专利名称：基于网格的传染源查找方法及系统的制作方法
基于网格的传染源查找方法及系统技术领域：
本发明涉及一种查找方法，特别是涉及一种基于网格的传染源查找方法及系统。背景技术：
随着人们在医疗卫生方面的关注不断提高，各种各样的新旧传染病肆虐的报道在 人类社会中所引起极大的反响。如何面对、查找传染源以及并迅速平息传染病已经成为人 类社会急需解决的严峻课题。根据世界卫生组织的报道，大约有的疾病是由可以避免 的环境暴露造成的。我国是世界上传染病的大国之一，然而由于我国人口众多，地域广阔， 环境复杂，我国在传染病的查找，监控，治疗上一直落后于发达国家。近些年随着我国卫生部门，政府部门对传染病的关注不断提高，以及GIS技术的 不断发展和应用，为我国使用计算机监控查找流行病，传染病的应用带来了新的机遇和挑 战。然而在传统的传染源计算方面的研究主要是结合了地理信息方面的信息对流行 病进行分析，但是对大规模的疾病数据进行分析的效率不堪理想，以至于找到传染源的速 度比较慢。
发明内容基于此，有必要提供一种快速查找传染源的传染源查找方法。另外，还有必要提供一种快速查找传染源的传染源查找系统。—种基于网格的传染源查找方法，包括以下步骤采集传染信息并导入网格资源 池的节点中；根据所述采集传染信息分配查找任务；根据分配的查找任务利用所述节点进 行计算确定传染源。优选地，根据所述采集传染信息分配查找任务的步骤包括根据所述采集传染信 息分割查找任务为子任务；对所述节点进行查询获得空闲节点，并调度所述子任务至所述 空闲节点中。优选地，所述根据分配的查找任务对所述利用节点进行计算确定传染源的步骤 包括根据所述采集传染信息选取备选顶点并构成顶点集合；根据所述顶点集合形成凸区 域，并计算所述凸区域的周长；比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域作为传 染源。优选地，在所述根据所述顶点集合形成凸区域，并计算所述凸区域的周长的步骤 之后包括存储所述凸区域的周长和顶点集合的信息。优选地，在存储所述周长和顶点集合的信息的步骤之后包括判断所述子任务是 否完成，是，则进入比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域作为传染源的步 骤；否，则等待所述子任务执行完毕。一种基于网格的传染源查找系统，包括采集模块，用于采集传染信息；数据库， 用于存储所述传染信息；分配模块，用于根据所述采集传染信息分配查找任务；计算模块，用于根据分配的查找任务利用所述节点进行计算确定传染源。优选地，所述分配模块包括分割单元用于根据所述采集传染信息分割查找任 务为子任务；调度单元用于对所述节点进行查询获得空闲节点，并调度所述子任务至所 述空闲节点中。优选地，所述计算模块包括顶点集合计算单元，用于根据所述采集传染信息选取 备选顶点并构成顶点集合；凸区域周长计算单元，用于根据所述顶点集合形成凸区域，并计 算所述凸区域的周长；比较单元，用于比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域 作为传染源。优选地，所述计算模块还包括存储单元，用于存储所述凸区域的周长和顶点集合 的信息。优选地，所述计算模块还包括判断单元，用于判断所述子任务是否完成，是，则进 入比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域作为传染源的步骤；否，则等待所述 子任务执行完毕。采用传染源的查找方法和系统，通过网格资源池的节点并行执行计算，大大的提 高了运输速度和效率，可快速的查找并确认传染源。
图1为基于网格的传染源查找方法的流程图；图2为图1中步骤B的具体流程图；图3为一实施例中的网格代理服务器的调度示意图；
图4为图1中步骤C的具体流程图；图5为一实施例中凸区域周长算法的示意图；图6为图1中步骤C 一实施例的方法流程图；图7为图1中步骤C另一实施例的方法流程图；图8为基于网格的传染源查找系统的详细模块图。
具体实施方式请结合附图1，一种基于网格的传染源查找方法，包括以下步骤A 采集传染信息并导入网格资源池的节点中。采集所有被传染病人的发病时间点 之前一段时间t内的传染信息，即历史轨迹点信息，该时间t可以为1个星期、一个月或1个 季度等。该历史轨迹点信息包括相互关联信息有轨迹点唯一标识DPID，时间点，轨迹点的 空间位置，被传染病人唯一标识SPID，被传染病人姓名，被传染的身份证号码，被传染的通 讯地址等信息，然后建立病人历史轨迹信息数据库，并将该数据库导入到网格资源池的各 个节点中，在具体的实施例中，对于同一个集群内的机器，利用NFS(Network File System) 进行数据共享，对于不同的集群间的数据共享则通过远程数据库连接或基于WebService 的数据网格进行通信。B 根据采集传染信息分配查找任务。通过网格代理服务器，根据所采集的传染信 息进行查找任务的分配，使每个网格资源池的节点都充分利用，提高利用率。C 根据分配的查找任务利用节点进行计算确定传染源。把查找任务分配到网格资源池的节点，则网格资源池的节点并行执行计算，并确定传染源。网格资源池的节点并行执 行计算，大大的提高了运输速度和效率，可快速的查找并确认传染源。请参阅附图2和3，在一实施例中，上述步骤B包括Bi，根据采集传染信息分割查找任务为子任务。网格代理服务器将查找任务自适 应分割成子任务，具体的，根据所有被传染病人的传染信息获取历史轨迹点个数，根据历史 轨迹点的个数对应分割成同等数量的子任务，即每一个历史轨迹点对应一个子任务，将每 个子任务所对应的历史轨迹点设为该子任务的“右极点”。例如，共有N个被传染病人，且N 个被传染病人的全部历史轨迹点个数为K个，则把查找任务按照历史轨迹点的个数K分割 成K个子任务，每个子任务所对应的历史轨迹点设为该子任务的“右极点”。B2，对节点进行查询获得空闲节点，并调度子任务至该空闲节点中。网格代理服务 器对节点进行查询，寻找空闲节点，若发现空闲节点，则自适应调度子任务至该空闲节点。 具体地，通过网格代理服务器的批处理作业系统，将子任务在一个队列中进行排队；通过对 各个网格虚拟组织的动态资源进行组织，实现网格资源的整合，再通过网格代理服务器的 网格资源管理模块进行空闲节点查询，一旦发现空闲节点，则把队列中的子任务动态的调 度至该空闲节点上并进行计算，提高运算的效率。请参阅附图4和5，在一实施例中，上述步骤C包括Cl 根据采集传染信息选取备选顶点并构成顶点集合。具体地，将所有被传染病人 的传染信息的轨迹点唯一标识DPID和轨迹点的空间位置导入于地理图形界面上。选取一 个子任务，根据该子任务中已经确认的“右极点”的DPID，假设该“右极点”属于被传染病人 K上的轨迹，那么依次选择每一个被传染病人bj(其中0 < j < n，j兴i，η为被传染病人 总数)的轨迹点的空间位置中离“右极点，，最近的且在“右极点，，左侧的轨迹点的DPID，把 这些所有符合要求的DPID作为疾病传播凸区域的备选顶点，这些备选顶点的信息汇集则 为顶点集合。其中，结合附图5与一具体例子详细阐述“右极点”及在其左侧的DPID的选取方 法。首先，把被传染病人的所有轨迹点的DPID和空间位置导入于一地理图形界面上，并选 取一个子任务，在该子任务中的“右极点”的DPID为P1，设P1对应于病人Id1 ；然后，以该地理 图形界面的正视方向为参考，上北下南，左西右东，则以所选取的“右极点"P1且以南北方向 为界；最后，依次在属于传染病人b2、b3、b4、· · · bn的轨迹点中选择在“右极点"P1左侧(即 西边)的DPID为备选顶点P2、P3. . . Pn，把所有的备选顶点汇集则为顶点集合。C2 根据顶点集合形成凸区域，并计算所述凸区域的周长。具体地，根据顶点集合 形成凸区域，结合附图5，在本实施例中，该凸区域形成的具体方法如下首先，过右极AP1 开始，连接P1与其它所有的顶点集合中的DPID。其次，过P1连接与其它所有的顶点集合中 的DPID (即P2、P3. . . Pn)，方向为以P1正北的射线方向所形成夹角，按照所形成的夹角大小 排序。然后，假设该夹角排序后所对应的DPID为P2、P3、P4、P5，连接P1P2，并记录长度SUMpip2 ；连接P2P3，判断相对于是否在@2的逆时针方向处(即@2的左侧)，是，则认为该P1P2P3同属于一个凸区域中，SUM = SUMP1P2+SUMP2P3，否，则认为P3不属于同一个凸区域上，且删除P2，SUM = SUMpip3 ；在本实施例中，相对于@2为@2的逆时针方向(即@2的左侧)，则&相对于P1同属于同一个凸区域。连接P3P4,反4相对于斤3位于斤3的顺时针方向(即忍P3的右侧)，则删除P3，SUM = SUMP1P2+SUMP2P4 ；连接P4P5，忍&相对于尽P4 (因为P3已经被删除，不属于同一个凸区域)位于@4的顺时针方向处(即的右侧)，则&相对 于己不属于同一凸区域，删除P4,此时，SUM = SUMP1P2+SUMP2P5。最后，按照上述判断方法依 次类推的寻找符合的同一凸区域的顶点，并计算所有在同一凸区域顶点的长度，为一个凸 区域周长SUM。按照上述的方法计算获得所有凸区域的周长SUM1, SUM2, SUM3. . . SUMn。C3 比较凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域作为传染源。具体地，逐个比 较所有凸区域的周长，周长最短的，则该凸区域为传染源。请参阅图6，在一实施例中，基于上述方案，在步骤C2之后包括C21 存储凸区域的周长和顶点集合的信息。具体地，网格资源池的节点把计算出 来的凸区域周长和在该凸区域周长内的顶点反馈至网格代理服务器，且按照一定的元组进 行存储，该存储模式为< 凸区域周长，在凸区域顶点集合中的各个顶点的DPID〉。请参阅图7，在一实施例中，基于上述方案，在存储凸区域的周长和顶点集合的信 息的步骤之后包括C22:判断子任务是否完成，是，则进入比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应 的凸区域作为传染源的步骤；否，则等待子任务执行完毕。采用上述方法，通过网格资源池的节点并行技术，可快速的查询到传染源。请参阅附图8，基于此，还有必要提供一种基于网格的传染源查找系统，包括采集模块，用于采集传染信息。具体地，采集所有被传染病人的发病时间点之前 一段时间t内的传染信息，即历史轨迹信息，该时间t可以为1个星期、一个月或1个季度 等。该历史轨迹信息包括相互关联信息有轨迹点唯一标识DPID，时间点，被传染病人的空 间位置，被传染病人唯一标识SPID，被传染病人姓名，被传染的身份证号码，被传染的通讯 地址等信息。数据库，用于存储所述传染信息。分配模块，用于根据所述采集传染信息分配查找任务。通过提供网格代理服务器， 根据所采集的传染信息进行查找任务的分配，使每个网格资源池的节点都充分利用，提高 利用率。具体地，该分配模块还包括分割单元用于根据所述采集传染信息分割查找任务为子任务。网格代理服务器 将查找任务自适应分割成子任务，具体的，根据被传染病人的传染信息获取历史轨迹点个 数，根据历史轨迹点的个数对应分割成同等数量的子任务。调度单元用于对所述节点进行查询获得空闲节点，并调度所述子任务至所述空 闲节点中。网格代理服务器对节点进行查询，寻找空闲节点，若发现空闲节点，则自适应调 度子任务至该空闲节点。计算模块，用于根据分配的查找任务利用所述节点进行计算确定传染源。把查找 任务分配到网格资源池的节点，则网格资源池的节点并行执行计算，并确定传染源。具体 地，该技术模块还包括顶点集合计算单元，用于根据所述采集传染信息选取备选顶点并构成顶点集合。凸区域周长计算单元，用于根据所述顶点集合形成凸区域，并计算所述凸区域的 周长。
比较单元，用于比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域作为传染源。存储单元，用于存储所述凸区域的周长和顶点集合的信息。具体地，网格资源池的 节点把计算出来的凸区域周长和在该凸区域周长内的顶点反馈至网格代理服务器。判断单元，用于判断子任务是否完成，则进入比较所述凸区域的周长，将周长最短 所对应的凸区域作为传染源的步骤；否，则等待子任务执行完毕。采用上述计算方案，通过节点的并行计算，可快速的查找传染源。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种基于网格的传染源查找方法，其特征在于，包括以下步骤 采集传染信息并导入网格资源池的节点中；根据所述采集传染信息分配查找任务； 根据分配的查找任务利用所述节点进行计算确定传染源。
2.根据权利要求1所述的基于网格的传染源查找方法，其特征在于，根据所述采集传 染信息分配查找任务的步骤包括根据所述采集传染信息分割查找任务为子任务；对所述节点进行查询获得空闲节点，并调度所述子任务至所述空闲节点中。
3.根据权利要求1所述的基于网格的传染源查找方法，其特征在于，所述根据分配的 查找任务对所述利用节点进行计算确定传染源的步骤包括根据所述采集传染信息选取备选顶点并构成顶点集合； 根据所述顶点集合形成凸区域，并计算所述凸区域的周长； 比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域作为传染源。
4.根据权利要求3所述的基于网格的传染源查找方法，其特征在于，在所述根据所述 顶点集合形成凸区域，并计算所述凸区域的周长的步骤之后包括存储所述凸区域的周长和顶点集合的信息。
5.根据权利要求4所述的基于网格的传染源查找方法，其特征在于，在存储所述周长 和顶点集合的信息的步骤之后包括判断所述子任务是否完成，是，则进入比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸 区域作为传染源的步骤；否，则等待所述子任务执行完毕。
6.一种基于网格的传染源查找系统，其特征在于，包括 采集模块，用于采集传染信息；数据库，用于存储所述传染信息；分配模块，用于根据所述采集传染信息分配查找任务；计算模块，用于根据分配的查找任务利用所述节点进行计算确定传染源。
7.根据权利要求6所述的基于网格的传染源查找系统，其特征在于，所述分配模块包括分割单元用于根据所述采集传染信息分割查找任务为子任务； 调度单元用于对所述节点进行查询获得空闲节点，并调度所述子任务至所述空闲节 点中。
8.根据权利要求6所述的基于网格的传染源查找系统，其特征在于，所述计算模块包括顶点集合计算单元，用于根据所述采集传染信息选取备选顶点并构成顶点集合； 凸区域周长计算单元，用于根据所述顶点集合形成凸区域，并计算所述凸区域的周长；比较单元，用于比较所述凸区域的周长，将周长最短所对应的凸区域作为传染源。
9.根据权利要求8所述的基于网格的传染源查找系统，其特征在于，所述计算模块还 包括存储单元，用于存储所述凸区域的周长和顶点集合的信息。
10.根据权利要求9所述的基于网格的传染源查找系统，其特征在于，所述计算模块还包括判断单元，用于判断所述子任务是否完成，是，则进入比较所述凸区域的周长，将周长 最短所对应的凸区域作为传染源的步骤；否，则等待所述子任务执行完毕。
全文摘要
一种基于网格的传染源查找方法及系统，包括以下步骤采集传染信息并导入网格资源池的节点中；根据所述采集传染信息分配查找任务；根据分配的查找任务利用所述节点进行计算确定传染源。采用传染源的查找方法和系统，通过网格资源池的节点并行执行计算，大大的提高了运输速度和效率，可快速的查找并确认传染源。
文档编号G06F19/00GK102063571SQ201010613998
公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者冯圣中, 罗军, 陈羚, 鞠汶奇 申请人:中国科学院深圳先进技术研究院