CAMPUS INNENSTADT

INSTITUT FÜR NOTFALLMEDIZIN UND MEDIZINMANAGEMENT

INM Routing-Modul

Was, Warum und Wie ? Mathias Weber Erik Jost

INM, München grit GmbH, Werne

12.05.2016 - DOAG Oracle Spatial & Geodata Day

INM Routing-Modul – Was, Warum und Wie ?

-

Mathias Weber, Erik Jost

AGENDA

Institut für Notfallmedizin und Medizinmanagement - INM grit GmbH Warum ? Was ? Wie ?

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WER SIND WIR?

ƒ

Erik Jost

[email protected]

ƒ grit GmbH ƒ Leiter der Softwareentwicklung ƒ Datenbankentwicklung Oracle Spatial ƒ Softwarekonzeption und Projektleitung

ƒ

Mathias Weber

[email protected]

ƒ Institut für Notfallmedizin und Medizinmagement - INM ƒ SysPro – Systemanalyse und Prozessoptimierung ƒ Geoinformationssysteme ƒ Datenbankentwicklung Oracle Spatial ƒ APEX-Entwicklung KLINIKUM DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN® 3

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INSTITUT FÜR NOTFALLMEDIZIN UND MEDIZINMANAGEMENT

ƒ ƒ

gegründet 2002

ƒ

ANR (Arbeitskreis Notfallmedizin und Rettungswesen) als Vorgängerinstitution seit 1993

ƒ ƒ

derzeit ca. 40 Mitarbeiter

ƒ

www.inm-online.de

erstes notfallmedizinisches Institut an einer deutschsprachigen Universität

Interdisziplinäre Forschung und Lehre in Notfallmedizin, Rettungswesen und Management in der Medizin

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INM – TÄTIGKEITEN

ƒ

Gutachten und Forschung (Projekt-Beispiele)

ƒ TRUST I ƒ 1999 – 2004 ƒ Struktur- und Bedarfsanalyse für den Rettungsdienst in Bayern ƒ Optimierung der rettungsdienstlichen Versorgung ƒ Herausarbeitung von Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung ƒ Aufbau des Internetportals Rettungsdienst in Bayern

ƒ TRUST II ƒ seit 2005 ƒ Fortführung des Monitoring (z.B. Trendanalysen, Nachbetrachtungen) ƒ Ausbau der Internetportals

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INM – TÄTIGKEITEN

ƒ

Gutachten und Forschung (Projekt-Beispiele)

ƒ ÄLRD Bayern (ÄLRD – Ärztlicher Leiter Rettungsdienst) ƒ seit 2010 ƒ u.a. Aufbau eines Internetportals Ärztlicher Leiter Rettungsdienst Bayern

ƒ TRUST III ƒ seit 2015 ƒ Fortführung des Monitoring (z.B. Trendanalysen, Nachbetrachtungen) ƒ Neuentwicklung des Internetportals (APEX)

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GRIT – GRAPHISCHE INFORMATIONSTECHNIK BERATUNGSGESELLSCHAFT MBH

ƒ ƒ ƒ ƒ

Gründungsjahr: 1989 Anzahl der Mitarbeiter: 15 arbeitet vornehmlich für Öffentliche Auftraggeber und Versorgungsunternehmen vor allem auf die GDI-DE/OGC-konforme Bereitstellung und Integration von Geodatendiensten konzentriert ƒ Umsetzung der lokalen Geodaten Infrastrukturen (GDI) ƒ Umsetzung der geforderten INSPIRE-Richtlinie

ƒ

umfangreiche Erfahrungen bei der Herstellung und Nutzung Web-basierter GISAnwendungen ƒ Integration von Geodatendiensten und Anbindung und Nutzung in heterogenen Systemumgebungen

ƒ

Umsetzung von Projekten mit diversen Oracle Technologien

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ROUTING-ANALYSEN UND BERECHNUNGEN IM INM

ƒ

Geo-Informationssystem

ƒ ESRI ArcGIS Desktop ƒ Network Analyst, ...

ƒ

Routing-Analysen und Berechnungen

ƒ Routing zwischen definierten Punkten (schnellste Fahrzeit, kürzeste Strecke) ƒ Distanzmatrizen ƒ Versorgungs- und Einzugsbereiche ƒ Bereichsfolgen ƒ Abdeckungen und Erreichbarkeiten

ƒ

Straßendaten

ƒ Digital Data Streets, Route (auf Navteq-Basis) ƒ ESRI Shape-Format 10

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ROUTING-ANALYSEN UND BERECHNUNGEN IM INM

ƒ

Fragestellungen

ƒ Wo sollen neue Standort loziert werden? ƒ Welche Gemeindeteile sind von welchem Standort aus am schnellsten zu versorgen?

ƒ Gibt es Bereiche (Straßensegmente, Gemeindeteile), die in einer definierten Fahrzeit nicht erreicht, nicht abgedeckt werden?

ƒ Gibt es Bereiche (Straßensegmente, Gemeindeteile) die mehrfach abgedeckt werden, d.h. durch mehrere Standorte innerhalb einer definierten Fahrzeit erreicht werden können?

ƒ Wie sehen die Einzugsbereiche von Krankenhäusern/Kliniken aus? ƒ ...

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ROUTING-ANALYSEN UND BERECHNUNGEN IM INM

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ROUTING-ANALYSEN UND BERECHNUNGEN IM INM

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ROUTING-ANALYSEN UND BERECHNUNGEN IM INM

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ROUTING-ANALYSEN UND BERECHNUNGEN IM INM

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ROUTING-ANALYSEN UND BERECHNUNGEN IM INM

ƒ

bisheriger Weg

Oracle-DB

ESRI ArcGIS Rettungsdienststandorte ca. 500 Gemeindeteile ca. 42.000

SQL-Loader

Network Analyst •

17

DMTabelle

weitere Daten

Stored-Procedures

gesuchte Einrichtungen 15.000

Distanzmatrix

txt-File

7.500.000 DS

x GB

Versorgungsbereiche Rangfolgen

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INM ROUTING-MODUL - SPEZIFIKATION

ƒ

Software Eigenschaften

ƒ Web-Applikation mit Service Interface ƒ Voraussetzungen ƒ Java Laufzeitcontainer wie der Oracle WLS 10.3.6, WLS 12c oder ein einfacher Tomcat mit Oracle JDK wird benötigt

ƒ Oracle Routing Library ƒ Shell / Batch – Standalone Anwendung ƒ Voraussetzung ƒ Oracle JDK ƒ Oracle Routing Library

ƒ

19

Oracle Spatial and Graph Java API

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INM ROUTING-MODUL - SPEZIFIKATION

ƒ

Analysen

ƒ unter Berücksichtigung ƒ der Abbiegevorschriften ƒ eigener Geschwindigkeitsprofile (RTW, KTW, NEF, ...) auf Basis der Straßenkategorien

ƒ kürzeste, schnellste Route zwischen Objekten ƒ Einzugsbereiche ƒ statisch – Vorausberechnung für vorhandene Objekte und definierte Fahrzeiten (10,12,15, ... Minuten)

ƒ dynamisch – On-Demand für frei definierbare Objekte und definierte Fahrzeiten ƒ Distanzmatrizen (45.000 Gemeindeteile)

ƒ

Modul kann aus verschiedenen Bereichen aufgerufen werden

ƒ Browser, MapViewer, APEX, PL/SQL, Shell 20

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INM ROUTING-MODUL

ƒ

Datengrundlage

ƒ HERE ODF Release 3.2014 ƒ inkl. Abbiegevorschriften ƒ jährliches Update

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INM ROUTING-MODUL

Oracle-DB Spatial

WebLogic-Server www-Browser INM Routing-Modul HTML-Seite

Oracle MapViewer

APEX MapViewer

• • • •

kürzeste Route schnellste Route Einzugsgebiete Erreichbarkeits-Polygone

• • • • •

Geo-Daten Gemeindeteile, RDS, KH

kürzeste Route schnellste Route Einzugsgebiete Erreichbarkeits-Polygone Distanzmatrix

PL/SQL HERE-Straßendaten Abbiegevorschriften Geschwindigkeitsprofile

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Entwicklungsumgebung Geschwindigkeitsprofile Umsetzung – Request – Response Problem Abbiegevorschriften Sonstiges

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INM ROUTING-MODUL - ENTWICKLUNGSUMGEBUNG

ƒ

zeitlicher Ablauf

ƒ 12/2014

Workshop g.on experience

ƒ 01/2015

Telko grit

ƒ 03/2015

Beauftragung grit

ƒ 06/2015

Version 1.0

ƒ mit Oracle Routing Engine 12.1.0.2.3 ƒ 07/2015

Update Version 1.0

ƒ mit Oracle Routing Engine 12.1.0.2.4 Beta ƒ 09/2015

Version 1.1

Probleme TurnRestriction Oracle Spatial 12.1.0.2.3 vs. HERE ODF Release 3.2014

ƒ mit Oracle Routing Engine 12.1.0.2.5 ƒ 11/2015

Version 1.2

ƒ Mit Oracle Routing Engine 12.1.0.2.6 ƒ 02/2016

Version 1.3

ƒ Mit Oracle Routing Engine 12.1.0.2.7 24

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INM ROUTING-MODUL - ENTWICKLUNGSUMGEBUNG

ƒ

Oracle Datenbank 12.1.0.2.3

ƒ 20415564;Database PSU 12.1.0.2.3, Oracle JavaVM Component (Apr2015) ƒ 20299023;Database Patch Set Update : 12.1.0.2.3 (20299023)

ƒ

Java JDK 7 und

ƒ Oracle MD Librarys 12.1.0.2.x ƒ Oracle JDBC 7

aus Oracle HOME

ƒ Oracle XML Parse V2

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INM ROUTING-MODUL - ENTWICKLUNGSUMGEBUNG

ƒ

Daten

ƒ für die Entwicklung wurde der grit ein räumlich begrenzter Teil (Oberbayern) der benötigten Datentabellen zur Verfügung gestellt

ƒ Datentransport mittels Transportable Tablespace (TTS) und MetaDaten (DataPump) ƒ Nacharbeiten Views anlegen und Spatial – Metadaten einfügen ƒ Datenstruktur bildet ein Knoten-Kanten Model ab ƒ Oracle Routing Grundstrukturen: ƒ NODE ƒ EDGE ƒ PARTITION ƒ SIGN_POST ƒ Oracle Routing Abbiegevorschriften Strukturen: ƒ ROUTER_CONDITION ƒ ROUTER_NAV_STRAND 26

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ƒ ROUTER_TURN_RESTRICTION_DATA KLINIKUM DER UNIVERSITÄT MÜNCHEN® INSTITUT FÜR NOTFALLMEDIZIN UND MEDIZINMANAGEMENT

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INM ROUTING-MODUL - ENTWICKLUNGSUMGEBUNG

ƒ

Daten

ƒ Routeserver data version: 12.1.0.2.020299023 ƒ Turn Restriction liegen ƒ in BLOB’s in der ROUTER_TURN_RESTRICTION_DATA kompiliert vor ƒ Routing Engine verarbeitet die BLOB’s mittels „oracle.spatial.router.ndm.RouterPartitionBlobTranslator11gR2“

ƒ Tabelle SPEEDPROFIL ƒ Profil ID entspricht nach Auswertungen der FUNC_CLASS in EDGE ƒ Traveltime liegt in Minuten vor

ƒ

Validierung der eingespielten Routing Daten

ƒ SELECT SDO_NET.VALIDATE_NETWORK('NDM_GRIT_Q314') FROM DUAL;

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INM ROUTING-MODUL – GESCHWINDIGKEITSPROFILE

ƒ

Integration eigener Geschwindigkeitsprofile

ƒ Tabelle SPEEDPROFILE SPEEDPROFIL_ID RTW_KMH KTW_KMH NEF_KMH

NUMBER NUMBER NUMBER NUMBER

ƒ 24 Straßenkategorien z.b.

Autobahn (schnell, mittel, langsam) Bundestraße (...) Kreisstraße (...) ...

ƒ Definition anhand der Straßenbezeichnungen (Zuweisung über Stored Procedure)

ƒ SPEEDPROFIL_ID FUNC_CLASS in EDGE 29

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INM ROUTING-MODUL – GESCHWINDIGKEITSPROFILE

ƒ

Integration eigener Geschwindigkeitsprofile

ƒ Tabelle EDGE EDGE_ID START_NODE_ID END_NODE_ID PARTITION_ID FUNC_CLASS ...

NUMBER NUMBER NUMBER NUMBER NUMBER

ƒ Tabelle PARTITION PARTITION_ID NUM_NODES SUBNETWORK ...

ƒ 30

NUMBER NUMBER BLOB

FUNC_CLASS-Infos stehen in den kompilierten BLOB‘s -> Update des routing Netzwerkes ist notwendig!!!

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INM ROUTING-MODUL – GESCHWINDIGKEITSPROFILE

ƒ

Integration eigener Geschwindigkeitsprofile

ƒ

execute SDO_ROUTER_PARTITION.PARTITION_ROUTER ('sdo_router_partition.log', 32000, 'R', 'ROUTER_NA_NET');

ƒ

Pfad zum Log-File GRANT READ, WRITE ON DIRECTORY SDO_ROUTER_LOG_DIR TO ;

ƒ

Rechte-Vergabe call dbms_java.grant_permission(upper(''), 'java.io.FilePermission', '*', 'read,write'); User der SDO_ROUTER_PARTITION aufruft und MDSYS GRANT READ, WRITE on DIRECTORY als auch das DBMS_JAVA.GRANT_PERMISSION

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INM ROUTING-MODUL – GESCHWINDIGKEITSPROFILE

ƒ

32

Integration eigener Geschwindigkeitsprofile

ƒ

Abgleich der Routing-Ergebnisse (ca. 500.000 Requests) mit den Fahrzeiten der realen Einsatzdaten -> Korrektur der Fahrzeiten über Regressionsanalyse

ƒ

GPS-Daten aus Pilot-Projekt

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Entwicklungsumgebung Geschwindigkeitsprofile Umsetzung – Request – Response Problem Abbiegevorschriften Sonstiges

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INM ROUTING-MODUL - UMSETZUNG

ƒ ƒ

Web-Service -> Deployment auf WebLogic-Server

ƒ

Properties-Datei -> u.a. Definition von Parametern

Client -> Aufruf aus der Shell

ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ 34

Formel zur Berechnung der SPEEDPROFILE nächstgelegener Straßenknoten SQL-Queries Geocoder HTTP-Adresse Network Partition-Cache Routing-Algorithmus (AStar, Dijkstra) Konfiguration DB-Zugriff Konfiguration Ergebnistabellen ...

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ƒ

Request -> Routing von NODE 59518892 zu NODE 674419175 OUTPUT=SQL OUTPUT_SQL=default NETWORK=NET_INM START_NODE=59518892 START_LABEL=Startpunkt END_NODE=674419175 END_LABEL=Endpunkt OUTPUT_GEOM_LENGTH=true TXT=RoutingTest JOBID=1 PRJ=100 SPEED=rtw

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INM ROUTING-MODUL - UMSETZUNG

ƒ

Request -> Routing von Adresse zu Adresse NETWORK=NET_INM OUTPUT=JSON OUTPUT_LINKS=true SPEED=rtw START_ADDR=Schillerstraße%53,%2080336%20München END_ADDR=Am%20Sportpark%209,%2082008%20Unterhaching JOBID=2

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ƒ

Request -> Matrix mittels SQL in Propertiesdatei NETWORK=NET_INM SPEED=rtw MATRIX=true PRJ=RDS_Matrix START_SQL=rds1 OUTPUT=SQL OUTPUT_SQL=default JOBID=1

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INM ROUTING-MODUL - UMSETZUNG

ƒ

Request -> Service-Area von Node 877666372, Fahrzeit 5 Minuten NETWORK=NET_INM SPEED=rtw START_NODE=877666372 LIMIT=5 OUTPUT=SQL OUTPUT_SQL=default JOBID=2

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ƒ

Request -> Service-Area zum Node 877666372, Fahrzeit 5 Minuten

ƒ Parameter wie vorher bis auf: START_NODE=877666372 End_NODE=877666372

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INM ROUTING-MODUL - UMSETZUNG

ƒ

Welche Parameter stehen für einen Request zur Verfügung?

ƒ Node – Definition(en) für (Start / End) ƒ Node – Nummer / Ordinate, Ordinate mit oder ohne SRID ƒ Adressen für den GeoCoder / SQL Query aus Propertiesdatei ƒ Speed (RTW,HTW und NEF) oder ohne Speedprofile ƒ Label-, Text und Projektname ƒ LIMIT in Minuten für WithIn / WithOut ƒ OPTIMIZE Speicherung der Spatial Geometrie in der Datenbank ƒ None, Reduce oder Combine und mit oder ohne der Geometrielänge ƒ OUTPUT_LINKS - Speicherung der Links der Route(n) ƒ ...

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INM ROUTING-MODUL - UMSETZUNG

ƒ

Wie werden Ergebnisse (Response) verarbeitet?

ƒ ƒ ƒ

Speicherung in DB mit und ohne Spatial Geometrie Encoding für HTML – Verarbeitung z.B. UTF-8 Zeichensatz XML- oder JSON-Rückgabe

ƒ ƒ

Matrix

ƒ ƒ ƒ ƒ

47

mit Geometry als GML, GML3_2_1, GML3_1_1, TEXT (MDSYS.GEOMETRY), JSON

Speicherung in CLOB in der DB JSON-Rückgabe Rückgabe in XML als CSV

Information zur Verwendung von Daten aus dem Java – Speicher (Cache) oder direkt aus der Datenbank

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INM ROUTING-MODUL - ABBIEGEVORSCHRIFTEN

ƒ

Problem Abbiegevorschriften

ƒ U-Turns auf Straßen bestimmter FUNC_CLASS (z.B. Bundesstraßen)

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ƒ

Problem Abbiegevorschriften

ƒ U-Turns auf Straßen bestimmter FUNC_CLASS (z.B. Bundesstraßen)

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ƒ

Problem Abbiegevorschriften

ƒ U-Turns auf Straßen bestimmter FUNC_CLASS (z.B. Bundesstraßen)

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INM ROUTING-MODUL - ABBIEGEVORSCHRIFTEN

ƒ

Problemlösung

ƒ Oktober 2014 ƒ erste Probleme/Fehler beim Routing entdeckt ƒ Rückmeldung HERE, Oracle, viom GmbH ƒ HERE-Support ƒ Oracle-SR ƒ Patch

16 Monate !!!

ƒ Oracle-SR ƒ Patch ƒ Telko Oracle-Development ƒ Januar 2016

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INM ROUTING-MODUL - TURN RESRTICTIONS DATA

ƒ

Vehicle Typen laut Log (SDO_ROUTER_PARTITION.DUMP_PARTITIONS) ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ ƒ

ƒ

Automobiles Buses Carpools Delivery Vehicles Emergency Vehicles Motorcycles Pedestrians Taxies Through Traffic Trucks All Vehicles

Routing Engine verwendet Vehicle Typen ƒ Automobiles ƒ Trucks ƒ ??

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INM ROUTING-MODUL - NETZWERK NEUBERECHNEN

ƒ

ƒ

ƒ

Vorarbeiten ƒ

SDO_ROUTER_PARTITION.CREATE_SDO_ROUTER_LOG_DIR

ƒ

SDO_ROUTER_PARTITION.VALIDATE_SDO_ROUTER_LOG_DIR

ƒ

SDO_ROUTER_PARTITION.VALIDATE_PARTITIONS

ƒ

Usw.

Netzwerk in der Oracle Daten neuberechnen ƒ

SDO_ROUTER_PARTITION.CREATE_ROUTER_NETWORK

ƒ

SDO_ROUTER_PARTITION.CREATE_TURN_RESTRICTION_DATA / SDO_ROUTER_PARTITION.PARTITION_ROUTER

Problem: ƒ

Starting validation of partition 0

ƒ ERROR: **** Exception thrown, trace file produced ƒ ERROR: **** Blob validation failed in partition 0, invalid node ID 17685198 ƒ

ORA-29532: Java-Aufruf durch nicht abgefangene Java-Exception beendet: java.lang.Error: Oracle partition validation failed!

ƒ Ursache: Berechnung mit einem Ausschnitt nicht möglich ƒ Workaround: Berechnung war mit einem vollständigem europaweiten Netzwerk möglich 55

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INM Routing-Modul – Was, Warum und Wie ?

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Mathias Weber, Erik Jost

INM ROUTING-MODUL - PERFORMANCE

ƒ ƒ

JDBC Pool Web-Service -> Deployment im WebLogic-Server 12.1

ƒ Cluster mit mehreren Managed Server(n)

ƒ

Java-Heap-Size

ƒ 2-4 GB für –Xmx ƒ 256 MB für -XX:MaxPermSize (bis Java 8)

ƒ

Keine Probleme bei Verarbeitung von vielen parallelen Anfragen

ƒ Cluster Logik im WLS steuert die Weiterleitung und Verarbeitung von neuen Anfragen

ƒ

Optimierung der „cachingPolicy“ in der LOD Definition

ƒ Level 1 Node Anzahl wird dynamisch berechnet ƒ Level 2 Node Anzahl ist auf den Integer.MAX_VALUE (2147483647) gesetzt ƒ Erreichte Ziele ƒ weniger Lesezugriffe aus der DB und weniger Netzwerk Kommunikation ƒ Wiederverwendung von bereits geladenen Routing - Daten 56

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VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT ANSPRECHPARTNER: Mathias Weber

Erik Jost

Klinikum der Universität München

grit GmbH Werne

INM - Institut für Notfallmedizin und Medizinmanagement Telefon: 089 / 4400 – 57161

Telefon: 02389 / 9827 - 0

E-Mail: [email protected]

E-Mail: [email protected]

Internet: www.inm-online.de

Internet: www.grit.de

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