一種適用於移動醫療的任務調度系統及方法與流程

2023-12-07 07:24:16 3

本發明涉及移動醫療技術領域，具體地說是一種適用於移動醫療的任務調度系統及方法。

背景技術：

任務調度處理是一類背景性很強的應用問題，而醫療任務因其特殊的行業背景，對敏感信息的處理和任務的時效性有著很高的要求。伴隨著移動網際網路的不斷普及，越來越多的用戶開始使用不同的行動裝置通過網際網路進行就診、問診和醫療會議等工作。為了這一系列的移動醫療任務能夠被正常的處理，需要結合任務特徵進行相應的移動醫療資源調度，從而保證醫患之間、醫生之間交互所產生的移動醫療任務能夠很好的被處理。但是，現有的任務調度方法具有以下缺陷：

1、現有方法應用於移動醫療環境下的任務調度會存在「未分類」問題，即醫患間非實時的信息交換和診療過程中的實時連結等不同類型的醫療任務未被有效分類，進而導致支撐移動醫療服務的硬體資源分配不均、效率低下。

2、現有的任務調度方法對於移動醫療任務的處理過程並不關心，而僅關注移動醫療任務的處理結果。這樣的處理方式無法實現對移動醫療服務過程中的資源實時監測，也就可能會出現大量的異常中斷、資源浪費等問題，影響移動醫療服務質量。

技術實現要素：

本發明是為了克服現有技術存在的不足之處，提供一種適用於移動醫療的任務調度系統及方法，以期能充分、均衡利用待分配的移動醫療任務處理資源，並在資源充足的情況下選擇最優資源，從而提高移動醫療資源的使用效率和任務處理質量。

本發明為達到上述發明目的，採用如下技術方案：

本發明一種適用於移動醫療的任務調度系統的特點包括：移動醫療任務分發模塊、n個移動醫療任務處理模塊和移動醫療任務回調模塊；

所述移動醫療任務分發模塊包括：資源描述單元、資源排程單元、資源匹配器；

每個移動醫療任務處理模塊包括：任務分解單元、任務執行單元、任務評價單元；

所述資源描述單元接收外部發送的醫療任務並利用RDA框架進行描述和分類，得到移動診療任務和智能醫療任務；再對所述移動診療任務和智能醫療任務進行計量，得到相應的資源描述符後，分別與所述移動診療任務和智能醫療任務進行打包處理，得到帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

所述資源排程單元利用二次排程方法對所述帶有資源描述符的移動診療任務和有資源描述符的智能醫療任務分別進行任務優先級的標識，得到資源排程表；

所述資源匹配器利用退火算法為所述帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務匹配相應的最優資源；並將所述帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務發送給所述最優資源所對應的醫療任務處理模塊；

相應的醫療任務處理模塊中的任務分解單元通過工作分解結構詞典來描述自身能處理的最小粒度任務，並得到WBS分解結構；從而利用WBS分解結構對所接收的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行匹配，若匹配成功，則表示所接收的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務不可分解，否則視為可分解；並根據所述WBS分解結構對可分解的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行分解，得到最小粒度的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

所述任務執行模塊利用所述最優資源分別對所述任務分解單元處理後的移動診療任務和智能醫療任務進行相應處理，從而得到智能醫療任務的處理結果；並在處理所述移動診療任務的過程中，利用所述任務評價模塊進行動態評價，從而得到移動診療任務的處理結果；

所述醫療任務回調模塊對所述智能醫療任務和移動診療任務的處理結果進行判斷，若處理結果為成功，則通知相應醫療任務處理單元釋放已匹配的最優資源；否則，產生錯誤碼並發送給所述醫療任務分發模塊的資源匹配器用於重新匹配資源。

本發明一種適用於移動醫療的任務調度方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1、對醫療任務利用RDA框架進行描述和分類，得到移動診療任務和智能醫療任務；

步驟2、對所述移動診療任務和智能醫療任務進行計量，得到相應的資源描述符後，分別與所述移動診療任務和智能醫療任務進行打包處理，得到帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

步驟3、用二次排程方法對所述帶有資源描述符的移動診療任務和有資源描述符的智能醫療任務分別進行任務優先級的標識，得到資源排程表；

步驟4、利用退火算法為所述帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務匹配相應的最優資源；

步驟5、利用WBS分解結構對所述帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行匹配，若匹配成功，則表示所接收的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務不可分解，否則視為可分解；

步驟6、根據所述WBS分解結構對可分解的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行分解，得到最小粒度的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

步驟7、利用所述最優資源分別對所述任務分解模塊處理後的移動診療任務和智能醫療任務進行相應處理，從而得到智能醫療任務的處理結果；並在處理所述移動診療任務的過程中進行動態評價，從而得到移動診療任務的處理結果；

步驟8、所述智能醫療任務和移動診療任務的處理結果進行判斷，若處理結果為成功，則釋放已匹配的最優資源；否則，返回步驟4進行重新匹配資源。

與已有技術相比，本發明有益效果體現在：

1、本發明建立的適用於移動醫療的任務調度系統及方法，任務處理環境是位於遠程的伺服器上的，任務的發起方可以是任一連結到伺服器的終端設備，系統根據任務類型分解並匹配最優資源，並根據任務執行狀態評價資源的優劣，依據優劣程度調整資源分配，提高了資源利用效率。

2、本發明建立的適用於移動醫療的任務調度系統及方法，其任務調度的方法不受具體的任務類型的限制，對於任務的處理過程採用了先統一後分類的方式，使得平臺在應用過程中產生的新類型的任務時，能夠在不修改系統的情況下實現擴展。

3、本發明建立的適用於移動醫療的任務調度系統及方法，其移動醫療任務分發模塊運用了RDA框架對外部發送過來的醫療進行描述，根據這一通用的框架描述方法，可以將當前任一任務進行分類，從而可以在任務處理之前對任務進行不影響處理效率的預處理，並提高後續步驟處理效率。

4、本發明建立的適用於移動醫療的任務調度系統及方法，其移動醫療任務分發模塊中的資源匹配器將使用一種改進的退火算法，將所有的資源的處理結果也作為退火算法中退火時間的一個參數，從而提高在處理過程中產生錯誤時的退火收斂速度，提高了處理效率。

5、本發明建立的適用於移動醫療的任務調度系統，其移動醫療任務處理模塊中的任務分解單元使用了WBS分解結構來對任務進行粒度匹配，並且WBS分解結構對任務的描述方式採用了樹級結構的方式將任務自上而下的分割，從而保證了任務在分解時不脫離WBS分解結構，從而使得任務分解不會對任務的正常完成造成影響。

6、本發明建立的適用於移動醫療的任務調度系統及方法，其移動醫療任務處理模塊中的任務評價單元對移動診療任務不斷進行評價，實時監測移動診療任務的執行情況，並反饋到移動醫療任務分發模塊中，從而提高移動診療任務在執行時的成功概率，降低失敗風險。

附圖說明

圖1為本發明系統基本結構圖；

圖2為本發明方法流程圖。

具體實施方式

本實施例中，一種適用於移動醫療的任務調度系統，如圖1和圖2所示，包括：移動醫療任務分發模塊、n個移動醫療任務處理模塊和移動醫療任務回調模塊；

移動醫療任務分發模塊是一類由伺服器和網絡基礎設施做支持的軟體，主要用於將外部發起的任務接收後通過對進行描述，得到分類後的任務，從而可以將其放置到排程隊列中，最優資源將依據隊列處理不同的任務。移動醫療任務分發模塊包括：資源描述單元、資源排程單元、資源匹配器；

移動醫療任務處理模塊是與移動醫療任務位於不同基礎設施中的軟體，由多個伺服器組與防火牆設施組成，主要用於將移動醫療任務分發模塊分發後的任務進行分解，並對分解後的任務進行處理，同時在處理過程中對部分任務進行評價。每個移動醫療任務處理模塊包括：任務分解單元、任務執行單元、任務評價單元；

在接受外部任務之前，在當前的移動醫療任務分發模塊中已經預置了一套RDA框架信息，資源描述單元接收外部發送的醫療任務並利用RDA框架進行描述和分類，具體的描述方式為：在RDA主目錄中找到醫療分類目錄，在這個分類目錄下根據自己定義的兩個基礎類型進行任務類型判斷，得到移動診療任務和智能醫療任務；如果不是這兩個任務類型，則不對任務進行分類處理，並將其從任務調度系統中移除。再對移動診療任務和智能醫療任務進行計量，計量方式為將待處理的智能醫療任務中說包含的任務文件大小作為首要指標，對於待處理的移動診療任務的通信要求作為首要指標，首要指標都分為5個等級，每個等級從高到低分別對應不同的任務計量等級，首要指標和當前時間戳一起組成資源描述符。得到相應的資源描述符後，分別與移動診療任務和智能醫療任務進行打包處理，得到帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

得到帶有資源描述符的對應任務後，資源排程單元利用二次排程方法對帶有資源描述符的移動診療任務和有資源描述符的智能醫療任務分別進行任務優先級的標識，二次排程方法的將利用資源描述符的首要指標作為第一次排程的參考指標，得到一個排程緩存表後，將時間戳作為優化調整的指標，並更新排程緩存表從而得到資源排程表；

資源排程表將得到一個待處理任務隊列，資源匹配器將依據這個資源排程表對任務所需資源進行分配，資源匹配器利用退火算法為帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務匹配相應的最優資源；退火算法的在實現的過程中將n個移動醫療任務處理模塊視為一個網狀結構，此外任務通過這個伺服器所需要耗費的時間視為路徑的權值的一部分，這個路徑早前任務的完成情況是路徑權值的另一部分。退火算法將按照以下步驟進行最優選擇操作：

1)選定一個初始資源處理模塊，記作，令其為最優資源，當前迭代步數k＝0，當前溫度.

2)如果在該溫度中達到循環停止條件，轉到3)。否則從領域N中隨機選擇一個鄰居，計算出，若，則,否則若exp(-)>random(0,1),則，重複2)

3)k＝k+1,，其中表示溫度下降的函數，如果滿足條件則轉4)，否則轉2)

4)計算出最優資源結果，停止。

5)資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務發送給最優資源所對應的醫療任務處理模塊；

相應的醫療任務處理模塊中的任務分解單元通過工作分解結構詞典來描述自身能處理的最小粒度任務，分解詞典中的詞語由系統預先定義，在定義的過程中是採用自上而下的方式逐級分解的形式將任務從根進行逐級分解，並得到WBS分解結構；從而利用WBS分解結構對所接收的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行匹配，匹配的成功與失敗取決於任務匹配到達的層級是否為葉子節點，如果是葉子節點，則視為匹配成功，若匹配成功，則表示所接收的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務不可分解，否則視為可分解；並根據WBS分解結構對可分解的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行分解，分解的形式取決於當前的任務所在的任務層級，高層級的任務必然可以通過WBS分解結構向下分解為更小粒度的任務，在分解的過程中保留相同的資源描述符，在分割到葉子節點後將得到最小粒度的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

任務執行模塊利用最優資源分別對任務分解單元處理後的移動診療任務和智能醫療任務進行相應處理，從而得到智能醫療任務的處理結果；並在處理移動診療任務的過程中，利用任務評價模塊進行動態評價，評價的結果是基於一個動態變化的參數Q來確定的，這個參數在任務執行過程中將不斷變化並將有以下的過程來控制：

1)任務的進行的過程中，在網絡中抓取通話過程中的數據包分析R-Factor值，其基本計算公式為R＝Ro-Is-Id-Ie+A，當R小於50時，Q＝Q-5；

2)對於首要指標中等級為i的任務，在限定時間內(30s)中沒有得到正確響應的情況下，採用Qn＝Qp-(5-i)·10，其中Qp是指當前的Q值，Qn是指下一個計算節點的Q值，通過這個方式不斷計算Q的值，當Q小於50時，移動診療任務視為失敗，否則視為成功，從而得到移動診療任務的處理結果；

醫療任務回調模塊對智能醫療任務和移動診療任務的處理結果進行判斷，若處理結果為成功，則通知相應醫療任務處理單元釋放已匹配的最優資源；否則，產生錯誤碼並發送給醫療任務分發模塊的資源匹配器用於重新匹配資源。具體步驟如下：

本實施例中，如圖2所示，一種適用於移動醫療的任務調度方法，按如下步驟進行：

步驟1、對醫療任務利用RDA框架進行描述和分類，得到移動診療任務和智能醫療任務；

步驟2、對移動診療任務和智能醫療任務進行計量，得到相應的資源描述符後，分別與移動診療任務和智能醫療任務進行打包處理，得到帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

步驟3、用二次排程方法對帶有資源描述符的移動診療任務和有資源描述符的智能醫療任務分別進行任務優先級的標識，得到資源排程表；

步驟4、利用退火算法為帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務匹配相應的最優資源；

步驟5、利用WBS分解結構對帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行匹配，若匹配成功，則表示所接收的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務不可分解，否則視為可分解；

步驟6、根據WBS分解結構對可分解的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務進行分解，得到最小粒度的帶有資源描述符的移動診療任務和帶有資源描述符的智能醫療任務；

步驟7、利用最優資源分別對任務分解模塊處理後的移動診療任務和智能醫療任務進行相應處理，從而得到智能醫療任務的處理結果；並在處理移動診療任務的過程中進行動態評價，從而得到移動診療任務的處理結果；

步驟8、智能醫療任務和移動診療任務的處理結果進行判斷，若處理結果為成功，則釋放已匹配的最優資源；否則，返回步驟4進行重新匹配資源，從而能提高移動醫療環境下的任務調度處理的效率及性能，更好的利用網絡資源服務移動醫療任務。