時間:2023-08-03 16:09:21
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雖然所有最先進的信息技術已經在醫院信息化中得到了應用,但我們感覺醫院信息應用在易管理性、實時性、可靠性、安全性、易擴展性等方面仍然存在著諸多問題。
本文嘗試通過對醫院發展到現階段所遇到的主要問題進行深入分析,并借鑒其他行業成熟IT建設經驗,來探討醫院信息系統建設中應用數據中心架構來解決相關問題的可能性。
當前醫院信息化遇到的主要問題
1. 應用集成問題凸顯
在醫院信息化建設初期,同一產品提供商構架為醫院的信息化提供了一種很好的解決方案,回避了各個系統模塊的集成問題,并在很大程度上提高了醫院在采購相關模塊時的性價比。
不過最近幾年,隨著醫院信息系統的發展從第一階段以財務、藥品和管理為中心的相關模塊建設,轉向以患者信息為中心的臨床業務模塊的發展階段,醫院在進行信息化建設中仍然采用同一產品提供商構架已經不再具有現實的可行性,它已不再是醫院信息系統的典型系統狀態。
如圖1所示,醫院信息系統橫向由管理信息系統、臨床信息系統兩大體系組成,每一體系縱向又各自分為基礎業務層、知識管理層和決策支持層三大體系。可以這樣說醫院信息系統的模塊這幾年的發展趨勢可以總結為細分、專業、深化這六個字。特別是在臨床信息系統方面,專業化的發展趨勢特別明顯。近年來專業的檢驗信息系統(LIS) 提供商、醫學影像存儲和傳輸(PACS)系統提供商、電子病歷(EMR)系統提供商在行業里都已經形成了主流的廠商。從統計結果來看,這些醫療信息系統提供商專注于相關領域,且它們基本上都不屬于傳統的HIS廠商。為了采用更好的產品,醫院在選擇提供商時可能不得不選擇這些專業提供商提供的性價比好的專業產品。
醫院信息系統由單一廠商模式轉變成多廠商模式后,應用的集成問題就凸顯出來了。從圖1和圖2中我們已經發現醫院信息系統各個模塊(或子系統)之間并不是獨立系統,它們之間具有不同程度的互操作性需求。圖2示意了醫療服務業務平臺(門診和住院)中各個模塊的相互關系。
在這種情境下,醫院必須通過應用集成的手段來滿足應用之間互操作性的需求,如果這種集成仍采用傳統點對點的集成方案,那么隨著業務系統的增加,其復雜度將使集成工作成為一種不可能完成的任務。所以現在業界已經引入了應用集成平臺(包括消息服務總線等技術)來解決應用集成的問題。但從集成的層面而言,一般來說采用數據集成、界面集成、流程集成的綜合方案是比較合適的。從近年的實踐來看,現在獨立應用的架構并不能很好的支撐應用集成的實現,即便是在引入應用集成平臺技術以后。
2.多應用系統及其支撐環境管理維護問題日益突出
傳統上,醫院的信息系統是從簡單二層系統發展而來的,對于二層系統支撐環境而言,數據庫服務器、存儲、前端客戶機三個層面對于應用開發商來說是獨立并且透明的。簡單來說,就是用戶提供了獨立的數據庫服務器、存儲、前端客戶機后開發商就可以部署相關應用系統了。
隨著信息化建設的逐步推進,醫院按照應用要求購置并部署了幾十甚至上百個這樣的環境。現在一個典型的三甲醫院運行超過100個PC級服務器的不在少數,由于應用規模的不斷增加,系統(包括硬件、系統軟件、應用軟件)的維護工作量劇增,甚至在小規模系統時代不用過多考慮的電源、網絡配置等內容都成為具有不小工作量的日常任務。
由于每個應用都具有一定的獨立性,即每個應用有自己的應用運行環境,這樣每一個應用環境都有專門的要求,且這些應用之間還具有交互性,這樣系統維護的復雜度較之HIS早期時代的維護工作量而言已經不再是同一個數據級的(大型醫院IT部門需要管理上百臺服務器、上千臺終端已經不再是個別現象了),這對醫院的IT部門來說是個不小的挑戰。
隨著應用數量的增加以及系統連續運行的時間增加,系統的數據量規模急增,從十幾年前的幾百兆,到現在上百T的數據量。在這樣的應用場景下,如何很好的進行系統備份,以及出現故障后如何及時準確的恢復系統,以保證對業務的影響減少到最小程度,在實踐中也是一件極具挑戰的工作。
3. 應用系統業務壓力增加,系統性能問題嚴重
近幾年,隨著醫院本身業務的快速發展,醫院的日門診量、年出院人數、年收入等指標都快速增長。這樣,對于醫院信息系統而言,核心業務模塊的壓力增加很快。當前大部門醫院的核心模塊均出現了性能下降的現象,特別是在業務高峰時,如掛號、收費等窗口模塊性能的下降甚至導致業務運轉出現問題。
在OLTP(聯機事務處理)設計的基礎上來完成大量的OLAP(聯機分析處理)應用的開發,也給系統的性能帶來了新的問題。隨著OLAP系統在醫院內應用的增加,整體的系統性能問題日益突出。傳統的HIS構架是建立在處理OLTP的基礎上的,相對重視交易處理能力,對于大量的后臺數據處理方面的考慮是不足的。當前以成本核算、績效考核、數據挖掘等OLAP業務加載后,對系統的整體性能影響是比較大的。
當前各個主流廠商,也針對性能問題提出了各種性能優化的方案,但從實踐的情況來看,總體效果有限,并不能完全滿足實際業務的需求。
4. 系統運行環境復雜,保證系統可靠運行困難
當前醫院信息系統運行環境十分復雜,具體表現在:內部子系統眾多,且是異構的。這種異構性體現在應用軟件、系統運行支撐環境等多個層面。
與其它行業現存的復雜系統相比,醫院信息系統的復雜性在于整個系統構建一般是在沒有總體規劃和設計的基礎上進行的。這種復雜性產生的來源主要是因為醫院的信息系統模塊(包括支撐運行的設備、網絡等要素)是隨著醫院的業務需求逐步增加的,前面的模塊在部署和交付時并沒有考慮到后續模塊的相關約束。當新模塊上線時,不僅要受到自身運行環境的約束,同時還要考慮已經存在的系統的約束。
5. 業務數據敏感性提高,系統安全保護困難
醫院的信息系統中因為醫療業務的需求,包含了大量的患者個人信息。這些信息的泄漏給公民生活帶來嚴重影響。隨著電子病歷系統等在醫院的進一步普及,衛生部也已經了《電子病歷規范》等法規性文件,對于電子病歷應用中對于個人隱私信息等的保護進一步提出了要求。
坦率地說,在傳統的醫院信息系統的構建中,安全環節特別是隱私保護無論是在業務規范和技術規范方面均處于一個較低的層次。當前系統的應用環境十分復雜,系統涉及內網、公網多個網絡環境,系統應用人員眾多,如何保證個人信息的安全的確是一個不容忽視的問題。
數據中心架構如何解決相關的問題
從主流廠商的觀點來看,現階段數據中心的核心技術主要包括以下三個方面。
第一方面,數據中心技術立足于標準可擴展的系統平臺。這一核心技術可以幫助解決醫院的應用不斷增長的現實需求。這一技術主要體現在服務器刀片、存儲刀片和電源刀片等,它的優勢就在于根據數據中心業務系統的發展,它可以在高密度的基礎上按需求逐步增加服務器、存儲和電源等資源,實現節能、便捷、應變和精簡的目標。按照這一技術要求,在數據中心建設初期對于OLTP和OLAP兩類應用都應該有標準化、可擴展的解決方案,并且在OLTP和OLAP兩類應用的基礎設施的設計上存在著有機聯系。在這一技術的支持下,各個應用的性能問題可能通過增加計算資源等方法系統的解決(當然不排除應用自身調優來作為補充解決方案)。
第二方面,綠色節能與動態散熱是數據中心的另一關鍵技術。基于數據中心構架的應用今天所占用的能耗已經不再是一個可以忽視的數字了。按照傳統方案,大量的服務器、存儲設備、安全設備、空調設備對電力的需求,已經使數據中心的能力擴展受到極大限制。因此當前的數據中心從兩個方面來處理節能的問題:一是使用低功率處理器、低功耗內存,到服務器與存儲設備,再到主動式散熱風扇等機箱級節能技術等;二是動態智能散熱等數據中心級節能技術,借助安裝在機柜上熱傳感器實時收集與傳輸環境數據的技術以及與數據中心制冷設備的動態互動控制,動態智能散熱技術可以將數據中心的散熱成本降低15%~40%,減少了二氧化碳的排放量。這兩種技術的使用使醫院在電力能力一定的情況下,數據中心的計算能力擴展提高到一個新水平。
第三方面,虛擬化技術。虛擬化概念的提出,最重要的一個原因是要提高IT資源的利用率。因為用戶當初采購系統的時候,都是按照最高負載來采購的,但據統計實際的資源利用率不超過 25%。通過虛擬化技術把資源都利用起來,可以大大節約成本。
數據中心架構的主要局限
通過對當前業界數據中心技術的研究,我們認為如果充分利用數據中心的關鍵技術,對于解決醫院信息系統當前存在的大多數問題顯然是有效的。但我們同時也認識到,當前數據中心關鍵技術離我們所談的數據中心架構的需求還存在著一定的距離,主要體現在以下三個方面:
1. 當前的相關技術還是重點關注在硬件和系統軟件層面。
從這一點上來看,這些技術是獨立于應用構架的,沒有在整體上考慮。所以當前必須從應用的視角,基于數據中心核心架構來重新架構應用,才能充分應用數據中心構架的優勢,從根本上解決一系列傳統醫院信息系統面臨的挑戰。這一方面,業界還是缺少足夠的研究的。
2. IT產業鏈的協同在這個領域是缺乏的。
比如在基于數據中心構架的新一代醫院信息系統中,必須提供根據不同應用提供可靠的備份和恢復技術。而傳統的這兩個領域的技術廠商往往比較強調相對獨立性,要很好地把備份技術和恢復技術應用于新一代醫院信息系統中,必須要進行協同研究。其他諸如安全、系統管理、存儲技術等方面也存在著類似的問題.
3. 健康信息技術行業(HIT)與其他行業存在著較大行業差異。
醫院信息系統按業務特性分成了多個業務群,與其他行業的應用聚合在相對集中的單個群相比,其復雜度更為突出。支持多個業務群應用軟件的數據中心無疑面臨更多挑戰。
孔夫子言,父母之年,不可不知也,一則喜,二則懼。毛愛蓮老師已邁入耄耋之年,我們在慶幸老師身體健壯、精神矍鑠地給我們傳道授業解惑的同時,在欣喜之余,亦有一個“懼”字警示著我們,時間緊迫,時不待我,必須抓緊分分秒秒,學習、總結、發掘、整理、開拓創新。任何一派戲劇藝術怕的都是——“失傳”,這是最大的損失,擔憂的是“先翁已乘黃鶴去,此地空余黃鶴樓”的追悔莫及。
傳承和創新毛派藝術需要持之以恒的多方努力
中圖分類號:G273.5;TP393 文獻標識碼:A
21世紀是信息時代,置身于現代信息技術這個大環境中,醫保檔案管理的信息化網絡化是科技與社會發展進步的必然要求,但是目前制約醫保檔案信息網絡建設的因素主要有以下幾點:一是技術因素,包括信息的組織技術、信息的安全與保密技術;二是資金和人才因素;三是高校檔案人員的素質因素。建設檔案信息網絡需要解決的主要問題是:
第一,制定網絡建設的總體規劃。建立檔案信息網絡,是一個系統工程,首先要制定出醫保檔案信息網絡建設的總體規劃,使工程有計劃、有步驟、有重點地進行。
第二,做好檔案信息網絡建設的標準化。建設醫保檔案信息網絡的目的是保證用戶能高效、快捷、簡易的使用,為此我們必須找一些軟件公司依據單位的具體情況進行調查,然后設計出適合本單位的信息化軟件。然后根據國內的信息化的網絡標準進行設置。
1做好醫保檔案信息化建設的措施與方法
醫保檔案管理現代化、信息化的核心是管理手段的現代化和保護技術的現代化。管理手段的現代化主要是指采用計算機及其配套設備;保護技術的現代化主要是指檔案存儲環境控制、檔案存儲載體更新改造的科學化。加快檔案信息化建設,要有一定的財力投入,及時配置與檔案管理現代化相適應的軟、硬件設備,實現醫保檔案網絡化管理。計算機是現代化管理手段不可缺少的工具。用計算機儲存整個單位的各種業務、行政上的檔案,方便利用者及時查找、閱讀,既節省時間也節省人力、物力和財力,進一步提高工作效率。同時,利用計算機管理可以減少檔案的儲存空間,保存信息方便簡單,也增加了其保密度。
實行醫保電子檔案標準化管理。實行電子檔案標準化管理是檔管理信息化的根本。醫保檔案管理現代化不僅是先進設備的配置,還包括管理方式的標準化。檔案的標準化是指現代化檔案管理要符合檔案的各項標準化內容、分類、編號及案卷錄,各個項目都要求標準化,符合各標準的規定。因此,現代單位檔案管理必須有章可循、有法可依,在檔案管理的各個節、各個步驟,從初步收集、整理到最后歸檔、存入計算機,都做到條理清晰、目的明確,保證檔案完整,系統正確無誤記錄、存檔。
醫院要重視醫保現代化檔案管理人才的培養。現代化醫保檔案管理人才是實現醫保檔案信息化管理的保證。目前大部分醫院的醫保檔案工作人員都是一兼多職,對醫保檔案管理知識比較缺乏,這對的醫保檔案管理現代化、信息化工作的開展十分不利。要改變這種狀況,醫院只有積極適應信息技術革命和醫保檔案事業發展的需要,“以人為本”,加快優化檔案工作隊伍素質結構。對有發展前途的年輕同志,加大醫保檔案業務培訓。要制定信息化建設的中期規劃和短期目標,爭取政府和上級部門的支持,加大投入,多途徑多層次吸引、培養檔案管理專業型人才,做好人才儲備工作,抓好檔案管理工作基礎,使檔案管理水平邁上一個新臺階,創造更大的社會效益和經濟效益。
2大數據與醫保檔案管理的融合的必要性
在大數據時代背景下,各行各業都面臨著對龐大而復雜的數據進行有效管理的巨大挑戰,人們越來越認識到對自身產生和擁有的大數據進行有效管理的重要性和迫切性,醫保檔案行業也不例外。
2.1新時代背景下檔案管理引入大數據技術的必要性
醫保檔案作為永久保存的資料,并且提供醫保檔案為社會服務的媒介,儲存有海量的信息資源,是信息資源的聚焦體,但是由于管理方式的落后、人才的欠缺等原因,這些信息資源并沒有得到有效地開發和利用。第二,新時代背景下對電子文件的管理,迫切需要大數據技術。
2.2電子文件的鑒定問題需要大數據技術
大數據時代,電子文件以指數級的速度增長,給電子文件的管理帶來了前所未有的挑戰,雖然我們知道這些浩瀚的電子文件中蘊藏著巨大的“金礦”,但我們逐漸發現想要從這些電子文件中“淘金”比紙質文件還困難。
2.3處理非結構化電子文件需要大數據技術
大數據類型繁多,包括結構化數據、半結構化數據和非結構化數據,現代互聯網應用呈現出非結構化數據大幅增長的特點,至2015年末,非結構化數據占有比例將達到整個數據量的75%以上,同時,由于數據顯性的網絡化存在,使得數據之間的復雜關聯無所不在。
2.4新時代背景下醫保檔案數據的存儲與備份需要大數據技術
單位要想完全地存儲巨量的醫保檔案數據,不可能一味地蓋大樓蓋機房,再之,醫保檔案數據還面臨著需要大量存儲空間備份的問題,這就逼迫我們必須優化存儲、提高效率和節約成本,其實比起其它諸如電信行業、通訊行業、電子商務、微博運營等行業而臨的數據存儲空間問題,醫保檔案的存儲空間問題只是小巫見大巫,研究這些行業里的龍頭公司,如中國移動、騰訊、百度、阿里巴巴等,可以知道這些公司都是大數據應用的巨頭,這一方面說明大數據在應用層方而已經具有相當的成熟度,一方面也說明大數據技術對于解決存儲海量數據問題的有用性,這些公司使用大數據的經驗對檔案行業解決數據的存儲問題具有高度的借鑒意義。
2.5醫保檔案工作從實體管理上升到知識管理需要大數據技術
現今醫保檔案用戶已不滿足于僅限于數據或文件的利用,更希望能夠獲得數據背后的信息以及信息蘊藏的知識,因此,醫保檔案利用服務也應該提供數據、信息轉變為提供知識資源。技術引擎是醫保檔案知識服務的技術核心,新型知識服務引擎包括資源及學術搜索引擎、資源及服務推薦引擎、知識服務社區實體泡括用戶及資源、行為智能分析引擎、用戶知識需求預測引擎、及多維度信息資源獲取、組織、分析及決策引擎等,利用大數據技術可以構建醫保檔案管理運用大數據需注意的問題:
(1)要有明確的目標和標準,館檔案管理在運用大數據時必須要弄清楚到底想從大數據中得到什么,否則就要花費大量的時間來分析數據。
(2)要注意潛在的風險,醫保檔案信息資源的開發和利用會涉及到醫保檔案信息的泄密、醫保檔案信息的丟失和篡改、隱私權的侵犯、知識產權的糾紛問題,因此,醫保檔案管理在運用大數據技術時需要注意這些潛在的風險,通過制定法規、明確權限、責任關系等措施來控制和應對這些潛在風險的發生。
參考文獻
中圖分類號: TP391
文獻標志碼:A
Corner matching method of constraints of
distance combining local and global information
WU Ensheng, ZHU Minchen
College of Mathematics and Computer Science, Fuzhou University, Fuzhou Fujian 350002, China
)
Abstract: Image matching technology has important applications in many fields. A corner matching method of the constraints of distance was proposed to solve the rotation and translation problem between two images. Firstly the values of corners were utilized to achieve coarse matching election, and then the local and global distance between the corners was combined to select the matching corners. The experimental results show that the methods can achieve accurate matching of no unmatched conners with high accuracy, certain robustness to noise, and as a result of the main use of the distance relationship between two corners without complex calculations in the matching process, so it achieves a substantial reduction in matching time, and also has the practical value.
Key words: console point extraction; corner matching; rotation invariant; distance constrain; image mosaic
0 引言
圖像匹配技術是將不同傳感器在不同時間和成像條件下對同一景物獲取的兩幅或多幅圖像在空間上進行校準。目前主要有基于區域的方法[1-2]和基于特征的方法[3-4]。基于區域的方法直接利用圖像的灰度信息,不適合輻射失真較大和多源圖像之間的配準,且計算量較大。而特征匹配對光照具有很好的魯棒性,匹配精度高,速度快,在視覺導航、目標識別及圖像拼接等方面具有十分重要的意義。目前研究的主要方向是基于特征的匹配方法。
基于特征匹配的方法中具有代表性的相關的匹配方法[5]對光強不敏感,一定條件下匹配精度高,但是運算量很大,對圖像質量要求高,而且不能處理圖像既有平移又有角度旋轉。另外有采用3個特征點反復進行空間匹配以及插值的方法[6],但只能處理最多15°旋轉。Lowe的SIFT匹配算法[7]有著優良的魯棒性和準確性,且能得到大量的匹配點對,可以用于大旋轉和平移的圖像,但由于構造了128維特征進行匹配,匹配速度慢。文獻[8]提出的基于旋轉不變的角點匹配方法,將灰度相關法引入到旋轉的匹配中,能實現較高的匹配率,但抗干擾能力有限,且匹配速度較SIFT方法沒有明顯改善。文獻[9]提出的旋轉不變的方法簡單可行,匹配速度快,但匹配準確率不夠,特別圖像存在較多相似局部特征時,匹配容易失敗。在匹配過程中,單純使用局部特征進行匹配,它能夠剔除部分誤匹配點對(本文將錯誤匹配點對和角點定位偏差過大的正確匹配點對統稱為誤匹配點對),但由于局部特征的相似性,使得去除誤匹配點對數有限,容易導致算法失敗。故匹配算法需要利用全局信息與局部信息結合,才能獲得令人滿意的效果。
針對以上問題,本文提出的融合局部與全局信息的距離約束角點匹配方法,首先利用角點值進行匹配點對的粗選,然后利用局部角點間距離約束及全局角點間距離約束結合進行匹配點對的篩選,將局部信息與全局信息有機的相結合。本文方法能實現無誤匹配的匹配點對,并具有一定的抗干擾性。且由于匹配過程中主要根據點到點的距離,計算簡單,不需要進行相關性等復雜的運算,所以匹配速度快,可以滿足要求速度快的既有平移又有旋轉的拼接等領域的要求。另外本文基于全局距離約束匹配可以作為其他針對平移旋轉的特征匹配算法的最后精匹配篩選,它快速準確,能實現匹配點對的無誤匹配。例如在LOWE算法之后加入全局距離約束匹配過程。
1 候選點的選取[8]
基于特征點的匹配方法一般經過三個過程:1)特征點提取;2)對特征點進行描述;3)利用特征點描述進行特征匹配。特征點提取結果直接影響著后續特征匹配的過程,選擇好的提取算法是實現匹配成功的保證。本文采用Harris[10]進行角點檢測,并對兩幅待拼接圖像使用相同的特征閾值提取角點,特征閾值的選擇要使得特征點分布相對均勻,而不至于分布過密或過稀疏,通常需要多次實驗取得,本文取5B500。
在理想情況下,假設有一匹配點對(ai,a′r),則它們的角點值R(ai),R(a′r)相等。所以可以利用角點的角點值對特征點集進行粗匹配。但由于在圖像獲取過程中,經常可能受光線、噪聲等因素影響,所以在粗匹配時需要設置一個允許的閾值。使用式(1)篩選候選點對:
|R(ai)-R(a′r)|≤ε(1)
其中Е弄為允許閾值,可根據圖像質量和光照等進行適當調節。
г詰玫降暮蜓∑ヅ淶愣災,參考圖像點集A與配準圖像點集A′中的角點絕大多數不是一對一的關系,而是多對多的關系。其中匹配點對中點集A的點有三部分:一部分是不在兩張圖像重疊區域中的點;另一部分是點在重疊區域,但是在A′中不存在相匹配的點;第三部分是可以在A′中找到匹配的點。匹配算法要解決的問題是找到第三部分的點,并找到A′中唯一匹配的點。經過粗匹配后含有數量龐大的誤匹配點對,必須進行進一步的篩選。オ
2 基于距離約束的匹配
文獻[8]匹配算法第三步利用基于局部距離約束的匹配,能剔除大量的誤匹配點對,但由于該步驟將一對一的匹配點對當成候選匹配點對,需設置很小的向量閾值,否則匹配點對大部分是多對多的關系,會導致匹配失敗,這樣抗噪性能有限,且圖像質量要求高。本文采用對向量的各維比較過程設置閾值,而不使用向量之間的歐氏距離,這樣更能符合正確匹配點的特征,可以更好地剔除誤匹配點對和保留正確的匹配點對。另外,文中第四步全局篩選不能很有效地將誤匹配點剔除。文獻[11]整體算法適用于圖像間存在平移而不旋轉的匹配,匹配速度快,該算法中用全局距離約束對候選點對進行篩選可以實現無誤匹配點對,但要求前一步候選點對含有大多數的正確匹配點對,且候選點對要求是一對一的關系。由于這些問題使得該算法應用范圍大大受限。本文提出的全局距離約束可以用于候選點對含有部分正確匹配點對,且候選點對是多對多的關系,并且能實現匹配點對的無誤匹配,這樣可以放寬前一步基于局部距離約束的匹配過程的向量約束條件,從而增強整個匹配算法的抗噪性。最后本文將基于局部距離約束與全局距離約束相結合實現匹配。
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圖2 角點值范圍閾值Е弄в肫ヅ淶閌、匹配時間關系
實驗中Е弄У娜≈等【鲇諏秸磐枷竦鬧柿,光照等因素,從圖2可以得出,在一定范圍內, Е弄У腦黽踴崾溝米鈧盞玫降鈉ヅ淶愣栽黽,隨之匹配時間會有相應增加, 而匹配率不會發生變化,在增加到一定數量時達到穩定。而Е弄取太小將使大部分準確匹配點對在第一步驟就剔除,結果導致實驗失敗。在本文對比實驗中Е弄全部取6B000。旋轉15°的匹配結果如圖3,4。
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圖3 本文算法匹配結果
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圖4 LOWE算法匹配結果
從實驗匹配結果圖可以看出,本文算法提取出的匹配點對分布合理,且無誤匹配點對。而LOWE方法提取出的匹配點對含有部分的誤匹配點對,主要分布在樓房左邊,這是由于房間外部局部特征比較相似。另外LOWE提取出數量眾多的匹配點對,而本文方法明顯數量少。這是由于一方面LOWE方法提取了數量眾多的精確度高的角點,另一方面是LOWE方法利用128維特征很好描述了角點特征,當然這也使得算法運算量增大;而本文方法利用Harris角點值和鄰域距離約束描述角點特征,描述簡單,使得獲得的匹配點對數量少,相應的匹配過程時間大幅減少。雖然本文方法提取的匹配點對數量較LOWE方法略少,但在大多數情況下,特別針對大幅圖像時,由于算法的高匹配率,提取的匹配點對可以滿足需要。
4 結語
基于特征的圖像拼接過程中,圖像間特征點的準確配對是難點之一。本文解決了存在旋轉平移關系的圖像間的特征點匹配,并且對噪聲具有一定魯棒性,匹配速度快,具有一定的實用價值。算法首先利用角點值進行匹配點的粗選,然后利用局部角點間距離及全局角點間距離結合進行匹配點對的選取。實驗結果表明,該方法可以實現匹配點對的無誤匹配。不足之處在于不能像LOWE算法一樣得到數量眾多的匹配點對,這也是下一步要改進的地方。
另外本文提出的基于全局距離約束匹配過程可以單獨作為其他針對平移旋轉的特征匹配算法的最后精匹配篩選,它快速準確,能實現匹配點對的無誤匹配。
參考文獻:[1] HARTLEY R, GUPTA R.Linear pushbroom cameras[C]// 3rd European Conference on Computer Vision. New York: SpringerVerlag,1994:555-566.
[2] 李志剛.邊界重疊圖像的一種快速拼接算法[J].計算機工程,2000,26(5):37-38.
[3] CHALECHALE A,NAGHDY G,MERTINS A. Sketchbased image matching using angular partitioning systems [J] . IEEE Transactions on Man and Cybernetics, 2005,35(1):28-41.
[4] ZHU Q, WU B, XU Z. Seed point selection method for triangle constrained image matching propagation[J] . IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 2006, 3(2): 207-211.
[5] FAUGERAS O. Realtime correlationbased stereo: Algorithm, implementations and applications [EB/OL].[2009-05-20]. ftp://ftp.inria.fr/INRIA/publication/publipdf/RR/RR2013.pdf.
[6] DANI P,CHADHURI S. Automated assembling of images: Image montage preparation [J]. Pattern Recognition, 1999, 28(3): 431-445.
[7] LOWE D G. Distinctive image features from scaleinvariant keypoints [J]. International Journal of Computer Vision, 2004,60(2):91-110.
[8] 莊志國, 孫惠軍,董繼揚,等.基于角點檢測的圖像匹配算法及其在圖像拼接中的應用[J].廈門大學學報,2007,46(4):501-505.
[9] 李海超,張廣軍.基于旋轉不變的角點匹配方法[J].紅外與激光工程,2008,37(3):561-564.
當前,醫院在財務數據信息管理方面雖然取得一些成績,不過缺乏整體規劃,仍需優化改進。財務管理工作作為醫院管理體系的中心任務,信息數據集中管理可促進醫院財務的信息化、科學化發展,這就要求財務工作和現代化信息技術高度結合。要想實現醫院財務信息數據的自動化、科學化和公開化,醫院應成立專職部門對財務信息數據進行集中管理。
一、構建全新財務經營模式,降低財務風險
為實現醫院財務信息數據的集中管理,首先應構建全新的財務經營模式降低風險。醫院財務部門的主要工作任務是對本院財務數據信息進行整編,將分散的數據信息進行高度整合,建立統一標準的數據庫,統一管理財務信息數據、集中存儲與共同加工,建設整個醫院財務部門共同辦公的網絡平臺,實現財務工作和醫院整體工作的系統對接和有機整合。所有數據由財務信息系統進行統一管理,提高信息數據管理的一體化和集中化水平,以及財務部門監督、核算、管理和決策水平,充分發揮各個科室和部門的工作職能,提高醫院財務工作的整體效率。同時,由于醫院財務工作人員在搜集和操作信息數據過程中都需嚴格遵守自身權限,數據管理崗位與界面業務操作也有嚴格區別,在采集信息數據過程中需從技術上規范考慮,提升財務信息數據的安全性、合理性和合法性。而且醫院各個科室與財務部門之間的聯系,能夠通過財務信息數據的復查制度進行適當的內部牽制,以此降低財務風險事件的發生概率。另外,醫院應積極研發財務分析與決策系統,目前財務會計工作正逐步實現信息化,可以將財務管理、核算、決策和分析等分散工作集中在一起,提高信息數據與其它管理信息之間的融合和交互,實現共享、開放的財務信息。而且信息中心在搜集與整理各種資源信息時,主動研發財務決策與分析系統,提供有效且及時的財務信息,從而制定正確決策。
二、實時監管財務信息數據,達成動態財務
在醫院財務工作中實現信息數據的集中管理,可從實時監管財務信息數據著手,這是達成動態業務的關鍵途徑。在網絡環境下針對醫院財務工作的會計核算,可以將事后的靜態核算過渡至進行中的動態核算,在一定程度上提高會計信息數據的實用價值。財務報表實現動態化可以讓醫院財務部門領導在制定決策時,直觀具體的了解到正確及時的財務信息。當醫院財務信息數據網絡平臺建設完畢之后,各個科室的數據信息能夠通過相關財務部門進行錄入和確認,數據信息自動實現系統化,接著再來到信息中心對這些數據進行實時加工,讓相關領導能夠及時獲取明確、有效的財務信息。同時,醫院財務部門構建的信息數據網絡運行環境應確保安全、穩定,這是保證財務信息數據安全的基礎和關鍵前提。由于財務工作能夠對醫院的資金安全產生直接聯系,出現任何問題都極有可能會導致資金損耗,所以說,構建穩定、安全的財務信息數據網絡運行環境是實現集中管理和安全管理的工作重點。另外,網絡安全作為醫院財務信息數據中心的關鍵工作目標,應采用各種有效的管理方法與技術手段,促使網絡系統能夠在安全環境中正常運行,真正實現財務信息數據的可用性、保密性和完整性,安全保護整個數據系統,并避免出現計算機軟件、硬件的受損或惡意破壞現象,以及信息數據的泄露、丟失等情況。只有保障數據信息的完整無誤,才能夠實現集中管理。
三、醫院財務信息資源共享,實現工作透明
醫院財務信息數據實現集中化管理之后,整個醫院的財務信息系統能夠實現工作設備與數據資源的共享,這在一定程度上可以有效降低設備的投資成本,節約系統運行費用,從而降低管理維護成本。醫院各個部門的業績情況和工作質量,能夠通過相應的信息數據體現在信息管理中心上,這有利于實現各個部門與科室之間的相互監督,并方便各級領導考核各個部門的業績,提升工作的透明化與公開化,確保也去考核的客觀與公正。如此,能夠從源頭上解決因上下級造假出現的信息不吻合問題,在真正意義上實現醫院財務信息數據的公開化,不僅有利于醫院工作人員了解實際財務情況,還能夠促使廣大人民群眾參與到醫院財務管理監管中。同時,醫院應借助現代化信息技術的優勢,構建財務信息數據一體化管理機制,所占網絡技術的迅速發展能夠為醫院財務集中管理提供便利,讓獲取的財務信息更加高效、及時,有利于集中監督和控制。其中構建統一的信息管理系統是基礎,諸如:急診、門診的收費管理;病人住院、出院的管理、藥房、藥庫的藥品管理;庫存物資的管理;醫療信息和經濟核算的管理,以及優撫出院、新農合、醫保等管理系統等。對這些不同的信息管理系統應做到接口統一,不斷改進網絡功能,盡量避免重復輸入或數據遺漏,真正提升工作系列且確保數據共享,發揮網絡技術在醫院財務信息數據集中管理中的優勢和作用。
四、結束語
總而言之,實現醫院財務信息數據的集中管理是大勢所趨,也是新時代的基本要求和特色。所以,醫院可從構建全新財務經營模式、實時監督財務信息數據和共享財務信息資源等方面著手,真正實現集中管理提高財務工作效率。
參考文獻:
2000年7月1日開始落實新會計法和會計從業資格管理方案,為了配合這兩項規定的開展,貴州省的會計管理部門加強了會計持證人員的管理,并推動會計人員管理信息化進程,花費了大量的資源,組建龐大的工作隊伍,并投入豐厚的資金,并從2011年4月7日開始,全面使用“貴州省會計從業人員綜合管理信息系統”,來確保數據與全國保持一致,并實現全國會計人員信息系統和跨省調轉平臺的銜接。運用填寫表格信息、填涂卡片等方式,有效利用國家財政部分配的會計人員管理軟件,建立了以市為單位的所有會計從業人員的檔案數據管理庫,整個過程歷時七個月。會計從業人員檔案數據管理庫共由31個數據文件組成,這些數據文件詳細地體現了每個會計從業人員的個人基本信息、教育培訓記錄、各種獎懲情況、年度成績考核等信息資料,這些數據對于會計管理部門來說是非常寶貴的信息來源,由于數據較多,造成統計難度非常大,若僅僅通過人工操作的手段是難以進行全面匯總的,這種新型軟件不僅減少了會計管理部門的人員分配負擔,還提高了管理工作效率。隨著每年會計從業人員的個人資料不斷變化,會計人員的行內調動、會計從業資格證的持證人員不斷增長,數據庫中的信息也要同步不斷地更新。擁有了如此完整豐富的會計從業人員的信息庫,會計管理部門對會計從業人員的管理也能夠更輕松地展開,并隨之展開其他的管理工作。現在,我們圍繞會計從業人員的繼續教育培訓工作進行一個簡單的思考。
(一)會計從業人員的繼續教育管理
在最新出爐的“新會計法”及“會計從業資格管理方案”中,對很多方面提出了更高的要求,例如對會計從業資格進行了更詳細的說明,并對會計從業資格證書的取得制定更加嚴格的規定。與此同時,國家財政部為了保證所有會計從業人員具備扎實的專業理論知識和強大的業務能力,還針對各種新出臺的會計規定和法律法規制定了會計從業人員繼續教育的相關規章制度,有助于會計從業人員對新制度及新法規進行更好的理解與執行。會計從業人員的繼續教育的相關規定中,對所有取得會計從業資格證書的人員的繼續教育進行了嚴格的要求,促使學員更主動地進行繼續學習深造。其中對于會計管理部門開班的繼續教育課程,要求每位會計從業人員每年達到所規定的學時,從而來保障會計從業人員的專業理論知識及業務能力達到一定的要求。據統計顯示,在柳州市區內部,持有會計從業資格證書的人員早已經超過20000人。
(二)電算化的工作管理模式
貴州省會計人員管理相關部門大力開展并組織了會計相關的繼續教育工作,并在工作開展前期,召集龐大人力資源,動員強大隊伍,不僅召集了所有內部人員,還邀請了大批外部單位人員進行協助,雖然擁有了豐厚的工作團隊,但還是出現了一些問題,大部分工作人員的時間都花在報名、名單記錄、證書復印留底等書面工作上,導致一些正常工作人手不足,所以盡管召集了大量人員,繼續教育活動還是陷入了人手不足的尷尬局面,從而導致一系列問題不斷發生,例如:參與培訓人員的姓名登記錯誤、身份證號碼核對錯誤等等,如果選擇人工操作方式,這一系列問題的發生,是無法避免的,要提高數據記錄的正確性,改善工作的效率,唯一的辦法只有借助計算機來進行操作。資格證書填寫等文案工作,在使用人工操作的時期需要2人同時進行工作,并需要花費一整天時間。自從才有計算機操作模式之后,這些工作僅需要二十分鐘即可完成。除此之外,在對培訓參與學員的姓名進行電腦錄入時,還是需要花費大量的人力資源和時間,尤其是在對一些大型機構組團培訓的情況中尤為明顯。例如柳州鋼鐵、工商銀行中設有大批會計從業人員,在進行培訓之前要對所有人員名單進行電腦錄入,同樣是一項非常棘手的工作。如何徹底地改善工作效率,提高工作速度,提高輸入正確率,首先必須解決培訓參與人員名單錄入的問題。參加繼續教育活動的會計從業人員,都必須持有會計從業資格證書,而根據前面所說到的地方性人員信息數據庫,就可以很好地解決這個問題了。所有參與培訓的會計人員的詳細資料都已經被會計管理部門統計在計算機中,因此只要有效地利用已有的會計從業人員信息數據庫,就可以解決人員名單計算機錄入的問題。柳州市會計管理部門引領全國地方會計部門,在繼續教育培訓方面進行了一個初步的試驗,將計算機網絡系統與會計從業人員的信息數據庫進行靈活的結合,有效地解決了名單錄入這一難題,并取得了良好的效果。目前,只需要2名工作人員,即可輕松完成之前需要消耗大量人力物力的復雜工作,在會計歷程中算是一大偉大的革新。
有關信息數據庫共享的探討
從以上案例中不難看出,貴州省的會計管理部門靈活運用會計從業人員信息資料庫,并投入了大量的心血。通過這次實踐工作,深知信息數據庫的共享和信息數據的兼容是有待提高和發展的工作,并能起到實際的效果。下面我們從兩個方面來探討信息數據庫的共享問題。
(一)會計從業資格證的年度檢查
會計從業資格證的年檢工作目前是每兩年安排一次,截止目前六盤水地區持有會計從業資格證書的人員高達8000多人以上。由于會計從業人員的管理軟件是從上級發往下級的單機軟件,沒有進行聯網,導致整個年檢審閱過程只能由于一臺計算機完成。假設每人每天能審閱200本會計從業資格證書,那至少也需要100天來完成這項工作,可謂是工作量極大。而與此同時,還有很多新獲取會計從業資格證書的人,工作人員在進行年檢工作的同時,還要繼續為他人辦理新會計從業資格證。因此,如果會計從業人員管理軟件能夠實現網絡共享,那所以會計從業人員的信息數據將可以在在網絡上顯示,可以由多臺計算機同時進行年檢工作,很大程度上提高了年度檢查的工作效率。
(二)會計職稱考試報名
六盤水地區2012年度會計從業資格考試分為上半年度和下半年度考試,12年度報名人數為2979人,13年度上半年報名人數為1760人。報名時間一般限制在10天之內,時間較為緊迫,工作量也非常大。為了能夠順利地完成報名工作,在這十天內會計所將所有精力都投入了這份工作。會計技術職稱考試進行報名時涉及到兩份表格,報考人員均是需要填寫的:一份是報名表,一份是報名信息卡。報名信息卡中的個人信息將會送到區域財政廳會計處,并在讀卡機上進行讀取,隨后即可以智能地錄入計算機中,將來即可通過會計管理軟件對這些報名者進行統一管理。在整個運行過程中,最容易出現錯誤的環節便是報名信息卡的填寫,在填寫過程中一旦出現任何錯誤,將會導致讀卡機無法正確識別卡片,最后造成信息讀取錯誤。而報名信息卡中的個人信息,其實已經存在會計人員信息數據庫中,設想如果能通過會計人員信息數據庫報名管理的話,將能極大地減少工作量,從而提高工作效率,并能明顯地減少報名人員在報名現場的停留時間,避免堵塞。與此同時,地方會計管理部門也不再需要特意將幾千張信息卡送到那寧進行讀卡機讀取,很大程度上提高了工作效率。而且報名信息卡上面的個人信息與考試管理軟件中需要填寫的信息是不兼容的,因此導致了信息資源的消耗,人力物力的資源浪費。
會計信息化數據庫的安全要求
(一)數據保密性
保密性俗稱機密性,主要是指確保公司的財務相關數據信息不被非合法使用,或者數據信息被泄露、修改、損壞,保證其被有權限者使用,不被無權限者非法獲得。確保數據保密是保障數據信息庫安全的首要因素。組織應對以下保密性破壞行為進行監督和懲治:數據信息庫的非法訪問、信息庫數據暴漏、數據的非法拷貝及獲得、非法監視等。
(二)數據完整性
數據完整性又包括數據的正確性、有效性、兼容性。其中數據的正確性是指數據與法律法規的相符性,例如數據中不能含有字母。有效性是指數據必須處于行業所定義的范圍之內,并確認此范圍是否有效。兼容性是指代表同樣事物的幾個數據應是相同的,不相同的話就代表不具備兼容性。數據的完整性主要是看數據數量是否完整、數據是否正確、數據排列順序是否合理。以上任何一個因素收到破壞,都將會影響整個數據的完整性。以下幾個方面均會導致數據的完整性收到破壞:人為因素、硬件因素、不可抗拒自然因素及計算機收到病毒侵入等等。
(三)數據可用性
數據庫系統原理的教學既要注重理論也要注重實踐,尤其是要讓學員通過教學及實踐加深對理論知識的理解,并指導實踐[1]。為使學員更好地理解和掌握數據庫系統原理的理論和技術,筆者提出在實際教學中以“關系模型組成及關系模式”為核心,以點成線、以線組面的教學方法,通過所構建的課程主干體系,呈現給學員一個脈絡清晰、前后貫通、左右相連的知識結構。
1以關系模型組成引領基本性質、基本概念和基本操作的教學
關系模型組成是數據庫系統原理開篇教學的核心。圍繞其組成的三要素(單一的數據結構、數據操縱和完整性約束)并以此為始點,從三條線上展開結構的定義、數據的查詢與更新、約束的內容及實現等的教學。這三條線可以構成一個面,既可以展示出相關的教學內容,也可以體現出教學內容之間的相互聯系(如圖1所示)。
1.1關系數據結構(二維表)――數據操縱的基礎和完整性約束的對象
圍繞關系數據結構可以展開關系數據結構的基本組成、基本概念、基本定義和基本性質的教學。關系數據結構(基本表)由元組構成,組成元組的是元組的分量,以此擴展到屬性、碼、維、基數、分量集合、象集笛卡兒積等概念。在了解關系的基本數據結構后,可以結合實例講解關系的基本性質在后續講授SQL語言知識時,將模式、基本表、視圖、索引的定義給學員交待清楚;形成與關系數據結構相關聯的知識信息。在與關系數據庫組成的其他二個要素的聯系上,重點強調關系數據結構為數據操縱奠定了數據基礎并成為完整性約束的對象。
1.2數據操縱――數據集成和獲取的基本途徑
數據操縱這一結點可以從兩方面展開,一是從專門的關系運算和傳統的集合運算的角度介紹數據操縱的基本操作;二是從SQL語言的知識角度講授數據操縱的具體實現。教師在教學中通過實例介紹專門的關系運算和傳統的集合運算的基本概念,結合查詢優化的理論比較不同查詢方法的開銷,使學員建立數據操縱的基本概念,掌握相關的理論知識。教師在講授SQL語言的數據操縱時,介紹查詢的分類和方法、數據更新(插入、修改和刪除)的具體實現、完整性約束與數據操縱的聯系及對數據操縱的影響。教師在教學方式上采用概念講解、實例展現和現場操作的形式,使學員對所學的知識有更加清晰、直觀的感受。
1.3完整性約束――保障數據正確性與安全性的重要手段
完整性約束是關系模型組成的第三個要素。該要素涵蓋實體完整性、參照完整性和用戶定義完整性三方面內容。教師在教學中重點突出兩個規則(實體完整性規則和參照完整性規則)、兩個定義(參照關系和被參照關系)和一個實現(用戶定義的完整性);強調完整性約束的重要性和實際意義。在這條線上進一步延伸可以與數據庫的安全性控制、在屬性及元組上的約束條件檢查和違約處理、觸發器等相關知識聯系起來,使之構成一個整體。
2以關系模式為核心展現關系數據理論的知識
關系數據庫理論是數據庫系統原理課程教學的重點和難點,其內容涉及的概念、定義、定理、推理較多,同時在教學中要求學員能夠運用相關的理論知識解決在數據庫應用設計中遇到的實際問題。為了在整體上建立關系數據理論的基本知識結構,在實際教學中,我們從關系數據結構出發,分析組成數據結構的屬性、屬性間的聯系類型以及其間的內在關系,給出關系模式的基本形式和關系數據理論知識的聯系結構(如圖2所示),并由此引申出相應的定義、概念和方法。教師以分析關系模式的屬性間的三種對應(一對一、一對多、多對多)關系為基礎,探討函數依賴,講授其的概念和知識,并通過具體實例的分析將各種范式的內涵及運用方法呈現出來。以函數依賴集為基礎,系統介紹公理系統、函數依賴集的閉包、屬性集的閉包、最小覆蓋等知識及其相關應用。以屬性集和函數依賴集為基礎,講述模式分解的等價定義及其分解方法。教學探索的實踐表明,圍繞關系模式展開關系數據理論的教學能夠使學員加深知識間的相互聯系,有利于對知識的理解,為重點、難點知識的教學開辟了一條有效的途徑[2-3]。
3以關系數據庫的構造實踐關系數據庫的設計
以關系數據庫的構造實踐關系數據庫的設計是數據庫教學的重要實踐環節。在數據庫應用實踐教學環節中,我們針對學員的具體情況采用構建基本模式、提出基本要求、分析潛在問題、尋找解決方案的方法,力求幫助學員在實踐中運用所學理論知識,解決實際問題。
教學中我們以SQL Server2000作為實踐平臺,要求學員在幾個侯選題目中任意選擇其一進行設計實現。例如在學員信息管理系統題目中我們提出了該系統的基本模式(如表1-3所示)。
學員基本信息包括:學號、姓名、性別、出生日期、民族、籍貫、所屬班級。
學員專業信息包括:專業、本學期所修課程。
學員成績信息包括:課程、成績。
要求系統具備以下基本功能:
① 設置專業及該專業對應的課程;
② 設置指定專業對應的班號;
③ 設置指定班號的學員記錄;
④ 統計和查詢學員成績;
⑤ 查詢學員成績單。
在實踐前,學員已經對關系數據的理論知識有了一定的了解,如何將課堂所學的知識真正地應用到實踐中,則需要學員上機進行實踐。實際情況是大部分學員根據題目要求設計了如表1、表2、表3所示的信息表(表中代表主碼)。
在系統功能的實現時,學員會發現在連接查詢過程中系統會報錯。我們引導學員依據數據模式,從完整性角度分析產生錯誤原因。首先考察實體完整性。開始設計時學員大多采用學號、專業、課程作為三張表的主碼,但在數據輸入時發現對于學員專業信息表(表2)僅將“專業”作為主碼并不能滿足實體完整性約束,因為專業并不能唯一的確定元組,故設置“課程”同時為主碼。同理,設置學員成績信息表(表3)中的“成績”也為主碼。按照實體完整性規則的規定,這幾個主碼滿足實體完整性的要求,均不為空;其次考察參照完整性,以上3個基本表在實體范疇內是存在聯系的,每個學員都是學習某一確定專業,而且相同專業本學期所修課程都是一致的。在以學員基本信息表為主表的情況下,學員專業信息表并不能滿足參照完整性的條件。進一步分析,假定同一個班的同學都是相同的專業方向,則學員所屬班級和專業之間存在聯系。為解決參照完整性的問題,我們引導學員對系統的基本模式進行補充和修改。在發現問題所在后,有的學員很快就提出了增加班級專業信息表(表4)并修改學員成績信息(表5)的解決方案,構造出了如圖3所示的參照關系圖。
通過實踐教學環節,學員對數據庫的基本概念、基本要素等內容有了較深刻的理解,在設計數據庫時能較為全面的考慮各基本表的定義以及它們之間的聯系。通過數據庫實例的練習,使學員也體會到了將數據庫中的文件分散存儲帶來的好處,以及如何通過對不同硬盤讀寫提高數據庫訪問的速度[4]。
4結語
本文簡要總結了在數據庫系統原理課程教學中所采用的以“關系模型組成及關系模式”為核心的教學方法,并在實踐教學環節中通過“構建基本模式、提出基本要求、分析潛在問題、尋找解決方案”開展教學實驗,收到了較好的教學效果。隨著數據庫系統的不斷發展變化,數據庫系統原理課程的教學內容也會不斷更新,這也會促使我們在教學工作中不斷探索和改進教學方式、方法和手段,以適應新的發展變化的要求[5]。
參考文獻:
[1] 鄭月齋,韓雙霞,丁霞軍. 關于數據庫規范化理論教學的思考[J]. 吉林教育,2009(2):23-23.
[2] 劉艷霞,張靜. 數據庫系統原理精品課程建設實踐[J].科技信息,2009(16):11-11.
[3] 王珊,薩師煊. 數據庫系統概論[M]. 4版. 北京:高等教育出版社,2006:169-197.
[4] 楊俊紅. SQL Server數據庫應用教程[M]. 北京:中國水利水電出版社,2008:1-20.
[5] David M.Kroenke. 數據庫處理:基礎、設計與實現[M]. 7版. 北京:電子工業出版社,2001:3-26.
Investigation of the Database Systems Teaching Based on Model and Relationship of the Formation
LÜ Ming, WANG Ping
數字聚合酶鏈式反應(digital polymerase chain reaction, dPCR)技術能對核酸分子進行絕對定量,無需標準曲線和參照樣本[1]。目前,dPCR可通過微滴、微流控芯片和微滴芯片3種方式形成反應單元[2-3]。生物芯片分析技術是利用微加工的方式,對一定數量的核酸片段或蛋白質實施處理,并將其放置于固定的芯片中進行檢測的一種安全有效的檢測技術,近年來發展迅速,被廣泛應用于臨床檢驗領域[4]。生物芯片分析儀是應用了生物芯片技術的設備,其通過生物芯片技術采集微滴熒光信號,對載有處理后核酸樣本的生物芯片進行數據處理和分析,是目前dPCR研究的熱點方向。該設備主要通過接收從主機傳輸過來的熒光電信號數據,提取其濾波和波形特征,計算反應單元中陰性和陽性微滴的比例,從而利用泊松分布原理計算出樣本的目標基因濃度。相較于其他傳統檢測技術,生物芯片分析儀的優勢在于操作簡便、性能穩定。目前,市場上已有數款基于dPCR技術的生物芯片分析儀獲準注冊上市,如新羿、卡尤迪、永諾等。本研究結合生物芯片分析儀的特性,對基于dPCR技術的生物芯片分析儀注冊時應關注的技術審評要點進行闡述,以期指導注冊人對該類產品的設計開發、注冊申報等。1 產品概述申報產品的管理類別為Ⅱ類。根據《醫療器械分類目錄》(以下簡稱《目錄》),其分類編碼為22-10-08。產品名稱可參考《目錄》中的品名舉例,命名為生物芯片分析儀[5]。
1.1 結構組成
生物芯片分析儀通常由主機模塊、分析系統、計算機軟件等模塊組成,其中分析系統包括光學模塊、機械運動模塊、樣品裝載模塊、電源模塊、框架及外殼模塊、軟件等;申請人可采用圖文結合的形式詳述申報產品的具體特征,如主要功能及各模塊功能等,并根據各模塊及其功能進行劃分,詳細描述各模塊的主要部件;同時,申請人應提供一份清單,其上含各關鍵元器件的名稱及注冊人名稱等[5]。
1.2 工作原理
生物芯片分析儀的工作原理是在生物芯片中進行反應,主要分為進樣和檢測兩個步驟。(1)進樣:通過動態控制氣壓的方式,將微液滴樣品驅動進入微液滴檢測芯片,然后在微管道中形成液滴隊列向前運動,并將不同波長的激光聚焦到微管道中,當微液滴隊列經過激光聚焦區域時,每個液滴依次被激發產生熒光。(2)檢測:通過顯微物鏡收集熒光,再通過光電倍增管,熒光信號被轉化為電壓信號;上位機通過信號采集電路,收集電壓信號,從而計算出每一個液滴內的熒光信號。申請人應在申報資料中將產品特點、反應步驟及工作原理列明,詳細描述產品的進樣器及光電檢測模塊,并采用圖文結合的方式描述其反應類型[6]。
1.3 注冊單元和型號規格
原則上將等同的技術原理、結構組成、性能指標和適用范圍應劃分為同一注冊單元[6];對于單一功能模塊數量不同導致樣本處理量不同的產品可以作為同一注冊單元[6];對于劃分在同一注冊單元下卻不同的型號規格,可以采用表格和圖示進行說明,以區別各自的結構組成、性能指標等。
1.4 適用范圍
應明確生物芯片分析儀的預期用途,如描述該產品與樣本制備儀配套使用,通過采集微滴熒光信號,對載有處理后核酸樣本的生物芯片進行數據處理和分析;同時應明確其適用人群為具備PCR實驗技術的檢驗人員;此外,應寫明其配套的試劑。2 相關研究資料2.1 性能研究
基于產品技術特征、臨床要求的產品質量控制指標、功能性指標和安全性指標進行評價研究[7]。(1)產品的質量控制指標:應區分不同的被測物類型以及儀器的不同功能進行研究;研究項目一般包括準確度、重復性、線性范圍、穩定性、攜帶污染等[8];可選取具有代表性的臨床項目,針對產品的質量控制指標進行重復多次的確認與驗證研究;如準確度研究,應納入具有國家標準品的臨床項目進行評價;同時,應根據產品的技術特點,參照YY/T 1173-2010《聚合酶鏈反應分析儀》、YY/T 1154-2009《激光共聚掃描儀》等標準設置熒光檢測限、不同通道的熒光干擾、分辨力等指標;如涉及到攜帶污染等,可參考其他產品,如YY/T 0588-2017《流式細胞儀》中攜帶污染率的試驗方法。(2)產品的功能性指標:應包括各模塊的性能或主要元器件的功能性指標,應分為機械模塊、氣路模塊、光電信號采集器模塊等不同模塊進行評價。(3)產品的安全性指標:該類產品屬于臨床檢驗分析儀器類設備,電氣安全性能應滿足GB 4793.1-2007《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求 第1部分:通用要求》、GB 4793.9-2013《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求 第9部分:實驗室用分析和其他目的自動和半自動設備的特殊要求》、YY 0648-2008《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求 第2-101部分:體外診斷(IVD)醫用設備的專用要求》[7]及其他適用標準(如GB 7247.1-2012《激光產品的安全 第1部分:設備分類、要求》);電磁兼容性能應滿足GB/T 18268.1-2010《測量、控制和實驗室用的電設備 電磁兼容性要求 第1部分:通用要求》和GB/T 18268.26-2010《測量、控制和實驗室用的電設備 電磁兼容性要求 第26部分:特殊要求體外診斷(IVD)醫療設備》等[7]。
2.2 軟件與網絡安全
該產品含嵌入式軟件,應單獨提供一份符合YY/T 0664-2008《醫療器械軟件生存周期過程》及《醫療器械軟件注冊技術審評指導原則》要求的隨機軟件描述文檔[9]。根據風險評估,該產品的安全等級一般建議不低于B級。對于核心算法部分,應重點對采集到的熒光電信號數據的處理方法進行描述。由于該產品一般需要連接到計算機上進行熒光電信號的讀取和數據分析,數據傳輸涉及網絡安全[7],因此應提交一份網絡安全文檔。
2.3 環境試驗
該產品應滿足GB/T 14710-2009《醫用電器環境要求及試驗方法》中的相關要求。
2.4 產品有效期和包裝
應明確產品的使用期限或失效期,并提供依據以及驗證方法;可結合環境試驗進行貨架有效期、模擬運輸實驗、包裝完整性研究試驗。3 相關臨床評價3.1 列入《免于進行臨床試驗的醫療器械目錄》產品
生物芯片分析儀已被列入國家藥品監督管理局公布的《免于進行臨床試驗的醫療器械目錄》。根據《醫療器械臨床評價技術指導原則》,申請人需通過以下途徑進行臨床評價:(1)提交申報產品與免于進行臨床試驗目錄所述內容的對比說明;(2)提交申報產品和國內已批準注冊的同類產品的對比說明[8],應逐項針對其基本原理、結構構成、性能要求、適用范圍、使用方法等進行比對,提交的上述資料可證明申報商品和“免臨床目錄”中記載的產品具有等同性[8],同時,應提供比對產品的性能指標的合法來源證明,如對比產品的說明書、產品技術要求等[10],如無法證明其等同性或差異性不影響其產品上市的安全有效性,則需選擇其他臨床評價渠道。
3.2 選擇同品種進行比對
在與同品種醫療器械的臨床比較中,應證明該申報產品的性能不低于對比產品;應將重點放在工作原理、性能指標、結構構成、軟件核心功能、適用范圍、使用說明上進行分析,如結構構成需要比較各組件的一致性,同時還需比較各關鍵元器件的參數是否一致,另外還需逐一比較產品的重復性、準確度等性能指標。對于軟件的核心功能,則需分析其在臨床功能上的等同性。針對企業提供的對比產品的未公開資料,如臨床試驗資料、數據庫研究資料等,應得到授權[7]。
3.3 臨床試驗
如該產品無法通過以上2種途徑進行臨床評價,則應進行臨床試驗。申請人應選取具有醫療器械臨床試驗資質的臨床機構取得其倫理批件,提交符合要求的臨床方案以及臨床報告。臨床試驗結果應能證明申報產品不劣于已獲準注冊器械,且臨床患者的受益大于風險[7]。4 說明書應提交一份滿足相關法規要求的產品說明書,并結合產品的特征針對以下問題進行闡述:(1)不同的檢測通道,應對能檢測的熒光通道進行詳細說明,如FAM/HEX/VIC/CY5等;(2)適用的芯片類型,如配套使用的生物芯片試劑;(3)檢測過程的設置,如根據試驗需求選擇不同的檢測類型、檢測結果的分析與判讀等。5 小結生物芯片分析儀屬于數字PCR系統的重要組成部分,在分子診斷的進展上有著重要的地位。本研究結合注冊法規以及相關標準文件的要求,從技術審評的視角進行審視,力求在產品設計開發和注冊申報方面為注冊人提供指導意見。
參考文獻
[1]宋觀波,徐超,李瑾,等.分子生物學技術在瘧疾診斷中的應用與展望[J].中國熱帶醫學,2018,18(4):402-405.
[2]鄭子繁,柳方方,劉衛曉,等.數字PCR技術在核酸標準物質研制中的應用[J].生物技術進展,2020,10(6):579-584.
[3]李春勇.數字PCR技術原理及應用[J].生物技術世界,2014(11):10-13.
[4]張澤宇.生物芯片技術在臨床檢驗醫學中的應用[J].中國新技術新產品,2018,(3):126-127.
[5]國家食品藥品監督管理總局新版《醫療器械分類目錄》[J].中國醫學裝備,2017,14(9):140.
[6]董勁春.全自動血型分析儀審評基本要點[J].生物技術通訊,2016,27(3):405-408.
[7]李小江,梁春瀅.微生物質譜鑒定儀安全有效性評價[J].中國醫療器械信息,2021,25(1):9-10,80.
關鍵詞: 數據倉庫;數據庫系統;氣象服務;決策服務;OLAP;DM
Key words: data warehouse;database system;meteorological service;decision service;OLAP;DM
1數據倉庫概述
數據倉庫(Data Warehouse)的概念是Inmon-1 J首先提出來的,將數據倉庫定義為一個支持管理決策過程的、面向主題的、集成的、穩定的、隨時間而變的數據集合[1]。數據倉庫的產生是信息技術發展的必然結果,數據倉庫是在數據庫的基礎上發展起來的,又不同于數據庫:數據庫用于事務處理,數據倉庫用于決策分析,數據倉庫往往還要包括相應的數據分析工具,比如聯機分析處理(OLAP,On—Line Analysis Process)和數據挖掘(DM,Data Mining)系統等。聯機分析處理(OLAP)是將決策支持功能與傳統的聯機事務處理功能(OLTP)明顯區分開來,它從人類分析數據的一般規律出發,形成了基于多維分析的決策支持工具[1]。
綜合對數據倉庫的各種理解,可以認為數據倉庫是一種體系結構、一種環境,最大的特點是它的主題性,將來自各種數據源的數據進行統一與綜合按照主題進行組織,包含大量的歷史數據,為管理決策活動提供支持。基于對數據倉庫的理解,提出的地市級氣象信息數據倉庫簡單結構圖如圖1所示。
2地市級氣象資料數據存貯現狀
地市級氣象局擔負著管理、收集和轉發所管轄縣市臺站的觀測資料的任務,同時也擔負著管理、收集和轉發來自省級氣象局及中國氣象局的氣象資料(如全國觀測數據、衛星云圖等),這些資料在氣象預報和氣象服務中起到關鍵性的作用。地市級氣象局一直很重視對這些資料的存檔,長期以來積蓄了海量的氣象資料數據,但這些資料的絕大部分仍然采用報文文件或普通文件的形式保存,只有小部分(如自動站)用數據庫的形式保存。地市級氣象局在這種數據庫應用缺乏的狀況下,對歷史氣象資料的查詢比較繁雜,氣象數據的開發應用較為艱難。針對當前地市級氣象信息資料存儲的現狀,建設地市級氣象信息數據倉庫對推進氣象事業的發展和提高氣象服務水平以及豐富氣象服務手段是非常必要和迫切的,同時對信息資料的共享應用會有很大的促進作用。
3建設地市級氣象信息數據倉庫的必要性
3.1 氣象決策服務的迫切需要隨著科技和經濟的飛快發展,氣象服務對各行各業的影響卻越來越強烈,加上人類社會在現代化的過程中造成的環境破壞對氣候的影響,使得天氣氣候環境越來越惡劣,極端天氣越來越頻繁,破壞力越來越大。基于氣象災害對經濟社會造成的巨大損害,各級政府和相關部門對氣象事業越來越重視,單一的天氣預報服務明顯已經不能滿足政府及相關部門的決策要求。需要有一個氣象防災減災決策平臺,該平臺要綜合各種氣象、水汶、地質、交通、農時等要素,要對每次天氣過程都能進行分析推理出可能造成的災害并提前預警,盡可能早的在災害發生前為決策部門提供建議,預防和減少氣象災害造成的損害。而氣象防災減災決策平臺的建設必須要有氣象信息數據倉庫的支持。因此說氣象信息數據倉庫的建設是氣象部門為地方決策部門提供氣象決策服務的現實需要。
3.2 公眾氣象服務的需要我國經濟的持續高速發展,正大步帶領我們全面跨入小康社會,隨著生活水平的提高,人們就越來越注重自己的生活質量。人們的生活水平越高,對天氣氣候的關注度就會越高,過去,通過電視或電臺播出的《天氣預報》節目作為公眾獲取天氣信息的單一渠道,為公眾氣象服務做出了不可磨滅的貢獻,但隨著信息社會的到來,它早已不能滿足公眾對天氣信息的需求,人們需要更多更方便的渠道獲取更多的、更詳細的、更準確的、更及時的天氣氣象信息。現代通信網絡技術,使公眾可以通過手機短信、氣象網站,電子顯示屏等多種渠道獲取氣象信息,但是,要為公眾提供這些渠道必須要有數據倉庫的支持才能實現。因此,氣象信息數據倉庫的建設是保障公眾的生活質量,為公眾氣象服務提供多種渠道的需要。
3.3 多部門聯動合作的需要氣象科學數據是國家重要的基礎性、公益性科學數據資源,是我國歷史年代最長、保存最完整、最系統的地球信息資源之一。中國氣象局宇如聰副局長2010年4月8日在京召開的氣象信息共享(同城用戶)座談會表示:做好氣象信息共享,是最大程度發揮信息資源使用效率,建立部門間緊密合作和有效聯動機制的重要基礎,是提高天氣預報準確率和公共氣象服務能力的關鍵所在。
在地市一級,政府、交通、農業、水利、水汶等各部門希望氣象信息在防災減災、決策部署等方面發揮更重要作用,希望加強與氣象部門聯動合作,要達到上述目的,需要繼續推進氣象科學數據共享工作,進一步完善氣象信息網絡系統及基礎信息支撐平臺和部門間合作機制,針對不同的部門和不同的主題,加工共享數據,建設地市級氣象信息數據倉庫,開發建設防災減災決策平臺和公眾氣象服務平臺,以達到氣象信息數據共享的目的,最大程度發揮信息資源使用效率。
4建設地市級氣象信息數據倉庫的可行性
4.1 數據源數據倉庫的基本組成元素就是數據,因此要建設倉庫就必須要有充足的數據源,數據倉庫的數據存儲系統任務就是將數據從各數據源抽取出來,轉換為分析型數據,存儲并提供數據檢索和管理的界面。氣象科學數據是國家重要的基礎性、公益性科學數據資源,是我國歷史年代最長、保存最完整、最系統的地球信息資源之一。氣象產業屬于高科技產業,要用先進科技進行分析預測,歷來就非常注重對各種氣象數據要素的開發應用和保存。只要有需要,我們就可以查詢到歷史上任何層開展過的氣象業務的數據,從初期的簡單的氣溫、氣壓、風向、風速資料到現在的衛星、自動站資料等等。對于決策平臺需要的地理信息、水汶、交通等數據,我們可以通過部門聯動、數據共享獲取。因此,建設氣象數據倉庫的數據源非常豐富充足。
4.2 數據庫系統建設數據倉庫的出現,并不是要取代數據庫。目前,大部分數據倉庫還是用數據庫管理系統來管理的。因此,建設數據倉庫的主要是建設數據庫管理系統,包括軟件和硬件兩部分,軟件主要有MS SQL SERVER、Oracle、IBM、MySQL、Sybase等。綜合數據、流量、用戶等規模,地市級氣象信息數據庫系統應屬于中小型,建議選擇MS SQL SERVER,因為在WINDOWS上運行的數據庫應用系統,微軟的數據庫是最好的選擇,而且微軟的數據庫系統是最容易使用和掌握的產品之一,擁有中文界面和幫助系統,T-SQL也附有例子和中文解釋,而且用戶群龐大,交流很方便,能夠在相對短的時間內上手。硬件方面就是就是一臺計算機數據服務器。
4.3 人才需求數據倉庫的構建是純粹的技術工作,相關的技術人才的培養是是否能成功構建和構建質量好壞的關鍵。要建設數據倉庫,首先至少要有一名能熟練掌握應用數據庫系統的人才,他們負責數據庫系統的構建和管理,包括按主題要求構建數據庫及其數據結構,針對決策過程的要求對數據源中的操作型原始數據進行進一步加工處理并按主題(即在分析數據時經常用到的各種概念)重新組織,使它們成為便于分析的數據,即分析型數據,從而大大提高分析數據的效率。其次是需要開發服務平臺的程序員。地市級氣象部門在軟件開發方面的人才水平是比較高的,在此基礎上針對建設和管理數據倉庫方面的人才需求加大在該面的人才培養力度,對于成功建設地市級氣象信息數據倉庫在人才方面提供保障。
5結束語
建設地市級氣象數據倉庫是建設現代氣象服務系統平臺(決策氣象服務、公眾氣象服務、專業氣象服務等)的需要,也是各部門數據共享、聯動合作的需要,我們也有建設數據倉庫所必須的充足的、豐富的氣象數據資源,通過項目合作建設經費應該也不難解決。為了提高地市級氣象服務水平,以適應現代化經濟社會對氣象服務的高要求,地市級氣象部門有必要早日開始著手氣象數據倉庫建設的相關事宜,為防災減災提供更加豐富的服務手段。
參考文獻
中圖分類號:F124.3 文獻標識碼:A 文章編號:1003-7217(2009)06-0106-04
當人們關注空間經濟的時候,總是把注意力集中于區域中產業的聚集現象,關注經濟發展的基本要素諸如勞動、資本、技術和制度等對經濟聚集的影響。經濟發展的長期驅動力是技術進步,其中技術創新是一個研究的熱點問題。技術創新需要知識的傳播和溢出,需要新知識和創新活動的結合。那么,技術創新活動為什么具有空間聚集的傾向、為什么這種空間聚集會出現在某一地區而不是另一地區,這一聚集背后機理是什么。本文嘗試從知識的構成來理解技術知識的溢出和創新活動的聚集。
一、技術知識溢出和創新聚集的兩種研究視角
技術知識溢出對區域經濟增長有著非常重要的作用,人們對技術知識的溢出機制有著不同的看法:
1 產業技術知識溢出。這一觀點有三類:一是MAR外溢性(以Marshall 1890,Arrow 1962,Romer 1986,1990觀點為代表),即技術知識主要來源于相同產業內。在特定區域內某些產業集中度越高,越有利于促進技術知識在同產業內所有公司間擴散和外溢,越有利于產業內公司的創新活動。二是Jacobs溢出(以Jacobs,1969為代表),她認為技術知識溢出主要來源于不同產業的公司,而并非源自相同產業內的公司。一個區域內產業越多樣化,越有利于促進技術知識的傳播及經濟活動的聯系,從而推動區域經濟發展。MAR的觀點認為,壟斷更有利于技術知識創新和增長,而Jacobs(1969)認為高度競爭環境有利于激勵公司不斷創新保持競爭力。這種對競爭程度看法的不同產生了第三種外溢性,即Porter外溢性。Porter認同Jacobs有關競爭性有利技術知識創新與溢出的看法,但他同時也認為技術知識溢出主要發生于同一產業內[3]。Glaeser et alI處理了美國170個城市六個最大產業部門的相關數據(1956~1987年),研究結果表明技術知識溢出主要源于產業間。而Henderson etal.采用1970~1987年美國224個城市的八個具體制造業部門的數據,所得的結論則不同,結果發現在傳統產業中技術知識存在MAR溢出性,在高新技術產業中同時存在Porter外溢性和MAR外溢性。
2 經濟增長的空間溢出視角。Englmann,Walz(1995)和Kubo(1995)等認為經濟增長具有地理(空間)溢出效應。地區內部和地區之間地理溢出的相對力量決定了區域增長非均衡或均衡模式的形成,產業在一個地區的集中將同時產生不同水平的局域地理溢出和全域地理溢出(Kubo,1995)。全域地理溢出(Global Geographical Spillover)指位于一個區域的企業的生產過程僅僅受益于該地區知識的積累和溢出,在這種情況下,將出現經濟行為不平衡的空間分布及經濟增長的發散趨勢。局域地理溢出(Local Geographieal Spillover)意味著對于不管位于什么區位的企業,一個區域的知識積累和溢出將提高其生產力。比較起來看,全域地理溢出效應不會強化集聚過程,也不會促進經濟增長的趨同。
以上兩種視角都是從技術知識和創新之外的因素來研究技術知識溢出和創新活動的聚集行為的,并沒有從技術知識本身的特性來闡述技術知識溢出的區域性和創新活動的區域性。要理解知識溢出和創新集中,就先要理解知識本身具有什么樣的性質,對其最本質的看法是什么。
二、技術知識溢出和創新聚集的邏輯起點:知識構成的維度
從認識論的角度來看,知識可分為隱性知識和顯性知識。關于它們的關系,有兩種觀點(Cowan,2000):一是可編碼的絕對觀點(認為所有的知識都可以編碼化和顯性化,包括認為不可能編碼的隱性知識的一部分在付出了一定代價后也可以顯性化);二是絕對隱性知識的觀點(認為所有的編碼知識都需要隱性知識才可以變得有用)。其實它們是知識的兩個方面,是知識的兩個不同的維度,隱性知識和顯性知識是互補的,是可以轉化的,每種知識的形式都可以用作獲取另一種知識的工具。創新過程中這兩種知識都起到了不容忽視的作用。隱性和顯性知識之間的相互轉換在生產創新過程中是一個關鍵的組成部分,科學活動總是涉及隱性知識(知道怎樣做)和顯性知識(知道為什么)的聯合(Johnson等,2000)。顯性知識可以看作是對重大技術和科學突破的反映,隱性知識則被描述為把顯性知識應用于實踐的可行的創新工具。這兩者可被看作是互補的,但探索開發這種互補性需要隱性技能。
從本體論的視角看,知識分為個人知識和集體知識,即知識具有個人和集體維度。個人知識比較容易理解,集體知識很難獲得并且分散于集體中的個人身上(Fallah和Ibrahim,2004),它僅僅可以在特定的環境中從它的整體性去理解,社會集體知識可以由個人隱性知識整合而成(Reber,1993)。集體知識不是個人經歷的集合,而是一系列位于個人行為背后的“背景差別”的集合。集體知識是最可靠和有意義的組織知識類型(Spender,1993,1994),它不能穿過組織界限輕易地移動。個人是集體組織里主要的學習因素,組織知道怎樣學習是因為組織中的人知道怎么學習。組織可以在某種程度上學習和獲得知識,組織里的個人很敏感而且被組織的社會地位所影響,個人通過組織而獲得自己的知識(Spender,1996)。集體維度的知識不同于機械共享的知識,它具有“有機的和相互作用的”性質,集體知識的來源在于人們把組織當成是一個知識分類的工具,同時把組織看成是決定某一群體的人員共享一種專業知識的方法。甚至也有學者認為沒有單獨的個人知識,個人知識根植于集體知識,兩者同處于一個共同體中,不可分割。從這個視角看,知識構成便于從企業或者產業的層面去理解創新在空間的聚集。
根據知識的認識論和本體論,可將知識分為如下的矩陣方塊:
根據上面的矩陣方塊,知識可以從個人和集體兩個方面分為隱性和顯性,由于知識的隱性特征,知識在傳播和溢出的過程中表現為粘性特點――知識的流動和獲取需要成本。這種隱性知識根植于個人心靈深處和一個組織里,它使知識簇集且導致創新活動的簇集。顯性的知識容易流動,成本較低。因此,我們可以在這樣的框架內來理解知識的溢出和創新聚集的機制。
三、技術知識溢出和轉移模式
在理解技術知識的溢出和轉移模式之前,有必要了解顯性知識和隱性知識是怎樣轉化的。Nonaka(1994)提出組織中的知識轉化的SECI模型,見圖1,它包括了知識轉化的四種模式:(1)隱性知識轉化為隱性知識的社會化模式(Socialization),這種模式能夠使隱性知識通過組織中人們的相互作用而轉化。(2)隱性知識到顯性知識的外部化(externalization),它可以把隱性知識編碼化和清晰化。(3)“聯合(combination)”,即把顯性知識轉化成一系列復雜的顯性知識體系。(4)“內部化(internalization)”,即把顯性知識轉化為隱性知識。社會化和聯合一般被組織用來促進創新,而內部化和外部化僅僅發生在個人的水平上,因為后者交換的是個人的隱性知識。
當知識是顯性的時候,它可以有效傳播,他人的存取和使用也變得更加容易。一旦隱性知識變成顯性形式,知識的創造者可能對那些接受者怎樣使用知識失去控制。個人和實體組織之間的每次相互作用就有潛在的知識交換,如果知識交換有目的地發生在個人和組織中,就叫作知識轉移,知識交換超越了有目的的交換則被稱之為溢出。
公司水平上的技術知識溢出和轉移有兩種形式,即公司內部和公司之間的技術知識轉移和溢出。前者是指公司內部不同區位的企業之間的技術知識的流動,交流成本的降低可以弱化距離影響,使總公司下屬的各企業能更好地依市場關聯而布局。外部技術知識溢出是指聚集于一地區的不同公司之間存在的技術知識流動。這種溢出常見的形式有兩種:一是“研究中心”型,即聚集在某一地區的公司都是從事RD活動,同一公司既可能是技術知識溢出者,也可能是接受者,技術知識流動是雙向的,例如硅谷;二是“技術源極”型,即技術知識的流動是單向的,從領導者向模仿者流動。某些公司可以接受一些來自其他公司的技術知識溢出來代替公司自身的研究,某公司的新技術是同在某地的競爭對手發明的。壟斷競爭或者寡頭壟斷的公司都在某地建立企業,或者從事創新活動或者只從事生產活動,他們都希望從競爭對手那里學到些什么。地理的鄰近性有利于相鄰的消費者、供應商、競爭者以及教育和研究機構相互間直接作用。直接的相互作用有利于獲得知識,尤其是隱性知識。
假設某人為A公司工作,他將外部化他的隱性技術知識,產生顯性技術知識,這個新顯性技術知識將成為A公司的一種財富。當B公司的人無意中獲得了這種顯性技術知識時,這時知識溢出發生。B可能是A的上游企業和下游企業或者是相關聯的企業。A和B同處于某個區域內。A公司中的隱性技術知識和顯性技術知識根植于A集體技術知識中,通過轉移和外溢的方式流動到B公司。B公司也以同樣的方式將技術知識外溢給A公司,其溢出和傳播模式見圖2。
某地區可以有很多公司簇集在一起,兩兩公司之間都可以進行知識的溢出和傳播。某區域的公司聚集涉及其吸收技術知識的能力,公司對技術知識的吸收能力越強技術知識溢出的效果就越好。
四、基于技術知識溢出的創新聚集
國內外學者研究認為,顯性技術可以傳播,隱性知識多半是以溢出的方式流動。一家公司的創新發明因外部性而讓其他公司受益,技術知識的傳播與溢出受地理局限。
Jaffe et al.(1993),Jaffe和Trjtenberg(1998)通過比較專利引用的地區來研究技術傳播發現,美國專利更多的是被美國本土引用而不是被外國引用。Eaton and Kortum(1998)利用專利的統計數據估計了國家水平上的技術擴散和生產率增長,結果表明,一國內部的技術擴散多于國際間的擴散。Coand Helpman(1995)估計了國內R&D溢出和外國的R&D溢出對生產率的影響,發現前者的影響強于后者,這也與技術傳播的地域性觀點是一致的。Keller(2000)選取了14個OECD國家數據來估計技術擴散和技術創新是否存在地域性,結果表明,從國外技術創新中獲益的程度隨著距離的增加而減少,且來自距離更遠的外國的R&D對本國生產率影響的有效性小于距離較近的外國R&D。馬歇爾第一次闡述了行業集聚與外部性的觀點后,阿羅(1962)和羅默(1990)發展了他的觀點:在某個特定的空間,某個行業的大量集中能促進該行業公司之間的技術知識溢出。
(一)技術創新活動因隱性技術而聚集
技術知識溢出的地理局限性使相關企業聚集,技術創新活動主要取決于技術知識的屬性以及技術知識傳遞與交流的方式。由于交通通訊及信息技術的發展,編碼化的顯性知識更易于在廣闊的地理空間中進行交流和擴散,所以,區位對依托這類知識進行的創新活動的影響并不大。然而,占技術知識中絕大部分、且對創新影響極為重要的是隱性技術知識,它們具有“粘性”的特征,新技術知識的“粘性”更大,包含著隱性知識和編碼化的顯性技術知識,高度根植于個人經驗、人際關系交流渠道和組織慣例中具有難以模仿和復制的特點,因而難以編碼化,也難以通過媒體進行轉移或傳遞。因此,只有通過面對面的交流,縮短距離提高傳遞效率,才能獲取“外溢”的信息與知識。
(二)技術創新活動因吸收能力而聚積
技術知識溢出效果受接受溢出企業吸收能力的限制,接受者所吸收的知識和怎樣使用所吸收的知識直接導致知識的創新。吸收能力使得同行業的企業和具有互補知識的企業會聚集在一起。
(三)技術創新因非正式網絡而聚集
許多研究表明,非正式的個人互動對技術創新產生了重要的影響,特別是隱性技術知識的獲得是通過一些非正式的或個人之間的跨部門聯系和互動來實現的。非正式網絡具有明顯的地方性特征,因此,隱性技術知識的獲取具有地方性。同時,隱性技術知識的傳播可以通過非正式網絡快速有效地實現。