基于Nginx的被動掃碼支付在醫療環境中的設計與應用

暨南大學附屬第一醫院 信息科，廣東 廣州 510632

引言

長期以來，不少患者在醫院就診過程中存在看病繳費來回跑、排隊久、不熟悉各科室路線等問題，導致了患者就醫體驗的不良[1]。為了響應國家衛計委在近年來《進一步改善醫療服務行動計劃》的決定，體現醫院“貼近服務、貼近群眾、貼近生活、貼近實際”的宗旨，醫院需利用信息化不斷提升醫療服務便利性。在移動設備的普及與高速網絡的支持下，使用移動支付成了一種創新應用，解決了醫療行業就醫過程中的許多痛點，如掛號、繳費、就醫指引等[2-3]。引入移動支付[4-5]，醫院不僅可以提升內部的管理效率，而且還能完善醫療服務體系。線上線下相結合使院在一定程度上優化醫療資源配置，做到醫療對患者、對醫院管理的智慧化升級[6-9]。當今，在移動支付市場上，支付寶、微信占據了絕大部分的支付市場份額。因此，它們也成了醫院在移動支付工具上的主要選擇[10-11]，用數字化及智能化為醫院的收費管理提供了創新的思路與解決方案。基于線上支付方式在降低收費員操作風險的同時，也有效地縮短了付款結算時長，改善了患者的支付體驗。

1 支付方式及支付產品開通

1.1 支付方式

在醫院的支付流程中掃碼支付方式有主動掃碼支付和被動掃碼支付兩種（圖1、圖2）。主動掃碼支付方式是醫院收費系統通過生成收款二維碼，再由患者掃描此二維碼進行繳費，如果在收費窗口使用此種掃碼支付方式，需提供顯示屏展示收款二維碼給患者進行掃碼，并且患者也需要在手機輸入支付密碼進行支付確認，增加了患者的主動操作，同時支付花費時間較長；而被動掃碼支付僅需患者出示付款二維碼，放至掃碼設備，幾秒內即可完成支付，能大大加快繳費時間，有效緩解排隊長的問題，提升患者的就醫支付體驗。

圖1 主動掃碼支付

圖2 被動掃碼支付

1.2 開通被動掃碼支付

支付寶與微信支付都是以綁定銀行卡為基礎，向用戶提供安全、快捷、高效的移動支付功能，包含多種支付方式，用戶可以通過手機完成快速的支付流程。它們能滿足用戶及商戶不同的支付場景，同時為用戶提供安全防護，包括通過大數據分析，預判用戶的支付行為是否存在風險，加強支付認證及提醒，利用技術手段最大限度地保證用戶交易的安全性。支付寶的被動掃碼支付稱為當面付，微信的則稱刷卡付。開通這兩種產品的被動掃碼支付方式，醫院需要與廠商簽約并提供特有掃碼設備的支持。

（1）簽約。在使用被動掃碼支付前，醫院需要與支付寶或微信進行簽約認證。產品的簽約遵循固有的流程，資料齊全者很快能審批通過。

（2）通用掃碼設備。簽約認證通過之后，醫院可以向支付廠商申請特制的掃碼設備。如果醫院的掛號、收費窗口同時應用微信和支付寶掃碼設備，那么不僅會浪費窗口有限的空間，還復雜化就診流程，加大了醫院信息系統集成的難度。為了簡化流程、提升掛號繳費的效率，與廠商溝通開放掃碼設備的接口，將現有的掃碼設備改造成能掃描全部付款碼，方便患者就醫支付。

2 系統集成及安全設計

2.1 系統集成

醫院信息系統與被動掃碼支付集成后，主要包括以下模塊：醫院業務客戶端、醫院業務服務端、支付適配服務、支付后臺服務端組成如圖3所示。

2.1.1 醫院業務客戶端

醫院業務客戶端即前端業務收費操作端，提供被動掃碼支付入口，通過調用掃碼設備驅動接口發送收費請求。其中，掃碼設備與客戶端之間連接通信前，需要先修改掃碼設備的接口，使其能掃描全部付款碼。

2.1.2 醫院業務服務端

醫院業務服務端是接收客戶端的支付請求，并通過支付適配器將支付請求發送至相應支付廠商的支付后臺服務端，最后再接收支付廠商的支付后臺服務端返回的支付成功的消息。

2.1.3 支付適配器

支付適配器是通過二維碼字符串識別支付廠商，主要是為了簡化收費接口，將其簡化為交易付款及交易退款。每個廠商的二維碼字符串都有特定部分的字符串，因此支付適配器可以通過二維碼字符串來識別支付廠商，再將支付請求發送至對應支付后臺服務器。支付適配器原理如圖4所示，28開頭的字符串即為支付寶支付方式，13開頭的字符串即為微信支付方式。并且還可繼續將其他支付方式納入支付適配器中實現統一支付入口。并且從通信方面的成本考慮，由醫院信息系統服務端負責與適配服務進行通信會更加高效可靠。

圖3 系統層次結構圖

圖4 支付適配器

2.1.4 支付后臺服務端

支付廠商的支付后臺服務端，接收支付請求，并進行扣費，最后返回扣費數據至醫院業務服務端。患者手機支付端與支付廠商后臺服務端之間的通信和醫院業務服務端與支付廠商后臺服務端之間的通信是異步的，支付廠商后臺服務端在接收到支付請求后，會發起異步通信，分別傳回支付成功的通知給醫院業務服務端和患者手機支付端。

醫院信息系統接入被動掃碼支付的支付業務流程如圖5所示。在醫院收費系統中，收費員掃描患者的繳費憑證，獲取費用信息，選擇被動掃碼支付方式，患者將付款碼放置在掃碼設備上，設備成功讀取付款碼后系統后臺自動扣款并進入結算流程。為減少通信的時間開銷，提升業務處理效率，在發生的交易退款業務可以進行異步處理，部署后臺程序定時掃描退費數據并處理。退費流程中原有的收費憑據已經回收，因此異步的退費需要提供新的退費憑據給患者。

圖5 支付業務流程

醫院信息系統通過調用支付廠商官網提供的SDK進行支付業務流程的改造，SDK提供的接口充分考慮了異步通信下的各種應用場景，具備通信異常時的撤銷回滾機制，接口包括付款交易、交易查詢、交易撤銷、退款等方法，因此可通過支付廠商提供的SDK實現完備快捷的支付流程。

2.2 安全設計

在移動支付的最后環節，需要與支付廠商的后臺進行通信，完整的交易或退款過程需要互聯網的支持。在網絡安全方面，適配服務必須在醫院內部網絡進行部署，從網絡層面隔離并進行安全防范。醫院內部網絡與互聯網之間的通信可以通過Nginx反向代理服務，它具有占有內存少，并發能力強等特點，是一款高性能、高并發的HTTP和反向代理服務器[12-14]。部署Nginx后的醫院信息系統集成被動掃碼支付的網絡結構，見圖6。醫院內部服務器將支付請求發送到Nginx反向代理服務器，反向代理服務器根據請求類型或配置的參數先將支付請求發送至支付廠商后臺服務器，再接收返回的數據回傳給醫院內部服務器。

圖6 網絡結構圖

在部署Nginx反向代理服務時，不需要對醫院內部業務服務器進行修改，直接將醫院內部服務的域名指向反向代理服務的地址，再在反向代理服務中配置對應的支付廠商的URL。Nginx反向代理服務的配置代碼如下，其中server_name參數為醫院內部服務的域名，proxy_pass參數為支付廠商服務的URL[8]。

Nginx的安全措施方面，為防止互聯網的惡意攻擊，在Nginx配置文件中添加“server_tokens off”以隱藏Nginx的版本等信息、在Nginx日志管理中設置root賬戶才能訪問、在Nginx中進行相應配置以禁止非法上傳等[15-16]。

醫院內部服務通過HTTP協議與反向代理服務進行通信，為保證數據傳輸的安全，反向代理與支付廠商后臺服務進行通信需使用HTTPS協議，因此需要通過Nginx實現數據從HTTP到HTTPS的轉換。因為HTTP是明文傳輸方式，數據一旦被截取，將非常危險，而HTTPS是密文傳輸，在HTTP下加了SSL安全通訊層，可保證傳輸數據的安全，就算被截取，也無法獲取傳輸內容。

Nginx在醫院內部網絡及互聯網之間起到網閘的作用，通過配置安全策略，為對象組、服務及應用列表制定詳細明確規則，阻止來自互聯網的惡意攻擊，保護醫療信息安全，防止泄露。數據安全方面，支付廠商也通過數據加密與數據防篡改技術來提升可靠性和安全性，通過簽名算法和生成隨機數算法保證交易的可靠性，用SSL證書管理及支付驗證機制等方式保證交易的安全性。

3 集成應用成效

3.1 減少患者排隊繳費時間，提升患者滿意度

患者每次的繳費時間都記錄在系統中，通過篩選連續五天繳費高峰期的繳費記錄，計算出每個患者的繳費時間間隔，再去除其中最大最小值，統計分析得到被動掃碼支付繳費與現金繳費時長對比圖（圖7）。從圖中可知，使用被動掃碼支付繳費的時間比現金繳費的時間有一定程度的縮減，減少了排隊時間，門診窗口高峰期的排隊人數壓力也能得到一定的緩解，減少排隊擁擠的情況，優化了診療環境，改善了診療秩序，從而提升了患者就醫滿意度。

圖7 被動掃碼支付繳費與現金繳費時長對比

3.2 減少人力成本，優化人力資源配置

被動掃碼支付的投入，使得患者繳費速度加快，提高了收費人員的工作效率，從而使醫院減少相關人力資源的投入，并對人力資源進行優化配置。

3.3 減少人為收費偏差，提高結算準確性

患者通過被動掃碼進行費用結算，在收費環節不需收費人員操作，與傳統現金結算方式相比，能有效防范由于收費人員的疏忽導致的各種差錯，從而保證費用結算的準確性以及避免由于結算錯誤導致的醫療糾紛。

4 結論

被動掃碼支付不僅是移動支付的重要組成部分，而且是創建智慧型醫院的重要工具，深受廣大醫院及患者的歡迎。它的使用及推廣是一個重大的便民措施，幫助提升了醫院的運營效率，改善了廣大患者的就醫支付體驗，減少了繳費排隊時間，提升了患者就醫滿意度，從而提高了醫院的服務質量。這種支付方式還可應用于醫院中的更多自助設備，降低醫院人力成本的支出，使醫院開展各種工作更加高效和便利。