Architektur des Systems
Das Zentrum des Systems bildet das Backend, welches als REST API in ASP.NET Core und C# entwickelt wurde. Mithilfe eines MySQL Connectors für C# greift es auf die MySQL Datenbank zu und verwaltet so alle Organisations- sowie Patientendaten. Die REST API bietet ihre Dienste über HTTP an das Frontend und die Mobile App an, wobei als Format für den Transport der Daten JSON verwendet wird.
Das Frontend ist als Single Page Applikation mit React implementiert und lädt aus diesem Grund alle Daten per JSON von der REST API mittels AJAX. Um sich zu authentifizieren muss ein Benutzer des Frontends die Login Daten der Organisation eingeben, damit das Frontend ein Token von der REST API anfordern kann. Mit diesem Token authentifiziert sich das Frontend in jedem Request, indem es dieses Token in einem HTTP Header an die REST API sendet. Für das Frontend bietet die REST API Schnittstellen zur Verwaltung von Abteilungen sowie Patienten an.
Die mobile Applikation ist als eine Hybrid Applikation mit React Native und JavaScript implementiert und ist dadurch automatisch auf iOS und Android lauffähig. Ein Nutzer der App kann sich einerseits durch manuelle Eingabe der Patienten ID, als auch durch Scan eines QR Codes mit der REST API verbinden und bekommt alle Wartezeitinformationen über die App angezeigt. Die REST API bietet hierbei eine dedizierte Schnittstelle für die App an, welche jedoch nicht per Authentifizierung gesichert werden muss, da keine persönlichen Daten an die App weitergegeben werden.
Algorithmus zur Ermittlung des nächsten Patienten
Für die Ermittlung des nächsten Patienten verwaltet der Algorithmus alle Patienten in Prioritätswarteschlangen. Hierbei kennt der Algorithmus drei verschiedene Warteschlangen. In der Warteschlange für neue Patienten mit hoher Priorität werden alle neuen Patienten eingeordnet, bei denen die Deadline demnächst erreicht wird. In eine zweite Warteschlange werden alle WIP Patienten eingefügt. Die letzte Warteschlange enthält alle neuen Patienten, bei denen noch einige Zeit vergehen muss, bis die Deadline erreicht wird. Die Warteschlangen für die neuen Patienten sind geordnet nach der verbleibenden Zeit bis zum Ablauf der Deadline. Dies bedeutet, dass an erster Stelle der Warteschlange jeweils der Patient steht, wessen Deadline als erstes auslaufen wird. Patienten in der WIP Warteschlange, werden nach dem Zeitpunkt der Registrierung im System geordnet.
Der Algorithmus arbeitet für die Selektierung von Patienten diese drei Warteschlangen der Reihe nach ab. Um die neuen Patienten in hohe und niedrige Patienten zu unterteilen, kann ein numerischer Wert für jede Abteilung festgelegt werden, welcher WIP Threshold genannt wird. Der WIP Threshold wird in Minuten festgelegt, und setzt legt die Anzahl an Minuten fest ab welcher ein neuer Patient der höheren Priorität zugeordnet wird. Falls die verbleibende Zeit des Patienten bis zum Ablaufen der Deadline kleiner als dieser Wert ist, wird er in die Warteschlange der höheren Priorität eingeordnet.
Um Patienten zu selektieren läuft der Algorithmus diese drei Warteschlangen der Reihe nach ab. Falls in der ersten Warteschlange kein Patient enthalten ist, versucht der Algorithmus in der zweiten Warteschlange einen WIP Patient zu wählen. Falls dort ebenfalls kein Patient vorhanden ist, wird ein neuer Patient mit niedriger Priorität gewählt.