基于大數(shù)據(jù)的突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品需求預(yù)測及流程優(yōu)化

劉玲，樂高慧，賴世超，劉洋

1.四川大學華西醫(yī)院膽道外科，四川成都 610041；2.四川大學華西醫(yī)院手術(shù)室，四川成都 610041；3.四川大學華西醫(yī)院急診科，四川成都 610041；4.四川大學華西醫(yī)院日間手術(shù)中心，四川成都 610041

近年全球各種突發(fā)災(zāi)害事件頻發(fā)， 我國汶川地震、玉樹地震、雅安地震、卡特琳娜颶風、南方雪災(zāi)等均為進入新世紀以來發(fā)生的造成嚴重人員與經(jīng)濟損失的突發(fā)災(zāi)害事件[1]。故如何針對突發(fā)災(zāi)害事件開展應(yīng)急救援，使得損失極小化，是目前所面臨的巨大挑戰(zhàn)[2]。應(yīng)急管理作為政府的重要職責之一， 以2008 汶川地震災(zāi)害發(fā)生為臨界點，我國應(yīng)急管理體系的建設(shè)受到極大重視且呈快速發(fā)展態(tài)勢[3]。 從國家應(yīng)對重癥急性呼吸綜合征（severeacute respiratory syndrome, SARS） 以及H7N9 禽流感等事件提示，我國針對突發(fā)公共衛(wèi)生事件基本應(yīng)急藥品的保障體系正在逐步完善[4]。然而在信息傳播更加透明、更加迅速的大環(huán)境下， 突發(fā)事件對社會公眾的影響更大，更易引發(fā)社會性緊急事件，應(yīng)急管理已成為學術(shù)界和政策制定者越來越關(guān)注的前沿課題。應(yīng)急藥品在應(yīng)急救援過程中發(fā)揮十分重要的作用，故本研究主要探討基于大數(shù)據(jù)的突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品需求預(yù)測及流程優(yōu)化，現(xiàn)報道如下。

1 突發(fā)災(zāi)害事件的概念與內(nèi)涵研究

針對突發(fā)災(zāi)害的研究， 國外相較國內(nèi)研究起步較早，特別是歐美等發(fā)達國家，在20 世紀80 年代就對突發(fā)性災(zāi)害事件進行研究，聚焦于醫(yī)療急救中心的突發(fā)事件應(yīng)對管理等相關(guān)問題[5]。 有學者從醫(yī)療急救中心突發(fā)事件中醫(yī)療衛(wèi)生資源的調(diào)度與公共突發(fā)事件的應(yīng)對等方面進行研究，此外，早期歐美等發(fā)達國家對突發(fā)災(zāi)害的研究更多聚焦于自然災(zāi)害，然而隨著突發(fā)事件的擴大與突發(fā)事件范圍的擴大，使得對突發(fā)災(zāi)害的內(nèi)涵進一步拓展[6]。 近年突發(fā)災(zāi)害事件頻發(fā)， 并且性質(zhì)惡劣程度加劇，影響規(guī)模擴大，對社會安定和國家社會經(jīng)濟造成嚴重損失。 突發(fā)災(zāi)害的不斷升級，使得國內(nèi)外學者重新審視其內(nèi)涵與外延。

學者進一步將突發(fā)災(zāi)害事件與常規(guī)事件進行對比分析[7]，指出在發(fā)生概率、日常管理措施、次生災(zāi)害、決策與救災(zāi)等方面存在顯著差異。另外有學者從事件發(fā)生的概率來看[8]，兩類事件雖然同屬于小概率事件，但是突發(fā)災(zāi)害事件概率更低，如2003 年SARS、2008 年汶川大地震等。從管理措施方面來看，常規(guī)事件有決策規(guī)則與經(jīng)驗可以借鑒，且相應(yīng)的管理制度較為完善，相較常規(guī)事件，突發(fā)災(zāi)害事件則存在缺乏經(jīng)驗、缺乏認識、缺乏規(guī)律識別等，相應(yīng)的制度、條例、規(guī)則、流程較少或幾乎缺失[9]。故突發(fā)災(zāi)害事件的應(yīng)急管理， 應(yīng)充分結(jié)合管理科學、行為科學、系統(tǒng)科學、信息科學等多學科交叉優(yōu)勢，重點研究非常規(guī)突發(fā)事件的應(yīng)急決策理論、信息處理與演化規(guī)律，非常規(guī)情境下的時間參與主體的資源配置、應(yīng)對能力變化等規(guī)律，是當前對突發(fā)災(zāi)害事件應(yīng)急管理的核心內(nèi)容[10]。

2 當前應(yīng)急藥品管理與保障體系存在的不足

①頂層設(shè)計相對滯后：頂層設(shè)計目前尚處于完善階段，應(yīng)急藥品保障體系尚未完全建立，在藥品使用信息采集、評價、分析利用，安全風險評估、預(yù)警、再評價環(huán)節(jié)中都存在著亟待解決的“瓶頸”問題，造成了突發(fā)災(zāi)害事件發(fā)生時應(yīng)急藥品短缺與浪費并存的現(xiàn)象，亟需從頂層設(shè)計上進行反思與完善[11]。 故當前迫切需要通過信息化的大數(shù)據(jù)干預(yù)加強應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害發(fā)生時應(yīng)急藥品保障體系建立與實施。 ②專業(yè)技術(shù)水平的滯后：當前應(yīng)急藥品儲備與供應(yīng)多樣化、專業(yè)化、體系化水平不高。 現(xiàn)實中，由于應(yīng)急物資、藥品在災(zāi)難發(fā)生的最初時間內(nèi)無法做到需求預(yù)測與配置，且目前較少有關(guān)于突發(fā)災(zāi)難發(fā)生時應(yīng)急藥品配置的系統(tǒng)解決方案[12]，尤其缺少對大數(shù)據(jù)深度挖掘技術(shù)在應(yīng)急藥品需求預(yù)測、調(diào)度配置等領(lǐng)域的深入研究。 ③治理機制仍然滯后：當前我國應(yīng)急藥品管理上存在一定程度的“政策與系統(tǒng)管理”失靈或失效現(xiàn)象，導致災(zāi)難發(fā)生時針對應(yīng)急藥品無法準確估計，而影響藥品匹配與發(fā)放。 傳統(tǒng)的“預(yù)測-應(yīng)對”決策模式以及基于經(jīng)驗的管理方式難以應(yīng)對突發(fā)災(zāi)害事件應(yīng)急決策快速、精準的需求[13]。 ④針對性研究的滯后：通過文獻梳理發(fā)現(xiàn)，近年來，隨著數(shù)據(jù)挖掘、模糊決策以及系統(tǒng)仿真等方法在應(yīng)急物資、 應(yīng)急藥品研究領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，應(yīng)急物資、應(yīng)急藥品保障問題的相關(guān)研究正成為新的學術(shù)熱點[14]。

3 大數(shù)據(jù)在突發(fā)事件應(yīng)急藥品管理中的應(yīng)用

大數(shù)據(jù)在突發(fā)事件應(yīng)急物資、應(yīng)急藥品管理領(lǐng)域已有應(yīng)用，但相關(guān)研究都是基于宏觀方面分析大數(shù)據(jù)在災(zāi)害應(yīng)急管理及物資配置過程中的作用[15]。 ①大數(shù)據(jù)環(huán)境下突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系的內(nèi)涵特征， 體系結(jié)構(gòu)：如何結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)思想，從“情景-應(yīng)對”決策模式的角度，對突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系的內(nèi)涵特征與體系結(jié)構(gòu)進行分析，如何更加準確清晰地把握基于大數(shù)據(jù)環(huán)境下本省突發(fā)災(zāi)害的應(yīng)急藥品保障體系的建立，如何生成實時信息更新的突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品“情景-應(yīng)對”決策方案[16]。 ②大數(shù)據(jù)環(huán)境下突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系的需求預(yù)測分析：面對突發(fā)災(zāi)害事件的應(yīng)急藥品需求分級與預(yù)測主要是依靠決策者直覺和經(jīng)驗判斷決定，管理者的實踐能力在決策單元內(nèi)部訴求中非常重要。如何用定量分析的方法研究區(qū)域應(yīng)急藥品需求級別及缺口問題，圍繞應(yīng)急藥品需求預(yù)測、需求等級劃分，對傳統(tǒng)的證據(jù)推理算法進行改進，基于實時災(zāi)害數(shù)據(jù)的深度挖掘建立一種更為精確的預(yù)測方法[17]。 ③保障體系的調(diào)度優(yōu)化應(yīng)基于應(yīng)急藥品缺口進行合理分配，以在線災(zāi)情信息為基礎(chǔ)，加強應(yīng)急藥品的調(diào)度，實施動態(tài)選擇從而確保應(yīng)急藥品的調(diào)度路徑合理性[18]。 ④應(yīng)急藥品保障體系的靶向分配，應(yīng)以優(yōu)化應(yīng)急藥品調(diào)度路徑為目標，構(gòu)建應(yīng)急藥品分配系統(tǒng)架構(gòu)，結(jié)合時間、風險和成本等綜合指標，建立應(yīng)急藥品靶向分配模型。 基于上述分析，上述問題已成為阻礙應(yīng)急藥品管理系統(tǒng)化、科學化、專業(yè)化、有序化水平提升的掣肘，亟需結(jié)合四川省實際情況，基于“災(zāi)害大數(shù)據(jù)”以及管理科學、行為科學、系統(tǒng)科學和信息科學等多科交叉的優(yōu)勢，針對突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系進行創(chuàng)新研究，重點圍繞“需求預(yù)測、調(diào)度優(yōu)化、靶向分配”探索創(chuàng)新理論范式與機制模式， 并提出基于“情景-應(yīng)對”的應(yīng)急藥品保障體系建設(shè)的對策建議，以提高災(zāi)害應(yīng)急藥品配置的精準性，進而推進政府精準應(yīng)急治理。

4 災(zāi)害大數(shù)據(jù)在應(yīng)急物資保障中的應(yīng)用

在應(yīng)急藥品管理過程中，災(zāi)情大數(shù)據(jù)的獲取途徑多以在線媒體、 醫(yī)療信息平臺以及災(zāi)情信息平臺等為基礎(chǔ)，其信息量巨大且更新快速，其可提供及時、多源缺交互的信息資源，以上平臺獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過篩選后均可作為一手資料進行總結(jié)，從而在突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品管理過程中發(fā)揮重要作用[19]。 當災(zāi)情發(fā)生時需要在最短時間內(nèi)將各類應(yīng)急物資，尤其是藥品由不同的應(yīng)急救援中心分配至受災(zāi)區(qū)域，其時間十分緊迫且工作量巨大，配置過程亦十分復雜。 通過大數(shù)據(jù)分析，以便有效降低災(zāi)害損失與影響， 科學預(yù)測災(zāi)區(qū)動態(tài)物資尤其是藥品需求，為應(yīng)急物資的配置提供可靠性依據(jù)。 同時在災(zāi)后救援時期， 受災(zāi)區(qū)域?qū)λ栉镔Y尤其是藥品的種類有所不同，且在不斷的動態(tài)更新，基于大數(shù)據(jù)模型的建立，能更好地為災(zāi)害應(yīng)急物資尤其是藥品管理與分配提供科學依據(jù)。

5 突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障管理決策的特征分析

在災(zāi)害大數(shù)據(jù)的支撐下，應(yīng)急藥品需求狀況會隨著越來越準確的災(zāi)情信息而不斷進行調(diào)整，因此，對于災(zāi)區(qū)內(nèi)各個救助點的應(yīng)急藥品需求情況的估計及分配將是一種多環(huán)節(jié)的動態(tài)流程，基于此，研究嘗試從“兩期”時間分布特征（增長期和穩(wěn)定期）的角度；同時在災(zāi)害大數(shù)據(jù)的支撐下，突發(fā)災(zāi)害的應(yīng)急藥品保障體系研究受到的影響因素較多，且各因素之間關(guān)系較復雜。 需要根據(jù)災(zāi)害事件的關(guān)鍵作用因素以及發(fā)生時間、供需距離等探索建立某地區(qū)應(yīng)急醫(yī)學藥品需求量估計的概念模型；在災(zāi)害大數(shù)據(jù)的支撐下，種類不同的醫(yī)學藥品需求之間是存在分級性的。 因此根據(jù)醫(yī)學藥品需求的分級性，找到一種相對可行的方法區(qū)分應(yīng)急醫(yī)學藥品的級別，優(yōu)先配置級別高的應(yīng)急醫(yī)學藥品，能夠保證突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急救援工作發(fā)揮最大效用。

6 大數(shù)據(jù)下突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品需求的預(yù)測和流程優(yōu)化

大數(shù)據(jù)下突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品需求，以應(yīng)急藥品需求預(yù)測、調(diào)度優(yōu)化、靶向分配、跟蹤調(diào)查4 個具體的功能為基礎(chǔ)，圍繞“情景－應(yīng)對”的基本范式，從疾病譜與應(yīng)急藥品品類關(guān)聯(lián)性分析出發(fā)，探索區(qū)域災(zāi)害情景下，應(yīng)急藥品保障體系的需求預(yù)測。在針對SARS、汶川地震等相關(guān)案例，在關(guān)聯(lián)上述不同災(zāi)情情景下的主要疾病譜分析的基礎(chǔ)上，進一步對受災(zāi)群眾用藥品類、用量等進行藥品排序，并結(jié)合以往相關(guān)研究文獻中提出的5 030 種藥品進行系統(tǒng)分類識別。 同時基于應(yīng)急藥品需求的突發(fā)性、不確定性、時效性、階段性與弱經(jīng)濟性特征，對應(yīng)急藥品需求分類規(guī)則進行構(gòu)建，其目的在于，結(jié)合“情景、特征、系統(tǒng)”的分析主線，應(yīng)首先配送需求優(yōu)先級高的藥品，需求級別低的藥品次之，應(yīng)用文獻計量技術(shù)與案例跨案例分析技術(shù)，以最大化應(yīng)對不同情景的災(zāi)情事件，滿足應(yīng)急藥品的需求，進一步構(gòu)建應(yīng)急藥品需求分類規(guī)則。 對不同需求分類下的應(yīng)急藥品需求的影響因素進行分析，以系統(tǒng)工程的視角，從應(yīng)急藥品的重要性、應(yīng)急藥品的可獲得性、應(yīng)急藥品的時效性特征出發(fā)，理清影響應(yīng)急藥品需求的相關(guān)因素。 見圖1。

圖1 突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品需求分級預(yù)測模型的建立

以突發(fā)災(zāi)害事件下應(yīng)急藥品配置與優(yōu)化提供決策依據(jù)為目標，基于快速、精準、靶向原則，綜合災(zāi)害發(fā)生時間、災(zāi)害類型（如地震級別、震中烈度等信息）、人口密度、預(yù)報水平、社交媒體的信息發(fā)布、造成的傷害識別等作為不同突發(fā)災(zāi)害事件下受災(zāi)人口預(yù)測的影響因素，選擇反向傳播算法為主要的研究技術(shù)，通過將信息傳入輸入層、隱含層、輸出層，并逐層計算相應(yīng)的實際輸出值，并計算每層實際輸出值與期望輸出值間的誤差，依據(jù)誤差調(diào)整權(quán)值。應(yīng)急藥品配送點對于需求的覆蓋是基于不同情景下突發(fā)災(zāi)害事件，是應(yīng)急藥品調(diào)度路徑優(yōu)化的重要因素。針對藥品配送點，要求選擇路徑具備可及性、時效性等特征， 達到對藥品配送對災(zāi)情發(fā)生地的全覆蓋。具體流程優(yōu)化上，首先應(yīng)做好臨近配送點篩選，根據(jù)功能定位等要求，將全部臨近配送點納入，隨后擬定備選點，計算相關(guān)參數(shù)，具體而言，可以通過以下措施實現(xiàn)全覆蓋，并對相關(guān)成本進行核算，與此同時建立模型并設(shè)計臨近點算法求解，最后依據(jù)實時地理信息與實時災(zāi)情信息，對調(diào)度的路徑進行再次優(yōu)化。 見圖2。

圖2 藥品-事件-應(yīng)急運用示例圖

7 大數(shù)據(jù)下突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品管理有待進一步研究的問題

①對于大數(shù)據(jù)環(huán)境下突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系的內(nèi)涵，在以往的研究中存在概念重疊與界定模糊的問題，需要基于結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)思想，從“情景-應(yīng)對”決策模式的角度，對突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系的內(nèi)涵特征與體系結(jié)構(gòu)進行分析；②針對大數(shù)據(jù)環(huán)境下突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系的需求預(yù)測分析方面的研究發(fā)現(xiàn)，對于應(yīng)急藥品需求等級劃分缺失會導致應(yīng)急藥品在不同的災(zāi)害情景下配置得非精準化，需要依據(jù)實時信息對應(yīng)急藥品的需求進行實時更新，為此，亟待制訂突發(fā)災(zāi)害事件的應(yīng)急藥品需求分級并預(yù)測，識別區(qū)域應(yīng)急藥品需求級別及缺口； ③對于以往研究缺乏從大數(shù)據(jù)環(huán)境下，對突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急藥品保障體系的調(diào)度優(yōu)化，以及應(yīng)急藥品的靶向配置分析，需要進一步基于大數(shù)據(jù)技術(shù)[20]，結(jié)合在線災(zāi)情信息挖掘方法， 確保急物資調(diào)度路徑的合理性，并對應(yīng)急藥品的靶向分配模型進行研究，實現(xiàn)應(yīng)急藥品配置精準填補需求空缺。

8 結(jié)語

重大突發(fā)災(zāi)情發(fā)生時應(yīng)急藥品需求的預(yù)測上，以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)是核心預(yù)測方式之一， 以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，可將其應(yīng)用于重大突發(fā)災(zāi)害應(yīng)急事件藥品需求過程的預(yù)測， 作為一把針對突發(fā)災(zāi)害事件時應(yīng)急藥品的預(yù)警利器，可獲取海量數(shù)據(jù)，達到快速、有效、及時的研判效果，從而更為快速、精準且持續(xù)的向應(yīng)急管理部門以及公眾提供應(yīng)急藥品管理相關(guān)信息。