蔣澎濤

(湖南交通工程學(xué)院，湖南 衡陽 421009)

0 引言

在無線網(wǎng)絡(luò)取得快速發(fā)展的背景下，社會進入萬物互聯(lián)且相對融合的時代，給人們的生產(chǎn)、生活提供了便利。面對這一趨勢，還需加強信息服務(wù)技術(shù)應(yīng)用，做到高效利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動通信技術(shù)等各種資源，推動各行各業(yè)向著健康、有效的方向發(fā)展。而5G技術(shù)具備更高應(yīng)用價值，在各個領(lǐng)域獲得了更大發(fā)展空間，因此研究5G應(yīng)用能夠為探索信息服務(wù)技術(shù)發(fā)展問題帶來現(xiàn)實意義。

1 現(xiàn)代無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析

1.1 5G無線技術(shù)

現(xiàn)階段數(shù)據(jù)起始計量單位多為PB或是更大，數(shù)據(jù)類型包括文字、圖片、音頻等多種形態(tài)，且各種動態(tài)數(shù)據(jù)隨著事態(tài)發(fā)展會衍生出新的數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)處理速度要求水平越來越高。在這種數(shù)據(jù)處理環(huán)境下，傳統(tǒng)2G，3G，4G無線網(wǎng)絡(luò)的表現(xiàn)較差，5G技術(shù)的應(yīng)用，能夠有效提高信息傳遞效率，為相關(guān)決策等行為提供支持，其具有體量大、類型多、速度快等特點，峰值速率能夠達到10～20 Gbit/s，滿足大數(shù)據(jù)量化傳輸任務(wù)。5G無線技術(shù)是一種多智能設(shè)備共同運作的技術(shù)手段，作為4G技術(shù)的升級優(yōu)化技術(shù)，可以支持多種設(shè)備的終端客戶，始終處于統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，是下一代無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。作為一種新型移動通信網(wǎng)絡(luò)，5G無線技術(shù)的出現(xiàn)，不僅是為了進一步滿足人與人之間的通信需求，其更強調(diào)用戶虛擬與現(xiàn)實之間的體驗，解決物與物之間的傳輸通信任務(wù)，滿足醫(yī)療、家居、環(huán)境監(jiān)管等多個行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展需求，逐漸成為數(shù)字化經(jīng)濟社會的關(guān)鍵設(shè)施?，F(xiàn)代市場經(jīng)濟競爭中，企業(yè)之間的競爭涉及多個項目區(qū)域，若要在激烈的市場漩渦中拔得頭籌，就要增強5G無線技術(shù)的競爭地位。

1.2 5G無線應(yīng)用優(yōu)勢

5G無線技術(shù)在現(xiàn)代專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：其一，5G無線技術(shù)的傳輸速度更快，能夠?qū)崿F(xiàn)每秒幾十Gb的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，同4G網(wǎng)絡(luò)相比提高了上百倍。在這種高速度的數(shù)據(jù)傳輸過程中，信息質(zhì)量不會受到損害，包括3D電影、游戲等高品質(zhì)視頻內(nèi)容。研究顯示，5G無線技術(shù)在28 kMHz左右的波段傳輸任務(wù)中，其傳播速度高達10 Gbps，即1 s下載1部高清電影。其二，借助5G無線技術(shù)，幫助管理者獲得更多信息，確保各個部門都能夠了解階段性發(fā)展管理目標(biāo)，實現(xiàn)戰(zhàn)略目標(biāo)科學(xué)化管理。企業(yè)進行5G無線技術(shù)革新時，借助信息化手段武裝自身，加強同相關(guān)企業(yè)的交流學(xué)習(xí)，推動5G無線技術(shù)的正向發(fā)展。其三，5G無線技術(shù)能夠延長智能設(shè)備的使用壽命。在傳統(tǒng)信息傳輸環(huán)節(jié)，智能設(shè)備進行任務(wù)處理時，會不斷發(fā)送請求信息，這些短小信息會消耗設(shè)備電池電量，5G無線技術(shù)的應(yīng)用，能夠直接完成信息傳輸，延長智能設(shè)備的使用壽命[1]。

2 無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息服務(wù)技術(shù)應(yīng)用

2.1 項目概況

某醫(yī)院無線網(wǎng)絡(luò)改造項目致力于引進5G技術(shù)為醫(yī)院提供更優(yōu)質(zhì)的信息服務(wù)，確保能夠?qū)崿F(xiàn)醫(yī)院各項業(yè)務(wù)承載，滿足后續(xù)開展業(yè)務(wù)的低時延、大帶寬等網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)需求。在項目實施過程中，醫(yī)院已建成內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，采取有線網(wǎng)絡(luò)和無線WLAN相結(jié)合的方式，將網(wǎng)絡(luò)劃分為接入層、匯聚層，通過二層組網(wǎng)形式實現(xiàn)信息匯聚與傳遞。目前，醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)面臨無線連接困難、易受干擾、切換慢等問題，不僅無法滿足移動醫(yī)療業(yè)務(wù)開展需求，也給醫(yī)院內(nèi)部數(shù)據(jù)安全帶來威脅。按照項目規(guī)劃建設(shè)內(nèi)容，要求提出有效的無線信息服務(wù)技術(shù)方案，在加快推進全院無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的過程中，不僅要為醫(yī)院內(nèi)、外場地提供優(yōu)質(zhì)、免費無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，同時還要求網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以滿足移動醫(yī)療業(yè)務(wù)的開展需求，確保醫(yī)院發(fā)展戰(zhàn)略可以有效落實[2]。

2.2 應(yīng)用需求

在信息服務(wù)技術(shù)應(yīng)用實踐中，還應(yīng)進一步明確項目開展需求，做到真正解決業(yè)務(wù)拓展痛點，為各種智能應(yīng)用的實現(xiàn)提供有力支持。首先，結(jié)合移動醫(yī)療業(yè)務(wù)特性可知，依托無線信息服務(wù)平臺，強調(diào)網(wǎng)絡(luò)達到較高速率，以免在視頻通話等過程中出現(xiàn)數(shù)據(jù)中斷或延遲傳輸?shù)葐栴}。其次，實現(xiàn)PACS影像傳輸，將產(chǎn)生較大數(shù)據(jù)量，要求無線網(wǎng)絡(luò)達到更高的帶寬，才能確保各種應(yīng)用終端和核心交換機等設(shè)備能夠順利連接，維持可靠互聯(lián)。最后，在完成各種無線終端部署的過程中，需要解決網(wǎng)絡(luò)安全問題，確保無線信息服務(wù)平臺可以長期安全、穩(wěn)定地運行，面向龐大數(shù)據(jù)信息量依然可以為患者提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。面對種種需求，還要基于5G無線網(wǎng)絡(luò)提出可靠的信息服務(wù)技術(shù)方案，確保建立的醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)具有高速率、低時延、高安全性等諸多優(yōu)點，能夠為智能監(jiān)控、移動查房等各種業(yè)務(wù)的開展提供支持，輔助醫(yī)護人員順利完成各種救治任務(wù)，為推動醫(yī)療工作的網(wǎng)絡(luò)化、智慧化發(fā)展提供有力技術(shù)支撐。

2.3 應(yīng)用方案

在5G無線技術(shù)高速發(fā)展的今天，其適用于多個現(xiàn)代化科學(xué)領(lǐng)域，有效提高行業(yè)發(fā)展速率，將5G無線技術(shù)與MEC技術(shù)融合應(yīng)用，將成為未來信息通信技術(shù)發(fā)展的主流模式。MEC技術(shù)在5G無線技術(shù)中的應(yīng)用，能夠有效改善信息傳輸延遲，提高信息傳輸速度，開放5G無線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)限制，完成不同渠道的信息供應(yīng)服務(wù)，即在通信服務(wù)的基礎(chǔ)上，進行數(shù)據(jù)平臺轉(zhuǎn)化。以其在醫(yī)院中的應(yīng)用效果為例，結(jié)合MEC技術(shù)的5G無線技術(shù)能夠為醫(yī)院的不同組織部門，提供統(tǒng)一的無線通信服務(wù)，保障通信質(zhì)量，過程中MEC部署的下沉方式，主要分為醫(yī)院內(nèi)部機房與外部運營商機房兩種。一方面，對于部分小型醫(yī)院，其數(shù)據(jù)處理壓力較小，5G無線技術(shù)中的數(shù)據(jù)在一定范圍內(nèi)傳輸，不會流傳到院區(qū)外部，因此可以選擇下沉到本地機房的MEC技術(shù)。另一方面，對于部分跨區(qū)域醫(yī)院，其5G無線技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，要將多個分院中的醫(yī)療信息進行收集處理，數(shù)據(jù)傳遞經(jīng)5G無線基站傳輸?shù)竭\營商機房，可以選擇下沉到外部運營商機房的MEC技術(shù)，或是有條件的醫(yī)院總院數(shù)據(jù)中心。需要注意的是，無論醫(yī)院選擇何種MEC下沉方式，5G無線技術(shù)的運行設(shè)備都要同運營商網(wǎng)絡(luò)進行連接，執(zhí)行相應(yīng)的管理命令[3]。隨著現(xiàn)代化通信技術(shù)的發(fā)明革新，未來醫(yī)院信息傳輸任務(wù)將會落實云機房模式，即在5G無線技術(shù)及MEC技術(shù)的支持下，將醫(yī)院數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆贫?，在醫(yī)院內(nèi)只保留數(shù)據(jù)備份服務(wù)器，或是全部消除。這種數(shù)據(jù)管理模式能夠降低醫(yī)院數(shù)據(jù)管理的成本支出，通過MEC數(shù)據(jù)共享模式進行數(shù)據(jù)應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)應(yīng)用效率。這種數(shù)據(jù)管理模式雖然不需要建立機房，但也造成了數(shù)據(jù)安全指標(biāo)下降，一旦發(fā)生云端管理問題，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失事故。因此，在MEC共享模式建立環(huán)節(jié)，要布置兩條以上的數(shù)據(jù)專線，進行醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)核心數(shù)據(jù)傳輸，滿足雙路由作業(yè)架構(gòu)需求，降低云端數(shù)據(jù)管理事故的發(fā)生概率。

2.4 應(yīng)用實踐

2.4.1 智能監(jiān)控

在無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，視頻監(jiān)控并非簡單地配置攝像機進行素材收集，而是更具智能化特點，將多個場景結(jié)合起來，具有穿戴識別、車牌識別、行為分析等用途，利用智能監(jiān)控平臺與5G攝像設(shè)備，可使智能安防成為可能。5G攝像頭的傳輸速率可達到100 Mbps，分辨率超過8 k，還支持360°全景攝像頭、3D裸眼，可采集高清素材，并存儲和智能分析。與此同時，將智能監(jiān)控與業(yè)務(wù)系統(tǒng)結(jié)合起來，可根據(jù)人臉識別結(jié)果提取患者就診信息，為患者提供智能導(dǎo)診等服務(wù)。在醫(yī)院日常護理中，通過高清視頻可實時互動交流，及時發(fā)現(xiàn)病人病情的可疑變化，確保信息的準(zhǔn)確及時傳遞，抓住黃金搶救時間，妥善處理各類突發(fā)情況。

2.4.2 移動查房

醫(yī)院以往查房模式是由醫(yī)生攜帶大量紙質(zhì)文件進行檢查，在遇到新病情時，需要先手動記錄，查房結(jié)束后憑借記憶與紙質(zhì)資料書寫醫(yī)囑，同時以人工方式對患者與藥物信息進行核對。對于傳染病醫(yī)院來說，因病區(qū)較為特殊，污染區(qū)內(nèi)的任何物品都禁止帶出，醫(yī)生查房后書寫病歷時容易出現(xiàn)遺漏，導(dǎo)致查房效率低下，還可能出現(xiàn)誤診情況。對此，可通過5G無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用來解決，查房醫(yī)生只需利用污染區(qū)內(nèi)的無線終端設(shè)備，如PDA、平板電腦等，依靠5G網(wǎng)絡(luò)隨時檢查患者病情、過往病史、用藥記錄等信息，還可在查房期間將新信息隨時記錄到無線終端設(shè)備中，密切關(guān)注病人情況，結(jié)合實際情況寫醫(yī)囑，并將數(shù)據(jù)自動更新到EMR系統(tǒng)、HIS系統(tǒng)中，保證病歷內(nèi)容準(zhǔn)確無誤。同時，還可利用5G網(wǎng)絡(luò)控制移動醫(yī)療車進行遠程移動查房，查房醫(yī)生將醫(yī)療車推到病人床邊，由主任專家在辦公室依靠5G網(wǎng)絡(luò)下的高清視頻遠程互動，協(xié)助查房，辦公室可清楚聽到病人的主訴，觀察病人精神面貌，與之進行交流。在查房完畢后提供后續(xù)治療指導(dǎo)，為病人的早日康復(fù)提供更多助力，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 移動查房系統(tǒng)架構(gòu)

2.4.3 終端無線化

除上述應(yīng)用外，醫(yī)院內(nèi)還設(shè)置了許多智能終端，如血壓儀、體重秤、血氣分析儀等，每增加一個智能設(shè)備便要增設(shè)一個接入點，不但線路布設(shè)工程量增加，端口數(shù)量是否充足也成為難題。通過5G專網(wǎng)的應(yīng)用，只需將智能設(shè)備接入到5G CPE中便可實現(xiàn)無線化，終端可對采集數(shù)據(jù)進行檢驗，確保無誤后傳遞到院內(nèi)相應(yīng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)，有效降低了人工登記的工作量，減少人為操作失誤，使數(shù)據(jù)錄入更加準(zhǔn)確可靠[4]。

2.5 網(wǎng)絡(luò)安全

醫(yī)院信息系統(tǒng)運行離不開服務(wù)器的支持，一旦服務(wù)器運行受阻，將會為信息系統(tǒng)帶來嚴(yán)重威脅，導(dǎo)致系統(tǒng)故障甚至癱瘓。服務(wù)器安全維護的重點在于軟件層面，主要維護內(nèi)容包括磁盤使用空間、剩余空間監(jiān)測、安全訪問防護、病毒查殺等。因系統(tǒng)長期運行，后臺產(chǎn)生海量文件信息，嚴(yán)重占用內(nèi)存空間。對此，技術(shù)人員應(yīng)定期整理數(shù)據(jù)，篩選出有價值的信息進行備份，清除無價值數(shù)據(jù)，避免系統(tǒng)空間可用率不足而影響運行速度。在實際應(yīng)用中，任何系統(tǒng)長期使用都會增加故障率，一旦系統(tǒng)癱瘓勢必會造成數(shù)據(jù)丟失。對此，醫(yī)院應(yīng)派遣專業(yè)人員定期備份數(shù)據(jù)，及時修復(fù)故障。在信息技術(shù)的不斷深度應(yīng)用下，故障類型增加，程度不斷加深，可采用雙機熱備模式，使系統(tǒng)在故障時仍可持續(xù)運行，有效避免數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險。

3 結(jié)語

在無線互聯(lián)時代，加強5G等移動通信技術(shù)的應(yīng)用，打造能夠為各種智能應(yīng)用提供支持的無線網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)信息服務(wù)技術(shù)的創(chuàng)新性應(yīng)用，在全面提升信息傳輸速率的同時，保證網(wǎng)絡(luò)安全，促使人員工作效率得到有效提升。在技術(shù)應(yīng)用實踐中，還應(yīng)深入把握無線網(wǎng)絡(luò)搭建需求，合理設(shè)計網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)架構(gòu)，確保在信息服務(wù)技術(shù)支撐下順利構(gòu)建各種智能應(yīng)用場景，提供更具針對性和專業(yè)性的服務(wù)，為行業(yè)發(fā)展貢獻足夠多的技術(shù)力量。