Программные средства автоматизации обработки информации в системе документооборота на базе распределённой архитектуры с применением smart-технологий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.17, кандидат технических наук Шкурко, Михаил Игоревич

• Шкурко, Михаил Игоревич
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шкурко, Михаил Игоревич

Список сокращений.

Введение.

ГЛАВА 1. Обзор smart-технологий.

1.1. Виды smart-технологий.

1.2. Штриховое кодирование.

1.2.1. Некоторые сведения о графических шрифтах.

1.2.2. Основные термины штрихового кодирования.

1.2.3. Виды штриховых кодов.

1.3. Смарт-карты.

1.3.1. Обзор смарт-карт.

1.3.2. История развития смарт-карт.

1.3.3. Области применения смарт-карт.

1.3.4. Классификация смарт-карт.

1.3.5. Обеспечение работы с данными смарт-карт.

1.4. Биометрия.

1.5. Радиочастотная идентификация.

1.6. USB-ключи.

ГЛАВА 2. Smart-ЛПУ.

2.1. Штриховое кодирование.

2.1.1. Применение в обеспечении лечебного процесса.

2.1.2. Выбор оптимального вида штрихового кода.

2.1.3. Структура и модель формирования штрихового кода PDF

2.1.4. Определение способа хранения медицинских сведений в двумерном штриховом коде.

2.2. Применение смарт-карт в обеспечении лечебного процесса.

2.2.1. Существующие медицинские приложения смарт-карт.

2.2.2. Предлагаемый подход в применении смарт-карт.

2.3. Биометрические технологии.

2.4. Технология радиочастотной идентификации.

ГЛАВА 3. Архитектура и моделирование.

3.1. Оценка медицинской ИС на основе функции полезности.

3.2. Постановка задачи разработки прототипа ИС.

3.3. UML-диаграммы прототипа информационной системы.

3.4. Последовательность действий при извлечении данных со смарт-карты

3.5. Структура базы данных.

ГЛАВА 4. Практическая реализация.

4.1. Особенности реализации прототипа информационной системы в среде разработки Visual Studio .NET 2005.

4.2. Реализация разработанных методик в виде прикладного программного обеспечения.

4.3. Оценка экономической эффективности практического применения smart-технологий в ЛПУ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Программные средства автоматизации обработки информации в системе документооборота на базе распределённой архитектуры с применением smart-технологий»

Актуальность работы. В XXI веке, по праву признанном информационным, наблюдается стремительное развитие технологий, связанных с повсеместным применением вычислительной техники. Новые идеи, появляющиеся в большом количестве, часто требуют серьезных материальных вложений и способны развиваться только в хорошо финансируемых областях. По достижении некоторой критической точки такие технологии стремительно дешевеют, становятся доступными и позволяют выходить на качественно новые витки развития в различных областях жизнедеятельности человека. Со smart-технологиями сложилась именно такая ситуация.

Под smart-технологиями в контексте диссертационной работы понимается комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающих хранение и обработку информации, а также идентификацию различных объектов.

Сначала к ним относили только лишь технологии смарт-карт (smart-card), а затем - также радиочастотную идентификацию (RFID), USB-ключи, биометрию и штриховое кодирование.

Так, появление смарт-карт в банковском секторе позволило создать универсальное платежное средство, а дальнейшее развитее технологии привело к появлению электронных билетов в транспортной системе и не только. С помощью USB-ключа сегодня можно поставить цифровую подпись под электронным документом, а идентификация по отпечатку пальца, еще недавно использовавшаяся только для доступа к особо охраняемым объектам, сегодня доступна всем желающим в ноутбуке или, например, домашнем сейфе. Технологии штрихового кодирования и радиочастотной идентификации вывели на принципиально новый уровень сферу торговли, примером чего является возможность создания и развития сетей гипермаркетов.

Использование smart-технологий способствовало внесению существенных изменений в процессы обработки информации, что, в свою очередь, позволило осуществить переход на принципиально новый уровень развития и повысить эффективность работы с данными. Однако существует большое количество областей деятельности человека, где smart-технологии не используются совсем или их присутствие очень незначительное. Так, применение smart-технологий в российском здравоохранении ограничено использованием USB-ключей для цифровой подписи документов, например, при сдаче отчетности в налоговую инспекцию и вышестоящим организациям. На основе изложенного молено сделать вывод о том, что на сегодняшний день потенциал smart-технологий явно не исчерпан.

Поскольку задача автоматизации и рационализации информационных процессов и потоков при лечении больных, как в условиях амбулатории, так и в условиях стационара является на сегодняшний день актуальной, в диссертационной работе в качестве проблемной области применения smart-технологий выбрана медико-техническая система.

Объект исследования. Объектом исследования диссертационной работы являются алгоритмы, методы и модели для эффективной работы со smart-технологиями в распределенной системе.

Цель работы. Исследование процессов создания, накопления и обработки информации в распределенной системе с комплексным применением smart-технологий.

Методы исследований. При решении задач, поставленных в работе, были использованы основные положения системного анализа, алгебра логик, теория передачи информации; для разработки моделей и алгоритмов проектирования — теории баз данных, объектно-ориентированного моделирования и проектирования, а для программной реализации - структурного и объектно-ориентированного программирования.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующих положениях:

1. Разработана распределенная архитектура программных средств автоматизации системы документооборота, обеспечивающая повышение надёжности и согласованности обрабатываемых данных.

2. Обоснован комплексный подход в использовании различных видов smart-технологий в прикладном программном обеспечении автоматизации документооборота в лечебном медицинском учреждении госпитального типа.

3. Разработана модель доступа к конфиденциальным данным системы документооборота в сети Интернет на основе современных smart- и программных технологий.

Практическая ценность работы заключается в повышении уровня структурированности и согласованности информации в распределенной системе за счет применения smart-технологий, а также аутентификации посредством информации, хранящейся в штриховом коде или смарт-карте.

Реализация результатов работы. Методики, основанные на комплексном подходе при использовании различных видов smart-технологий в прикладном программном обеспечении, носящем распределенный характер, рекомендованы к применению в информационной системе городской клинической больницы (г. Москва).

Кроме того, определена целесообразность использования разработанных методик при создании прикладного программного обеспечения на малом предприятии ООО «Компьютерные системы и технологии» (г. Москва).

Упомянутые выше методики внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», используются при подготовке бакалавров по направлению 220200 «Автоматизация и управление» и магистрантов по магистерской программе 220200.68-20 «Человеко-машинные системы управления».

Кроме того, материалы диссертационной работы использованы в качестве методологической основы при разработке курса лекций и практических занятий по дисциплинам «Информатика», «Программирование и основы алгоритмизации» и специальной дисциплине «Интеллектуальные системы обработки информации».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно докладывались и обсуждались на расширенных заседаниях кафедры «Биотехническая кибернетика» и научных семинарах в ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», а также - международных и всероссийских научно-технических конференциях: I международной научно-технической конференции «Современные инструментальные системы, информационные технологии и инновации» (Курск, Курский государственный технический университет, 2003 г.), Международном форуме информатизации - 2003 -международная конференция «Информационные средства и технологии» (Москва, МЭИ, ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», 2003 г.), Российском научном форуме «МедКомТех-2004 (Москва, Центр Международной торговли, 2004 г.), VIII научной конференции МГТУ «Станкин» и «Учебно-научного центра математического моделирования МГТУ «Станкин» - ИММ РАН» (Москва, ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2005 г.), VIII Международной конференции «Производство. Технология. Экология. ПРОТЭК'05» (Москва, ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2005 г.), 3-м международном форуме MedSoft-2007 -конференция «Медицинские информационные технологии (Москва, Центральный Дом Предпринимателя, 2007 г.)

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 11 научных работ, включая тезисы докладов международных конференций; одна публикация в журнале «Информационные технологии», входящем в Перечень ВАК РФ.

Структура и объем. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка используемой литературы из 78-ми наименований и 4-х приложений, изложена на 158 страницах машинописного текста, включая 60 рисунков и 10 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Теоретические основы информатики», Шкурко, Михаил Игоревич

Основные выводы по диссертационной работе

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:

1. Решена актуальная задача, заключающаяся в исследовании процессов создания, накопления и автоматизации обработки информации в системе документооборота на базе распределенной архитектуры с применением smart-технологий для их дальнейшего внедрения в различные сферы деятельности человека.

2. Всесторонне проанализированы существующие smart-технологии, определены наиболее эффективные из них для применения в системе документооборота на базе распределенной архитектуры, в частности, - ЛПУ госпитального типа.

3. Как результат исследования процессов создания, накопления и обработки информации в распределенной системе разработан комплексный подход в применении различных видов smart-технологий в средствах автоматизации системы документооборота, носящем распределенный характер.

4. С целью реализации smart-технологии разработана методика и программные средства хранения информации в двумерном штриховом коде для обеспечения накопления и обработки персональных данных в автоматизированной корпоративной информационной системе.

5. Разработана модель доступа к конфиденциальной информации в сети Интернет на основе современных smart- и программных технологий, что обеспечило безопасную работу с персональными данными в рамках системы документооборота на базе распределенной архитектуры.

6. Определена архитектура программных средств для автоматизации системы документооборота, обеспечивающая повышение согласованности обрабатываемых данных, на основе применения smart-технологий, в том числе - двумерного штрихового кодирования.

7. Получены практические результаты, иллюстрирующие актуальность и ценность исследований в виде набора моделей и алгоритмов, направленных на повышение эффективности обработки информации с комплексным применением smart-технологий в системе документооборота на базе распределенной архитектуры для ЛПУ госпитального типа.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шкурко, Михаил Игоревич, 2008 год

1. Choose a bar code system. (HTML version)

2. Сафаров T.A. Технология штрихового кодирования. Уфа: Башкортостан, 2000

3. Арманд В.А., Железнов В.В. "Штриховые коды в системах обработки информации". М.: Радио и связь, 1989. - 92 с.

4. Белов Г.В. Штриховое кодирование: технологии XXI века.- М.: Металлургия, 1998.-112 с.:ил.

5. Patient Safety Requires Bar Coding Technology (HTML version) (http://www.infologixsys.eom/products/Healthcare/Products/Barcode/default.a sp)

6. Positive Patient Identification In Healthcare Barcoded Wristbands (HTML version) http://www.stromasoft.com

7. Тимоти М.Юргенсен, Скотт Б.Гатери. Смарт-карты: настольная книга разработчика/ Пер. с англ. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2003. - 416 с.

8. Blood Transfusion Verification and Specimen Tracking Going. Beyond Medication Safety in Search of Optimal Clinical Outcomes using Barcode-enabled Point of Care Technology (HTML version)

9. Аренская Н.П., Рывкина T.B., Грин Г.В. Проблемы применения штриховых кодов и обеспечение надежности информации при заготовке крови и производстве компонентов. ГМПО «САНГВИС»; г.Екатеринбург (HTML version)

10. UK Blood Transfusion & Tissue Transplantation Guidelines. Blood Group Labels (HTML version)

11. Uniform labelling of blood (HTML version)

12. Uettwiller-Geiger, D. ■ Clinical Chemistry Department (HTML version)

13. Берновский Ю.Н., Сергиевский P.А. "Классификация и кодирование промышленной и сельскохозяйственной продукции".-М,1989.- 184с.

14. Технологии автоматической идентификации. (HTML version) www.ean.ru

15. Перлин Ю.В., Товб Ю.С. Карты в здравоохранении. // «Пластиковые карты», 5-ое издание.- Москва, Издательская группа «БДЦ-пресс», 2005г.-624 с.

16. Компьютер и смарт-карты (HTML версия) http://www.kv.by/index2001300502.htm

17. О. Андронова Обзор существующих технологий смарт-карт (HTML версия) http://www.ci.ru/inform0504/p082.htm

18. Mifare Standard Card 1С MF 1С S50 Functional Specification

19. Н.Смарт. Криптография.-Москва:Техносфера, 2006.-528с.

20. Биометрические технологии (HTML версия) http://www.r-control.ru/articles/8/

21. Технологии (HTML версия) http://www.biometrics.ru/

22. Технология RFID (HTML версия) http://www.mksystem.ru/production/rfid/aplink.shtml

23. Гасников В.К. О методологических проблемах развития информатизации управления в здравоохранении. Врач и информационные технологии №1— М. ООО Издательский дом "Менеджер здравоохранения", 2004. 82 с.

24. Donna Barron. Managed Care. May 1997 (HTML version)

25. John T. Mather Memorial Hospital ■ Port Jefferson

26. Ковшов Е.Е., Фролов А.В., Корсунский С.Б., Шкурко М.И. К вопросу интеграции автоматизированных рабочих мест врачей отделения функциональной диагностики // Материалы Российского научного форума «МедКомТех-2004» .-М., 2004.- С.57-58.

27. Barcodes In Hospitals (HTML version) http://www.barcoding.com/healthcare/hospitals.shtml

28. Nancy L. Darr and Karen Longe. Fast Track to UPN. Here how to reach the finish line. Materials Management In Health Care, February 1999 (HTML version)

29. The PDF417 code (HTML version) http://grandzebu.net/

30. Элиот Расти Гарольд и У.Скотт Миис. XML. Справочник. Санкт-Петербург: Издательство Символ-Плюс, 2002.- 574 с.

31. Под ред. Шортлифс Е.Х. и Перролт JI.E. Стандарт "Уровень 7". (HL7) Версия 2.2 от 1 декабря 1994 г. Окончательный стандарт. (HTML version)

32. Емелин И.В., Макурин С.В., Перлин Ю.В., Давиденко А.В. Пластиковые карты в здравоохранении. Создание открытой системы медицинских карточек пациентов // ПЛАС, 2002, №3

33. Емелин И.В., Макурин С.В., Перлин Ю.В., Давиденко А.В. Пластиковые карты в здравоохранении. Часть II анализ программного обеспечения. ПЛАС, 2002, №4

34. Make it official. Inventory system captured it all. Materials Management In Health Care, January 2001 (HTML version)

35. Анфилатов B.C. и др. Системный анализ в управлении: Учеб.пособие / В.С.Анфилатов, А.А.Емельянов, А.А.Кукушкин; Под ред. А.А.Емельянова. — М.:Финансы и статистика, 2002.-386с.:ил.

36. Волков Дмитрий, Дубова Наталья. На страже здоровья контингента. Открытые системы, #11/2001 06.12.2001 (HTML version)

37. Рузайкин Г.И. Медицинские информационные системы, или МИС Мир ПК, #03/2001 18.03.2001 (HTML version)

38. Speeding Accurate Diagnosis by Improving Laboratory Turnaround Time And Result Quality. New York. (HTML version)

39. Джеймс Рамбо, Айвар Якобсон, Греэди Буч UML: специальный справочник. — СПб.: Питер, 2002. — 656с.

40. Терри Кватрани Визуальное моделирование с помощью Rational Rose 2002 и UML.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2003. - 192 с.

41. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. М.:Финансы и статистика, 1983.-317 с.

42. Бойко В.В., Савинков В.М. Проектирование баз данных информационных систем. М.: Финансы и статистика, 1989. - 351 с.

43. Дейт К. Введение в системы баз данных / Пер. с англ. Киев: «ДИАЛЕКТИКА», 1998.- 784с., ил.

44. Зильбершатца А., Стоунбрейкера М., Ульмана Д. Базы данных: достижения и перспективы на пороге 21-го столетия. СУБД, 1996, № 3, с.103-117.

45. Каюров Ю.А. Проектирование баз данных // Учебное пособие: Ижевск: Изд-во «ИСТУ». 1994. 218 с.:ил.

46. Кириллов В.В. Основы проектирования реляционных баз данных. Copyright CIT. (HTML версия).

47. Кузнецов С.Д. Основы современных баз данных. Copyright CIT. (HTML версия).

48. Кузнецов С.Д. Введение в СУБД // СУБД, 1996, № 5-6.- с. 136-153.

49. Марка Д., Макгоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. Пер. с англ. М.:1993.- 240 е.- ISBN5-7395-0007-9.

50. Марков Б. Проектирование систем регистрации и анализа данных // Корпоративный менеджмент. 2002, № 5.- с.25-35.

51. Мейер Д. Теория реляционных баз данных: Пер. с англ. М.: Мир, 1987608 с.

52. Кириллов В.В. Структуризованный язык запросов (SQL). СПб.: ИТМО, 1994.-80 с.

53. Грофф Дж.Р., Вайнберг П.Н. SQL. Полное руководство.- Киев: BHV. 1998.- 606 е.: ил.

54. Кузнецов С.Д. Стандарты языка реляционных баз данных SQL: краткий обзор //СУБД. 1996. №2.- с. 12-34.

55. Сергей Кузнецов. Объектно-ориентированные базы данных основные концепции, организация и управление: краткий обзор (HTML version) www.citforum.ru

56. Сиха Багуи. Объектно-ориентированные базы данных: достижения и проблемы (HTML version) www.osp.ru

57. Михаэл Стоунбрейкер. Объектно-реляционные системы баз данных // Открытые Системы # 4/94.- С.43-49.- Montage Software, Inc.

58. Date C.J. 1987. What is distributed database? InfoDB. (HTML version).68. .Net Framework: библиотека классов. Темплман Дж., Виттер Д. М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2003.-416 с.

59. С# для профессионалов, Т.1. Симон Робинсон, Олли Корнес, Джей Глин, Бартон Харвей, Крейг Макквин, Джерод Моемека, Кристиан Нагель, Морган Скиннер, Карли Ватсон.- Издательство "Лори", 2003.-478С.

60. Архангельский А .Я. Программирование С++ Builder 5. М.: Издательство БИНОМ, 2001. - 1152 с.

61. Визуальное проектирование приложений С#. Фролов А.В., Фролов Г.В. — М.: КУДИЦ-ОБРАЗ, 2003. 512 с.

62. Нейгел Кристиан, Ивьен Билл, Глинн Джей, и др. С# 2005 для профессионалов. : Пер.с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 2007. — 1376 с.:ил. - Парал.тит.англ.

63. Мак-Амис, Дэвид. Профессиональная работа с Crystal Reports для Visual Studio.NET. : Пер. с англ. М. : Издательский дом «Вильяме», 2003. - 352 с.

64. Багиев Г.Л., Тарасевич В.М., Анн X. Маркетинг.Учебник для ВУЗов.- М., 2006.-736с.

65. Вольдер Б.С. Планирование на предприятии. Учебное пособие.- М.: МГТУ "Станкин", 1999.- 172с.

66. Котлер Ф. Основы маркетинга. Краткий курс. -М.:Вильямс,2007.-656с.

67. Горфинкель В.Я., Купряков Е.М. Экономика предприятия. Учебник для ВУЗов.- М.: "Банки и биржи", ЮНИТИ, 1996.-367с.