基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析的藥品安全運(yùn)輸平臺(tái)研究

石景文，彭長超，劉文軍，狄 航，劉 澍

（1.蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 蘇州 215104；2.蘇州協(xié)同創(chuàng)新智能制造裝備有限公司，江蘇 蘇州 215104；3.中國信息通信研究院，北京 100191）

0 引 言

隨著醫(yī)藥物流市場需求的不斷增長以及相關(guān)行業(yè)監(jiān)管政策的持續(xù)發(fā)布，對藥品物流各環(huán)節(jié)中的實(shí)施要求不斷提高。如何利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)優(yōu)化醫(yī)藥供應(yīng)鏈管理水平成為一項(xiàng)重要的研究課題。其中，藥品運(yùn)輸管理平臺(tái)作為藥品供應(yīng)鏈信息化中的重要一環(huán)，能夠顯著降低物流成本、提高安全監(jiān)管水平、提升服務(wù)能力和資金使用效益，從而促進(jìn)藥品供應(yīng)鏈的良性發(fā)展。

當(dāng)前抗擊疫情的關(guān)鍵時(shí)期，高效的藥品安全運(yùn)輸管理平臺(tái)的構(gòu)建，對于管理部門和相關(guān)主體快速響應(yīng)、精準(zhǔn)施策具有重要意義。王芳等人對藥品運(yùn)輸環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行分析并提出了防控措施。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系能夠有效打通供應(yīng)鏈中的信息孤島，為了降低接入和使用門檻，劉文軍等人提出了一種標(biāo)識(shí)創(chuàng)新應(yīng)用支撐平臺(tái)，提供了標(biāo)識(shí)應(yīng)用中間件，并在醫(yī)藥、模具等方向進(jìn)行了應(yīng)用探索。吳喆則給出了一種基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析技術(shù)的重點(diǎn)醫(yī)療物資查詢研究。

本文給出一種針對基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系的藥品安全運(yùn)輸管理平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)訂單、藥品、車輛的便捷接入，考慮流通環(huán)節(jié)中監(jiān)管部門、經(jīng)銷商、醫(yī)院、病人各主體的訴求，通過完善藥品運(yùn)輸環(huán)節(jié)采購、審批、運(yùn)輸、配送等活動(dòng)與過程，實(shí)現(xiàn)藥品流轉(zhuǎn)過程中數(shù)據(jù)的互通互聯(lián)、實(shí)時(shí)共享、高效協(xié)同，保證藥品運(yùn)輸安全。

1 分析與設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)分析

綜合運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)體系，旨在解決藥品供應(yīng)鏈中的安全高效運(yùn)輸問題。利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系實(shí)現(xiàn)各要素的編碼和解析，借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的射頻電子標(biāo)簽（RFID）、標(biāo)識(shí)碼、全球定位系統(tǒng)（GPS）、開關(guān)門傳感器、溫度傳感器等實(shí)現(xiàn)訂單、車輛、藥品接入藥品安全運(yùn)輸管理平臺(tái)。平臺(tái)與醫(yī)院藥房的采購系統(tǒng)、質(zhì)量管控、配送管理等系統(tǒng)在統(tǒng)一的編碼規(guī)則下通過接口對接，對各類要素進(jìn)行全球唯一永久的標(biāo)識(shí)。通過標(biāo)識(shí)解析服務(wù)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)間的信息共享、數(shù)據(jù)追蹤，形成易操作、可定制、易擴(kuò)展、可復(fù)制的綜合管理解決方案，系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 藥品安全運(yùn)輸管理系統(tǒng)流程

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖2所示為基于標(biāo)識(shí)解析的藥品安全運(yùn)輸平臺(tái)分層架構(gòu)。平臺(tái)需滿足并發(fā)性、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性要求，實(shí)現(xiàn)對藥品運(yùn)輸車輛、訂單等要素的高效連接，通過標(biāo)識(shí)支撐技術(shù)和大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)輸和實(shí)時(shí)預(yù)警，為供應(yīng)鏈按需提供精準(zhǔn)服務(wù)。

圖2 藥品安全運(yùn)輸平臺(tái)架構(gòu)

1.2.1 平臺(tái)物聯(lián)層

平臺(tái)物聯(lián)層將藥品運(yùn)輸過程中的現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯聚，并傳輸至云平臺(tái)。其中，車輛狀態(tài)、環(huán)境信息通過車載終端完成，藥品、訂單以及駕駛員動(dòng)態(tài)信息通過移動(dòng)設(shè)備掃碼關(guān)聯(lián)完成，車輛、人員、訂單等基本信息通過平臺(tái)導(dǎo)入完成。車載終端安裝在藥品運(yùn)輸車輛上，通過總線或OBDII接口采集車輛運(yùn)行信息，如速度、開關(guān)門等。實(shí)時(shí)位置、車廂溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境信息則通過加裝傳感器和特定的功能模塊完成。

1.2.2 平臺(tái)支撐層

平臺(tái)支撐技術(shù)包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系和大數(shù)據(jù)技術(shù)兩方面。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系的運(yùn)用打破了信息孤島，實(shí)現(xiàn)了供應(yīng)鏈的無縫連接。如圖3所示，需求商和供應(yīng)商帶有標(biāo)識(shí)前綴，需求商下單后供應(yīng)商進(jìn)行核驗(yàn)發(fā)貨，經(jīng)過藥品運(yùn)輸環(huán)節(jié)后，需求商確認(rèn)收貨。此過程中，通過自定義元數(shù)據(jù)模板對每一環(huán)節(jié)進(jìn)行標(biāo)識(shí)，實(shí)現(xiàn)信息共享。平臺(tái)對不同標(biāo)識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并實(shí)時(shí)自動(dòng)提醒。

圖3 藥品供應(yīng)鏈標(biāo)識(shí)應(yīng)用流程

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用解決了數(shù)據(jù)的高并發(fā)傳輸、存儲(chǔ)和分析問題。通過Kafka消息隊(duì)列、Spark分析引擎、非關(guān)系數(shù)據(jù)庫、Redis緩存數(shù)據(jù)庫以及可視化技術(shù)的綜合運(yùn)用，提供了一個(gè)高性能、高可靠、可擴(kuò)展的平臺(tái)架構(gòu)。

1.2.3 平臺(tái)業(yè)務(wù)層

平臺(tái)業(yè)務(wù)層包括訂單調(diào)度、車輛監(jiān)控和預(yù)警、訂單和車輛的追溯查詢等應(yīng)用。以訂單調(diào)度為例，對于特定訂單，通過對車輛和司機(jī)狀態(tài)的判斷來調(diào)度空閑車輛和司機(jī)，通過配送的時(shí)間、地點(diǎn)和藥品類型分析合適的運(yùn)輸路線，平臺(tái)能夠?qū)σ颜{(diào)度的車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，完成運(yùn)輸過程的精準(zhǔn)跟蹤，保障藥品的流通安全?；谄脚_(tái)業(yè)務(wù)功能模塊，供需雙方能夠做到供需無縫對接，運(yùn)輸過程實(shí)時(shí)跟蹤，事后精準(zhǔn)追溯，監(jiān)管部門則能更好地進(jìn)行安全監(jiān)管。

1.3 功能分析和設(shè)計(jì)

如圖4所示，平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)藥品訂單從發(fā)貨出庫、運(yùn)輸，到抵達(dá)配送點(diǎn)的全程監(jiān)控、質(zhì)量跟蹤、可視化運(yùn)輸管理，主要設(shè)計(jì)功能如下：

圖4 藥品安全運(yùn)輸平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

（1）司機(jī)管理：對運(yùn)輸司機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，司機(jī)相關(guān)信息通過標(biāo)識(shí)解析中間件注冊到標(biāo)識(shí)解析二級節(jié)點(diǎn)平臺(tái)，包括姓名、工號(hào)、身份證號(hào)、電話、準(zhǔn)駕車型等，形成司機(jī)信息標(biāo)識(shí)碼。

（2）車輛管理：對運(yùn)輸車輛進(jìn)行統(tǒng)一管理，車輛相關(guān)信息通過標(biāo)識(shí)解析中間件注冊到標(biāo)識(shí)解析二級節(jié)點(diǎn)平臺(tái)，包括車牌號(hào)、車型號(hào)等，形成車輛信息標(biāo)識(shí)碼。

（3）訂單調(diào)度：對調(diào)度單進(jìn)行統(tǒng)一管理，基于調(diào)度算法為每一調(diào)度單分配空閑司機(jī)和車輛，基于運(yùn)輸時(shí)效要求分配運(yùn)輸路線。

（4）車輛監(jiān)控：對運(yùn)輸車輛進(jìn)行行程預(yù)測、實(shí)時(shí)位置監(jiān)控、動(dòng)態(tài)軌跡回放、車廂門開關(guān)記錄、車廂內(nèi)溫度監(jiān)測和車速檢測，以及對路線偏移、進(jìn)出區(qū)域、藥品缺失、超時(shí)停車等異常信息報(bào)警。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 運(yùn)輸管理

如圖5所示，通過訂單調(diào)度頁進(jìn)行司機(jī)和車輛調(diào)度，頁面顯示調(diào)度單標(biāo)識(shí)號(hào)、訂單號(hào)、發(fā)貨客戶、收貨客戶、發(fā)貨地、目的地和訂單狀態(tài)等信息。

圖5 訂單調(diào)度頁面

2.2 運(yùn)輸監(jiān)控

如圖6所示，對于每個(gè)訂單，通過點(diǎn)擊訂單調(diào)度頁面中的“查詢”按鈕進(jìn)入藥品運(yùn)輸監(jiān)控頁面，通過解析調(diào)度單標(biāo)識(shí)碼（88.*.1/222）查看訂單基本信息。

圖6 訂單信息圖

如圖7所示，采用VueAMap+ECharts實(shí)現(xiàn)車輛監(jiān)控，通過路徑規(guī)劃并結(jié)合地理信息系統(tǒng)，直觀在地圖上實(shí)時(shí)顯示車輛當(dāng)前位置并更新調(diào)度單標(biāo)識(shí)信息。行程預(yù)測功能：根據(jù)當(dāng)前交通狀況自動(dòng)預(yù)估到達(dá)配送點(diǎn)的時(shí)間；軌跡回放功能：可查詢指定時(shí)間段內(nèi)的車輛運(yùn)行軌跡，在地圖上動(dòng)態(tài)播放，可暫停并調(diào)整播放速度，分析查證車輛行駛路線規(guī)范性，并依據(jù)規(guī)則進(jìn)行路線偏離預(yù)警定義。

圖7 車輛監(jiān)控

如圖8所示，對于疫苗等需要冷鏈運(yùn)輸?shù)奶胤N藥品，通過車廂內(nèi)的多個(gè)無線溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測車廂內(nèi)不同位置的溫度。不同的疫苗對溫度要求不同，離制冷機(jī)出風(fēng)口距離遠(yuǎn)近不同，車廂內(nèi)溫度也會(huì)有差異，溫度過高或過低都會(huì)導(dǎo)致疫苗損壞變質(zhì)。通過系統(tǒng)可對指定車輛設(shè)置指定時(shí)間段內(nèi)車廂各位置的溫度傳感器有效溫度閾值，一旦溫度不在此閾值范圍，立即觸發(fā)溫度報(bào)警，監(jiān)控中心可及時(shí)通知司機(jī)采取措施及時(shí)干預(yù)，有效保證藥品的安全。

圖8 溫度趨勢圖

如圖9所示，車廂門開關(guān)瞬間，無線開關(guān)門傳感器與安裝在車廂門上的門磁相互作用，開關(guān)量信號(hào)發(fā)生變化，每次開關(guān)量發(fā)生的變化將上傳至通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)可對指定車輛設(shè)置指定時(shí)間段或路段內(nèi)的車廂開門報(bào)警，一旦車輛在設(shè)置時(shí)間段或路段內(nèi)違規(guī)打開車廂門，立即觸發(fā)開關(guān)門報(bào)警。此舉可有效監(jiān)控和預(yù)防司機(jī)途中公車私用以及貨物丟失、調(diào)包等行為的發(fā)生。

圖9 開關(guān)門記錄圖

2.3 運(yùn)輸監(jiān)控

圖10為平臺(tái)采集的異常情況實(shí)時(shí)報(bào)警信息。

圖10 異常報(bào)警

（1）路線偏移提醒指當(dāng)車輛位置偏移預(yù)設(shè)路線時(shí)提出實(shí)時(shí)提醒。

（2）進(jìn)出區(qū)域提醒指當(dāng)車輛駛離起始點(diǎn)或到達(dá)終點(diǎn)時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)提醒。

（3）藥品缺失報(bào)警指通過RFID感應(yīng)器結(jié)合配送單的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，當(dāng)檢測到有藥品標(biāo)簽未感應(yīng)到時(shí)實(shí)時(shí)報(bào)警。

（4）超時(shí)停車報(bào)警是在指定時(shí)間段或路段內(nèi)，車輛停車時(shí)間超過監(jiān)控中心預(yù)設(shè)的時(shí)長時(shí)，觸發(fā)超時(shí)停車報(bào)警提醒。

（5）監(jiān)控中心可以根據(jù)超時(shí)停車報(bào)警信息，及時(shí)聯(lián)系在途運(yùn)輸人員，確認(rèn)在途情況，一旦發(fā)生緊急情況能夠做到快速發(fā)現(xiàn)和救援，同時(shí)確保藥品按時(shí)到達(dá)目的地。

3 結(jié) 語

基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的醫(yī)藥安全運(yùn)輸管理平臺(tái)，能夠有效監(jiān)控藥品物流運(yùn)輸過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，確保醫(yī)藥的安全運(yùn)輸，促進(jìn)醫(yī)藥供應(yīng)鏈體系的進(jìn)一步優(yōu)化，提升了處理緊急醫(yī)藥事件的藥物運(yùn)輸能力。監(jiān)管者可以全面實(shí)時(shí)解析藥品的全供應(yīng)鏈運(yùn)輸狀況，最大限度保障藥品運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>