摘  要： 呼叫中心技術(shù)涉及計(jì)算機(jī)電話集成、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和交換技術(shù)等多種技術(shù)，已成為向客戶提供服務(wù)的重要方式。研究如何將呼叫中心技術(shù)內(nèi)嵌到社區(qū)衛(wèi)生信息系統(tǒng)中，并給出了一種基于線性加權(quán)優(yōu)先級(jí)算法的排隊(duì)模型。
關(guān)鍵詞： 呼叫中心；有限狀態(tài)機(jī)；計(jì)算機(jī)電話集成；排隊(duì)模型

　呼叫中心(Call Center)也叫客戶服務(wù)中心，它利用計(jì)算機(jī)電話集成(CTI)技術(shù)，將基于語(yǔ)音的電信網(wǎng)絡(luò)(PSTN)與基于后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)處理網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)客戶和系統(tǒng)的溝通互動(dòng)。社區(qū)衛(wèi)生信息管理系統(tǒng)是衛(wèi)生管理決策數(shù)據(jù)的重要來(lái)源，社區(qū)信息管理人員如何快速準(zhǔn)確地為管理決策者提供相關(guān)信息資料，是社區(qū)信息管理人員的一個(gè)重要任務(wù)，因此迫切需要適應(yīng)現(xiàn)代社區(qū)信息管理運(yùn)行模式的社區(qū)衛(wèi)生信息管理系統(tǒng)。本文研究了如何將呼叫中心技術(shù)在社區(qū)衛(wèi)生信息管理系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了基于呼叫中心的社區(qū)衛(wèi)生信息客戶服務(wù)系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方案，并給出了一種基于線性加權(quán)優(yōu)先級(jí)算法的排隊(duì)模型。
1 系統(tǒng)架構(gòu)分析與建模
　呼叫中心有兩種典型實(shí)現(xiàn)方案，即基于交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)和基于語(yǔ)音板卡的實(shí)現(xiàn)[1]。這兩種方案適用于不同場(chǎng)合的呼叫中心構(gòu)建。其中，基于語(yǔ)音板卡的方案其基本思想是在計(jì)算機(jī)平臺(tái)上集成各種功能的語(yǔ)音處理卡，完成通信接口、語(yǔ)音處理、傳真處理、座席轉(zhuǎn)接等功能，結(jié)合外部的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用系統(tǒng)的具體需求；如果呼叫中心規(guī)模小于20個(gè)座席，則適合采用基于語(yǔ)音板卡的實(shí)現(xiàn)方案。而當(dāng)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)模大于20個(gè)座席時(shí)，采用基于交換機(jī)的方案能夠獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。本文所涉及的衛(wèi)生信息管理系統(tǒng)對(duì)呼叫中心的需求屬于較小規(guī)模，因此適合采用基于語(yǔ)音板卡的實(shí)現(xiàn)方案。
1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)
　分析本系統(tǒng)中呼叫中心子系統(tǒng)的功能，可按主要業(yè)務(wù)模塊劃分，如圖1所示。

　具體實(shí)現(xiàn)中，可以預(yù)留相關(guān)接口，便于系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能模塊的擴(kuò)展和變更。
1.2 系統(tǒng)的分層設(shè)計(jì)
　構(gòu)建呼叫中心子系統(tǒng)時(shí)需要考慮到系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性、引入新業(yè)務(wù)的靈活性及系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性。為達(dá)到這些需求，本文在實(shí)現(xiàn)中采用分層設(shè)計(jì)的思想，如圖2所示。將呼叫中心子系統(tǒng)模型分為業(yè)務(wù)交換層、業(yè)務(wù)支撐層和業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)層。相對(duì)于業(yè)務(wù)層面，呼叫接入處于最低層，業(yè)務(wù)應(yīng)用處于最高層。業(yè)務(wù)交換層完成網(wǎng)絡(luò)的接入及業(yè)務(wù)支撐層的業(yè)務(wù)控制任務(wù)；業(yè)務(wù)支撐層是交換與具體業(yè)務(wù)之間的支撐系統(tǒng)；業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)層通過(guò)API接口按照話務(wù)需求向業(yè)務(wù)支撐層提出需求，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)具體的應(yīng)用。

　在分層設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的通用程序架構(gòu)設(shè)計(jì)可以對(duì)呼叫流程控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置，進(jìn)而僅需通過(guò)增減或修改業(yè)務(wù)受理層上的業(yè)務(wù)模塊，以及對(duì)系統(tǒng)資源層上的語(yǔ)音文件進(jìn)行編輯，即可以實(shí)現(xiàn)不同社區(qū)的呼叫中心或同一社區(qū)呼叫中心動(dòng)態(tài)擴(kuò)展業(yè)務(wù)。
1.3 系統(tǒng)狀態(tài)變遷描述
　系統(tǒng)中同時(shí)存在多個(gè)呼叫，每個(gè)呼叫從發(fā)起到結(jié)束的整個(gè)過(guò)程要經(jīng)歷多個(gè)狀態(tài)的變遷，多個(gè)呼叫的處理流程相互交織在一起異步進(jìn)行。為保證相應(yīng)控制軟件有清晰的控制結(jié)構(gòu)和簡(jiǎn)捷的程序代碼，有必要對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換進(jìn)行形式化描述和建模。
　有限狀態(tài)機(jī)FSM(Finite State Machine)是一種常見的基本形式化技術(shù)[2]。若把一次呼叫定義為一個(gè)進(jìn)程，呼叫的接入最終應(yīng)答在接入過(guò)程中將經(jīng)歷若干狀態(tài)的變遷。把進(jìn)程的整個(gè)生命周期劃分成若干個(gè)不同狀態(tài)，每個(gè)狀態(tài)都在等待一條或幾條指定的事件；事件消息到達(dá)后，進(jìn)程處理這些消息從而進(jìn)入另一個(gè)狀態(tài)。
　狀態(tài)集合。在事件集合中各事件的驅(qū)動(dòng)下，線路將在各工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換，這種變遷關(guān)系由映射函數(shù)f定義。由于呼叫中心啟動(dòng)后各條線路始終連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有終止?fàn)顟B(tài)，因此有限狀態(tài)機(jī)的終態(tài)集為空。系統(tǒng)支持多條外線同時(shí)呼叫，各條線路的呼叫處理過(guò)程都是異步進(jìn)行的，因此系統(tǒng)需要維護(hù)多個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，且每個(gè)有限狀態(tài)機(jī)對(duì)應(yīng)一條線路。
1.4 系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)
　系統(tǒng)由一臺(tái)服務(wù)器和一塊8路模擬語(yǔ)音卡構(gòu)成。語(yǔ)音板卡安裝在服務(wù)器內(nèi)擴(kuò)展槽中，板卡提供8個(gè)內(nèi)/外線話機(jī)接口，可對(duì)8路語(yǔ)音進(jìn)行同時(shí)處理。在軟件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，充分考慮軟件與語(yǔ)音卡型號(hào)的無(wú)關(guān)性，以C++ Builder6.0為軟件開發(fā)工具。根據(jù)系統(tǒng)要求多路并行的特點(diǎn)，將系統(tǒng)功能細(xì)分為不可分割的原子動(dòng)作，放入Timer控件的Ontimer事件中；將語(yǔ)音板卡初始化、信號(hào)音檢測(cè)、收碼處理、節(jié)點(diǎn)處理、掛機(jī)處理和語(yǔ)音流程維護(hù)等功能封裝成獨(dú)立模塊供系統(tǒng)調(diào)用，從而提高了系統(tǒng)可靠性。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)選用Microsoft SQL Server 2005，但考慮到應(yīng)用該系統(tǒng)的各社區(qū)原有的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)差異，特提供了一種通用的數(shù)據(jù)庫(kù)接口。將接口系統(tǒng)分為相互獨(dú)立的接口生成子系統(tǒng)和接口運(yùn)行子系統(tǒng)，通過(guò)接口參數(shù)描述表將兩部分有機(jī)聯(lián)系成為一個(gè)整體。注冊(cè)表是聯(lián)系接口生成子系統(tǒng)與接口運(yùn)行子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基，接口生成子系統(tǒng)向注冊(cè)表中寫入接口描述；接口運(yùn)行子系統(tǒng)則依據(jù)注冊(cè)表中的接口描述，裝配實(shí)際的運(yùn)行接口。圖3為系統(tǒng)中呼叫的具體處理流程。

2 呼叫排隊(duì)的數(shù)學(xué)模型
　呼叫排隊(duì)系統(tǒng)又稱為呼叫隨機(jī)服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)中呼叫到達(dá)時(shí)間和服務(wù)所需時(shí)間都是隨機(jī)的，會(huì)出現(xiàn)“排隊(duì)等待”現(xiàn)象。因此必須首先考慮解決社區(qū)用戶呼入的排隊(duì)等待問(wèn)題。通過(guò)建立呼叫中心的排隊(duì)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)性能的分析，并通過(guò)預(yù)測(cè)呼叫的排隊(duì)等待時(shí)間，可以平衡呼入的各隊(duì)列等待時(shí)間，從而提高呼叫中心的實(shí)際工作效率。
2.1 通用排隊(duì)模型
　呼叫中心的基本排隊(duì)模型包括以下參數(shù)：連接到呼叫中心的m條通信線路，w(w≤m)個(gè)服務(wù)臺(tái)(座席的最大數(shù)目)，N(N≤w)個(gè)可以提供服務(wù)的座席[3]。其基本處理流程為：一個(gè)呼叫到達(dá)后，若所有線路都忙則呼叫被直接丟棄；若忙的座席數(shù)小于N則呼叫立即得到服務(wù)；若忙的座席數(shù)等于N則呼叫進(jìn)入隊(duì)列排隊(duì)，并按先到先服務(wù)(FCFS)的算法處理。在呼叫中心的實(shí)際應(yīng)用中，通常有Erlang-C、Erlang-B和Erlang-A三種排隊(duì)模型。其中，Erlang-B模型主要考慮了呼叫的阻塞問(wèn)題；而Erlang-A模型不僅考慮了呼叫阻塞，還要考慮呼叫排隊(duì)過(guò)程中用戶主動(dòng)放棄等待的問(wèn)題；Erlang-C模型在呼叫中心理論分析中應(yīng)用最為普遍。
2.2 Erlang-C模型應(yīng)用分析
　圖4所示為一個(gè)單隊(duì)列多座席的排隊(duì)系統(tǒng)模型。若座席數(shù)N=3，則3個(gè)座席向用戶提供服務(wù)，但是隊(duì)列只有一列。用戶呼叫到達(dá)后先判斷隊(duì)列情況，隊(duì)列為“空”則選擇某個(gè)座席接受服務(wù)；否則排隊(duì)等待。當(dāng)某座席完成服務(wù)后，如果隊(duì)列處于“非空”狀態(tài)，則立即開始新服務(wù)；否則進(jìn)入“空閑”狀態(tài)。

　定義1  在Erlang-C模型中，若呼入次數(shù)無(wú)限，設(shè)λ為單位時(shí)間呼叫到達(dá)率，μ為呼叫服務(wù)率，N為座席數(shù)目。假定：(1)時(shí)間T內(nèi)有k個(gè)呼叫到達(dá)的概率滿足固定速率λ的Poisson分布；(2)對(duì)呼叫的服從服務(wù)率μ的指數(shù)分布，則Erlang-C對(duì)應(yīng)的排隊(duì)模型為M/M/N/∞，且系統(tǒng)的負(fù)載為α=λ/μ。
　顯然，若α≥N，即呼叫超過(guò)了可提供服務(wù)的座席數(shù)目，則系統(tǒng)承受的負(fù)載超過(guò)了系統(tǒng)的處理能力，此時(shí)將會(huì)出現(xiàn)無(wú)窮排隊(duì)的情況，用戶的呼叫等待時(shí)間將趨向于無(wú)窮大[4]。因此下面主要分析α<N的情況。
這里假定座席數(shù)N=1(這是社區(qū)呼叫中心座席數(shù)的通常情況)，則對(duì)應(yīng)的排隊(duì)模型為M/M/1，此時(shí)考慮系統(tǒng)負(fù)載α<1，即在單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)的呼叫平均數(shù)小于被服務(wù)完的呼叫平均數(shù)時(shí)，隊(duì)長(zhǎng)才能避免無(wú)限增長(zhǎng)而達(dá)到平衡。由概率統(tǒng)計(jì)可知：

　當(dāng)座席數(shù)N≥2時(shí)，假定每個(gè)座席的平均服務(wù)率相同(即都是μ)，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的平均服務(wù)率為Nμ，則服務(wù)強(qiáng)度為λ/Nμ。此時(shí)可參照參考文獻(xiàn)[4]的介紹對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。
由以上可知，只要知道呼叫的平均到達(dá)速率λ和平均服務(wù)速率μ，就可以計(jì)算出系統(tǒng)中呼叫排隊(duì)的平均等待時(shí)間，并由計(jì)算出的系統(tǒng)排隊(duì)平均等待時(shí)間對(duì)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的性能進(jìn)行定量分析，從而做出相應(yīng)的決策提高服務(wù)質(zhì)量，使服務(wù)系統(tǒng)達(dá)到最佳的平衡狀態(tài)。
2.3 改進(jìn)的排隊(duì)模型
　當(dāng)把Erlang-C模型投入到社區(qū)衛(wèi)生信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用時(shí)，該模型基本滿足使用要求。但若將該系統(tǒng)作進(jìn)一步推廣，發(fā)現(xiàn)當(dāng)應(yīng)用的兩個(gè)假設(shè)條件不滿足時(shí)，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用結(jié)果相差較遠(yuǎn)，為此需要對(duì)原有排隊(duì)模型進(jìn)行修正和改進(jìn)。
　在Erlang-C模型中，假定呼叫到達(dá)滿足固定速率λ的Poisson分布，實(shí)際上可將呼叫到達(dá)的情況λ看作是根據(jù)呼叫時(shí)間和呼叫類型而變化的函數(shù)，這種變化是相對(duì)平穩(wěn)的，即對(duì)參數(shù)固定的呼叫到X都存在唯一的平穩(wěn)分布[5]。采用此模型進(jìn)行排隊(duì)分析能更好地逼近實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)情況。
下面給出呼叫中心系統(tǒng)排隊(duì)的改進(jìn)方式?？梢詫⑴抨?duì)隊(duì)列分為物理隊(duì)列和邏輯隊(duì)列，其中物理隊(duì)列在CTI(Computer Telephony Integration)側(cè)，邏輯隊(duì)列位于坐席側(cè)；排隊(duì)采用線性加權(quán)優(yōu)先級(jí)算法，充分考慮呼叫的緊急程度I以及該呼叫在隊(duì)列中已等待時(shí)間Twaited，從而有以下關(guān)于呼叫排隊(duì)優(yōu)先級(jí)的公式：

　實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)具體情況動(dòng)態(tài)設(shè)定這兩個(gè)系數(shù)。由式(5)計(jì)算得到的呼叫優(yōu)先級(jí)值越大，該呼叫在隊(duì)列中位置越靠前。一次新的呼叫進(jìn)入排隊(duì)隊(duì)列時(shí)，可以從隊(duì)首開始逐一比對(duì)，直到找到其合適位置則完成一次排隊(duì)。當(dāng)用戶電話呼入時(shí)，排隊(duì)模塊將電話轉(zhuǎn)接消息發(fā)給所有在線座席，座席收到消息后將呼入號(hào)碼信息插入本機(jī)等待隊(duì)列，并用聲音提示座席有新的等待轉(zhuǎn)接電話。當(dāng)一個(gè)座席響應(yīng)呼叫后，該座席排隊(duì)模塊向所有座席發(fā)出該等待轉(zhuǎn)接電話出隊(duì)列消息，各座席會(huì)將該電話消息從邏輯隊(duì)列中刪除，從而避免出現(xiàn)兩個(gè)座席競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)接電話的情況。式(5)中的線性加權(quán)優(yōu)先級(jí)算法僅考慮了呼叫的緊急程度和呼叫的已等待時(shí)間，在運(yùn)用該公式搭建實(shí)際系統(tǒng)時(shí)還可以進(jìn)一步考慮更多的其他因素[6](如該呼叫的歷史記錄情況等)，從而使得優(yōu)先級(jí)的確定算法更為精確和合理。
　本文設(shè)計(jì)的社區(qū)衛(wèi)生信息系統(tǒng)采用分層化和模塊化的設(shè)計(jì)思路，按照衛(wèi)生部信息統(tǒng)計(jì)管理規(guī)范，選用四川省衛(wèi)生信息中心組織開發(fā)的ICD—10數(shù)據(jù)庫(kù)字典實(shí)現(xiàn)，可隨時(shí)為各級(jí)衛(wèi)生管理人員提供所需的各種信息。該社區(qū)衛(wèi)生信息系統(tǒng)于2008年7月在綿陽(yáng)市36個(gè)社區(qū)中心(站)投入使用以來(lái)，通過(guò)不斷地完善，實(shí)現(xiàn)了社區(qū)衛(wèi)生管理的信息化和自動(dòng)化，為社區(qū)管理及衛(wèi)生行政部門提供了先進(jìn)的管理決策工具。文中所提出的改進(jìn)排隊(duì)模型對(duì)社區(qū)衛(wèi)生信息系統(tǒng)中的呼叫中心子系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量與效率權(quán)衡問(wèn)題的解決具有重要意義，同時(shí)對(duì)其他行業(yè)領(lǐng)域的呼叫中心應(yīng)用也極具參考價(jià)值。
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