谷 鑫，郭曉敏，項 春，袁靈華，胡文上

（中國疾病預防控制中心，北京 102206）

0 引言

近年來，全球突發(fā)公共衛(wèi)生事件與日俱增，尤其是重大傳染病疫情的傳播尤為嚴重。突發(fā)公共衛(wèi)生事件是指突然發(fā)生，造成或者可能造成社會公眾健康嚴重損害的重大傳染病疫情、群體性不明原因疾病、重大食物和職業(yè)中毒以及其他嚴重影響公眾健康的事件[1]。當應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件時，社會的應急響應能力、管理機制和應急物資保障等多方面都受到前所未有的考驗與挑戰(zhàn)[2-4]?；趥鹘y(tǒng)信息化技術開發(fā)的應急物資管理系統(tǒng)通常存在管理維度單一、管理賬實不符、對人工依賴性強等缺點，已無法適應新時代背景下的應急物資管理。2020年4月27日，中央全面深化改革委員會第十三次會議審議通過了《關于健全公共衛(wèi)生應急物資保障體系的實施方案》，該方案中要求加強公共衛(wèi)生應急物資儲備，著力提升“儲”“采”“調”的能力建設。隨著信息技術不斷發(fā)展進步，公共衛(wèi)生應急物資同樣需要利用新技術進行信息化管理。本研究結合公共衛(wèi)生機構提升物資儲備能力、建立輪儲機制等業(yè)務需求，融合物聯網、大數據、人工智能、云計算等技術，搭建突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺，實現多系統(tǒng)間數據交互，提高作業(yè)效率，提升應急物資的管理水平，為應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件提供有力保障[5-7]。

1 突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理需求

1.1 數據化管理

近年來，突發(fā)公共衛(wèi)生事件頻發(fā)，應對準備的周期相應縮短，對于應急物資的專業(yè)、種類、存量等數據實時性和準確性提出了更高的要求。國際上已有應用醫(yī)療物資供應預估程序來提供應急物資數據化管理的先例[8]，而我國在面對突發(fā)公共衛(wèi)生事件大范圍爆發(fā)時，由于缺乏基于大數據基礎上的決策支撐體系，且針對各類應急物資儲備的種類、數量、結構、布局等缺乏系統(tǒng)、全面、定期的精準評估，容易造成各地應急物資儲備不足，無法及時供應等現象發(fā)生。因此，建立突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺，實行儲備應急物資的數據化管理迫在眉睫[9-10]。本平臺應能通過科學預估突發(fā)公共衛(wèi)生事件的規(guī)模和應急物資的需求數量，結合實時庫存，進行數據收集、趨勢分析。同時應預判應急物資儲備規(guī)模和庫存控制，降低成本和風險，從而提升應急物資的利用率，切實起到戰(zhàn)略指揮與輔助決策作用[11-12]。

1.2 多維度管理

突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資的高效精準管理是一個系統(tǒng)性工作，需要考慮管理過程中的諸多因素，如物資種類方面，既涉及應對傳染病、病毒病，輻射安全、環(huán)境衛(wèi)生、職業(yè)衛(wèi)生以及不明原因疾病等專業(yè)物資，又包括應急服裝、日常生活必需品，每種類型物資的存儲要求和條件都不盡相同；物資來源方面包括采購、國家調配、捐贈、慰問等多種渠道，每一種渠道的管理模式及結算方式也有著很大差異。美國在應急資源常態(tài)管理時，通過網絡系統(tǒng)化的信息構建，按照資源類型、獲取渠道等內容分門別類編排目錄，在日常管理中加強信息更新，為應急突發(fā)狀態(tài)提供準確的資源[13]。而我國目前仍采用傳統(tǒng)的人工管理模式，從物資的單一維度進行統(tǒng)計管理，管理效率低且準確度不高，無法適應當下的精細化管理要求[14]。構建突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺，應從物資種類、來源、效期、規(guī)格、數量等維度，實現應急物資精準、高效的多維綜合管理。

1.3 建立儲備機制

一些國家和地區(qū)針對突發(fā)公共衛(wèi)生事件均采取了相應的儲備措施。如以色列政府每年出資更新設備及更換急救物資，使救護設備及物資一直保持待命狀態(tài)，同時醫(yī)療物資儲備實行模塊化儲備和管理，從呼吸機、急救藥品甚至病歷標簽紙都一應俱全[15]。近年來，我國正在積極研究應急物資儲備方式和方法，高冰馨等[16]提出為應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件，醫(yī)用應急物資應采用安全庫存管理；尹燕玲等[17]則提出采用實物儲備、資金儲備、協(xié)議儲備相結合的儲備機制。本研究將以突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺為基礎，按照應急物資“集中管理、統(tǒng)一調撥、平時服務、災時應急、采儲結合、節(jié)約高效”的原則，構建采購、儲備、輪儲、調度的應急物資儲備機制，實現物資準確高效的多渠道入庫、及時輪儲、合理調撥、快速出庫等功能，提高應急物資管理專業(yè)化、精細化、智慧化水平[18]。

2 突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺架構設計

突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺總體架構設計遵循物聯網技術體系從下至上分為4層，分別為感知層、網絡層、數據層、應用層（如圖1所示）。通過在感知層部署射頻識別（radio frequency identification，RFID）采集終端、AGV（automated guided vehicle）機器人、環(huán)境監(jiān)控終端、安防監(jiān)控終端等實現管理對象的數據采集，包括人員數據、物資數據、環(huán)境數據、安防數據等。采集到的信息通過內部專網、局域網等網絡向上傳輸至數據層。數據層對接收的大量數據進行存儲、分析、篩選、清洗，并根據算法與模型的設計，將有效數據推送至應用層。應用層根據有效指令實現各個系統(tǒng)的業(yè)務功能，如人員身份及權限的管理，應急物資的入庫、出庫、盤點、輪儲管理，AGV機器人作業(yè)操作管理，環(huán)境監(jiān)控的數據統(tǒng)計與異常告警管理，對多系統(tǒng)管理數據的匯總、分析、預測等輔助決策管理。

圖1 突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺總體架構圖

3 突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺組成

突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺主要由硬件設備及軟件系統(tǒng)組成，從底層數據采集到頂層數據應用，其管理范圍涵蓋了應急物資庫內作業(yè)管理、物資儲備環(huán)境監(jiān)控管理、應急物資管理數據分析統(tǒng)計管理等方面。

硬件設備由智能工作臺、AGV機器人、身份識別終端、視頻監(jiān)控終端及環(huán)境監(jiān)控終端組成。其主要功能如下：（1）智能工作臺是集成業(yè)務操作終端、身份識別終端、RFID/條碼信息采集終端的一體化工作臺，用于出入庫、盤點、借用、輪儲等智能化業(yè)務操作。（2）AGV機器人采用人工智能、機器人技術實現“貨到人”的業(yè)務模式，以自動化設備代替人工作業(yè)，實現自動搬運、上架、下架、盤點等操作。（3）身份識別終端采用虹膜識別技術，用于人員進出庫房的身份識別以及不同部門作業(yè)人員的身份認證。（4）視頻監(jiān)控終端由智能攝像機、視頻錄像機組成，用于安防監(jiān)控、可視化庫房監(jiān)控。（5）溫濕度監(jiān)控終端用于倉庫環(huán)境溫度、濕度數據采集和風險報警。

軟件系統(tǒng)采用瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）架構，運用Java語言進行模塊化功能設計。軟件系統(tǒng)由智慧倉儲管理系統(tǒng)、AGV作業(yè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、輔助決策系統(tǒng)組成，各系統(tǒng)之間通過標準數據接口和計算邏輯實現關聯（如圖2所示）。通過后臺算法及功能模塊的設計，實現對數據進行存儲、篩選、交互、匯總和統(tǒng)計分析等功能，提高管理工作效率。

圖2 突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺軟硬件組成圖

4 突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺功能實現

突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺圍繞倉儲作業(yè)管理、環(huán)境監(jiān)控管理及數據分析管理的3個場景進行功能設計，運用物聯網、大數據、人工智能等技術，通過軟件系統(tǒng)之間的數據交互及與硬件設備的聯動，實現物資基礎信息管理、入/出庫及盤點管理、智能提醒管理、應急管理、輪儲管理、射頻作業(yè)管理、環(huán)境監(jiān)控管理及數據匯總分析、趨勢預測等功能，功能模塊結構圖如圖3所示。

圖3 突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺功能模塊結構圖

4.1 智慧倉儲管理系統(tǒng)

智慧倉儲管理系統(tǒng)是平臺的核心組成部分，通過該系統(tǒng)實現應急物資的基礎信息管理、物資入/出庫及盤點管理、智能提醒管理等業(yè)務。該系統(tǒng)采用微服務架構，采用Spring全家桶構建后端技術體系，同時搭配MySQL 5.7數據庫，打造穩(wěn)定高效的后端系統(tǒng)；前端采用流行的MVVM（Model-View-ViewModel）框架Vue.js作為基礎框架，實現前端業(yè)務組件化，頁面風格高度統(tǒng)一。

4.1.1 基礎信息管理模塊

基礎信息管理模塊對應急物資的基礎信息進行管理，包括物資名稱、規(guī)格、種類、數量、來源、有效期等，并對應急物資進行編碼。

4.1.2 物資入/出庫及盤點管理模塊

該系統(tǒng)與AGV作業(yè)系統(tǒng)高效配合，聯動AGV機器人實現應急物資入庫上架、揀選出庫、物資盤點等功能。該系統(tǒng)將上架、揀選、盤點等動作指令發(fā)送至AGV作業(yè)系統(tǒng)，由其指揮AGV機器人將正確的目標貨架搬運至工作站或存儲庫位，可減少工作人員庫內搬運動作，減輕勞動強度，提高物資查找效率。其中入庫操作界面如圖4所示。

圖4 入庫操作界面

4.1.3 智能提醒管理模塊

該系統(tǒng)通過對應急物資的存儲效期、安全庫存、出庫峰值等內容的設置，實現應急物資管理過程中的多維度智能提醒，幫助工作人員及時處理預警，提高管理精準度，節(jié)約管理成本。效期預警界面如圖5所示。

圖5 效期預警界面

4.1.4 應急管理模塊

應急管理是根據突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理特點而設計的定制化功能，主要用于突發(fā)應急狀況下應急物資快速匹配、快速出庫等業(yè)務場景。該模塊可根據常見突發(fā)應急場景進行方案設計，如傳染病疫情防控應急、自然災害衛(wèi)生應急、核事故醫(yī)學應急等場景的應急物資匹配，根據參與人員數量預設物資出庫數量，能夠幫助工作人員通過簡單操作，快速匹配應急保障物資，實現突發(fā)應急事件時快速響應、高效出庫（如圖6所示）。同時，遵循“應急響應，效率優(yōu)先”的原則，在突發(fā)應急事件時，該模塊支持應急物資“先出庫、后補單”的操作流程，便于工作人員靈活選擇操作方式，快速完成物資出庫。

圖6 應急出庫界面

4.1.5 輪儲管理模塊

為了實現更合理、更節(jié)約的物資管理，設計了輪儲管理模塊。該模塊通過輪儲管理機制，分析物資有效期、庫存量等信息，提出物資輪儲建議并對輪儲物資進行單獨管理，如輪儲物資入庫、出庫、盤點等?？蓪唭芾頂祿M行多維度查詢及導出，便于同財務、審計等部門進行業(yè)務對接，實現物資輪儲閉環(huán)管理。

4.1.6 射頻作業(yè)管理模塊

對于應急物資管理中有批量核查出庫需求的物資，可采用射頻作業(yè)管理的模式。如二次打包的個人應急攜行裝備，可在打包后通過粘貼RFID標簽的方式進行標識，配合便攜式信息采集終端實現應急出庫模式下的批量出庫，從而實現快速響應、精準核查。

4.2 AGV作業(yè)系統(tǒng)

應急物資倉儲作業(yè)的實現需要AGV作業(yè)系統(tǒng)的支撐。AGV作業(yè)系統(tǒng)采用獨有知識產權的機械控制算法、任務調度算法，為機器人完成好搬運作業(yè)打下堅實基礎。該系統(tǒng)由管理中心模塊、機器人控制模塊以及運行告警模塊組成。其中，管理中心模塊負責設備服務資源信息配置和管理，機器人控制模塊負責對AGV機器人、充電樁等設備進行控制管理及狀態(tài)監(jiān)控，運行告警模塊負責對AGV機器人運行過程中的異常情況進行預警。智慧倉儲管理系統(tǒng)發(fā)出工作指令后通過接口傳輸，AGV作業(yè)系統(tǒng)獲取指令任務，控制AGV機器人完成物資入庫搬運、出庫搬運、盤點搬運等工作。

4.3 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)運用物聯網傳感技術，根據環(huán)境監(jiān)控終端采集的數據，對倉儲場地的溫度、濕度等要素進行實時監(jiān)控。同時對照設置的閾值，實現對倉儲環(huán)境的異常數據提醒功能。環(huán)境監(jiān)控管理界面如圖7所示。

圖7 環(huán)境監(jiān)控管理界面

4.4 輔助決策系統(tǒng)

輔助決策系統(tǒng)由物資編碼維護模塊、業(yè)務數據匯總模塊、業(yè)務數據分析模塊和管理趨勢預測模塊組成。該系統(tǒng)以大數據算法為核心，分析實時數據，實現趨勢分析和態(tài)勢感知，并采用基于圖形語法的可視化語言技術，將分析結果進行可視化。另外，該系統(tǒng)運用人工智能算法建立相應的數據分析模型與預測模型，將智慧倉儲管理系統(tǒng)、AGV作業(yè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的所有數據進行分析及預測，如庫存數據、環(huán)境監(jiān)控數據、智能提醒數據、庫內作業(yè)動態(tài)監(jiān)控數據等（如圖8所示），便于用戶根據平臺數據匯總、分析結論及預測結論做出相應的管理決策。

圖8 管理數據統(tǒng)計界面

5 平臺應用效果

5.1 平臺優(yōu)勢

突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺自2021年7月上線試運行，應用于某疾病預防控制中心應急物資庫，對庫內應急物資進行精細化管理。系統(tǒng)目前穩(wěn)定運行，得到了庫房管理人員及操作人員的一致好評，主要優(yōu)勢體現在以下3個方面：

（1）高效的倉儲物資管理。本平臺的核心功能是倉儲物資管理，工作人員可通過平臺中的智慧倉儲管理系統(tǒng)及AGV作業(yè)系統(tǒng)，實現快速錄入收/發(fā)貨單、智能規(guī)劃儲位、快速查找物資、無人搬運、效期管理等高效業(yè)務操作，從而減輕勞動強度，提高管理精準度。尤其是智能效期管理功能，能夠及時提醒工作人員對臨期物資進行出庫操作，大大減少物資因超期存儲而造成的經濟損失，有效降低管理成本。

（2）智能環(huán)境管理。本平臺中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠從庫房出入監(jiān)控、庫房內溫濕度監(jiān)控、庫房內視頻監(jiān)控多方面進行管理。在應用過程中能夠對采集的異常數據進行實時報警，幫助工作人員及時處置異常情況，異常事件識別準確率達95%以上，可有效提高安防及環(huán)境的管理精細度，避免外圍風險發(fā)生。

（3）多維的數據分析管理。本平臺中的輔助決策系統(tǒng)在應用過程中能夠對實際的倉儲物資管理數據進行實時匯總、分析，工作人員可通過不同查詢條件對歷史數據進行分類查詢，提高了管理數據統(tǒng)計的效率和準確率。同時，該系統(tǒng)可通過算法模型根據歷史數據發(fā)展趨勢對未來的物資需求進行預測并提出建議，為管理者的科學決策提供輔助支撐。

5.2 不足及改進

雖然本平臺的應用解決了突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資倉儲管理、環(huán)境監(jiān)控管理、數據分析與管理等基礎業(yè)務需求，取得了良好的應用效果，但在運行過程中也發(fā)現一些不足之處，如應急物資管理過程中會發(fā)生同類物資在不同機構之間輪儲，因物資采購成本不一致造成的賬務結算問題。因此，本平臺在后續(xù)改進時，應在輪儲管理機制內設計合理的物資流、財務流、數據流，從而實現物資輪儲的全程閉環(huán)管理。

6 平臺特點

6.1 平、戰(zhàn)結合的管理模式

“平時服務、災時應急”是應急物資儲備管理應遵循的原則之一。本平臺在智能倉儲管理系統(tǒng)中設計了應急管理模塊，該模塊可根據突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急場景的物資需求，設置應急方案及物資預配置清單，實現應急物資高效出庫或直接采用“先出庫、后補單”的方式完成物資出庫，滿足“應急響應，效率優(yōu)先”的管理要求。該模塊的設計，使本平臺具有了“平”“戰(zhàn)”的雙重管理模式，既能滿足應急物資日常入庫、出庫、盤庫等管理要求，又能滿足應急場景下快速響應、高效出庫的管理要求。

6.2 合理、節(jié)約的輪儲管理

應急物資日常管理應遵循“保質保量”的儲備原則，確保突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急場景下應急物資做到“拿得出”“用得上”。本平臺通過建立應急物資儲備機制，實現對滿足輪儲模型設計的物資進行調撥、捐贈、輪換等業(yè)務處理，最終通過與財務、審計等部門的輪儲業(yè)務對接，完成操作閉環(huán)，實現應急物資合理儲備，減少物資浪費，節(jié)約管理成本。本平臺的輪儲管理功能為將來建立全國應急物資共享庫，實現全國應急物資協(xié)同調配、聯動管理提供了借鑒，為未來構建全國公共衛(wèi)生體系應急物資輪儲“一盤棋”的體系建設保留了可擴展空間。

6.3 科學、合理的輔助決策

本平臺中的輔助決策系統(tǒng)通過對各系統(tǒng)管理數據的匯總、分析、預測，實現多維度的分析與預測結果展示，為管理人員的科學合理決策提供了數據支撐。

7 結語

突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺從傳統(tǒng)的靜態(tài)管理模式轉化為全過程趨勢動態(tài)管理模式，實現了多個管理系統(tǒng)的數據共享和交互，能夠滿足應急物資管理需求，有效實現了應急物資的管理升級建設。隨著社會的進步和科技的不斷發(fā)展，物資的智慧化管理已經到了成熟發(fā)展的階段，但是針對突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資的智慧化管理還處在初級階段，本平臺及各個子系統(tǒng)的運行機制和管理模式還不成熟，如何實現本平臺與物資管理上下游業(yè)務銜接及與相關應急指揮平臺對接還在摸索階段，需要本平臺及各個子系統(tǒng)在實際落地應用的過程中不斷完善和優(yōu)化，最終滿足應對突發(fā)公共衛(wèi)生事件時物資供應商、物資管理部門、應急指揮部門等不同級別、不同部門的各類需求，以全面提升突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資的保障能力。