陳 鋒，侯世科，樊毫軍

0 引言

物聯(lián)網(wǎng)（internet of things，IOT）是指利用現(xiàn)代信息技術(shù)，通過將信息設(shè)施和信息設(shè)備有機連接在一起，組成的一張覆蓋所有人和物體并以之為節(jié)點的巨大的信息網(wǎng)絡。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮，國際上將物聯(lián)網(wǎng)稱為是下一個萬億（美元）級的產(chǎn)業(yè)。對人類的發(fā)展來講，互聯(lián)網(wǎng)改變了人與人之間的交互方式，物聯(lián)網(wǎng)是革命性的改變?nèi)烁h(huán)境的交互的方式[1]。物聯(lián)網(wǎng)代表下一代信息網(wǎng)絡的建設(shè)方向?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的軍事信息化網(wǎng)絡已經(jīng)對軍事指揮、軍事后勤、軍事裝備、軍事網(wǎng)絡等產(chǎn)生了深遠影響，對推動軍隊信息化建設(shè)、提高部隊戰(zhàn)斗力發(fā)揮了巨大的作用。我國醫(yī)療衛(wèi)生信息化產(chǎn)業(yè)正由醫(yī)院管理信息化（HIS）、醫(yī)院臨床信息化（hospital clinical infovmation，CIS）向區(qū)域醫(yī)療衛(wèi)生信息化（regionalmedical infovmation system，RMIS）發(fā)展。災害醫(yī)療救援是典型的區(qū)域醫(yī)療任務，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于災害醫(yī)療救援領(lǐng)域?qū)τ谔岣呔仍示哂兄匾饬x。本文主要探討物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在災害醫(yī)療救援中的應用，提出了一種災害醫(yī)療救援體系信息化建設(shè)的新思路。

1 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

概括來說，物聯(lián)網(wǎng)可以分為感知層、網(wǎng)絡層和應用層，其通過現(xiàn)代信息技術(shù)和設(shè)備并借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了物-物相連[2]。

1.1 感知層技術(shù)

感知層技術(shù)主要用于信息識別和采集，包括物體識別技術(shù)、位置識別技術(shù)和地理識別技術(shù)[3]。物體識別是以條碼、二維碼、無線射頻識別技術(shù)（RFID）、攝像頭、傳感器等基礎(chǔ)的物體基本信息感知技術(shù)。位置識別是以GPS、伽利略、北斗等為代表的全球定位技術(shù)和以實時定位系統(tǒng)（real time location system，RTLS）為代表的復雜小空間定位技術(shù)。地理識別技術(shù)是以地理信息系統(tǒng)（geograplic infomation system，GIS）為代表的綜合性空間信息分析和決策支持根據(jù)。

1.2 網(wǎng)絡層技術(shù)

網(wǎng)絡層技術(shù)主要用于信息的傳送和通信，包括接入網(wǎng)絡和核心網(wǎng)絡[2]。接入網(wǎng)絡是指感知層各類傳感器和執(zhí)行器借助通信技術(shù)進行組網(wǎng)實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)的連接，分為有線接入（雙絞線、光纖、同軸電纜等）和無線接入（2G、3G、4G、衛(wèi)星通信、WiMAX、Wi-Fi/WAPI、UWB、ZigBee、藍牙、RFID 和認知無線電感知網(wǎng)絡等）2類。核心網(wǎng)絡主要提供用戶和網(wǎng)絡控制、交換和路由、骨干網(wǎng)傳輸功能。同時，由于感知層終端很多都使用ISM頻段進行通信，而網(wǎng)絡層使用基于IPv6/IPv4的互聯(lián)網(wǎng)和電信網(wǎng)絡，需要網(wǎng)關(guān)進行有效轉(zhuǎn)換互連。

1.3 應用層技術(shù)

應用層技術(shù)主要用于信息的交互和調(diào)用，包括應用中間件層和應用服務層[2]。應用層技術(shù)通過云海計算處理龐大的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，中間件（如RFID中間件產(chǎn)品Savant、WinRFID等）可以提高信息處理效率，避免產(chǎn)生信息爆炸效應，通過交互軟件和平臺提供智能化、個性化用戶服務，最終實現(xiàn)與現(xiàn)實世界的實時交互和遠程控制，徹底改變傳統(tǒng)的信息獲取方式和實時控制能力，大大地提高工作效率。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在救援中的作用

提高災害醫(yī)療救援效率和效益最重要的手段就是實現(xiàn)“人”、“物”和“決策方案”的無縫鏈接，災害醫(yī)學救援行動具有協(xié)調(diào)難度大、時空跨度大、單位時間工作量大的特點，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用可以實現(xiàn)災害醫(yī)療救援各要素動態(tài)、實時協(xié)同。

2.1 人員的應用

給指揮員、醫(yī)療隊員、傷病員配發(fā)主動式RFID標簽，可以輕松實現(xiàn)身份識別、權(quán)限控制、信息傳送。指揮員、醫(yī)療隊員的全部個人信息，甚至值班記錄都可以通過RFID標簽獲得。收治傷病員后第一時間為其生成主動式RFID標簽，并將標簽信息與野戰(zhàn)醫(yī)療系統(tǒng)中其個人電子傷票、電子病歷進行綁定，醫(yī)療人員只需用讀寫器讀取其RFID標簽就可以調(diào)閱和更新其病歷。通過完善外圍讀寫和組網(wǎng)設(shè)備，甚至可以對所有人員的活動軌跡進行跟蹤，并可以設(shè)立電子圍欄；可以對傷病員的生命體征監(jiān)控信息實時更新，實現(xiàn)異地遠程調(diào)閱；可以對不同人員進行權(quán)限設(shè)置，設(shè)置訪問權(quán)和訪問區(qū)域。

2.2 物資的應用

物聯(lián)網(wǎng)在物流、倉儲、配送等物資管理領(lǐng)域的應用已比較成熟。建立災害醫(yī)療救援藥材、裝備等物資的全球產(chǎn)品電子代碼編碼體系（EPC），進行“一物一名一碼一串描述數(shù)據(jù)”的編目，理論上可以實現(xiàn)對人員流、裝備流、藥材流的全程跟蹤，能夠科學有效地控制接收、分發(fā)、調(diào)配[1]。

2.2.1 自動化管理

所有物資出入庫是可自動生成出入庫清單，達到庫存量上下限時自動報警，可合理控制庫存，自動對庫存進行盤點，對物資的保質(zhì)期、所需配件進行實時提醒。

2.2.2 精確化定位

物資從出廠到使用的每一個環(huán)節(jié)都可以實現(xiàn)可視化管理。物資運輸過程中通過射頻衛(wèi)星芯片和讀取設(shè)備可以掌握和控制物資的流向，通過讀取標簽信息，不用打開裝運物資的各種規(guī)格箱體就可以獲得物資清單。2

2.2.3 配送式保障

“資源迷霧”是后勤保障的難題，很多物資在送達災害現(xiàn)場后失去控制，出現(xiàn)分配不均、得非所需等問題。物聯(lián)網(wǎng)通過精確的物資信息管理，可以改變逐級前送、被動等待的保障方式，所需物資可以主動配送到救援隊乃至單兵。

2.3 信息的應用

2.3.1 決策支持

物聯(lián)網(wǎng)可以將災害現(xiàn)場的實際情況通過感知層技術(shù)迅速上傳，也可以將上級的指示迅速下達。系統(tǒng)平臺現(xiàn)場信息處理，可以生成災害醫(yī)療救援全息電子地圖，并可以實時更新，便于災害救援的統(tǒng)一指揮和救援力量的合理使用。

2.3.2 遠程醫(yī)療

借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，遠程醫(yī)療將更加方便，會診信息傳送的抗干擾能力、保密性、可靠性將得到提高。例如，在救援隊內(nèi)部通過ZigBee組網(wǎng)技術(shù)，救護所的醫(yī)療人員可以快速獲取災害現(xiàn)場的情況，可以指導現(xiàn)場救治，做好收治準備。

2.3.3 數(shù)據(jù)分析

通過信息處理系統(tǒng)，可以準確匯總、統(tǒng)計、上報各種災害醫(yī)療救援數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)動態(tài)更新。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于獲取大量、準確的基線數(shù)據(jù)，對于災害醫(yī)學救援的“大數(shù)據(jù)、云計算”，具有重要的支撐作用。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的災害醫(yī)療救援體系

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以構(gòu)建智能化災害醫(yī)療救援體系，實現(xiàn)災害醫(yī)療救援的全面感知、全域組網(wǎng)、全體共享、全時控制。

3.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的組織指揮體系

組織指揮體系通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立災害醫(yī)療救援的快速決策支持系統(tǒng)，實現(xiàn)從“預案指揮”向“現(xiàn)場指揮”的轉(zhuǎn)變，如圖1所示。

3.1.1 功能設(shè)計

災害醫(yī)療救援指揮的難點在于對災害現(xiàn)場信息的缺失，不能對現(xiàn)場醫(yī)療衛(wèi)生需求做出科學評估，不利于科學合理使用醫(yī)療救援力量。災害醫(yī)療救援指揮系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以獲取災害現(xiàn)場準確的物體、位置和地理信息，經(jīng)過輔助決策支持系統(tǒng)的分析，為各級指揮員提供類似“現(xiàn)場指揮”的信息數(shù)據(jù)。

3.1.2 感知層

對災害現(xiàn)場的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)進行收集，實時上報災情信息、災害現(xiàn)場定位、災害現(xiàn)場地理信息、人員物資情況等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.1.3 網(wǎng)絡層

對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行匯總和綜合分析，提供6個方面的準確信息，即：災情評估、醫(yī)療衛(wèi)生需求、醫(yī)療救援力量調(diào)度、救災應急管理機構(gòu)、當?shù)毓苍O(shè)施及服務狀況、后勤保障措施。

圖1 基于物聯(lián)網(wǎng)的組織指揮體系

3.1.4 應用層

職能部門專網(wǎng)采用客戶機/服務器（C/S）結(jié)構(gòu)，公共互聯(lián)網(wǎng)采用瀏覽器/服務器（B/S）結(jié)構(gòu)。應急管理部門、系統(tǒng)管理員通過專網(wǎng)可以訪問相應的功能模塊，社會公眾可以通過http訪問Web網(wǎng)頁獲取有關(guān)信息[4]。

3.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的傷員救治體系

傷員救治體系是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立傷病員從現(xiàn)場到救護所再到后方醫(yī)院的全程救治信息鏈，以提高救治效率，如圖2所示。

3.2.1 災害現(xiàn)場

現(xiàn)場搜救人員發(fā)現(xiàn)傷病員后，醫(yī)生用內(nèi)置RFID讀寫器的PDA給傷員生成一個RFID標簽，將傷病員的電子病歷（或電子傷票）與該標簽綁定，現(xiàn)場處理完畢后通過物聯(lián)網(wǎng)短程通信網(wǎng)絡將電子病歷傳送到救護所。

3.2.2 救護所

傷病員在向救護所轉(zhuǎn)運的過程中，其電子病歷已經(jīng)到達救護所，救護所根據(jù)信息可以提前做好分類和收治準備。傷員達到后，醫(yī)生讀取其RFID標簽，對其進行救治，更新電子病歷，各組室可以實時調(diào)閱其電子病歷，并可以進行遠程生命體征監(jiān)護和遠程會診。

3.2.3 后方醫(yī)院

圖2 基于物聯(lián)網(wǎng)的傷員救治體系

傷員如需后送至后方醫(yī)院，留觀后送組醫(yī)生提前將其電子病歷通過互聯(lián)網(wǎng)或電信網(wǎng)絡傳到服務器，后方醫(yī)院醫(yī)生可以提前掌握傷病員的詳細情況，做好救治準備。醫(yī)院內(nèi)各種醫(yī)療設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)用無線通信標準進行無線連接，各種醫(yī)療設(shè)備的無線通信實現(xiàn)兼容，快速采集傷員各種醫(yī)療數(shù)據(jù)直接上傳至服務器，并自動嵌入病歷[5-6]。

3.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的物資保障體系

物資保障體系是指通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立物資信息、物流信息鏈，實時監(jiān)控物資從出廠到倉儲到災害現(xiàn)場的全部物流過程，如圖3所示。

圖3 基于物聯(lián)網(wǎng)的物資保障體系

3.3.1 物資出廠準備階段

企業(yè)（工廠）生產(chǎn)災害醫(yī)學救援物資后，對其進行編碼生成EPC，再生成包含EPC信息的RFID標簽，通過閱讀器和網(wǎng)絡將EPC信息記錄到本地電子產(chǎn)品代碼信息服務器（EPCIS），同時將EPC信息注冊到對象名解析服務器（ONS）中，并通過ONS將EPC信息轉(zhuǎn)換成實體標記語言PML并存儲在PML服務器上。PML服務器主要儲存產(chǎn)品的原始信息和產(chǎn)品在供應鏈中的路徑信息[7]。

3.3.2 物流及倉儲階段

物資出廠后，在運輸途中通過移動跟蹤系統(tǒng)（MTS）實現(xiàn)可視化物流，在重要港口、機場、鐵道、公路、物流中心安裝固定RFID閱讀器，在運輸沿線部署移動RFID閱讀器，全程監(jiān)控、調(diào)整物資的流向和流速。到達倉儲庫房后，運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)物資收、發(fā)、管、運的自動化作業(yè)。物資從庫房發(fā)出后，仍然通過MTS進行實時監(jiān)控。

3.3.3 現(xiàn)場調(diào)配階段

物資到達災害現(xiàn)場后，依據(jù)各單位的需求數(shù)據(jù)，可以讀取RFID標簽實現(xiàn)反向物資信息查詢，選擇需要配送的物資，并定位到貨位（貨箱），進行精確配送保障。救援隊接收物資后可以通過隊員的RFID標簽讀取其物資需求信息，精確保障到個人或組室。所有帶有RFID標簽的物資，在各組室的消耗量、庫存量以及在各組室之間的流動情況，都可以通過各組室的RFID閱讀器進行記錄和定位，實現(xiàn)物資使用的動態(tài)管理[8]。

4 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，將給信息化領(lǐng)域帶來革命性的變化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在災害醫(yī)療救援中的應用，實現(xiàn)了人員、物資和信息三者之間的無縫鏈接，將電子傷票、電子病歷、醫(yī)療設(shè)備信息終端、傷員醫(yī)療信息、醫(yī)療信息化系統(tǒng)等現(xiàn)有平臺有機地整合在一起，有效解決災害醫(yī)療救援末端延遲和遠程響應問題，可以大大地提高災害醫(yī)療救援的效率和效果。

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