李鸿亮

(延安大学， 体育学院， 陕西， 延安 716000)

0 引言

当前，我国正处于改革医疗卫生体制的重要时期，经过不断的努力，公立医院的运行机制改革与管理体制改革都已经初见成效。医疗保障制度越来越完善，卫生服务体系越来越健全，基本药物制度在各地都获得了落实。相较于新医改前，卫生产业资源的供需关系发展到了一个新的高度[1]。在发展与改革的进程中，一些新的冲突与矛盾开始逐渐显现。例如:在体育健康领域中，卫生产业资源需求在不断增加，然而相关管控机制并不完善，导致卫生产业资源的供给无法满足需求；体育健康卫生资源主要包括体育医学教育、体育药品器械生产以及用于体育活动的卫生物质基础等。此外，相关卫生机构不断扩张其规模，忽略了关于卫生产业资源的分配问题，导致卫生产业资源结构分布不合理等[2]。由于体育健康医疗的卫生需求一路攀升，多地卫生产业资源需求呈现供不应求的态势，因此，很多学者设计相关资源动态调度系统，以促进体育健康卫生产业资源的合理分配及监控[3]。

在相关的资源动态调度系统研究中，国外的学者提出基于多层次路由网络的资源调度模型，从服务等级协议出发，尽可能地降低成本开销，在一定程度上促进了资源动态调度系统的广泛应用，而国内的相关研究也得到了促进。例如:文献[4]提出一种基于多目标优化的C2组织平台资源动态调度方法，通过构建数学模型，最大化完成任务质量，最小化调整计划代价，并利用非支配排序遗传算法对该数学模型进行求解，从而实现资源动态调度,但这种方法用于体育健康卫生产业资源动态调度时，受到多目标影响，无法精准获取资源信息特征，导致其资源信息准确性不高。文献[5]提出一种基于改进蚁群算法的云计算用户任务调度算法，在标准蚁群算法的基础上对其进行改进，考虑各个数据节点的负载问题，解决虚拟机当中的任务调度，从而实现资源动态调度的快速响应。但这种方法用于体育健康卫生产业资源动态调度时，所能实现的流量监控较小，并不能满足较多的体育健康卫生产业资源信息。

因此，为了解决传统研究中关于体育健康卫生产业资源动态调度性能较差的问题,从系统硬件与系统软件构成两方面分别进行设计，提升体育健康卫生产业资源信息的准确性、及时性以及信息的分析与共享能力，便于及时调度卫生产业资源，实现资源增值与共享服务。

1 设计基于量化特征的体育健康卫生产业资源动态调度系统

1.1 系统硬件设计

基于量化特征的体育健康卫生产业资源动态调度系统的硬件构成中，主要包括云平台管理模块、电源模块以及卫生产业资源监控模块[6]。

1.1.1 云平台管理模块

云平台管理模块主要由机架式服务器、虚拟服务器、服务器架构以及各种云平台接口构成。通过机架式服务器、虚拟服务器、服务器架构对所接入的云平台进行管理[7]。

机架式服务器、虚拟服务器、服务器架构的具体描述与操作[8]如表1所示。

表1 具体描述与操作

在云平台管理模块中，机架式服务器也是部署虚拟服务器的架构平台，各台虚拟服务器均有其对应的机架式服务器，而同一个机架式服务器则在原理上对应着无数虚拟服务器，一般为8～10台[9]。利用虚拟服务器可以对云平台接口进行更新；利用机架式服务器可以对云平台接口进行回收。服务器架构需要管理员手动控制，其时序图如图1所示。

1.1.2 电源模块

电源模块主要通过系统核心供电设备、DC-DC电源芯片、采集板、AFE电压转换芯片、ADS1299芯片、ADS12928芯片、增益放大器接口实现系统的电压转换与供电。电源模块的模块电路图如图2所示。

图1 手动控制服务器架构时序图

图2 电源模块的模块电路图

1.1.3 卫生产业资源监控模块

卫生产业资源监控模块主要负责收集以及监控各个接入云平台中的资源数据，以便后续的体育健康卫生产业资源动态调度[10]。该模块主要通过物理机获取卫生产业资源数据的负载、内存、CPU相关数据，从而实现体育健康卫生产业资源数据的收集与监控。

卫生产业资源监控模块可以实现资源信息监控的可视化，展示采集到的数据，便于用户进行分析与查询[11]。用户在查看卫生产业资源监控数据时的查询操作具体如图3所示。

图3 查询操作

1.2 系统软件设计

基于量化特征的体育健康卫生产业资源动态调度系统的软件构成包括卫生产业资源调度软件、数据库模块。

1.2.1 卫生产业资源调度

基于量化特征设计体育健康卫生产业资源调度软件，通过卫生产业资源调度信息接收功能，获取卫生产业资源调度信息的量化特征，并对体育健康卫生产业资源调度信息的量化特征进行有效分析[12]。体育健康卫生产业资源调度信息接收功能的主要执行步骤如下:

首先,接收卫生产业资源调度请求信息并针对接收的调度请求信息进行分析与摘要。

其次,将分析与摘要结果发送至卫生产业资源动态调度功能。

最后,直接返回体育健康卫生产业资源调度请求信息界面。

当成功接收资源调度请求后，需要向卫生产业资源动态调度功能提交相关调度请求信息，包括调度请求的ID与其相应的任务列表。

卫生产业资源动态调度功能需要通过资源动态调度算法来实现。首先,需要计算当前体育健康卫生产业资源需求的调度变化量。假设体育健康卫生产业资源的总体负荷量用load(t)表示[13]，其计算公式为

(1)

其中，New(t)代表t时刻的卫生产业资源调度请求量,Now(t)代表t时刻处理中的卫生产业资源调度请求量,Wait(t)代表在缓冲器中存放的待处理的卫生产业资源调度请求量,c代表缓冲器启动所需时间。

设在t时刻下系统剩余能够处理卫生产业资源调度请求的资源量为Remain(t)，则t时刻卫生产业资源需求的调度变化量计算公式如下：

V(t)=load(t)-Remain(t)

(2)

其中，V(t)代表在t时刻卫生产业资源需求的调度变化量。

根据卫生产业资源需求的调度变化量对体育健康卫生产业资源进行动态调度。

体育健康卫生产业资源动态调度的具体流程如图4所示。

图4 体育健康卫生产业资源动态调度的具体流程

1.2.2 数据库模块

在数据库模块中,主要需要设计登录信息表与体育健康卫生产业资源信息表。登录信息表具体如表2所示。

表2 登录信息表

体育健康卫生产业资源信息表如表3所示。

表3 体育健康卫生产业资源信息表

2 实验研究与分析验证

2.1 实验方法与流程

利用本文设计的资源动态调度系统进行体育健康卫生产业资源动态调度实验，首先搭建系统的实验网络拓扑，如图5所示。

图5 搭建的实验网络拓扑

由图5可见，实验拓扑中包含3个Node节点、1个镜像仓库节点以及Master节点。为了实现基于量化特征的体育健康卫生产业资源动态调度系统的网络通信，在实验网络拓扑的各个节点上分别部署通信Flannel服务，实现拓扑覆盖网络的构建。对于该资源动态调度系统的文件共享问题，在3个Node节点与镜像仓库节点上对FSGluster的服务端进行部署，并在3个Node节点上对FSGluster的客户端进行部署，实现体育健康卫生产业资源动态调度系统的持久化数据存储与文件共享。

接着搭建该资源动态调度系统的实验环境，包括硬件实验环境与软件实验环境，具体如表4所示。

表4 卫生产业资源动态调度系统的实验环境

以搭建的实验环境为基础，进行体育健康卫生产业资源的动态调度。

同时，为了保证实验的真实性与有效性，将传统卫生产业资源动态调度系统，包括基于多目标优化的资源动态调度系统(文献[4]方法)以及基于改进蚁群算法的资源动态调度系统(文献[5]方法)，与本文设计的基于量化特征的体育健康卫生产业资源动态调度系统进行对比实验。通过对比实验，比较各个资源动态调度系统的卫生产业资源监控性能。将体育健康卫生产业资源监控曲线的覆盖面积作为监控性能优劣的判断依据，卫生产业资源监控曲线的覆盖面积越大，则表示卫生产业资源动态调度系统的资源监控性能越强。

2.2 实验结果分析

传统卫生产业资源动态调度系统与基于量化特征的体育健康卫生产业资源动态调度系统的资源监控性能对比结果如图6所示。

图6 不同系统下资源监控性能对比结果

根据图6中各个体育健康卫生产业资源动态调度系统的资源监控性能对比结果可知:基于多目标优化的资源动态调度系统，其体育健康卫生产业资源监控曲线的覆盖面积与其他实验系统相比所占面积相对中等，说明该系统的资源监控性能在实验系统中保持中等；基于改进蚁群算法的资源动态调度系统，其体育健康卫生产业资源监控曲线的覆盖面积与其他实验卫系统相比所占面积最小，说明该系统的资源监控性能在实验系统中最差；基于量化特征的体育健康资源动态调度系统，其体育健康卫生产业资源监控曲线的覆盖面积与其他实验系统中所占面积最高，说明该系统的体育健康卫生产业资源的监控性能最优。

3 总结

本文所设计的基于量化特征的体育健康卫生产业资源动态调度系统在一定程度上提升了卫生产业资源监控性能，对于体育健康卫生产业资源的均衡调度具有重大意义。但当前所设计系统仍处于初期的试用阶段，在未来研究中，还需对体育健康卫生产业资源动态调度系统运行过程中出现的问题进行完善，以期进一步提高该系统的应用性能。