【摘要】：數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能是軍人電子健康檔案系統(tǒng)的重要子系統(tǒng),可為衛(wèi)勤管理、疾病防控、軍人健康數(shù)據(jù)挖掘、官兵個人健康管理等提供數(shù)據(jù)的匯總情況、分布態(tài)勢、變化趨勢、關(guān)聯(lián)關(guān)系等。目前,軍人電子健康檔案系統(tǒng)使用MongoDB文檔型數(shù)據(jù)庫作為存儲引擎,其優(yōu)點是支持健康數(shù)據(jù)模型的靈活擴展,便于檔案檢索和調(diào)閱。利用MongoDB查詢語言實現(xiàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能可以滿足基層部隊健康檔案的基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計需求,但由于MongoDB文檔存儲模式存在相同類型數(shù)據(jù)分散存儲、數(shù)據(jù)模型嵌套層次多、數(shù)據(jù)統(tǒng)計聚合函數(shù)不夠豐富等問題,使其難以滿足全軍規(guī)模的健康檔案大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計需求,更無法支持交互式、自由探索式的即席統(tǒng)計的快速響應。針對上述應用背景和實際問題,本課題研究了如何利用大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)實現(xiàn)對軍人電子健康檔案系統(tǒng)統(tǒng)計功能的增強和對統(tǒng)計性能的提升。首先,考慮到軍人電子健康檔案在全軍的多級部署模式會產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)規(guī)模,同時考慮到用戶對統(tǒng)計功能的使用規(guī)律是常態(tài)固定的還是臨時隨機的,將統(tǒng)計應用場景簡化分為基層部隊固定統(tǒng)計、數(shù)據(jù)中心(指全軍衛(wèi)生數(shù)據(jù)中心,下同)固定統(tǒng)計和數(shù)據(jù)中心即席統(tǒng)計三類,對數(shù)據(jù)統(tǒng)計子系統(tǒng)的功能、性能和其他方面的需求進行了分析,其中功能需求包括數(shù)據(jù)預處理、統(tǒng)計分析、統(tǒng)計可視化和系統(tǒng)管理等四個方面。其次,針對每一類應用場景的使用對象、使用偏好、使用時機等特性,提出了技術(shù)選型的依據(jù),調(diào)研了主流技術(shù),分析了不同技術(shù)的特點,確定了系統(tǒng)設(shè)計的技術(shù)選型方案。對于基層部隊的統(tǒng)計應用,使用對象是衛(wèi)生隊領(lǐng)導或?qū)Ｂ毴藛T,使用偏好是操作簡單、功能實用,使用時機以常用統(tǒng)計指標為主、幾乎沒有臨時性的統(tǒng)計任務,選擇MongoDB聚合管道技術(shù)用于基層固定統(tǒng)計,在滿足統(tǒng)計性能要求的同時,具有系統(tǒng)實現(xiàn)和部署簡單、使用維護成本低的優(yōu)點。對于數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)計業(yè)務,使用對象是分管衛(wèi)生的領(lǐng)導、衛(wèi)生統(tǒng)計業(yè)務和數(shù)據(jù)管理部門,使用偏好是復雜統(tǒng)計、多維分析、交互式操作等,使用時機既有日常固定報表統(tǒng)計、也有臨時隨機的探索性統(tǒng)計任務,選擇使用Spark分布式內(nèi)存計算框架、CarbonData列存儲格式等大數(shù)據(jù)統(tǒng)計技術(shù),以滿足海量大數(shù)據(jù)固定統(tǒng)計和即席統(tǒng)計的性能要求。第三,進行了統(tǒng)計子系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計和詳細技術(shù)設(shè)計。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計為“檔案存儲層-統(tǒng)計引擎層-接口層-應用層”四層結(jié)構(gòu)。其中,檔案存儲層研究了MongoDB復制集架構(gòu)的原理和應用,目的是提高檔案存儲的安全性和魯棒性;統(tǒng)計引擎層對不同應用場景所使用的統(tǒng)計技術(shù)應用分別闡述和分析,包括MongoDB聚合管道、CarbonData列存儲格式、Spark SQL處理框架等,并設(shè)計為可配置切換的統(tǒng)一架構(gòu);接口層設(shè)計了統(tǒng)計請求和響應的流程以及接口規(guī)范;應用層對可使用的統(tǒng)計圖表做了分析。最后,對統(tǒng)計引擎層和應用層進行了實現(xiàn)和驗證。具體而言,在統(tǒng)計引擎層,對基層固定統(tǒng)計,完成了四個常用統(tǒng)計指標的預計算軟件代碼;對數(shù)據(jù)中心固定統(tǒng)計,搭建了所需的MongoDB+Spark雙向連接訪問;對數(shù)據(jù)中心即席統(tǒng)計,實現(xiàn)了門診業(yè)務的數(shù)據(jù)預關(guān)聯(lián)建模及其CarbonData存儲。在應用層,設(shè)計制作了常用固定統(tǒng)計的展示圖表。在這些研究和實踐的基礎(chǔ)上,準備了驗證環(huán)境、模擬數(shù)據(jù)和測試內(nèi)容,對即席統(tǒng)計的功能和性能進行了對比驗證。結(jié)果表明,本研究設(shè)計實現(xiàn)的即席統(tǒng)計系統(tǒng)原型,能夠在百萬人群健康檔案、億級健康數(shù)據(jù)記錄上實現(xiàn)秒級快速響應,可以滿足全軍健康檔案的統(tǒng)計分析需求。本論文的研究成果,為軍人電子健康檔案系統(tǒng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能的優(yōu)化完善提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)參考。
【學位授予單位】：軍事科學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R82;TP311.13
【圖文】：

技術(shù)路線圖

圖 2.1 軍人電子健康檔案數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能需求2.2.1 數(shù)據(jù)預處理本文提出的數(shù)據(jù)預處理功能是針對檔案數(shù)據(jù)統(tǒng)計的，具體可歸為服務于固定統(tǒng)計和服務于即席統(tǒng)計兩類。

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本文編號：2739497