geographic information systems and geospatial analysis, J Med Entomol. 1996, 33: 711
71. Koller D, Lindstrom P, et al Virtual GIS: A Real-Time 3D Geographic Information System. 1995. http://www.gvu.gatech.edu/gvu/virtual/VGIS/
72. HassanAN, BeckLR, DisterSW. Prediction of villages at risk for filariasis transmission in the Nile Delta using remote sensing and geographic information system technologies, J Egypt Soc Parasito 1.1998,28: 75-87
73. Hans Schaffers. Innovation and systems change: the example of mobile, collaborative workplaces
74. Gong Jianhua, Lin Hui, et al. A Virtual Geographic Laboratory for Simulating SARS Transmission and Control, Proceedings of International Advanced Workshop on Virtual Geographic Environments and Geocollaboration, December 15-16, 2003
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