基于工业互联网标识解析的药品安全运输平台研究

石景文，彭长超，刘文军，狄 航，刘 澍

（1.苏州工业职业技术学院，江苏 苏州 215104；2.苏州协同创新智能制造装备有限公司，江苏 苏州 215104；3.中国信息通信研究院，北京 100191）

0 引 言

随着医药物流市场需求的不断增长以及相关行业监管政策的持续发布，对药品物流各环节中的实施要求不断提高。如何利用物联网、大数据等信息技术优化医药供应链管理水平成为一项重要的研究课题。其中，药品运输管理平台作为药品供应链信息化中的重要一环，能够显著降低物流成本、提高安全监管水平、提升服务能力和资金使用效益，从而促进药品供应链的良性发展。

当前抗击疫情的关键时期，高效的药品安全运输管理平台的构建，对于管理部门和相关主体快速响应、精准施策具有重要意义。王芳等人对药品运输环节的风险进行分析并提出了防控措施。工业互联网标识解析体系能够有效打通供应链中的信息孤岛，为了降低接入和使用门槛，刘文军等人提出了一种标识创新应用支撑平台，提供了标识应用中间件，并在医药、模具等方向进行了应用探索。吴喆则给出了一种基于工业互联网标识解析技术的重点医疗物资查询研究。

本文给出一种针对基于工业互联网标识解析体系的药品安全运输管理平台设计与实现方法，通过物联网技术实现订单、药品、车辆的便捷接入，考虑流通环节中监管部门、经销商、医院、病人各主体的诉求，通过完善药品运输环节采购、审批、运输、配送等活动与过程，实现药品流转过程中数据的互通互联、实时共享、高效协同，保证药品运输安全。

1 分析与设计

1.1 系统分析

综合运用物联网、大数据技术和工业互联网标识体系，旨在解决药品供应链中的安全高效运输问题。利用工业互联网标识解析体系实现各要素的编码和解析，借助物联网技术中的射频电子标签（RFID）、标识码、全球定位系统（GPS）、开关门传感器、温度传感器等实现订单、车辆、药品接入药品安全运输管理平台。平台与医院药房的采购系统、质量管控、配送管理等系统在统一的编码规则下通过接口对接，对各类要素进行全球唯一永久的标识。通过标识解析服务，实现异构系统间的信息共享、数据追踪，形成易操作、可定制、易扩展、可复制的综合管理解决方案，系统流程如图1所示。

图1 药品安全运输管理系统流程

1.2 系统设计

图2所示为基于标识解析的药品安全运输平台分层架构。平台需满足并发性、实时性、稳定性要求，实现对药品运输车辆、订单等要素的高效连接，通过标识支撑技术和大数据存储分析技术实现安全运输和实时预警，为供应链按需提供精准服务。

图2 药品安全运输平台架构

1.2.1 平台物联层

平台物联层将药品运输过程中的现场数据进行采集、汇聚，并传输至云平台。其中，车辆状态、环境信息通过车载终端完成，药品、订单以及驾驶员动态信息通过移动设备扫码关联完成，车辆、人员、订单等基本信息通过平台导入完成。车载终端安装在药品运输车辆上，通过总线或OBDII接口采集车辆运行信息，如速度、开关门等。实时位置、车厢温度、湿度、振动等环境信息则通过加装传感器和特定的功能模块完成。

1.2.2 平台支撑层

平台支撑技术包括工业互联网标识解析体系和大数据技术两方面。工业互联网标识解析体系的运用打破了信息孤岛，实现了供应链的无缝连接。如图3所示，需求商和供应商带有标识前缀，需求商下单后供应商进行核验发货，经过药品运输环节后，需求商确认收货。此过程中，通过自定义元数据模板对每一环节进行标识，实现信息共享。平台对不同标识进行关联，并实时自动提醒。

图3 药品供应链标识应用流程

大数据技术的应用解决了数据的高并发传输、存储和分析问题。通过Kafka消息队列、Spark分析引擎、非关系数据库、Redis缓存数据库以及可视化技术的综合运用，提供了一个高性能、高可靠、可扩展的平台架构。

1.2.3 平台业务层

平台业务层包括订单调度、车辆监控和预警、订单和车辆的追溯查询等应用。以订单调度为例，对于特定订单，通过对车辆和司机状态的判断来调度空闲车辆和司机，通过配送的时间、地点和药品类型分析合适的运输路线，平台能够对已调度的车辆进行实时监控，完成运输过程的精准跟踪，保障药品的流通安全。基于平台业务功能模块，供需双方能够做到供需无缝对接，运输过程实时跟踪，事后精准追溯，监管部门则能更好地进行安全监管。

1.3 功能分析和设计

如图4所示，平台可实现药品订单从发货出库、运输，到抵达配送点的全程监控、质量跟踪、可视化运输管理，主要设计功能如下：

图4 药品安全运输平台功能结构

（1）司机管理：对运输司机进行统一管理，司机相关信息通过标识解析中间件注册到标识解析二级节点平台，包括姓名、工号、身份证号、电话、准驾车型等，形成司机信息标识码。

（2）车辆管理：对运输车辆进行统一管理，车辆相关信息通过标识解析中间件注册到标识解析二级节点平台，包括车牌号、车型号等，形成车辆信息标识码。

（3）订单调度：对调度单进行统一管理，基于调度算法为每一调度单分配空闲司机和车辆，基于运输时效要求分配运输路线。

（4）车辆监控：对运输车辆进行行程预测、实时位置监控、动态轨迹回放、车厢门开关记录、车厢内温度监测和车速检测，以及对路线偏移、进出区域、药品缺失、超时停车等异常信息报警。

2 系统实现

2.1 运输管理

如图5所示，通过订单调度页进行司机和车辆调度，页面显示调度单标识号、订单号、发货客户、收货客户、发货地、目的地和订单状态等信息。

图5 订单调度页面

2.2 运输监控

如图6所示，对于每个订单，通过点击订单调度页面中的“查询”按钮进入药品运输监控页面，通过解析调度单标识码（88.*.1/222）查看订单基本信息。

图6 订单信息图

如图7所示，采用VueAMap+ECharts实现车辆监控，通过路径规划并结合地理信息系统，直观在地图上实时显示车辆当前位置并更新调度单标识信息。行程预测功能：根据当前交通状况自动预估到达配送点的时间；轨迹回放功能：可查询指定时间段内的车辆运行轨迹，在地图上动态播放，可暂停并调整播放速度，分析查证车辆行驶路线规范性，并依据规则进行路线偏离预警定义。

图7 车辆监控

如图8所示，对于疫苗等需要冷链运输的特种药品，通过车厢内的多个无线温度传感器实时监测车厢内不同位置的温度。不同的疫苗对温度要求不同，离制冷机出风口距离远近不同，车厢内温度也会有差异，温度过高或过低都会导致疫苗损坏变质。通过系统可对指定车辆设置指定时间段内车厢各位置的温度传感器有效温度阈值，一旦温度不在此阈值范围，立即触发温度报警，监控中心可及时通知司机采取措施及时干预，有效保证药品的安全。

图8 温度趋势图

如图9所示，车厢门开关瞬间，无线开关门传感器与安装在车厢门上的门磁相互作用，开关量信号发生变化，每次开关量发生的变化将上传至通信系统。通信系统可对指定车辆设置指定时间段或路段内的车厢开门报警，一旦车辆在设置时间段或路段内违规打开车厢门，立即触发开关门报警。此举可有效监控和预防司机途中公车私用以及货物丢失、调包等行为的发生。

图9 开关门记录图

2.3 运输监控

图10为平台采集的异常情况实时报警信息。

图10 异常报警

（1）路线偏移提醒指当车辆位置偏移预设路线时提出实时提醒。

（2）进出区域提醒指当车辆驶离起始点或到达终点时进行实时提醒。

（3）药品缺失报警指通过RFID感应器结合配送单的业务数据，当检测到有药品标签未感应到时实时报警。

（4）超时停车报警是在指定时间段或路段内，车辆停车时间超过监控中心预设的时长时，触发超时停车报警提醒。

（5）监控中心可以根据超时停车报警信息，及时联系在途运输人员，确认在途情况，一旦发生紧急情况能够做到快速发现和救援，同时确保药品按时到达目的地。

3 结 语

基于工业互联网标识解析体系和物联网技术构建的医药安全运输管理平台，能够有效监控药品物流运输过程中的各个环节，确保医药的安全运输，促进医药供应链体系的进一步优化，提升了处理紧急医药事件的药物运输能力。监管者可以全面实时解析药品的全供应链运输状况，最大限度保障药品运输的安全。