System wsparcia ćwiczeń symulacyjnych

 

Konsorcjum w składzie Wojskowa Akademia Techniczna, Politechnika Warszawska, Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii oraz Tecna Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością opracowało system informatyczny przeznaczony dla wspomagania realizacji bieżących zadań państwowej inspekcji sanitarnej, a także doskonalenia procedur oraz organizacji ćwiczeń symulacyjnych w działaniach związanych z zatruciami i chorobami zakaźnymi przenoszonymi drogą pokarmową. Wykonane oprogramowanie stanowi podstawę organizacji ćwiczeń symulacyjnych dla organów nadzoru sanitarnego powodujących lepsze przygotowanie inspektorów do zwalczania zatruć lub epidemii chorób przenoszonych droga pokarmową, a także pozwala na doskonalenie procedur stosowanych przez organy nadzoru sanitarnego. W projekcie zostały zbudowane modele dynamiczne opisujące procesy tworzenia i rozprzestrzeniania się epidemii oraz procesy funkcjonowania służb sanitarnych. Zbudowany został również symulator rozprzestrzeniania się epidemii chorób przewodu pokarmowego opracowywany przez konsorcjum w ramach wcześniejszych prac badawczo-rozwojowych. Skonstruowano również model danych o populacji, terenie i rozpatrywanych chorobach przenoszonych drogą pokarmową, pozwalający na umiejscawianie wyników symulacji w realnym środowisku społeczno-geograficznym oraz personifikację chorych.

W ramach projektu zamodelowane zostały procesy biznesowe związane zarówno z pracą służb sanitarnych w przypadkach powstania epidemii chorób przenoszonych drogą pokarmową jak i prowadzeniem ćwiczeń symulacyjnych według zadanego scenariusza ćwiczeń. W ramach realizacji projektu PBS1/A7/6/2012 finansowanego przez NCBiR przeprowadzona została analiza działań personelu organów Państwowej Inspekcji Sanitarnej szczebla powiatowego w zakresie podejmowanych akcji w sytuacjach kryzysowych związanych z powstaniem dużego ogniska zatrucia pokarmowego lub epidemii choroby zakaźnej przenoszonej drogą pokarmową. Taka sama analiza została przeprowadzona w zakresie akcji wykonywanych przez poszczególne zespoły biorące udział w przeprowadzeniu ćwiczeń symulacyjnych. Wynik przeprowadzonej analizy został zobrazowany w postaci diagramów procesów biznesowych wykonanych w notacji BPMN.

Na podkreślenie zasługuje fakt, iż do tej pory nie istniał żaden zintegrowany system, który jednocześnie wspiera bieżącą pracę, jak i pozwala na przeprowadzenie szkoleń organów inspekcji sanitarnej w zakresie podejmowania i realizacji działań związanych z opracowaniem dużych ognisk zatruć lub chorób zakaźnych przenoszonych drogą pokarmową, których przyczyną może być przypadkowe skażenie żywności, lub też atak terrorystyczny przeprowadzony z użyciem żywności. Opracowane rozwiązanie jest, zatem pierwszym systemem tej klasy w Polsce, gotowym do pilotażowych wdrożeń.

Proces biznesowy a ćwiczenia symulacyjne

Procesy biznesowe doskonale obrazują, jakie czynności są wykonywane przez poszczególne grupy osób w trakcie ćwiczeń oraz pozwalają na monitorowanie i mierzenie wskaźników KPI. Procesy biznesowe zostały podzielone na dwie grupy procesów. Pierwsza grupa procesów dotyczy czynności wykonywanych wyłącznie przez osoby ćwiczące. Są to procesy opisujące działania wykonywane w trakcie dochodzenia epidemiologicznego. W tym przypadku opisanie działań w postaci procesu pozwala ćwiczącym na zwiększenie szybkości reakcji w podejmowaniu decyzji, które wpływają bezpośrednio na przebieg dochodzenia, gdyż w ciągłej dyspozycji mają cały zakres danych przetwarzanych przez proces wraz z pełnym obrazem sytuacji.

Druga grupa procesów biznesowych opisuje działania zespołów przygotowania ćwiczeń, podgrywki oraz oceny rezultatów w formie scenariusza ćwiczeń symulacyjnych. Czynności wyszczególnione w tej grupie procesów pozwalają uczestnikom ww. zespołów na sprawne zarządzanie zadaniami zespołu ćwiczącego, na monitoring ich działań oraz na pełne sterowanie symulacją. Zespół przygotowania ćwiczeń otrzymuje zadania związane z przygotowaniem środowiska, danych do danego scenariusza ćwiczeń i uruchomieniem poszczególnych komponentów systemu przy starcie ćwiczeń symulacyjnych. Zespół podgrywki otrzymuje zadania związane z przygotowaniem odpowiedzi na pytania ćwiczących, reakcjami na decyzje podejmowane przez zespół ćwiczący oraz sterowaniem czasem symulacyjnym. Zespół analizy rezultatów otrzymuje zadania związane z analizą historii procesów, analizą decyzji oraz akcji, oceną przebiegu ćwiczeń i umiejętności zespołu ćwiczącego. Każdy z zespołów otrzymuje pełny zakres danych przetwarzanych przez poszczególne procesy z tej grupy.

Procesy obu grup są ze sobą połączone. Działania podejmowane przez zespół ćwiczący w obrębie procesów pierwszej grupy bezpośrednio wpływają na pojawianie się czynności w procesach grupy drugiej. Wzajemna komunikacja w obrębie wykonywanych zadań pozwala na przeprowadzanie ćwiczeń symulacyjnych zgodnie z zamodelowanym scenariuszem ćwiczeń.

Procesy biznesowe zespołu ćwiczącego

Zespół ćwiczący jest głównym aktorem ćwiczeń symulacyjnych. Jego uczestnicy są odpowiedzialni za przeprowadzenie dochodzenia epidemiologicznego korzystając z systemu wspomagania ćwiczeń symulacyjnych. Na podstawie danych zawartych w systemie, zespół ćwiczący podejmuje decyzje o działaniach realizowanych przez Pracowników PPIS. W systemie wspomagania ćwiczeń symulacyjnych jest to jednoznaczne z przekazaniem decyzji do zespołu podgrywki bądź bezpośrednio do symulatora.

W wyniku działań symulatora oraz zespołu podgrywki, zespół ćwiczący dostaje nowe dane do analizy. Po zapoznaniu się z wynikami swoich zleceń i decyzji zespół ćwiczący podejmuje dalsze decyzje mające na celu znalezienie przyczynę ogniska, przerwanie dróg szerzenia a tym samym zakończenie dochodzenia epidemiologicznego.

W przypadku przeprowadzania dochodzenia epidemiologicznego istotne jest szybkie podejmowanie decyzji na podstawie dostępnych danych. W takich procesach mamy do czynienia z nieokreśloną sekwencją różnych działań czyli procesami AD-HOC. Wśród czynności możliwych do wykonania przez zespół ćwiczący a opisanych takim procesem są: przeprowadzenie wywiadów z chorymi i otoczeniem, zebranie próbek i przeprowadzenie badań chorych, przeprowadzenie kontroli obiektów oraz konsultacje z lekarzami.

W systemie wspomagania ćwiczeń symulacyjnych wszystkie opisane czynności są wykonywane z poziomu jednego pulpitu przygotowanego dla zespołu ćwiczącego. Zespół ćwiczący ma do dyspozycji szereg raportów, zestawień i rejestrów z danymi na podstawie, których może podejmować kolejne decyzje.

Procesy biznesowe zespołów przygotowania, obsługi i oceny ćwiczeń

Zespoły przygotowania, obsługi (podgrywki) i oceny ćwiczeń mają swoje zadania w ciągu całego procesu opracowania scenariusza ćwiczenia, zaplanowania i organizacji samych ćwiczeń, obsługi ich przebiegu, podgrywki oraz zakończenia i ich końcowej oceny.

Scenariusz ćwiczenia składa się z kolejnych, sekwencyjnych kroków, które składają się na proces biznesowy opisujący przebieg sytuacji epidemicznej. Zespół przygotowania ćwiczeń opracowuje nie tylko kolejne kroki ćwiczenia, ale również szczegółowe dane o terenie i populacji oraz definiuje dane o wszystkich zdarzeniach (źródle zakażenia, zachorowaniach, wywiadach, wynikach badań, wynikach kontroli obiektów). W czasie przeprowadzania ćwiczeń zespół podgrywki ma za zadanie przesuwać czas symulacyjny zarówno na prośby zespołu ćwiczącego lub z własnej inicjatywy w związku z koniecznością kontynuowania ćwiczenia. W każdym momencie zespół podgrywki ma wgląd w aktualną sytuację odbywanych ćwiczeń za pomocą zaprojektowanego pulpitu monitoringu.

 

W trakcie ćwiczenia zespół podgrywki obsługuje wszystkie zlecenia spływające od zespołu ćwiczącego oraz odpowiada na wszelkie pytania uściślające zgodnie z przyjętym scenariuszem ćwiczenia symulacyjnego.

Po zakończenia ćwiczenia zespół analizy i oceny rezultatów zapoznaje się z danymi ćwiczenia i analizuje podjęte przez ćwiczących decyzje oraz wprowadzone dane i wystawia ocenę poszczególnym osobom zespołu ćwiczącego na podstawie formularza wystawiania ocen.

Komunikacja między procesami poszczególnych grup

W trakcie trwania ćwiczenia wszystkie zespoły komunikują się posługując się odpowiednimi formularzami w systemie wspomagania ćwiczeń, przesyłając tym samym dane z jednych procesów do drugich. Zespół ćwiczący zlecając wykonanie dodatkowych zadań dla inspektorów czy zadając pytania uszczegóławiające przesyła dane do procesów podgrywki, która musi zareagować na zlecenia - odpowiadając na pytania zgodne ze scenariuszem bądź przesuwając czas symulacyjny o zadaną liczbę kroków.  Przykładowe tematy zleceń dodatkowych od zespołu ćwiczącego mogą obejmować takie zagadnienia jak uszczegółowienie przeprowadzonej kontroli sanitarnej punktu dystrybucji żywności lub uzyskanie dodatkowych informacji na temat chorego, co pozwala na trafniejszą diagnozę powodu zatrucia i przecięcia właściwych dróg szerzenia.

Korzyści z zastosowania systemu wspomagającego pracę

  • Jednolity interfejs z natychmiastowym dostępem do danych,
  • Wspomaganie raportowania. Obniżenie czasu wykonywania raportów i zestawień,
  • Obniżenie czasu przeprowadzenia dochodzenia epidemiologicznego,
  • Oszczędności finansowe wynikające z lepszego zaplanowania prac inspektorów
    (w Inspektoracie Warszawskim po wprowadzeniu elektronicznego systemu obiegu pracy oszczędności sięgnęły ok 20%),
  • Umożliwienie monitorowania wpływu akcji szczepiennych na spadek liczby zachorowań,
  • Umożliwienie monitorowania i oceny skuteczności działań w zakresie kontroli,
  • Utworzenie jednolitego systemu powiadamiania alarmowego w przypadku zdarzeń epidemicznych związanych z chorobami zakaźnymi (analogicznie do systemu RASFF),
  • Możliwość przekazywania spraw pomiędzy inspektoratami powiatowymi,
  • Obniżenie kosztów wprowadzania nowych procedur, norm i wzorów dokumentów.

Na dzień dzisiejszy Konsorcjum naukowe w składzie WIHiE, WAT, PW, Tecna dysponuje najbardziej znaczącym w kraju potencjałem wiedzy i umiejętności w zakresie znajomości modeli pracy służb nadzoru sanitarnego. Opracowane przez Konsorcjum rozwiązania stanowią kompletny system wsparcia prac inspekcji sanitarnej w zakresie zapobiegania ryzykiem związanym z bezpieczeństwem żywności i żywienia. Celowym wydaje się, zatem z punktu widzenia misji i zadań Państwowej Inspekcji Sanitarnej, rozszerzenie zastosowań systemu o pozostałe elementy związane z zapobieganiem powstawaniu chorób, w tym chorób zakaźnychzawodowych.

Mobilna wersja systemu

Dochodzenie epidemiologiczne podczas epidemii choroby przenoszonej drogą pokarmową wymaga podejmowania szeregu czynności realizowanych w terenie. Skutkuje to ograniczeniem dostępu do bieżących danych o epidemii oraz zmniejszeniem możliwości przekazywania informacji z terenu do centrali. Problem ten może być rozwiązany przy zastosowaniu odpowiedniego systemu z końcówkami w postaci urządzeń mobilnych.

Dzięki rozwojowi w ostatnich latach technologii mobilnych możliwe stało się przekazywanie danych z inspekcji w terenie oraz danych z przeprowadzonych wywiadów bezpośrednio po ich uzyskaniu do osób zajmujących się koordynacją działań. Takie podejście w znaczącym stopniu skróci czas potrzebny na wykrycie źródeł zachorowań i kierunków rozprzestrzeniania się chorób, a tym samym przyczyni się do szybszego zapobiegania epidemii oraz znacznego zmniejszenia liczby chorych i zmarłych.

W związku z powyższym przeprojektowano istniejące procesy biznesowe w taki sposób, aby w pełni wykorzystać możliwości, jakie daje natychmiastowy dostęp do informacji z terenu.

Proces wywiadu epidemiologicznego pozwala na przeprowadzenie szeregu czynności mających zmierzających do znalezienia przyczyny i źródła zakażenia. W związku z tym przeprowadzane są m.in wywiady z chorymi oraz inspekcje sanitarne w punktach dystrybucji żywności.

Szereg przeprowadzonych działań jest dokumentowany i rejestrowany w systemie. Na podstawie tak zorganizowanych raportów dział epidemiologii może przeanalizować otrzymane wyniki i podjąć stosowne decyzje dotyczące epidemii. Wszystkie przypadki są umieszczane na mapie, pomaga to w zakwalifikowaniu ich do tego samego lub nowego ogniska chorobowego.

Wszystkie zadania wykonywane przez inspektorów terenowych są im zlecane przez inspektora koordynującego. Inspektor pracując w terenie wykonuje zlecone zadania, po czym wyniki wprowadza bezpośrednio do Systemu. Wykorzystanie urządzeń mobilnych w tym przypadku pozwala na wprowadzanie danych bezpośrednio w trakcie wykonywania zadania, co znacząco przyspiesza czas obsługi zadania i wpływa na przyspieszenie wykonania niezbędnych analiz potrzebnych do podjęcia decyzji przez inspektorów koordynujących. Urządzenia mobilne zapewniają również zdalny i bezpośredni dostęp do informacji o dochodzeniu zawartych w rejestrach systemu.

Rozwiązanie mobilne daje również możliwość korzystania z map oraz wyznaczania tras do kolejnych kontrolowanych obiektów. Inspektorzy mogą również korzystać z szybkiego dostępu do pełnej dokumentacji dochodzenia epidemiologicznego. Dokumentacja ta może być również uaktualniana z poziomu urządzenia mobilnego za pomocą formularzy wypełnianych podczas kontroli oraz dzięki możliwości dołączania zdjęć i nagrań.

 

Materiał i metody

W badaniach posłużono się metodami modelowania procesów biznesowych. Zastosowano notację BPMN do opisu działań inspekcji sanitarnej. Architekturę rozwiązania oraz metody przekazywania danych pomiędzy elementami systemu opisano zgodnie z Unified Modeling Language.

Wyniki

Posługując się notacją BPMN zaprojektowano procesy biznesowe uwzględniające charakterystykę pracy zdalnej. Zaproponowano i opisano architekturę rozwiązania pozwalającego na przekazywanie danych pomiędzy działającymi w terenie urządzeniami mobilnymi i centralnym repozytorium dochodzenia. Dokonano oceny zaprojektowanego rozwiązania pod kątem skrócenia czasu dochodzenia epidemiologicznego.

Wnioski

Działania inspekcji sanitarnej dają się modelować, jako procesy biznesowe. Pokazano, iż niezależnie od procesów biznesowych opisujących scentralizowane, tradycyjne podejście do realizacji dochodzenia epidemiologicznego można stosować procesy wprowadzające podejście nowatorskie, oparte na zdalnej pracy i zakładające możliwość natychmiastowej wymiany danych pomiędzy inspektorami działającymi w terenie a stacją sanitarno-epidemiologiczną. Wykazano, iż użycie urządzeń mobilnych znacząco wpływa na skrócenie czasu przeprowadzenia dochodzenia epidemiologicznego podczas epidemii chorób przenoszonych drogą pokarmową. Ma to istotne znaczenie z punktu widzenia ograniczania ilości spożytej substancji a tym samym liczby zachorowań.