鐘俊華，陳金雄，于海鑄

南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與管理科，福建 福州 350025

基于WebService分布式醫(yī)保接口系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)

鐘俊華，陳金雄，于海鑄

南京軍區(qū)福州總醫(yī)院 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與管理科，福建 福州 350025

目的 為醫(yī)院醫(yī)保結(jié)算流程中各個(gè)子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的醫(yī)保接口，以支持HIS與醫(yī)保中心的系統(tǒng)集成。方法 研發(fā)基于WebService的分布式醫(yī)保接口服務(wù)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)反饋負(fù)載均衡算法的集群服務(wù)，為HIS各子系統(tǒng)提供醫(yī)保接口服務(wù)。結(jié)果 應(yīng)用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了就診點(diǎn)醫(yī)保實(shí)時(shí)結(jié)算，改進(jìn)了醫(yī)院“一卡通”流程，提高了醫(yī)院的核心競爭力。結(jié)論 分布式多層服務(wù)系統(tǒng)集群為醫(yī)保流程優(yōu)化提供了良好的支持，推動(dòng)了醫(yī)保系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)的革新。

WebService；醫(yī)療保險(xiǎn)；醫(yī)保接口；分布式系統(tǒng)；負(fù)載均衡；服務(wù)集群；HIS

隨著醫(yī)療信息化的深入發(fā)展，國內(nèi)眾多醫(yī)院已經(jīng)采用先繳納預(yù)交金后就診的 “一卡通”就醫(yī)模式。近年來醫(yī)療保險(xiǎn)制度改革不斷深化，醫(yī)保病人所占的比重越來越大，醫(yī)保病人的費(fèi)用結(jié)算需要與醫(yī)保中心聯(lián)網(wǎng)，在時(shí)間上消耗較大，容易造成結(jié)算隊(duì)列的擁塞，迫切需要建立醫(yī)保就診點(diǎn)實(shí)時(shí)結(jié)算和自助結(jié)算模式，將結(jié)算業(yè)務(wù)分布于就診點(diǎn)或者自助機(jī)，以緩解醫(yī)保結(jié)算窗口的壓力。新的結(jié)算模式應(yīng)帶來流程上的改變，傳統(tǒng)的C/S集成方式需要將相對獨(dú)立的醫(yī)保結(jié)算功能模塊嵌入到各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)里，這樣容易造成醫(yī)保模塊與整個(gè)系統(tǒng)的強(qiáng)耦合，一旦醫(yī)保升級需要重新編譯安裝部署涉及到的所有業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，同時(shí)需要為每個(gè)結(jié)算終端分配有限的醫(yī)保IP資源，適應(yīng)性差。本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于WebService的分布式技術(shù)架構(gòu)，為前端各個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)提供統(tǒng)一的調(diào)用界面，具有較高的適應(yīng)性。

1 基于WebService的分布式接口系統(tǒng)

1.1 醫(yī)保接口的業(yè)務(wù)功能

醫(yī)保接口主要實(shí)現(xiàn)HIS與醫(yī)保中心的數(shù)據(jù)交換功能，如讀卡、患者身份識別確認(rèn)、賬戶查詢、醫(yī)保掛號、費(fèi)用分割明細(xì)上傳、費(fèi)用結(jié)算生成、醫(yī)保業(yè)務(wù)撤銷、醫(yī)保退費(fèi)、醫(yī)保限定臺賬等信息的下載。

1.2 接口設(shè)計(jì)的基本原則

（1）對現(xiàn)有醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）系統(tǒng)的影響較小，各個(gè)需要調(diào)用的子系統(tǒng)能夠比較便捷地與醫(yī)保業(yè)務(wù)系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)各種醫(yī)保業(yè)務(wù)功能。

（2）接口穩(wěn)定，功能定義完善。醫(yī)保接口實(shí)現(xiàn)HIS和醫(yī)保系統(tǒng)之間的隔離，任何一方的維護(hù)升級都不會對另一方造成太多影響，能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性和一致性。

（3）接口系統(tǒng)作為醫(yī)院HIS與醫(yī)保中心系統(tǒng)之間的橋梁應(yīng)具有良好的可擴(kuò)展性和高安全可靠性，能夠高效地進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，保證它們能夠穩(wěn)定快速地交換數(shù)據(jù)。

1.3 系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于Web服務(wù)的分布式系統(tǒng)集群架構(gòu)設(shè)計(jì)，見圖1。通過Web服務(wù)為掛號收費(fèi)程序、醫(yī)生工作站、檢查檢驗(yàn)客戶端和自助結(jié)算終端等程序提供統(tǒng)一的接口。Web服務(wù)采用HTTP、XML和SOAP等通用的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，具有很好的開放性和跨平臺性，支持各種平臺系統(tǒng)的訪問。

全局負(fù)載均衡組件根據(jù)集群中各個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載狀況計(jì)算出最優(yōu)的訪問路徑，將消息請求均勻地分布在服務(wù)集群中的各個(gè)服務(wù)器實(shí)體中，實(shí)現(xiàn)全局負(fù)載均衡。醫(yī)保后臺服務(wù)集群由獨(dú)立的若干個(gè)服務(wù)器進(jìn)程組成。通過在相互獨(dú)立的服務(wù)器中設(shè)置一個(gè)進(jìn)程調(diào)度管理器，管理器對于上層組件的請求消息進(jìn)行處理，根據(jù)當(dāng)前的服務(wù)請求強(qiáng)度自適應(yīng)地動(dòng)態(tài)創(chuàng)建或刪除后臺服務(wù)進(jìn)程，并選擇最空閑的服務(wù)進(jìn)程處理請求消息，同時(shí)監(jiān)控整個(gè)服務(wù)器的負(fù)載狀態(tài)為全局負(fù)載均衡提供信息基礎(chǔ)支持。服務(wù)集群中單個(gè)服務(wù)器采用服務(wù)管理器和多進(jìn)程結(jié)合的架構(gòu)模式，每個(gè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)對單個(gè)用戶的實(shí)時(shí)服務(wù)處理，服務(wù)管理器則實(shí)現(xiàn)服務(wù)進(jìn)程的創(chuàng)建、調(diào)度、刪除等管理功能。服務(wù)進(jìn)程與醫(yī)保前置服務(wù)器、醫(yī)保中心服務(wù)器交互實(shí)現(xiàn)醫(yī)保掛號、醫(yī)保費(fèi)用明細(xì)分割上傳、結(jié)算明細(xì)生成等醫(yī)保業(yè)務(wù)。

1.4 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，見圖2。HIS中的各個(gè)子系統(tǒng)連接部署有Web服務(wù)的IIS服務(wù)器，Web服務(wù)屏蔽了后臺服務(wù)集群提供的服務(wù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)用接口。醫(yī)保服務(wù)集群是由相互平行的若干臺服務(wù)器組成，是整個(gè)接口系統(tǒng)的核心。前置服務(wù)器采用雙網(wǎng)卡設(shè)置，安裝兩塊網(wǎng)卡分別連接院內(nèi)網(wǎng)和醫(yī)保公共網(wǎng)絡(luò)，屬于醫(yī)保中心設(shè)置于醫(yī)保機(jī)構(gòu)的處理終端。通過在前置服務(wù)器和醫(yī)保公共網(wǎng)絡(luò)之間設(shè)置防火墻來防止非授權(quán)的訪問，防止黑客、木馬和病毒的入侵。醫(yī)保前置服務(wù)器再通過路由器連接醫(yī)保中心服務(wù)器，完成整個(gè)業(yè)務(wù)的鏈接。

2 系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基于WebService的系統(tǒng)集成

HIS與醫(yī)保系統(tǒng)的集成，采用Web服務(wù)作為訪問接口，實(shí)現(xiàn)對醫(yī)保業(yè)務(wù)的封裝。Web服務(wù)以WSDL作為Web 服務(wù)統(tǒng)一的描述語言，采用統(tǒng)一的可擴(kuò)展的標(biāo)記語言XML作為機(jī)器表示數(shù)據(jù)的基本格式，簡單對象訪問協(xié)議SOAP則提供了標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程過程調(diào)用。這些應(yīng)用程序采用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議(HTTP，XML，XSD，SOAP 和WSDL) 在可伸縮的、松耦合和無狀態(tài)環(huán)境中提供交換消息的功能[3]。

2.2 分布式網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

系統(tǒng)通信主要是基于TCP協(xié)議實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用層協(xié)議。協(xié)議擁有管理器與服務(wù)進(jìn)程之間的基本通信語義，同時(shí)還具有服務(wù)狀態(tài)的檢測、服務(wù)進(jìn)程的恢復(fù)檢測、服務(wù)的超時(shí)檢測等語義功能。協(xié)議是實(shí)現(xiàn)整個(gè)服務(wù)的穩(wěn)定可靠性和自適應(yīng)能力的基礎(chǔ)構(gòu)建。承載協(xié)議的通信組件擁有消息的封裝、存儲、分類、轉(zhuǎn)發(fā)以及解析等功能，消息字段封裝了接口調(diào)用的方法名以及調(diào)用的參數(shù)信息。

2.3 基于動(dòng)態(tài)反饋的負(fù)載均衡算法

分布式服務(wù)器集群作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，是為醫(yī)保業(yè)務(wù)請求提供業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)的實(shí)體集。負(fù)載均衡機(jī)制將系統(tǒng)接收到的請求消息均勻地分配給各個(gè)服務(wù)實(shí)體，實(shí)現(xiàn)服務(wù)集合的負(fù)載均衡。算法設(shè)計(jì)首先進(jìn)行事務(wù)的建模，包括實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)功能的長事務(wù)和狀態(tài)交互的短事務(wù)。長事務(wù)是耗時(shí)的操作，需要將系統(tǒng)長事務(wù)請求均勻地分布在各個(gè)節(jié)點(diǎn)。動(dòng)態(tài)負(fù)載調(diào)度主要是根據(jù)服務(wù)器的負(fù)載情況動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)的進(jìn)行調(diào)度[4]。 式(1)為服務(wù)器的負(fù)載值計(jì)算式。

Load（i）表示第i個(gè)服務(wù)器的負(fù)載值，Ki表示第i個(gè)參數(shù)的加權(quán)值。Lmem(i)為第i個(gè)服務(wù)器CPU的使用率、Lmem(i)為內(nèi)存使用率、Lband(i)為網(wǎng)絡(luò)帶寬占用率、Lio(i) 為IO使用率，Nused(i) 為被占用的服務(wù)進(jìn)程數(shù)，Ntotal(i) 為可用的服務(wù)進(jìn)程數(shù)，通過公式(1)計(jì)算得出各個(gè)服務(wù)器的負(fù)載值。運(yùn)行于單機(jī)服務(wù)器的服務(wù)管理器會記錄服務(wù)運(yùn)行的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，負(fù)載均衡組件根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行負(fù)載值的加權(quán)，計(jì)算出最優(yōu)的空閑服務(wù)器進(jìn)程?；趧?dòng)態(tài)反饋負(fù)載均衡算法提高了系統(tǒng)整體的利用功效。

2.4 虛擬主機(jī)平臺架構(gòu)服務(wù)器集群

服務(wù)器集群實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)整體的高可用性和良好的冗余容錯(cuò)能力。在高性能服務(wù)器上采用基于主機(jī)硬件虛擬技術(shù)構(gòu)建服務(wù)器集群，比單機(jī)服務(wù)器構(gòu)建集群提供了更為經(jīng)濟(jì)高效的實(shí)現(xiàn)手段，同時(shí)也提高了系統(tǒng)性能。

3 系統(tǒng)的特點(diǎn)評價(jià)

系統(tǒng)通過WebService集成實(shí)現(xiàn)HIS與醫(yī)保系統(tǒng)平臺的相對隔離；分層的架構(gòu)簡化了集成以及醫(yī)保升級的步驟[5]；負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)了服務(wù)的冗余性，可以防止單點(diǎn)失敗，穩(wěn)定可靠性高；基于可擴(kuò)展的接口設(shè)計(jì)增強(qiáng)了系統(tǒng)應(yīng)對業(yè)務(wù)變化的能力和可擴(kuò)展性；分布式集群多層架構(gòu)模式為調(diào)用客戶端提供了統(tǒng)一的接口，使安裝部署配置以及維護(hù)升級都集中在中間層，最大限度地降低了對客戶端的影響，易于安裝部署。

4 結(jié)束語

基于WebService的分布式醫(yī)保接口系統(tǒng)在架構(gòu)上優(yōu)于傳統(tǒng)的客戶端服務(wù)器模式，為醫(yī)保流程的優(yōu)化打下了很好

的基礎(chǔ)。醫(yī)保實(shí)時(shí)扣費(fèi)結(jié)算，方便了病人就醫(yī)，改善了整個(gè)醫(yī)院的流程，提高了醫(yī)院的核心競爭力。但由于歷史的緣故，系統(tǒng)是基于C/S架構(gòu)為基礎(chǔ)的升級改造[6-7]，還存在許多問題有待改善。醫(yī)保中心需要從頂層重新設(shè)計(jì)整個(gè)解決方案，提供院方開發(fā)商的接口組件應(yīng)該更好的支持新的多層架構(gòu)平臺，以適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。

[1] 王玉珍,王行高.門診“一卡通”重點(diǎn)解決的問題[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2008,23(5):73-74.

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Research and Implementation of Distributed Medical Insurance Interface System Based on WebService

ZHONG Jun-hua,CHEN Jin-xiong, YU Hai-zhu
Computer Application and Management Department, Fuzhou General Hospital of Nanjing Military Area Command, Fuzhou Fujian 350025, China

Objective To provide a unif ed medical insurance interface for each subsystem in settlement process in hospital, to support HIS and the center of the medical insurance system integration. Methods Researched and developed medical insurance distributed service interface system based on WebService service, the dynamic feedback load balancing algorithm of clusters service provide health insurance interface service for each subsystem of HIS. Results The application of this system realizes medical insurance real-time settlement in medical department, improved the hospital “One Card Solution”process, also improved the core competitiveness of the hospital. Conclusion Distributed multi-layer service system for medical insurance cluster provides a good support for business process optimization, and promotes the innovation of medical insurance system technical architecture.

WebService; medical insurance; medical insurance interfaces; distributed system; load balancing; service clusters; HIS

R192.324

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.08.003

1674-1633(2012)08-0019-02

2012-04-09

作者郵箱： cjxiong@fzzyy.cn