CN108806783A - 基于app的病人护送示踪管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于APP的病人护送示踪管理系统，包括：护送中心PC端派送管理系统、护送中心分配人员手机端应用管理系统、护送人员手机端应用管理系统、病区护士PC端派送订单管理系统、手术室护士PC端派送订单管理系统、手术室管理员PC端派送订单管理系统、检查科室人员PC端派送订单管理系统、基于智能手机的精确护送病人定位系统。本发明的有益效果是：提升护送效率、改善辅助科室秩序；辅助检查、操作(如手术等)过程中可校验核准患者信息(安全性)，及时准确的记录下来各状态的时间，并实现智能化的计划安排；通过移动功能特性，可以扩展实现相关医疗信息的整合与展现。

Description

基于APP的病人护送示踪管理系统

技术领域

本发明涉及病人护送管理技术，尤其涉及病人护送示踪管理系统。

背景技术

护送病人到检查室、手术室、病区，是医院对病人管理的一个重要内容。如何高效和及时准确的掌握病人护送的情况以及病人就诊情况，是医院护送中心的重要职责。现有的护送管理主要通过医护人员打电话给护送中心，由护送中心派护工进行接送。这样的管理效率低下，对护送病人的管理很杂乱，对护送病人的就诊情况也不能及时掌握。本发明提出了一种基于APP的病人护送示踪管理系统，很好的体现了智能化护送管理的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种病人护送示踪管理系统，能够对护送病人进行跟踪，提高护送病人管理质量。本发明是通过如下的技术方案来实现的：

基于APP的病人护送示踪管理系统，包括：

护送中心PC端派送管理系统：结合通过网络通信技术获取包括医生站数据和手术系统数据等护送病人的需求信息完成派送单登记管理界面形成派单登记；

护送中心分配人员手机端应用管理系统：根据派单登记实现科室检查护送订单管理；

护送人员手机端应用管理系统：实现护送人员护送任务,实现病人护送过程的实时监控；

病区护士PC端派送订单管理系统：根据医生提前开出的明日检查单，手术单，护士在PC端提前登记：完成是否单独送、批量送和是否需要护送人员接回等标志；

手术室护士PC端派送订单管理系统:手术室护士向病区和护送中心同时发出信息，告知可以将病人带到手术；

手术室管理员PC端派送订单管理系统:患者走出手术室，管理员扫码并点出发回病房或者ICU；

检查科室人员PC端派送订单管理系统:建立本科室所有进入检查状态的列表；

基于智能手机的精确护送病人定位系统：结合手机的加速度仪、陀螺仪、GPS模块与医院的数字地图，采用航位推测算法和医院数字地图匹配算法。

作为优选：所述基于智能手机的精确护送病人定位系统具体为：

包括航位推测模块和地图匹配模块，航位推测模块包括步态检测、转弯检测和角位移；

当用户行走时，手机上的加速度仪和陀螺仪实时采集样本发送给航位推测模块，后者将实时处理数据；它一方面监测加速度数据检测用户是否移动了一步，如果是则报告给地图匹配模块，另一方面监测陀螺仪数据确定用户是否转弯，如果是，则需要使用加速度数据旋转手机的坐标系，然后计算出角度位移，接着将角度位移报告给地图匹配模块；

地图匹配模块将所有信息结合起来用来算用户的当前位置；基于地图信息，它可以记录下用户所有可能的路线，然后在观测到新的步子或新的转弯时更新用户的位置；当用户需要自己的位置但系统无法在可能的路线中区分出哪条是正确时，系统向GPS模块获取读数来消除歧义。

基于APP的病人护送示踪管理系统的航位推测算法，其特征在于，航位推测算法实现步行距离估计和步行方向估计，该算法具体步骤如下：

1)距离估计

一个估计行走距离的通用方法是进行步态识别然后将步树乘以步长，如公式(1)所示：

d＝n_s·l_s (1)

其中d是行走距离，n_s是步数，l_s是提前得知的步长；通过观测分析每一步的加速度特征来实现步态识别；考虑到手机放置位置对加速度的影响，它的影响使得加速度的绝对值总是呈现某种周期性的变化，区别只是在于每个周期对应几步；因此，将公式(1)进行修正为公式(2):

d＝n_p·l_p (2)

其中d是行走距离，n_p是周期个数，l_s是一个周期对应的行走距离；只要周期的个数与步行距离成比例关系；就可以将步态识别变成了检测周期；在此简化下，每个周期对应的行走距离可以通过类似测步长的方法提前训练获得；使用加速度的绝对值，能够容忍护送人员不同的持有手机方式；

2)方向估计

采取了使用平均转移矩阵作为近似的策略；首先，对陀螺仪的数据进行积分得出角位移；其次后同时监控三个轴的角位移以确定行人是否沿直线行走；在一个时间窗口内，若所有轴的角位移均没有超出一个提前确定的阈值，那么认为用户在走直线；然后，在用户走直线期间，对加速度值取平均值，假设得到的三个轴的平均加速度值分别是a,b,c,当检测到拐弯时，用户沿Z轴的角位移是其中x,y,z是第一步计算得到的角位移；此公式的原理在于，在直线行走时，平均加速度应该近似等于重力，因为重力是沿Z轴的向量，所以实际空间坐标的x轴为a,y轴为b,z轴为c.此过程倒过来就可以恢复出Z轴的角位移；

在航位推测算法检测到新的步态或新的拐弯后，地图匹配算法会将这部分信息结合以更新用户的当前位置；

首先，给出以下几个定义：

1)地图：地图M是二维欧式平面的一个点集，用三元组(V,L,E)描述，其中V是顶点的集合，L:V→R²表示顶点的位置，是边集，包含了顶点之间存在的直线路线；一个点被称为在地图上上当且仅当这个点是地图的顶点或地图的边上；

2)步行路径：步行路径W定义为二维空间的点的一个序列以及每个点关联的时间戳；点表示为(x₁,y₁),(x₂,y₂),····,(x_n,y_n),时间戳分别为t₁,t₂,···,t_n。

3)地图匹配：步行路径W与地图M的地图匹配是一个函数f，该函数将W的点映射为M的点；如果映射后的路径f(w)能够将w使用以下变换的某种组合而得到，则称地图匹配为精确的：1)平移，2)绕任意垂直于地面平面的轴的旋转；一个地图匹配被称为正确的当且仅当它是精确的且与真实路线一致；

假设航位推测方法没有误差，即估计的距离准确无误，方向准确无误；但是也可能存在有多个精确匹配从而导致无法确定哪个是正确的；为此，引入位置修正的概念，可以通过查询GPS模块得到；

位置修正：一个位置修正P是一对点(P₁,P₂),其中P₁是路径W中的点，P₂是地图M上的点；如果用户的位置在地图匹配中被映射到地图上的点P₂，则称位置修正(P₁,P₂)被满足了；

位置修正的直观含义是将用户的一个位置“钉”在地图上；给定两个位置和其中且则路径W和地图M之间最多存在一个精确地图匹配能够同时满足p^/和P^//；

根据上述算法的说明，具体执行按照以下的步骤进行：

初始路线：在算法开始阶段，我们从GPS模块获得一个初始位置，并得到一个可能的路线集合；穷举地图上所有可能的用户位置，并穷举所有通过这些用户位置的路线；在此，一条路线包含一个＂当前位置＂和一个＂当前路段＂；将每条路线的误差设置为GPS的误差限值；送这个误差在成功匹配一个拐弯后将被设置为0；

前进一步：当航位推测模块检测到新的步态后，尝试将此步添加到所有可能的路线上；对每条路线，将其＂当前位置＂沿着＂当前路段＂的方向挪动一个步长的距离；对于任意路线，倘若挪动后的点依然在它的当前路线上，则不作任何处理；否则，将捜索当前路段的紧邻的路段以查看是否在角度误差容忍范围内用户有可能走到其他路段上了；对于任意这种可能的路段，将新生成一个路线加入到可能路线列表中；如果没有这种可能的路段，则对当前路线进行误差积累，将误差值添加一个步长的长度，若超过了误差限值，则将当前路线从可能路线列表中剔除；

拐弯：若检测到用户拐弯，则将此拐弯添加到所有可能的路线上；对于每一个可能路线，检查其＂当前位置＂离拐弯路口，即当前路段的两个端点的距离是否在拐弯误差内；若不在，则当前路线被剔除出可能路线列表中，否则寻找拐弯路口所有可能的拐弯路段：要求拐弯頓度应该在航位推测报告的拐弯角度加/减角度误差；对于每一个符合条件的路段，生成一条新的可能路线；而倘若没有符合条件的路段，则将当前路线剔除；

GPS更新：当新的GPS坐标到达时，检查所有可能路线看是否GPS位置离其的＂当前位置＂在一定范围内，即距离误差限值加上GPS误差限值；如果不是，剔除对应路线；

若在经过某个操作后，所有路线均被剔除，则系统需要重新通过查询GPS坐标来启动；有两个情况需要进一步考虑；第一，新的步态和新的拐弯有可能同时到；解决方法是忽略掉转弯过程中的步态，第二，由于误差容忍机制，可行路线的列表有可能会变得非常大；在这种情况下，通过查询GPS位置来减少可能的路线。

基于APP的病人护送示踪管理系统的控制方法，包括如下步骤：

1)医生开出检查、操作医嘱信息，示踪系统需要间隔定期扫描取得相关信息；首先需要新增护送中心系统支持，可以查询全院的工作信息；另外医生开出的相关医嘱分成两类获取，一类是提前开出即已预约需要自动形成流程计划，另一类是临时开出需立即处理的消息即时推送，红色显示出该条记录，登记护工、预约检查时间等信息，登记完成自动形成消息推送给相应病人端、主治医生端、责任护士端、责任护工端；

2)每天需实时将每个病区的护送信息发送到护送中心，中心按生成的护送计划排班，推送给各个护送员；相关流程需要进行时点、相关信息的记录；

3)患者离开病区时，由护工APP扫描患者腕带，记录患者信息、护送人员信息、时间，自动关联相关任务，需要护士端确认相关信息并记录，需判断检查时间，需不能超出一定限定时间，否则不能登记，且需要护士审核确认病人病情符合离开才能离开病区；

4)送达指定区域后，指定区域需要有客户端角色，使用无线扫描枪扫描患者腕带自动登记本区域时间段内符合相关记录信息，记录患者信息、护送人员信息、时间；

5)辅助检查的医生扫描患者腕带，开始操作并记录，确认患者已开始该项检查的信息；

6)辅助检查的医生扫描下一个病人时，代表前一个病人已完成检查，系统自动处理，如果病人需要护工继续护送，辅助检查科室扫描病人腕带，发送待护送信息推送给所有护送人员APP，护送人员按自己所处位置可以“抢单”确认，护送人员到岗后扫描病人腕带并由其负责护送回病区或者护送去下一检查科室；

7)病区需要接收已完成检查的病人，护送中心、病人所在病区的工作站悬浮窗口，显示相关信息，需要护士扫描病人腕带，完成护送检查流程；

8)对于已完成检查，超时未回到原病区且护士未进行回病区确认扫描的，推送消息给病人APP及护士长APP提醒。

本发明的有益效果是:

1、提升护送效率、改善辅助科室秩序。

2、辅助检查、操作(如手术等)过程中可校验核准患者信息(安全性)，及时准确的记录下来各状态的时间，并实现智能化的计划安排。

3、通过移动功能特性，可以扩展实现相关医疗信息的整合与展现。(如危机值推送和确认、医护及病人的“任务(如用药、护理等)”提醒以及呼叫互动等)，另外可以实现移动查房、办公自动化等功能的整合。

附图说明

图1是住院病人护送系统设计流程图；

图2是护送派单登记图；

图3是派单登记图；

图4是护送中心分配人员手机端应用管理系统界面图；

图5是护送人员手机端应用管理系统界面图；

图6是护士临时发起一个新的任务单界面图；

图7是PC端申请单界面图；

图8是管理员扫码并点出发回病房或者ICU界面图；

图9是检查科室人员PC端派送订单管理系统界面图；

图10是精确护送病人定位系统结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

一种病人护送示踪管理系统,该系统包括护送中心PC端派送管理系统、护送中心分配人员手机端应用管理系统、护送人员手机端应用管理系统以及病区护士、手术室护士、手术室管理人员、检查科室人员PC端派送订单管理系统结合网络通信技术、扫码技术、手机定位技术来实现智能化病人护送管理系统。该系统设计了基于智能手机的精确护送病人定位系统，为护送病人的精确定位以及合理调配护送任务奠定了技术基础。

护送中心PC端派送管理系统结合通过网络通信技术获取包括医生站数据和手术系统数据等护送病人的需求信息完成派送单登记管理界面形成派单登记。

护送中心分配人员手机端应用管理系统根据派单登记实现科室检查护送订单管理。

护送人员手机端应用管理系统实现护送人员护送任务,实现病人护送过程的实时监控。

病区护士PC端派送订单管理系统：根据医生提前开出的明日检查单，手术单，护士在PC端提前登记：完成是否单独送、批量送和是否需要护送人员接回等标志。

手术室护士PC端派送订单管理系统:手术室护士向病区和护送中心同时发出信息，告知可以将病人带到手术。

手术室管理员PC端派送订单管理系统:患者走出手术室，管理员扫码并点出发回病房或者ICU。

检查科室人员PC端派送订单管理系统:建立本科室所有进入检查状态的列表。

设计了基于智能手机的精确护送病人定位系统，该系统结合手机的加速度仪、陀螺仪、GPS模块与医院的数字地图相结合，采用航位推测算法和医院数字地图匹配算法，大大提升了GPS的定位精度，为系统的护送人员智能合理化分配以及精确定位提供了技术保障。

此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做

出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

护送中心PC端派送管理系统通过网络通信技术获取包括医生站数据和手术系统数据等护送病人的需求信息。护送中心PC端派送管理系统根据获取得相关信息产生如下的护送派单登记，如图2所示。

复制按钮，用于对当前选中的行进入复制，譬如自动将某行检查的复制一条检查计费信息；

派单按钮，用于对选择列打钩的订单进行分配配送人员。

批送标记值：单—VIP必须1个人护工专职送一个患者，批—一个护工可以同时送多个患者

接回标志：接回表示该患者检查完毕之后需要送回

状态：用不同的符号表示该派送单的状态，

检查状态：派单中，接单中，送检中，检查，完毕，返回等；

手术状态：派单中，接单中，手术路上，手术中，手术完毕，苏醒中，返回等。

护送类别：

检查：由病区护士发起，送病人去做相关检查科室做检查；

手术：由手术室护士发起，送病人去手术室做手术；

检查计费：由检查科室发起，送手工检查单去收费处交给收费员划价计费；譬如：内镜检查的时候检查人员希望做个病理检查，这个时候发起一个病理单，让护送人员送往收费处做检查。

检查预约：由病区护士发起，送手工检查单去检查科室预约具体的检查时间。

出院带药：为出院病人送出院带药。

后台还需存储的字段：住院号、病人ID、姓名、性别、年龄、病区名称、床位号、诊断、检查项目、开单医生、手术名称、联系电话、护送单ID、护送日期等。

根据上述信息，形成派单登记，如图3所示。

派送要求预先满足如下的基础设置：

(1)权重设置：不同的检查项目、批量送和VIP单独送设置不同权重；

(2)护送人员设置：需要设置不同的病区、检查科室、检查项目。

护送要求满足护送队分组规则：

这个分组规则主要是护送中心人员分配护送人员的时候需要根据分组规则自动过滤待分配的人员。

第一种：护送人员按照病区分组，每组一般XX人，每组负责XX个病区；

第二种：护送人员按照检查项目分组，每组一般XX人，按照检查科室、检查项目分工；

第三种：是否上面的其他元素要求分组，程序可否做活，由实施任意定义规则，保留扩展性。

上述的护送中心分配人员手机端应用管理系统。实现如图4的APP管理功能。

根据如下的派单算法，进行派单分配管理

第一：就近原则：减少送单人员来回的时间浪费，最好可以做到室内定位，通过目地的与送单人所处位置计算出最佳路径；通过上一单抵达结束地点有效时间内离新任务单最近人员优先；正在前往尚未出发的上一单目的地与新任务单最近人员优先；

第二：空闲优先原则：同组队员优先提示分单人最空闲的人员前往接患者；

第三：假设同一个护送人员同一单接了多个患者，抵达第一个患者现场发现需要VIP单独接送，护送人员可否将其他患者释放回共享池，并通知护送中心。

护送人员手机端应用管理系统实现如图5的功能：

第一页：接到任务单确定是否接任务。

第二页：接到患者通过扫码确定身份

第三页：抵达检查科室或者送回病房之后，扫描检查科室码或床边码确认已经到达。

病区护士PC端派送订单管理系统，完成如下的功能：

根据医生提前开出的明日检查单，手术单，护士在PC端提前登记：完成是否单独送、批量送和是否需要护送人员接回等标志。根据医嘱自动生成以下列表：

护送类别：检查、手术、检查预约、检查计费

病区：{下拉}床位号：住院号：姓名：检查项目：{下拉}

如遇急诊或者当天由于某种原因需要临时叫护送中心人员过来接病人去检查，需要护士临时发起一个新的任务单。如图6所示。

手术室护士PC端派送订单管理系统，完成如下的功能：

手术室护士向病区和护送中心同时发出信息，告知可以将病人带到手术。如图7所示。

手术室管理员PC端派送订单管理系统，完成如图8的功能：第一页：患者走出手术室，管理员扫码并点出发回病房或者ICU。

检查科室人员PC端派送订单管理系统，完成如图9的功能：第一页：点开显示本科室所有进入检查状态的列表。

为了更好的监测派送任务以及对病人检查情况的确认，本示踪系统实现了如下的功能接口:检查预约相关信息从HIS系统中取得，危机值相关信息从PACS、LIS系统中取得，医嘱等信息从CIS系统中取得。接口类型分为两类，一类是提供标准接口，第三方配合；另一类是非标对接。

该示踪系统通过病人腕带扫描技术实现了病人信息及核对。具体流程如下：

1)医生开出检查、操作(如手术等)医嘱信息，示踪系统需要间隔定期扫描取得相关信息(有HIS厂商支持的可以做成WEBSERVICE接口推送消息)。

说明：首先需要新增护送中心系统支持，可以查询全院的工作信息。另外医生开出的相关医嘱分成两类获取，一类是提前开出即已预约需要自动形成流程计划，另一类是临时开出需立即处理的消息即时推送(可以红色显示出该条记录，登记护工、预约检查时间等信息，登记完成自动形成消息推送给相应病人端、主治医生端、责任护士端、责任护工端)。

2)每天需实时将每个病区的护送信息发送到护送中心，中心按生成的护送计划排班，推送给各个护送员。相关流程需要进行时点、相关信息的记录。

3)患者离开病区时，由护工APP扫描患者腕带(记录患者信息、护送人员信息、时间)，自动关联相关任务，需要护士端确认相关信息并记录(目的是需判断检查时间，需不能超出一定限定时间，否则不能登记，且需要护士审核确认病人病情符合离开才能离开病区，提升质量控制)。

4)送达指定区域后，指定区域需要有客户端角色(使用无线扫描枪)扫描患者腕带自动登记本区域时间段内符合相关记录信息(记录患者信息、护送人员信息、时间)。

5)辅助检查的医生扫描患者腕带(需要相关接口，目的是第三方PACS系统核对病人信息)，开始操作并记录(确认患者已开始该项检查的信息)

6)辅助检查的医生扫描下一个病人时，代表前一个病人已完成检查(系统自动处理)，如果病人需要护工继续护送，辅助检查科室扫描病人腕带，发送待护送信息推送给所有护送人员APP，护送人员按自己所处位置可以“抢单”确认，护送人员到岗后扫描病人腕带并由其负责护送回病区或者护送去下一检查科室。

7)病区需要接收已完成检查的病人(护送中心、病人所在病区的工作站悬浮窗口)显示相关信息，需要护士扫描病人腕带，完成护送检查流程。

8)对于已完成检查，超时未回到原病区且护士未进行回病区确认扫描的，推送消息给病人APP及护士长APP提醒。

基于智能手机的精确护送病人定位系统的设计：GPS是当前智能手机的定位系统，它在精度上有局限性，容易受到墙壁、树木或其他障碍物的影响，实测误差精度可能超过25米，这对该示踪系统对病人护送的优化整合和精确定位带来很大的不利，为此，专门设计了结合医院数字地图的精确护送病人定位系统。该系统通过基于航位推测算法和地图匹配算法，大大提升了定位精度，定位误差少于5m。

该系统的结构图如图10所示：

该系统包括航位推测模块和地图匹配模块，航位推测模块包括步态检测、转弯检测和角位移。

当用户行走时，手机上的加速度仪和陀螺仪实时采集样本发送给航位推测模块，后者将实时处理数据。它一方面监测加速度数据检测用户是否移动了一步，如果是则报告给地图匹配模块，另一方面监测陀螺仪数据确定用户是否转弯，如果是，则需要使用加速度数据旋转手机的坐标系，然后计算出角度位移，接着将角度位移报告给地图匹配模块。一个角度位移数据的报告形如“转弯，向左，80。＂。

地图匹配模块将所有信息结合起来用来算用户的当前位置。基于地图信息，它可以记录下用户所有可能的路线，然后在观测到新的步子或新的转弯时更新用户的位置。当用户需要自己的位置但系统无法在可能的路线中区分出哪条是正确时，系统向GPS模块获取读数L义消除歧义。

可以看到，在四个输入信息(加速度仪，陀螺仪，地图和GPS)中，地图信息可以—次请求多次使用；GPS仅仅只在系统需要但无法分辨哪一条路是正确时才会被使用。另外两个信息虽然经常需要更新，但加速度仪和陀螺仪的耗能较GPS要少的多。因此，该系统也是高效节能的。

通过该系统的航位推测算法，实现步行距离估计和步行方向估计，而且不要求手机的放置位置。该算法原理如下：

(1)距离估计

一个估计行走距离的通用方法是进行步态识别然后将步树乘以步长，如公式(1)所示：

d＝n_s·l_s (1)

其中d是行走距离，n_s是步数，l_s是提前得知的步长。为此，步态识别是关键，这可以通过观测分析每一步的加速度特征来实现。考虑到手机放置位置对加速度的影响，它的影响使得加速度的绝对值总是呈现某种周期性的变化，区别只是在于每个周期对应几步。因此，将公式(1)进行修正为公式(2):

d＝n_p·l_p (2)

其中d是行走距离，n_p是周期个数，l_s是一个周期对应的行走距离。只要周期的个数与步行距离成比例关系。就可以将步态识别变成了检测周期大大简化了问题。在此简化下，每个周期对应的行走距离可以通过类似测步长的方法提前训练获得。使用加速度的绝对值，而不是某个方向的值，能够容忍护送人员不同的持有手机方式。因为无论手机朝哪个方向，其加速度的绝对值是一样的。

(2)方向估计

手机的不同朝向为方向估计带来了挑战。一方面，陀螺仪的数据是相对于手机本身的坐标系而言的，它与实际空间的坐标系不同。为了修正两种坐标系的不同，采取了使用平均转移矩阵作为近似的策略。首先，对陀螺仪的数据进行积分得出角位移。其次后同时监控三个轴的角位移以确定行人是否沿直线行走。在一个时间窗口内，若所有轴的角位移均没有超出一个提前确定的阈值，那么认为用户在走直线。然后，在用户走直线期间，对加速度值取平均值，假设得到的三个轴的平均加速度值分别是a,b,c,当检测到拐弯时，用户沿Z轴的角位移是其中x,y,z是第一步计算得到的角位移。此公式的原理在于，在直线行走时，平均加速度应该近似等于重力，因为重力是沿Z轴的向量，所以实际空间坐标的x轴为a,y轴为b,z轴为c.此过程倒过来就可以恢复出Z轴的角位移。

在航位推测算法检测到新的步态或新的拐弯后，地图匹配算法会将这部分信息结合以更新用户的当前位置。

首先，给出以下几个定义：

(1)地图：地图M是二维欧式平面的一个点集，用三元组(V,L,E)描述，其中V是顶点的集合，L:V→R²表示顶点的位置，是边集，包含了顶点之间存在的直线路线。一个点被称为在地图上上当且仅当这个点是地图的顶点或地图的边上。

(2)步行路径：步行路径W定义为二维空间的点的一个序列以及每个点关联的时间戳。点表示为(x₁,y₁),(x₂,y₂),....,(x_n,y_n),时间戳分别为t₁,t₂,…,t_n.

(3)地图匹配：步行路径W与地图M的地图匹配是一个函数f，该函数将W的点映射为M的点。如果映射后的路径f(w)能够将w使用以下变换的某种组合而得到，则称地图匹配为精确的：1)平移，2)绕任意垂直于地面平面的轴的旋转。一个地图匹配被称为正确的当且仅当它是精确的且与真实路线一致。

假设航位推测方法没有误差，即估计的距离准确无误，方向准确无误。但是也可能存在有多个精确匹配从而导致无法确定哪个是正确的。为此，引入位置修正的概念，可以通过查询GPS模块得到。

位置修正：一个位置修正P是一对点(P₁,P₂),其中P₁是路径W中的点，P₂是地图M上的点。如果用户的位置在地图匹配中被映射到地图上的点P₂，则称位置修正(P₁,P₂)被满足了。

位置修正的直观含义是将用户的一个位置“钉”在地图上。给定两个位置和其中且则路径W和地图M之间最多存在一个精确地图匹配能够同时满足p^/和P^//。

实际运用中，不可避免存在误差，比如距离估计误差、方向估计误差以及GPS误差等等。需要对上述地图匹配算法进行修改。为了增加算法容忍误差的能力。将步行路径重新形式化，即将其形式化为一个增量变化的序列，其中的增量可以是前行一步，或拐弯。容错的基本思想是，为各种可能的错误设置阈值，然后穷举所有可能的路线。

根据上述算法的说明，具体执行按照以下的步骤进行：

初始路线：在算法开始阶段，我们从GPS模块获得一个初始位置，并得到一个可能的路线集合。因为在此阶段我们不知道用户的前进方向，因此将尝试所有可能的方向。考虑到GPS的误差，我们穷举地图上所有可能的用户位置，并穷举所有通过这些用户位置的路线。在此，一条路线包含一个＂当前位置＂和一个＂当前路段＂。考虑到GPS的误差，我们将每条路线的误差设置为GPS的误差限值。送这个误差在成功匹配一个拐弯后将被设置为0。

前进一步：当航位推测模块检测到新的步态后，我们尝试将此步添加到所有可能的路线上。对每条路线，我们将其＂当前位置＂沿着＂当前路段＂的方向挪动一个步长的距离。对于任意路线，倘若挪动后的点依然在它的当前路线上，则不作任何处理。否则，将捜索当前路段的紧邻的路段以查看是否在角度误差容忍范围内用户有可能走到其他路段上了。对于任意这种可能的路段，将新生成一个路线加入到可能路线列表中。如果是没有这种可能的路段，则对当前路线进行误差积累(将误差值添加一个步长的长度)，若超过了误差限值，则将当前路线从可能路线列表中剔除。

拐弯：若检测到用户拐弯，则将此拐弯添加到所有可能的路线上。对于每一个可能路线，我们检查其＂当前位置＂离拐弯路口(即当前路段的两个端点)的距离是否在拐弯误差内。若不在，则当前路线被剔除出可能路线列表中，否则寻找拐弯路口所有可能的拐弯路段：要求拐弯頓度应该在航位推测报告的拐弯角度加/减角度误差。对于每一个符合条件的路段，生成一条新的可能路线。而倘若没有符合条件的路段，则将当前路线剔除。

GPS更新：当新的GPS坐标到达时，检查所有可能路线看是否GPS位置离其的＂当前位置＂在一定范围内(距离误差限值加上GPS误差限值)。如果不是，剔除对应路线。

若在经过某个操作后，所有路线均被剔除，则系统需要重新通过查询GPS坐标来启动。有两个情况需要进一步考虑。第一，新的步态和新的拐弯有可能同时到。这种情况实际上发生过，在用户慢慢转弯时。我们的解决方法是忽略掉转弯过程中的步态，因为我们发现在转弯时一步的位移非常短，由忽略引起的误差较小。第二，由于我们的误差容忍机制，可行路线的列表有可能会变得非常大。在这种情况下，我们通过查询GPS位置来减少可能的路线。

该定位系统的实施，为系统对护送人员的精确定位以及机动优化分配护送人员的护送任务打下了技术基础。

Claims (4)

1.一种基于APP的病人护送示踪管理系统，其特征在于，包括：

护送中心PC端派送管理系统：结合通过网络通信技术获取包括医生站数据和手术系统数据等护送病人的需求信息完成派送单登记管理界面形成派单登记；

护送中心分配人员手机端应用管理系统：根据派单登记实现科室检查护送订单管理；

护送人员手机端应用管理系统：实现护送人员护送任务,实现病人护送过程的实时监控；

病区护士PC端派送订单管理系统：根据医生提前开出的明日检查单，手术单，护士在PC端提前登记：完成是否单独送、批量送和是否需要护送人员接回等标志；

手术室护士PC端派送订单管理系统:手术室护士向病区和护送中心同时发出信息，告知可以将病人带到手术；

手术室管理员PC端派送订单管理系统:患者走出手术室，管理员扫码并点出发回病房或者ICU；

检查科室人员PC端派送订单管理系统:建立本科室所有进入检查状态的列表；

基于智能手机的精确护送病人定位系统：结合手机的加速度仪、陀螺仪、GPS模块与医院的数字地图，采用航位推测算法和医院数字地图匹配算法。

2.根据权利要求1所述的基于APP的病人护送示踪管理系统，其特征在于，所述基于智能手机的精确护送病人定位系统具体为：

包括航位推测模块和地图匹配模块，航位推测模块包括步态检测、转弯检测和角位移；

当用户行走时，手机上的加速度仪和陀螺仪实时采集样本发送给航位推测模块，后者将实时处理数据；它一方面监测加速度数据检测用户是否移动了一步，如果是则报告给地图匹配模块，另一方面监测陀螺仪数据确定用户是否转弯，如果是，则需要使用加速度数据旋转手机的坐标系，然后计算出角度位移，接着将角度位移报告给地图匹配模块；

地图匹配模块将所有信息结合起来用来算用户的当前位置；基于地图信息，它可以记录下用户所有可能的路线，然后在观测到新的步子或新的转弯时更新用户的位置；当用户需要自己的位置但系统无法在可能的路线中区分出哪条是正确时，系统向GPS模块获取读数来消除歧义。

3.一种如权利要求2所述的基于APP的病人护送示踪管理系统的航位推测算法，其特征在于，航位推测算法实现步行距离估计和步行方向估计，该算法具体步骤如下：

1)距离估计

一个估计行走距离的通用方法是进行步态识别然后将步树乘以步长，如公式(1)所示：

d＝n_s·l_s (1)

其中d是行走距离，n_s是步数，l_s是提前得知的步长；通过观测分析每一步的加速度特征来实现步态识别；考虑到手机放置位置对加速度的影响，它的影响使得加速度的绝对值总是呈现某种周期性的变化，区别只是在于每个周期对应几步；因此，将公式(1)进行修正为公式(2):

d＝n_p·l_p (2)

其中d是行走距离，n_p是周期个数，l_s是一个周期对应的行走距离；只要周期的个数与步行距离成比例关系；就可以将步态识别变成了检测周期；在此简化下，每个周期对应的行走距离可以通过类似测步长的方法提前训练获得；使用加速度的绝对值，能够容忍护送人员不同的持有手机方式；

2)方向估计

采取了使用平均转移矩阵作为近似的策略；首先，对陀螺仪的数据进行积分得出角位移；其次后同时监控三个轴的角位移以确定行人是否沿直线行走；在一个时间窗口内，若所有轴的角位移均没有超出一个提前确定的阈值，那么认为用户在走直线；然后，在用户走直线期间，对加速度值取平均值，假设得到的三个轴的平均加速度值分别是a,b,c,当检测到拐弯时，用户沿Z轴的角位移是其中x,y,z是第一步计算得到的角位移；此公式的原理在于，在直线行走时，平均加速度应该近似等于重力，因为重力是沿Z轴的向量，所以实际空间坐标的x轴为a,y轴为b,z轴为c.此过程倒过来就可以恢复出Z轴的角位移；

在航位推测算法检测到新的步态或新的拐弯后，地图匹配算法会将这部分信息结合以更新用户的当前位置；

首先，给出以下几个定义：

1)地图：地图M是二维欧式平面的一个点集，用三元组(V,L,E)描述，其中V是顶点的集合，L:V→R²表示顶点的位置，是边集，包含了顶点之间存在的直线路线；一个点被称为在地图上上当且仅当这个点是地图的顶点或地图的边上；

2)步行路径：步行路径W定义为二维空间的点的一个序列以及每个点关联的时间戳；点表示为(x₁,y₁),(x₂,y₂),····,(x_n,y_n),时间戳分别为t₁,t₂,···,t_n。

3)地图匹配：步行路径W与地图M的地图匹配是一个函数f，该函数将W的点映射为M的点；如果映射后的路径f(w)能够将w使用以下变换的某种组合而得到，则称地图匹配为精确的：1)平移，2)绕任意垂直于地面平面的轴的旋转；一个地图匹配被称为正确的当且仅当它是精确的且与真实路线一致；

假设航位推测方法没有误差，即估计的距离准确无误，方向准确无误；但是也可能存在有多个精确匹配从而导致无法确定哪个是正确的；为此，引入位置修正的概念，可以通过查询GPS模块得到；

位置修正：一个位置修正P是一对点(P₁,P₂),其中P₁是路径W中的点，P₂是地图M上的点；如果用户的位置在地图匹配中被映射到地图上的点P₂，则称位置修正(P₁,P₂)被满足了；

位置修正的直观含义是将用户的一个位置“钉”在地图上；给定两个位置和其中且则路径W和地图M之间最多存在一个精确地图匹配能够同时满足p^/和P^//；

根据上述算法的说明，具体执行按照以下的步骤进行：

初始路线：在算法开始阶段，我们从GPS模块获得一个初始位置，并得到一个可能的路线集合；穷举地图上所有可能的用户位置，并穷举所有通过这些用户位置的路线；在此，一条路线包含一个＂当前位置＂和一个＂当前路段＂；将每条路线的误差设置为GPS的误差限值；送这个误差在成功匹配一个拐弯后将被设置为0；

前进一步：当航位推测模块检测到新的步态后，尝试将此步添加到所有可能的路线上；对每条路线，将其＂当前位置＂沿着＂当前路段＂的方向挪动一个步长的距离；对于任意路线，倘若挪动后的点依然在它的当前路线上，则不作任何处理；否则，将捜索当前路段的紧邻的路段以查看是否在角度误差容忍范围内用户有可能走到其他路段上了；对于任意这种可能的路段，将新生成一个路线加入到可能路线列表中；如果没有这种可能的路段，则对当前路线进行误差积累，将误差值添加一个步长的长度，若超过了误差限值，则将当前路线从可能路线列表中剔除；

拐弯：若检测到用户拐弯，则将此拐弯添加到所有可能的路线上；对于每一个可能路线，检查其＂当前位置＂离拐弯路口，即当前路段的两个端点的距离是否在拐弯误差内；若不在，则当前路线被剔除出可能路线列表中，否则寻找拐弯路口所有可能的拐弯路段：要求拐弯頓度应该在航位推测报告的拐弯角度加/减角度误差；对于每一个符合条件的路段，生成一条新的可能路线；而倘若没有符合条件的路段，则将当前路线剔除；

GPS更新：当新的GPS坐标到达时，检查所有可能路线看是否GPS位置离其的＂当前位置＂在一定范围内，即距离误差限值加上GPS误差限值；如果不是，剔除对应路线；

若在经过某个操作后，所有路线均被剔除，则系统需要重新通过查询GPS坐标来启动；有两个情况需要进一步考虑；第一，新的步态和新的拐弯有可能同时到；解决方法是忽略掉转弯过程中的步态，第二，由于误差容忍机制，可行路线的列表有可能会变得非常大；在这种情况下，通过查询GPS位置来减少可能的路线。

4.一种如权利要求1所述的基于APP的病人护送示踪管理系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)医生开出检查、操作医嘱信息，示踪系统需要间隔定期扫描取得相关信息；首先需要新增护送中心系统支持，可以查询全院的工作信息；另外医生开出的相关医嘱分成两类获取，一类是提前开出即已预约需要自动形成流程计划，另一类是临时开出需立即处理的消息即时推送，红色显示出该条记录，登记护工、预约检查时间等信息，登记完成自动形成消息推送给相应病人端、主治医生端、责任护士端、责任护工端；

2)每天需实时将每个病区的护送信息发送到护送中心，中心按生成的护送计划排班，推送给各个护送员；相关流程需要进行时点、相关信息的记录；

3)患者离开病区时，由护工APP扫描患者腕带，记录患者信息、护送人员信息、时间，自动关联相关任务，需要护士端确认相关信息并记录，需判断检查时间，需不能超出一定限定时间，否则不能登记，且需要护士审核确认病人病情符合离开才能离开病区；

4)送达指定区域后，指定区域需要有客户端角色，使用无线扫描枪扫描患者腕带自动登记本区域时间段内符合相关记录信息，记录患者信息、护送人员信息、时间；

5)辅助检查的医生扫描患者腕带，开始操作并记录，确认患者已开始该项检查的信息；

6)辅助检查的医生扫描下一个病人时，代表前一个病人已完成检查，系统自动处理，如果病人需要护工继续护送，辅助检查科室扫描病人腕带，发送待护送信息推送给所有护送人员APP，护送人员按自己所处位置可以“抢单”确认，护送人员到岗后扫描病人腕带并由其负责护送回病区或者护送去下一检查科室；

7)病区需要接收已完成检查的病人，护送中心、病人所在病区的工作站悬浮窗口，显示相关信息，需要护士扫描病人腕带，完成护送检查流程；

8)对于已完成检查，超时未回到原病区且护士未进行回病区确认扫描的，推送消息给病人APP及护士长APP提醒。