基于工業互聯網標識解析的藥品安全運輸平臺研究

石景文，彭長超，劉文軍，狄 航，劉 澍

（1.蘇州工業職業技術學院，江蘇 蘇州 215104；2.蘇州協同創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

隨著醫藥物流市場需求的不斷增長以及相關行業監管政策的持續發布，對藥品物流各環節中的實施要求不斷提高。如何利用物聯網、大數據等信息技術優化醫藥供應鏈管理水平成為一項重要的研究課題。其中，藥品運輸管理平臺作為藥品供應鏈信息化中的重要一環，能夠顯著降低物流成本、提高安全監管水平、提升服務能力和資金使用效益，從而促進藥品供應鏈的良性發展。

當前抗擊疫情的關鍵時期，高效的藥品安全運輸管理平臺的構建，對于管理部門和相關主體快速響應、精準施策具有重要意義。王芳等人對藥品運輸環節的風險進行分析并提出了防控措施。工業互聯網標識解析體系能夠有效打通供應鏈中的信息孤島，為了降低接入和使用門檻，劉文軍等人提出了一種標識創新應用支撐平臺，提供了標識應用中間件，并在醫藥、模具等方向進行了應用探索。吳喆則給出了一種基于工業互聯網標識解析技術的重點醫療物資查詢研究。

本文給出一種針對基于工業互聯網標識解析體系的藥品安全運輸管理平臺設計與實現方法，通過物聯網技術實現訂單、藥品、車輛的便捷接入，考慮流通環節中監管部門、經銷商、醫院、病人各主體的訴求，通過完善藥品運輸環節采購、審批、運輸、配送等活動與過程，實現藥品流轉過程中數據的互通互聯、實時共享、高效協同，保證藥品運輸安全。

1 分析與設計

1.1 系統分析

綜合運用物聯網、大數據技術和工業互聯網標識體系，旨在解決藥品供應鏈中的安全高效運輸問題。利用工業互聯網標識解析體系實現各要素的編碼和解析，借助物聯網技術中的射頻電子標簽（RFID）、標識碼、全球定位系統（GPS）、開關門傳感器、溫度傳感器等實現訂單、車輛、藥品接入藥品安全運輸管理平臺。平臺與醫院藥房的采購系統、質量管控、配送管理等系統在統一的編碼規則下通過接口對接，對各類要素進行全球唯一永久的標識。通過標識解析服務，實現異構系統間的信息共享、數據追蹤，形成易操作、可定制、易擴展、可復制的綜合管理解決方案，系統流程如圖1所示。

圖1 藥品安全運輸管理系統流程

1.2 系統設計

圖2所示為基于標識解析的藥品安全運輸平臺分層架構。平臺需滿足并發性、實時性、穩定性要求，實現對藥品運輸車輛、訂單等要素的高效連接，通過標識支撐技術和大數據存儲分析技術實現安全運輸和實時預警，為供應鏈按需提供精準服務。

圖2 藥品安全運輸平臺架構

1.2.1 平臺物聯層

平臺物聯層將藥品運輸過程中的現場數據進行采集、匯聚，并傳輸至云平臺。其中，車輛狀態、環境信息通過車載終端完成，藥品、訂單以及駕駛員動態信息通過移動設備掃碼關聯完成，車輛、人員、訂單等基本信息通過平臺導入完成。車載終端安裝在藥品運輸車輛上，通過總線或OBDII接口采集車輛運行信息，如速度、開關門等。實時位置、車廂溫度、濕度、振動等環境信息則通過加裝傳感器和特定的功能模塊完成。

1.2.2 平臺支撐層

平臺支撐技術包括工業互聯網標識解析體系和大數據技術兩方面。工業互聯網標識解析體系的運用打破了信息孤島，實現了供應鏈的無縫連接。如圖3所示，需求商和供應商帶有標識前綴，需求商下單后供應商進行核驗發貨，經過藥品運輸環節后，需求商確認收貨。此過程中，通過自定義元數據模板對每一環節進行標識，實現信息共享。平臺對不同標識進行關聯，并實時自動提醒。

圖3 藥品供應鏈標識應用流程

大數據技術的應用解決了數據的高并發傳輸、存儲和分析問題。通過Kafka消息隊列、Spark分析引擎、非關系數據庫、Redis緩存數據庫以及可視化技術的綜合運用，提供了一個高性能、高可靠、可擴展的平臺架構。

1.2.3 平臺業務層

平臺業務層包括訂單調度、車輛監控和預警、訂單和車輛的追溯查詢等應用。以訂單調度為例，對于特定訂單，通過對車輛和司機狀態的判斷來調度空閑車輛和司機，通過配送的時間、地點和藥品類型分析合適的運輸路線，平臺能夠對已調度的車輛進行實時監控，完成運輸過程的精準跟蹤，保障藥品的流通安全。基于平臺業務功能模塊，供需雙方能夠做到供需無縫對接，運輸過程實時跟蹤，事后精準追溯，監管部門則能更好地進行安全監管。

1.3 功能分析和設計

如圖4所示，平臺可實現藥品訂單從發貨出庫、運輸，到抵達配送點的全程監控、質量跟蹤、可視化運輸管理，主要設計功能如下：

圖4 藥品安全運輸平臺功能結構

（1）司機管理：對運輸司機進行統一管理，司機相關信息通過標識解析中間件注冊到標識解析二級節點平臺，包括姓名、工號、身份證號、電話、準駕車型等，形成司機信息標識碼。

（2）車輛管理：對運輸車輛進行統一管理，車輛相關信息通過標識解析中間件注冊到標識解析二級節點平臺，包括車牌號、車型號等，形成車輛信息標識碼。

（3）訂單調度：對調度單進行統一管理，基于調度算法為每一調度單分配空閑司機和車輛，基于運輸時效要求分配運輸路線。

（4）車輛監控：對運輸車輛進行行程預測、實時位置監控、動態軌跡回放、車廂門開關記錄、車廂內溫度監測和車速檢測，以及對路線偏移、進出區域、藥品缺失、超時停車等異常信息報警。

2 系統實現

2.1 運輸管理

如圖5所示，通過訂單調度頁進行司機和車輛調度，頁面顯示調度單標識號、訂單號、發貨客戶、收貨客戶、發貨地、目的地和訂單狀態等信息。

圖5 訂單調度頁面

2.2 運輸監控

如圖6所示，對于每個訂單，通過點擊訂單調度頁面中的“查詢”按鈕進入藥品運輸監控頁面，通過解析調度單標識碼（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實現車輛監控，通過路徑規劃并結合地理信息系統，直觀在地圖上實時顯示車輛當前位置并更新調度單標識信息。行程預測功能：根據當前交通狀況自動預估到達配送點的時間；軌跡回放功能：可查詢指定時間段內的車輛運行軌跡，在地圖上動態播放，可暫停并調整播放速度，分析查證車輛行駛路線規范性，并依據規則進行路線偏離預警定義。

圖7 車輛監控

如圖8所示，對于疫苗等需要冷鏈運輸的特種藥品，通過車廂內的多個無線溫度傳感器實時監測車廂內不同位置的溫度。不同的疫苗對溫度要求不同，離制冷機出風口距離遠近不同，車廂內溫度也會有差異，溫度過高或過低都會導致疫苗損壞變質。通過系統可對指定車輛設置指定時間段內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，立即觸發溫度報警，監控中心可及時通知司機采取措施及時干預，有效保證藥品的安全。

圖8 溫度趨勢圖

如圖9所示，車廂門開關瞬間，無線開關門傳感器與安裝在車廂門上的門磁相互作用，開關量信號發生變化，每次開關量發生的變化將上傳至通信系統。通信系統可對指定車輛設置指定時間段或路段內的車廂開門報警，一旦車輛在設置時間段或路段內違規打開車廂門，立即觸發開關門報警。此舉可有效監控和預防司機途中公車私用以及貨物丟失、調包等行為的發生。

圖9 開關門記錄圖

2.3 運輸監控

圖10為平臺采集的異常情況實時報警信息。

圖10 異常報警

（1）路線偏移提醒指當車輛位置偏移預設路線時提出實時提醒。

（2）進出區域提醒指當車輛駛離起始點或到達終點時進行實時提醒。

（3）藥品缺失報警指通過RFID感應器結合配送單的業務數據，當檢測到有藥品標簽未感應到時實時報警。

（4）超時停車報警是在指定時間段或路段內，車輛停車時間超過監控中心預設的時長時，觸發超時停車報警提醒。

（5）監控中心可以根據超時停車報警信息，及時聯系在途運輸人員，確認在途情況，一旦發生緊急情況能夠做到快速發現和救援，同時確保藥品按時到達目的地。

3 結 語

基于工業互聯網標識解析體系和物聯網技術構建的醫藥安全運輸管理平臺，能夠有效監控藥品物流運輸過程中的各個環節，確保醫藥的安全運輸，促進醫藥供應鏈體系的進一步優化，提升了處理緊急醫藥事件的藥物運輸能力。監管者可以全面實時解析藥品的全供應鏈運輸狀況，最大限度保障藥品運輸的安全。