复合资源配置及分析系统.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810037138.3

申请日:

2008.05.08

公开号:

CN101576883A

公开日:

2009.11.11

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06F 17/30公开日:20091111|||实质审查的生效|||公开

IPC分类号:

G06F17/30; G06F19/00

主分类号:

G06F17/30

申请人:

中国人民解放军第四五五医院

发明人:

徐祖铭

地址:

200052上海市淮海西路338号

优先权:

专利代理机构:

上海明成云知识产权代理有限公司

代理人:

周 成

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内容摘要

本发明揭示了一种复合资源配置及分析系统,包括:第一资源配置系统,其中该第一资源配置系统采用基于Web Service的工作流体系结构;第二资源配置系统,其中该第二资源配置系统应用数据挖掘技术;第三资源配置系统,其中该第三资源配置系统应用网格计算技术;异构数据集成系统,连接到所述第一资源配置系统、第二资源配置系统和第三资源配置系统,将来自上述资源配置系统的异构数据进行集成;数据分析装置,对集成后的数据进行分析。本发明还揭示了一种复合资源配置及分析方法。

权利要求书

1.  一种复合资源配置及分析系统,其特征在于,包括:
第一资源配置系统,其中该第一资源配置系统采用基于Web Service的工作流体系结构;
第二资源配置系统,其中该第二资源配置系统应用数据挖掘技术;
第三资源配置系统,其中该第三资源配置系统应用网格计算技术;
异构数据集成系统,连接到所述第一资源配置系统、第二资源配置系统和第三资源配置系统,将来自上述资源配置系统的异构数据进行集成;
数据分析装置,对集成后的数据进行分析。

2.
  如权利要求1所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,所述第一资源配置系统具有以工作流技术为核心、以Web服务为功能构件的体系结构,包括:
数据库层,数据库层用于存放数据,包括业务数据、控制数据及相关数据;
功能服务层,功能服务层由Web服务构建,以Web服务的形式封装发布,向用户提供各种应用服务,实现业务逻辑功能;
工作流层,工作流层用于工作流程的定义,以及工作流程实例的建立、管理、协调及控制;以及
表示层,表示层是用户交互接口层面,体现系统的业务操作。

3.
  如权利要求2所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,所述第一资源配置系统用于配置人力资源。

4.
  如权利要求1所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,所述第二资源配置系统对第二资源进行至少下述之一的处理:
资源使用预测、资源使用预算、资源使用决策、资源使用控制、资源使用报表。

5.
  如权利要求1所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,所述第二资源配置系统包括:
兼容系统,与现有的用于管理第二资源的系统进行兼容;
数据仓库,用于存储数据;
决策支持系统,基于所存储的数据提供决策支持分析;以及
监控及统计系统,对第二资源的使用进行监控及统计。

6.
  如权利要求4或5所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,所述第二资源配置系统用于配置财务资源。

7.
  如权利要求1所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,所述第三资源配置系统包括:
应用层,应用层实现用户管理、第三资源采供、第三资源监控、第三资源管理;
信息集成中间件,信息集成中间件用于集成各种异构数据资源;
网格层,网格层包括Globus工具软件;以及
资源层,资源层包括各种异构的数据资源和设备资源。

8.
  如权利要求7所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,所述第三资源配置系统用于配置物质资源。

9.
  如权利要求1所述的复合资源配置及分析系统,其特征在于,数据分析装置提供图形化的数据分析。

10.
  一种复合资源配置及分析方法,其特征在于,包括:
采用基于Web Service的工作流体系结构对第一资源进行配置;
应用数据挖掘技术对第二资源进行配置;
应用网格计算技术对第三资源进行配置;
对第一资源、第二资源和第三资源中的异构数据进行集成;以及
对集成后的数据进行分析。

说明书

复合资源配置及分析系统
技术领域
本发明涉及数据整合及分析技术,尤其涉及一种复合资源配置及分析系统。
背景技术
我国医疗体制的改革,已经从公费医疗体制走向社会保障体制。通过医疗保险制度的建立,将医疗费用逐步推向了社会,不再由国家负担,再加上对药品采购的改革逐步向医药分家的方向做准备等,都为我国医疗事业走向标准化、市场化奠定了很好的基础,也为信息技术的新应用创造了良好条件。随着医院信息系统的建设与运行,数据积累越来越丰富,成为巨大的信息财富,为医院的事业发展进步提供了强有力的支撑。医院要在激烈的竞争环境中站住脚跟并求得不断发展,必须在分析数据的基础上不断形成新的决策以适应瞬息万变的竞争形势。在医院中,军队医院作为企业,作为医疗机构,同样面临上述大环境的影响。此外,军队医院的特殊性质,还对其信息化建设提出了特殊的要求。
根据以上需求背景,军队医院根据军队卫勤系统平时及战时卫勤保障组织协调、调度控制等要求,以快速反应为核心,解决人力资源、医疗物资、资金调拨等卫勤资源的自动直报、自动汇集、智能分析、智能规划与智能调配等决策支持需求,提升军队卫勤系统卫勤资源管控水平,实现军队卫勤指挥由经验型向智能型的质变。
对于军队医院来说,实现军队卫勤系统卫勤资源的自动管控面临如下的困难:资源来源多样,人力资源、医疗物资、资金等等均来自不同的数据源,且数据量巨大,使用传统的计算机网络和人工辅助的方式难以做到及时、准确地分析。因此,就需要一种能够快速、精确地对复合资源进行配置和分析的系统。
发明内容
本发明针对上述的应用需求,提出一种复合资源配置及分析系统,其能够快速、准确地对复合资源数据进行配置和分析。
本发明的技术方案实现如下:
一种复合资源配置及分析系统,包括:第一资源配置系统,其中该第一资源配置系统采用基于Web Service的工作流体系结构;第二资源配置系统,其中该第二资源配置系统应用数据挖掘技术;第三资源配置系统,其中该第三资源配置系统应用网格计算技术;异构数据集成系统,连接到所述第一资源配置系统、第二资源配置系统和第三资源配置系统,将来自上述资源配置系统的异构数据进行集成;数据分析装置,对集成后的数据进行分析。
所述的第一资源配置系统具有以工作流技术为核心、以Web服务为功能构件的体系结构,包括:数据库层,数据库层用于存放数据,包括业务数据、控制数据及相关数据;功能服务层,功能服务层由Web服务构建,以Web服务的形式封装发布,向用户提供各种应用服务,实现业务逻辑功能;工作流层,工作流层用于工作流程的定义,以及工作流程实例的建立、管理、协调及控制;以及表示层,表示层是用户交互接口层面,体现系统的业务操作。该第一资源配置系统用于配置人力资源。
所述的第二资源配置系统对第二资源进行至少下述之一的处理:资源使用预测、资源使用预算、资源使用决策、资源使用控制、资源使用报表。
所述的第二资源配置系统包括:兼容系统,与现有的用于管理第二资源的系统进行兼容;数据仓库,用于存储数据;决策支持系统,基于所存储的数据提供决策支持分析;以及监控及统计系统,对第二资源的使用进行监控及统计。该第二资源配置系统用于配置财务资源。
所述的第三资源配置系统包括:应用层,应用层实现用户管理、第三资源采供、第三资源监控、第三资源管理;信息集成中间件,信息集成中间件用于集成各种异构数据资源;网格层,网格层包括Globus工具软件;以及资源层,资源层包括各种异构的数据资源和设备资源。该第三资源配置系统用于配置物质资源。
上述的数据分析装置提供图形化的数据分析。
本发明还提供一种复合资源配置及分析方法,包括:采用基于WebService的工作流体系结构对第一资源进行配置;应用数据挖掘技术对第二资源进行配置;应用网格计算技术对第三资源进行配置;对第一资源、第二资源和第三资源中的异构数据进行集成;以及对集成后的数据进行分析。
采用本发明的复合资源配置及分析方法,能够做到对复合资源配置的快速反应,自动汇集、智能分析,特别,在军队医院与军队卫勤系统的应用中,能保障组织协调、调度控制等要求,以快速反应为核心,解决人力资源、医疗物资、资金调拨等卫勤资源的自动直报、自动汇集、智能分析、智能规划与智能调配等决策支持需求,提升军队卫勤系统卫勤资源管控水平。
附图说明
图1是本发明的复合资源配置及分析系统的结构框图;
图2是本发明的第一资源配置系统的结构框图;
图3是本发明的第二资源配置系统的结构框图;
图4是本发明的第三资源配置系统的结构框图;
图5是本发明的复合资源配置及分析方法的流程图。
具体实施方式
参考图1,本发明揭示了一种复合资源配置及分析系统,该系统10包括:
第一资源配置系统11,其中该第一资源配置系统采用基于WebService的工作流体系结构;
第二资源配置系统12,其中该第二资源配置系统应用数据挖掘技术;
第三资源配置系统13,其中该第三资源配置系统应用网格计算技术;
异构数据集成系统14,连接到所述第一资源配置系统、第二资源配置系统和第三资源配置系统,将来自上述资源配置系统的异构数据进行集成;
数据分析装置15,对集成后的数据进行分析。
参考图2所示,该第一资源配置系统11具有以工作流技术为核心、以Web服务为功能构件的体系结构,进一步包括下述的部件:
数据库层21,数据库层用于存放数据,包括业务数据、控制数据及相关数据;
功能服务层22,功能服务层由Web服务构建,以Web服务的形式封装发布,向用户提供各种应用服务,实现业务逻辑功能;
工作流层23,工作流层用于工作流程的定义,以及工作流程实例的建立、管理、协调及控制;以及
表示层24,表示层是用户交互接口层面,体现系统的业务操作。
在一实施例中,第一资源配置系统用于配置人力资源。
对于军队医院来说,人力资源配置要求医院人力资源管理工作能做到帮助医院实施全员参与的现代人力资源战略,加快人力资源管理的反应速度,优化人力资源管理的流程,提高工作效率,组成高效的、具有高度集成性的医院人力资源信息平台。
为了达成上述的目标,本发明的第一资源配置系统使用工作流(Workflow)的设计理念,来实现人力资源的配置。Web Services是一种基于Internet的分布式计算体系结构。通过使用HTTP、XML和SOAP等开放标准,Web Services提供了更新、更简单的连接类型,成为应用集成的新平台。应用程序通过使用多个不同来源的Web服务构造而成,不管这些服务位于何处或者如何实现,它们都可以互相协同工作。Web Services具有良好的动态特性,它把一切都看作服务,这种服务可以通过在网络上使用消息传递来动态地被发现和组织。企业可以通过发布自己的Web服务来动态地向用户提供它们的服务,也可以自动搜索互联网上其他企业的应用,并进行比较选择来集成到自己的计算机系统中。Web Services技术和工作流技术是两种功能相对独立的IT技术。随着工作流技术的应用规模不断扩大和应用领域不断拓展要求工作流系统能够对各种变化表现出较强的适应性。而Web Services技术满足了互联网的智能化服务对分布式、开放性和平台无关性的要求,并且,它在健壮性、安全性、组件化等方面的完善和成熟,使它逐渐成为业界的主流计算技术。同时,Internet的发展及Intranet的建构为人们提供了一个理想的协同工作环境,也使基于WebServices的工作流管理系统成为可能。首先,Web Services使用已成为工业标准的HTTP协议和标准的XML消息传递机制,这减少了异构环境之间对私有的适配器和连接器的需要;其次,系统各部分之间既是松散耦合的,又具有高度的集成能力;另外,Web Services中的安全协议保障了交互的安全性和交互信息的完整性。这使得Web Services可以完全屏蔽各种软、硬件平台的差异,很好地支持异构工作流系统之间的交互。
本发明结合了上述的两种技术,设计了基于Web Service的工作流体系结构,结合过程管理的实际要求和网络计算的分布式需求,采用以工作流技术为核心,以Web服务为功能构件的体系结构该体系结构包含四个层次(参考图2所示),由下而上分别是数据库层、功能服务层、工作流层和表示层。数据库层主要存放各种数据,包括企业业务数据,控制数据及各种相关数据;功能服务层由Web服务构建,以Web服务的形式封装发布,向用户提供各种应用服务,实现企业的业务逻辑功能。工作流层负责工作流程的定义,工作流程实例的建立、管理、协调及控制等,它是整个系统协调工作的关键;表示层是用户交互接口层面,体现系统的业务操作。本发明的第一资源配置系统采用基于Web Services的工作流引擎,将工作流客户端、工作流引擎和工作流监控等全部以Web Services的方式发布。
基于Web Services的工作流引擎的实现架构如下:系统采用基于Webservices的工作流引擎,通过管理一序列的工作活动以及相关人员、资源、信息技术资料来提供业务处理程序上的自动控制。工作流管理系统通过计算机软件来定义、管理和执行工作流程。在工作流管理系统中计算机运用程序的执行顺序则由工作流逻辑的计算机描述来驱动,其主要目标是对业务过程中各步骤(或称活动、环节)发生的先后次序,以及同各个步骤相关的人力、资源、信息资料的调用等进行管理,从而实现业务过程的自动化。这种管理在不同的信息及通信环境下实现,所涉及的范围小至一个只有几人的工作组,大到组织的各个机构之间。工作流管理系统将人员、组织结构、设备资源、信息源(如数据库、文件系统、电子邮件、计算机辅助设计工具等)整合成一个整体。这样,使得工作流管理系统成为一个用来收容业务逻辑的业务知识仓库,并给予业务逻辑一个易操作易控制的界面。
Web Services的相关标准都是W3C的开放协议,与平台和操作系统无关,不同的平台和操作系统上的Web Services的实现很大程度上可以做到互操作,这就使异构平台上应用的集成变得非常容易。由于Web Services采用简单、易于理解的标准Web协议(WSDL、SOAP协议等)作为组件界面描述和协同描述规范,完全屏蔽了不同软件平台的差异,从而减轻了系统集成的难度和复杂度,实现了在当前环境下最高的可集成性。
通过基于Web services的工作流管理系统的实施,实现了体应用逻辑和过程逻辑的分离,在不修改具体功能的情况下,通过修改业务流程模板来改变系统的功能,完成对组织生产经营过程的部分业务或全部业务的集成管理,有效地把人力资源、物质资源和信息组织在一起,发挥最大的效能。
该第二资源配置系统12对第二资源进行至少下述之一的处理:资源使用预测、资源使用预算、资源使用决策、资源使用控制、资源使用报表。参考图3所示,该第二资源配置系统12包括:
兼容系统31,与现有的用于管理第二资源的系统进行兼容;
数据仓库32,用于存储数据;
决策支持系统33,基于所存储的数据提供决策支持分析;以及
监控及统计系统34,对第二资源的使用进行监控及统计。
根据一实施例,第二资源配置系统用于配置财务资源。
资金资源配置在医院,尤其是军队医院管理中的重要地位,运用智能数据分析与数据挖掘技术,从巨量的财务数据库中发现各种有价值的信息与知识,为决策提供支持,具有重要的实践意义。
军队医院的资金资源配置面临如下的问题:数据量庞大、数据源多样、并且数据由不确定性和不完整性、同时,由于体制的特殊原因,军队医院的资金管理系统必须与现有的资金管理系统相兼容。
数据挖掘技术指从不确定的、不完全的、模糊的、随机的实际应用数据中,提取隐含在其中的、事先不知道的,但又是潜在有用的信息和知识的过程。它被应用于众多领域,其中利用数据挖掘技术对企业财务状况分析是常见的,同时也是非常重要的方面。本发明在第二资源配置系统中利用数据挖掘技术,对资金资源数据进行分析和提取。概括起来,资金资源配置决策应用数据挖掘技术的目的有以下四点:
1)降低财务分析成本,扩大财务分析范围。
2)深化资金资源分析的层次,挖掘潜在有价值的资金资源信息。
3)提高资金资源信息的可靠性,提供科学的资金资源决策依据。
4)提升资金资源分析质量,提高核心竞争力。
本发明的第二资源配置系统实现如下:
按照财务管理的观点,将资金资源配置系统的主要功能分为财务预测、财务预算、投资决策、成本控制分析、财务报表分析几个主要方面。系统框架包含五个层次,由下而上分别是:
现有遗留系统中的财务核算管理系统(即兼容系统)、数据仓库、决策支持系统、财务监控管理工具和绩效考核评估工具(即监控及统计系统)。
财务核算管理系统层作为一种兼容系统,主要是指军队医院现在正在运行的财务系统,属于日常业务应用,并不属于本财务分析系统。但该层是财务分析系统的数据源,产生并存储每天的各种财务数据,因此可把它当作本财务分析系统的基础层。数据仓库层是对基础数据的集成,为上层OLAP数据分析和数据挖掘提供数据保障。决策支持系统是财务分析的主要功能部分,其主要功能就是利用OLAP和数据挖掘技术,从数据仓库中发现有用的财务信息,以支持医院领导的决策。监控层可以实时监控医院财务运行情况;绩效考核评估层根据对财务信息的分析来评估医院运营绩效。
系统最核心的数据分析功能由相关的数据仓库、OLAP、ETL、报表、数据挖掘等一系列设计、开发、管理工具共同实现。数据分析工具和丰富的数据挖掘算法可以帮助客户有效进行深入的业务监控、分析、决策支持;企业级的ETL工具将支持各种异构数据源的整合;面向终端用户的报表设计管理工具与Office的前端集成能够提供灵活的数据展示。数据分析主要由三大服务协作完成:整合服务、分析服务和报表服务。整合服务为数据仓库的建立提供了支持,分析服务为OLAP和数据挖掘提供了支持,报表服务为分析结果的展示提供了支持。
在财务资源的配置中,数据挖掘算法具有如下的应用:
1)营运资金分析中的数据挖掘。本发明的系统在营运资金分析中应用的数据挖掘策略主要包括:分类、估计、预测和无指导聚类。分类策略是指有指导学习的,通过对历史数据的挖掘,形成识别模型,对其他的数据进行判别,将其归纳的适当的类中。在营运资金分析应用的数据挖掘策略中广泛地应用到分类这一数据挖掘策略。例如,在应收账款的控制中,通过对客户财务状况和购买行为进行分析,可以得出一个风险客户的判定模型,以识别风险客户,确定给其的赊销额度。再如,在应付账款的控制中,也可以根据还款的紧急程度分类,在不损害自身信用的前提下,合理占用资金。与分类策略不同,估计策略具有定量的输出属性,这对于有效控制资金更具指导价值。例如,对于应收账款的控制,可以估计应收账款中坏账的比例,这样合理的安排资金计划,减少资金控制的盲目性。与估计和分类不同,预测的目的在于确定未来的输出结果,而不是当前的行为。在资金实时控制中,通常要预测未来的资金流向和流量,根据预测的结果设计资金调度方案,实现资金管理的优化。
2)财务预算分析中的数据挖掘。本发明的系统在财务预算分析中应用的数据挖掘策略主要有:预测、无指导聚类和关联规则分析。预测是预算管理的重要一环,预测是预算的前提,通过科学准确的预测,可以编制出合理的和可靠的预算,从而为预算的制定和控制奠定基础。因此,在预算实时控制中广泛地应用了预测这一数据挖掘策略,包括销售量、现金流量的预测等等。无指导聚类可以用于发现数据中的概念结构,或评估一个有指导的模型。还可以用于检测数据中出现的非典型实例,即孤立点。检测孤立点在预算实时控制中有特殊的意义,通过检测可以发现预算执行中的异常情况,以便及时采取措施。关联规则分析原先主要用于购物篮分析,其目的是找到零售商品之间的有趣关系,其结果可以用于设计推销方案、安排货架和商品目录,以及开发交叉销售策略。同样,购物篮分析也可以用于预算执行情况的分析,发现其间的关联关系,提高预算控制的有效性。
3)成本控制分析中的数据挖掘。本发明的系统在成本控制分析应用的数据挖掘策略主要有:统计方法、聚类分析、关联规则分析及遗传算法。统计方法是数据挖掘的最基本的方法,在数据挖掘的概念没有形成以前,统计方法就已经广泛的应用到财务分析和财务决策中。统计方法主要用于估计和预测策略,通过回归分析可以建立估计和预测模型。利用统计方法对与成本生成有关的因素进行相关性分析以确定成本动因。通过聚类分析,可以将成本动因归类,为进一步计算成本提供支持。聚类分析应用于成本差异的检测中,并可以分析差异的特征,为进一步分析差异的原因打下基础。在成本控制分析中,关联规则可以用于成本差异的分析中。通过对成本数据的关联分析,识别出成本差异与产生差异的原因之间的关系,为控制成本提供依据。遗传算法是一种新的、迭代式的优化方法,强调自然演变的某些方面。与人工神经网络类似,均利用了仿生技术,来建立模型,寻求问题的解。利用遗传算法可以对成本实时控制进行分析和判断,得出最优的成本控制分析方式和方法。
4)财务预警中的数据挖掘。本发明的系统中财务预警应用的数据挖掘策略主要包括:分类、预测和决策树。根据历史数据建立分类模型,将企业的财务状况分为良好、一般和较差等几种情况,从而建立了财务预警模型。如果企业财务状况落到一般状态下,就应该分析企业的具体情况,适当引起重视。如果企业财务状况落到较差状态下,就应该发出预警信息,分析财务危机的成因,以及寻求化解风险的途径。同样,预测企业未来的财务状况也是风险控制的重要一环,很多风险因素在未来的某段时间里才能显现出来,这就需要通过预测来判断风险。决策树和决策规则是解决实际应用中分类问题的数据挖掘方法。通过数据挖掘工具利用历史数据作为训练样本,生成决策树。这样利用决策树生成的判定模型,就可以对新的样本进行分类。决策树和决策规则是支持分类的重要方法,通过决策树可以建立财务状况分类模型,从而可以建立财务预警系统。人工神经网络有通过样本进行学习的能力,并且有较好的适应性和容错性,可以用来构建分类、估计和预测模型。人工神经网络特别适用于不需要解释问题的数据挖掘中,也适合处理大量的有噪声的和数据缺失的数据源。通过人工神经网络可以利用大量的历史数据,建立其财务状况分类和预测的模型,从而有效的识别和控制财务风险。
参考图4所示,该第三资源配置系统13包括:
应用层41,应用层实现用户管理、第三资源采供、第三资源监控、第三资源管理;
信息集成中间件42,信息集成中间件用于集成各种异构数据资源;
网格层43,网格层包括Globus工具软件;以及
资源层44,资源层包括各种异构的数据资源和设备资源。
根据一实施例,该第三资源配置系统用于配置物质资源。
医院的物资资源管理十分复杂,对于军队医院来说,由于其特殊的要求,对于物资资源管理的难度更高。物质资源配置管理对物资收、支、存等行为进行跟踪、分析和控制,以解决物资供需之间存在的时间、空间、数量、价格等方面的矛盾。医院物质资源配置管理与监控的目标是要通过将医疗物资的采购、存储、消耗等过程有机的集合起来,保证物资供应及时,控制物资库存在合理范围内,同时降低物资消耗,使物资周转更加灵活敏捷。加强物资管理与监控,能够衔接好医院日常运转中的各个环节,确保医疗工作的顺利进行。
由于物资资源数据通常是分布在不同的地理位置上,因此,应用网格计算方法来处理物资资源是比较合适的。网格计算作为一种建立在互联网上的大规模的分布式计算的新一代基础设施,将分布在不同地理位置的计算资源通过国际互联网和网格软件组成新的计算环境。网格的目的就是让网格用户能够透明容易地访问和共享网格资源。第三代网格的三个重要特征是分布全局合作,元数据和面向服务的方法。
第三代网格具有很强的自动意义:1)包含它的组件和状态的详细知识;2)自动地构建系统;3)寻求优化它的行为来获得它的目的;4)感知它的环境。
基于代理(Agent)的计算特别适合于具有动态改变环境重要属性的第三代网格。基于Agent的计算范例有如下特征:自治性,社会能力,目标驱动和响应性等。因而我们可以将网格看作是由大量交互Agents组成的。
基于这个思想,本发明在第三资源配置系统中应用了面向服务的多代理(Multi-agent)医院物质资源配置系统,以解决军队卫勤系统内部资源管理和资源监控的问题。借助网格和Multi-agent技术构建网格化的医院物资管理和监控系统,可以实现在分布式环境下对物资的管理与监控。基于网格和Multi-agent技术能够解决军队卫勤系统物质资源配置中存在的军队卫勤系统物资种类多、品种杂,物资的采供、使用部门、环节繁多,对物资的存储管理以及监控难度大等问题。
该面向服务Multi-agent系统的逻辑框架使用客户/服务器拓扑,它由4层组成:应用层、信息集成中间件、网格、以及资源层(参考图4所示)。应用层实现了用户管理,物资采供,物资监控、资产管理等功能。信息集成中间件负责集成各种异构数据资源。网格层是Globus工具软件(GlobusToolkit)。最后一层是资源层包括各种异构的数据资源和设备资源。在本系统中,各种资源都包装成Web Services提供给上层使用。系统主要是可插拨的组件架构,目的是为了提供灵活的应用。
网格平台是用来为整个网格环境提供网格基础架构的。从技术的角度上讲,网格层充当了资源层的代理。应用程序可以通过网格服务来操纵资源层的数据,而不是直接来访问数据层的数据。通过网格层提供的服务,我们可以安全地远程访问资源层提供的各种信息。应用层为我们提供了物资管理应用程序,所有实际工作流和基于WEB的用户接口都运行在应用层中。应用层充当了网格环境中的用户操作接入点,应用层中的应用程序不能直接访问和操作数据层中的数据,所有的数据操作从安全上考虑只能通过信息集成中间件提供的网格服务来完成。
该系统架构具有很好的可扩展性,可以根据需要随时集成不同医院物资信息。构建领域应用信息架构化,数字化信息无损采集,数字化信息标准化存储,数字化信息标准化传送,数字化信息共享。
面向服务Multi-agent系统本质上是问题解决者Agents的松耦合网络,这些问题解决者Agents一起工作来解决单个的问题解决者的能力和知识所无法解决的问题。这些问题解决者是自治的并在本质上可以是异构的。因此系统设计和实现为由一些交互的Agents组成的集合。这样的系统有传统的分布和并行问题解决方案的优点,并具有交互的高级模式的优点。
典型的Agents交互类型包括:
协作:为共同的目标一起工作;
协调:组织问题解决行为,避免有害的交互或开发有利的交互;
协商:达成一个所有的参与者都接受的一致协议。
系统中Agent之间以及Agent与环境之间通过通信、协商和协作来共同完成单个Agent所不能解决的问题。所构建的系统具有如下特性:
1)每个Agent具有解决问题的不完整的信息和能力;
2)没有系统全局控制;
3)数据是分散的;
4)计算是异步的。
在本发明的系统中,为各类物资配置一类Agent作为该类物资的代理。由物资的代理Agent对物资的数量、位置、采购等问题进行管理。除了物资代理Agent还有监控Agent,负责对物资数量以及设备运行情况进行监控,并与其它Agent交互。本系统Agent交互采用了中间件技术,最大化的实现了Agent交互中的并行性。
由于各类Agent需要协商协作才能完成所有资源管理和调度功能,本发明中采用了面向服务的Multi-agent协商的模型Grid-MANCF,实现了医院物资采供以及监控的协商Agents。
为了获得协商中的灵活性,Agents可能随着时间的推移希望改变不同协商议题的权重。例如,随着时间的改变为了用适当的方法达成一致协议,剩余时间可能越来越比Agents的其它行为重要。
面向服务的Multi-agent协商的模型Grid-MANCF在实现上有以下特点:
1)信息的私密性:为了找到最佳值,评价函数不得不透露。因此,对于竞争协商来说通常是不适合的。
2)模型的私密性:协商双方不得不使用相同的评价函数。然而协商者使用评价函数评估出价和产生反向出价,是协商者试图对另一方隐藏的。
3)值限制:有一些预定义的值范围(它们必须定义评价函数的范围)。但是,并不总是能找到这些相同的区域,而且在很多情形下协商过程实际上包含决定这样的区域是不是存在。
4)时间限制:在协商中没有时间议题概念的观点。但是,时间是Agent行为的主要约束,这对于客户方来说是正确的;Agents经常有在什么时候协商必须完成的严格的最终期限。例如,一个视频连接必须在16:00提供,因为在这个时间有个会议将要开始;在这个即时的时间后面的协商都不可能继续。
5)资源限制:在协商中没有资源议题概念,但是一个特殊资源的数量对于Agents的行为有非常强烈的直接影响,对剩余资源的正确评价对好的协商者来说是非常重要的特征。从客户方的观点来看资源与参与协商的服务器的数量有直接的关系;从服务器方的观点来看也是相同的情形。因此,资源的数量与时间一样对Agents的行为有相似的影响。
本发明的复合资源配置及分析系统的另一个重要作用就是实现异构数据的集成,该功能由异构数据集成系统14实现。参考图1所示,异构数据集成系统14连接到第一资源配置系统11、第二资源配置系统12和第三资源配置系统13,将来自上述资源配置系统的异构数据进行集成。
对于军队医院来说,上述的第一、第二、第三资源存在多种异构数据源,涉及多种操作系统、多种数据库管理系统、多种数据库应用系统,需要通过统一的数据访问中间件对它们进行访问,并对这些数据源的数据进行集成。
在数据库技术上,把不同的基层数据库内的数据转换到同一个数据库内是可行的,但是需要了解每个基层数据库内的结构,并且分别编写转换程序,工作量相当大。通过研究分析需要整合的数据库的内容,发现它们在结构上有一个很大的特点,就是每次基本活动的内容是单一的。尽管各个数据库的表结构不同,但是一定都包含了每次医疗记录的主要内容。为此,只要研究这些基本活动所产生的数据,确定所需要上传的信息,把这些信息从数据库提取出来,就可以解决对于异构数据库的信息集成问题。
信息交换接口可以选取无状态Web Services或者有状态WebServices来实现。当采用无状态Web Services作为异构数据库的信息交换接口,会遇到两个问题:一个问题是结果返回的时间很难估计,因为基层数据库服务器的程序获得结果需要的运行时间与该程序的运行环境有很大关系,而要比较确切地估计运行环境是很困难的;另一个问题是结果数组的大小相差可以非常大,也给设计带来麻烦。
因此需要采用有状态的Web Services。Globus Toolkit 4是目前比较成熟的提供有状态的Web Services的软件。本系统利用Globus Toolkit 4的WSRF.NET实现有状态的Web Services接口。WSRF.NET除了提供符合WSRF规范的有状态的Web Services接口外,还提供Gridftp。
最后,数据分析装置15对实现了异构数据集成之后的数据进行分析。为了使得分析的结果更加清晰,在本发明中,数据分析装置15提供图形化的数据分析。
参考图5所示,本发明还提供一种复合资源配置及分析方法,包括如下的步骤:
51.采用基于Web Service的工作流体系结构对第一资源进行配置;
52.应用数据挖掘技术对第二资源进行配置;
53.应用网格计算技术对第三资源进行配置;
54.对第一资源、第二资源和第三资源中的异构数据进行集成;以及
55.对集成后的数据进行分析。
采用本发明的复合资源配置及分析方法,能够做到对复合资源配置的快速反应,自动汇集、智能分析,特别,在军队医院与军队卫勤系统的应用中,能保障组织协调、调度控制等要求,以快速反应为核心,解决人力资源、医疗物资、资金调拨等卫勤资源的自动直报、自动汇集、智能分析、智能规划与智能调配等决策支持需求,提升军队卫勤系统卫勤资源管控水平。

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本发明揭示了一种复合资源配置及分析系统,包括:第一资源配置系统,其中该第一资源配置系统采用基于Web Service的工作流体系结构;第二资源配置系统,其中该第二资源配置系统应用数据挖掘技术;第三资源配置系统,其中该第三资源配置系统应用网格计算技术;异构数据集成系统,连接到所述第一资源配置系统、第二资源配置系统和第三资源配置系统,将来自上述资源配置系统的异构数据进行集成;数据分析装置,对集成后的数。

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