WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

На правах рукописи

Сотников
Александр Дмитриевич

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ УСЛУГ ТЕЛЕМЕДИЦИНЫ В
ПРИКЛАДНЫХ ИНФОКОММУНИКАЦИОННЫХ
СИСТЕМАХ

05.13.13
Телекоммуникационные системы и компьютерные сети

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

Санкт-Петербург
2008

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном
университете телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

А.С. Аджемов

доктор технических наук, профессор,
С.А. Яковлев

доктор технических наук, профессор,

Б.С. Гольдштейн

Ведущая организация Санкт-Петербургский институт информатики

и автоматизации Российской академии наук

Защита диссертации состоится __ ______ 2008 г. на заседании диссертационного совета Д 219.004.02 Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича по адресу: 191186, г. Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГУТ.

Автореферат разослан «____» _________________ 2008 г.

Ученый секретарь
диссертационного совета Д 219.004.02
к.т.н., доцент В.Х. Харитонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Развитие телекоммуникационной отрасли на рубеже XX-XXI веков характеризуется несколькими основными тенденциями, среди которых:

  • Глубокое проникновение телекоммуникационных и информационных технологий внутрь прикладных областей и превращение телекоммуникаций в ключевой функциональный элемент отраслевых систем, получивших «фирменные» наименования – «электронное прави­тельство», «электронная коммерция», «телеработа» и т.п. Активное внедрение телекоммуникаций в социально-ориентированные отрасли здравоохранения и образования, выражается в появлении и развитии междисциплинарных направлений «телемедицины» и «телеобучения».
  • Соединение в единое целое информационной (содержательно-смысловой) и телекоммуникационной составляющих порождает новую сущность – «инфокоммуникационную систему» (ИКС), обеспечивающую предоставление «инфокоммуникационной услуги» (ИКУ). Такое объединение изменяет способы анализа, проектирования и построения ИКС, организации и предоставления ИКУ. Телемедицина (ТМ) выступает не единственной, но наиболее типичной реализацией концепции «инфокоммуникационной услуги».
  • Конвергенция сетей, технологий и услуг ведет к созданию глобальной информационной инфраструктуры (GII). ИКУ, тяготеющие к мультисервисным сетям с мультимедийными процессами, предъявляют новые требования, которые сегодня слабо учитывают природу информационных процессов и объектов прикладного уровня.

Названные тенденции, приводят к расширению границ телекоммуникационной отрасли и требуют ее внутреннего изменения в первую очередь в методах анализа и способах описания прикладных областей и процессов, которые ставят задачи и формулируют требования для проектирования ИКС и ИКУ.

Телемедицина представляет междисциплинарный синтез трех отраслей: телекоммуникаций, информационных технологий (ИТ) и здравоохранения, каждая из которых реализует специфические методы анализа и проектирования автономных систем и служб, создания и предоставления услуг на основе собственных организационно-функциональных принципов и технологий. ТМ системы объединяют разнородные взаимозависимые системы, что позволяет отнести их к классу «сложных систем» (СС). В инженерии сложных систем не решены вопросы распределения общесистемных требований на отдельные подсистемы и учета стоимостных характеристик СС на ранних этапах разработки. Названные проблемы выходят на первый план при проектировании социально ориентированных ИКС (здравоохранения, образования, государственного управления) с жесткими ограничениями стоимостных характеристик.

Вопросы «производительности» ИКС находятся в фокусе интереса и многие, главным образом технические проблемы, в определенной степени решены. Это проблемы надежной высокоскоростной транспортировки и распределения данных на основе мультисервисных сетей. В значительной степени обеспечены высокопроизводительные вычисления для обработки и представления данных. Решаются задачи интеграции и комплексирования СС. Сегодня телекоммуникационная отрасль обладает широким спектром технологий, удовлетворяющих большинство реальных требований потребителей. Методологической основой служат стратегия стандартизации технологий GII, ITU/ISO/IEC. Современные методы, разрабатываемые в отраслевых институтах (ЛОНИИС, ЦНИИС) решают проблемы анализа и проектирования телекоммуникационных сетей и систем, конструирования новых услуг. Широкий круг теоретических проблем информатизации и задач информационного обеспечения решается в СПИИРАН.

Вклад в теоретическое обоснование проблемы внесли фундаментальные работы К. Вайцзекера, Г. Хакена, Р.И. Полонникова, А.М Гольверка. Исследованию теоретических основ и проблем устойчивого перехода к информационному обществу посвящены работы Р.М. Юсупова и Н.А. Кузнецова, теории и логике сложных систем – М. Тода, В.Н. Садовского, вопросам анализа и оптимизации сложных и многокомпонентных информационных систем – Лумана (Luman R.R., Johns Hopkins University APL), Альбертса (David S. Alberts), Хэйаса (Richard E. Hayes). Методы построения алгоритмических моделей и аппарат алгоритмических сетей разработаны В.В. Иванищевым, В.Е. Марлеем, В.В. Михайловым  (СПИИРАН). Методологии проектирования ИС, посвящены работы А.В. Смирнова и И.О. Рахмановой, Э.Р. Ипа­товой. Л.Е. Варакиным и В.Н. Сазоновым выявлена статистическая взаимосвязь между инфокоммуникационной инфраструктурой и экономикой.

Тем не менее, на рынке ИКС предлагаются решения, оптимизированные по «внутриотраслевым» критериям, не обеспечивающие эффективного функционирования сложной ТМ системы (ТМС), объединяющей взаимозависимые разнородные системы. Задача системного анализа и оптимизации ТМ-ИКС остается не решенной, что определяется как низкой формализацией области здравоохранения, так и отсутствием аппарата, позволяющего достаточно строго и в тоже время содержательно описывать информационные процессы. Это не позволяет корректно формулировать цели и критерии оптимизации, порождает проблемы организации и сопровождения, межотраслевых ТМ-ИКУ, выработки стратегии взаимоотношений телекоммуникационных компаний с операторами прикладных услуг здравоохранения в рыночных условиях.

Актуальность проблематики подтверждается высокой активностью, нашедшей отражение в Федеральных и Региональных целевых программах МИС РФ и МЗСР РФ, а также директивных документах и решениях, среди которых:

  • Федеральная целевая программа «Электронная Россия 2002-2010 гг.» (Постановление Правительства Российской Федерации от 28 января 2002 года №65,
  • Закон Санкт-Петербурга №585-67 от 01.11.2000 г. «О целевой программе «Телемедицинская сеть Санкт-Петербурга на 2001-2004 гг.», (принят ЗС СПб 25.10.2000 г.),
  • Региональная целевая программа «Электронная Ленинградская область на 2003 – 2007 годы» (Постановление Правительства ЛО, 13.03.2002 г, №20, Создание комплекса информационных систем по направлению "Телемедицина"),
  • Приказ № 216/76/83 от 21.12.2000 Министерства РФ по Связи и Информатизации, Российской Академии медицинских наук и Мед. центра Управления делами Президента РФ «О создании межведомственного комитета «Российская телемедицина»».
  • Материалы парламентских слушаний «О телемедицине и информационной политике в области охраны здоровья граждан Российской Федерации» от 20.05.2002 г
  • «Концепция развития телемедицинских технологий в Российской Федерации», утверж­денная приказом МЗ РФ и РАМН №344/76 от 27.08.2001.

Цель и задачи исследования

Направление «инфокоммуникации в здравоохранении» формируется в рамках общенаучной информационной парадигмы. Происходит переход от декларативного обозначения инфокоммуникаций как прикладной отрасли, формально объединяющей телекоммуникации и «информационные технологии» к разработке научно-технических основ, определению структуры направления, классификации и формулировке научных задач.

Объектом исследования диссертационной работы являются сложные информационно-коммуникационные системы для специальных приложений здравоохранения (телемедицины).

Предмет исследования – процессы информационного взаимодействия в ИКС, модели ИКС, инфокоммуникационные услуги и их структурно-функциональная организация в ИКС.

Целью настоящей работы является исследование общих свойств и принципов структурно-функциональной организации, создание моделей и разработка методов анализа и эффективного использования сложных ИКС, ориентированных на предоставление специализированных прикладных ИКУ в области здравоохранения (телемедицины). Для достижения данной цели в работе поставлены и решены следующие задачи:

  • Исследование состояния ТМ-ИКС в мире. Выявление общих свойств, принципов функционирования и тенденций развития, оценка структурных и количественных характеристик телекоммуникационных систем в составе ТМ-ИКС.
  • Теоретический анализ процессов информационного взаимодействия объектов информационно-телекоммуникационных систем для специальных приложений; классификация ИКС по ряду признаков; определение класса прикладных телемедицинских инфокоммуникационных систем.
  • Построение комплекса разноуровневых моделей, отражающих различные свойства ИКС, для количественного анализа параметров прикладной области и решения задачи нахождения оптимального комплекса телекоммуникационных услуг в ТМ-ИКС.
  • Разработка научных подходов и методов решения задачи оптимизации ИКС как сложной системы с учетом ограничений прикладной и телекоммуникационной систем и стоимостных характеристик на ранних этапах синтеза, с целью повышения эффективности функционирования ИКС.
  • Разработка методов представления, формализованного описания и анализа информационных процессов прикладной области ИКС.
  • Анализ структурно-функциональной организации ИКС, функционирующих в сетевых средах в составе электронных и квазиэлектронных предприятий.
  • Исследование вопросов практической реализации ТМ-ИКС и услуг на их основе. Проведение прикладных исследований оценивающих справедливость теоретических положений, моделей и методов, предложенных в работе.

Методы исследования.

Для получения результатов теоретических и экспериментальных исследований в диссертационной работе используются методы теории информации, теории сложных систем, аппарат теории оптимизации, методы нелинейного программирования, аппарат теории графов, теории множеств и алгоритмических сетей.

Научная новизна

В процессе исследования получены следующие новые научные результаты:

1. Анализом процессов информационного взаимодействия компонентов выявлена основная проблема организации ИКС на основе традиционных подходов (ISO, GII), состоящая в исключении пользователя и прикладных процессов из состава ИКС. Определены основные понятия и термины для описания информационного взаимодействия.

2. Выделены классификационные признаки, характеризующие взаимоотношения ИКС с пользователем и информацией: «размещение информации», «отношение пользователя к ИКС» и «характер временнго взаимодействия». Два первых признака определены через соотношения тезаурусов пользователя и системы, на их основе выполнена классификация ИКС. Введено понятие и определен новый класс – прикладные ИКС. Исследована структурно-функци­ональная организация прикладных ТМ-ИКС.

3. Разработан комплекс разноуровневых моделей, адекватно описывающих свойства и характеристики ИКС на различных этапах анализа и проектирования ТМ-ИКС. Комплекс включает три модели: «доменную модель инфокоммуникаций», «3-мерную модель ТМ-ИКС» и «2-уровневую модель ТМ-ИКС».

4. Проведен количественный анализ зарубежных и отечественных ТМ-ИКС. Выявлены статистически достоверные зависимости 9 показателей и получены оценки структурно-функ­циональных параметров, демонстрирующие смещение активности с госпитально-клиническо­го на первичное звено и определяющие характеристики информационных потоков в ТМ-ИКС.

5. На основе методологии сложных систем сформулирована и решена задача оптимизации ИКС в целом. Разработан метод оптимизации, одновременно учитывающий производительность компонентных систем и стоимостные показатели как независимые переменные. Задача оптимизации ИКС сведена к задаче нелинейного программирования с ограничениями, состоящей в достижении максимума производительности ИКС, решаемой путем последовательного определения верхних границ стоимости, обеспечивающих заданное состояние системы.

6. Разработан метод оптимизации, обеспечивающий согласование требований компонентных составляющих (прикладных и телекоммуникационных систем) в ТМ-ИКС, заключающийся в сравнении наборов показателей требуемой и предоставляемой телекоммуникационной услуги на уровне внутрисистемного интерфейса сложной системы.

7. Предложен метод описания бизнес-процессов на основе алгоритмических сетей (АС). Аппарат АС расширен определением действий над данными различных типов и структур. Определен новый класс «асинхронных» АС, учитывающих временные характеристики процессов в ИКС. Расширение АС использованием «временных меток» представляет объединение традиционных АС и конечных автоматов с памятью.

8. Выполнено упорядочение и расширение понятийно-терминологического аппарата в области информационных и телекоммуникационных систем. Уточнены понятия «инфокоммуникационная система» и «инфокоммуникационная услуга», введены понятия «прикладная инфокоммуникационная система», «квазиэлектронное предприятие», даны новые трактовки понятиям «электронное предприятие», «виртуальное предприятие».

Практическая ценность

Практическую ценность работы представляют следующие результаты:

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»