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(shù)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(guān)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(diào)”的能力建設。隨著信息技術(shù)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(shù)進行信息化管理。本研究結(jié)合公共衛(wèi)生機構(gòu)提升物資儲備能力、建立輪儲機制等業(yè)務需求，融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、云計算等技術(shù)，搭建突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺，實現(xiàn)多系統(tǒng)間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)量、結(jié)構(gòu)、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(xiàn)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(shù)據(jù)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(shù)量，結(jié)合實時庫存，進行數(shù)據(jù)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(diào)配、捐贈、慰問等多種渠道，每一種渠道的管理模式及結(jié)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(wǎng)絡系統(tǒng)化的信息構(gòu)建，按照資源類型、獲取渠道等內(nèi)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(gòu)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(shù)量等維度，實現(xiàn)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(jié)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(diào)撥、平時服務、災時應急、采儲結(jié)合、節(jié)約高效”的原則，構(gòu)建采購、儲備、輪儲、調(diào)度的應急物資儲備機制，實現(xiàn)物資準確高效的多渠道入庫、及時輪儲、合理調(diào)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(gòu)設計

突發(fā)公共衛(wèi)生事件應急物資管理平臺總體架構(gòu)設計遵循物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系從下至上分為4層，分別為感知層、網(wǎng)絡層、數(shù)據(jù)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(xiàn)管理對象的數(shù)據(jù)采集，包括人員數(shù)據(jù)、物資數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、安防數(shù)據(jù)等。采集到的信息通過內(nèi)部專網(wǎng)、局域網(wǎng)等網(wǎng)絡向上傳輸至數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)層對接收的大量數(shù)據(jù)進行存儲、分析、篩選、清洗，并根據(jù)算法與模型的設計，將有效數(shù)據(jù)推送至應用層。應用層根據(jù)有效指令實現(xiàn)各個系統(tǒng)的業(yè)務功能，如人員身份及權(quán)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(shù)據(jù)統(tǒng)計與異常告警管理，對多系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)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(gòu)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(shù)據(jù)采集到頂層數(shù)據(jù)應用，其管理范圍涵蓋了應急物資庫內(nèi)作業(yè)管理、物資儲備環(huán)境監(jiān)控管理、應急物資管理數(shù)據(jù)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(shù)實現(xiàn)“貨到人”的業(yè)務模式，以自動化設備代替人工作業(yè)，實現(xiàn)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(shù)，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(shù)據(jù)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(gòu)，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(shù)據(jù)接口和計算邏輯實現(xiàn)關(guān)聯(lián)（如圖2所示）。通過后臺算法及功能模塊的設計，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)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(xiàn)

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(shù)據(jù)分析管理的3個場景進行功能設計，運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)，通過軟件系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互及與硬件設備的聯(lián)動，實現(xiàn)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(shù)據(jù)匯總分析、趨勢預測等功能，功能模塊結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xiàn)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(gòu)，采用Spring全家桶構(gòu)建后端技術(shù)體系，同時搭配MySQL 5.7數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)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(lián)動AGV機器人實現(xiàn)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(nèi)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(nèi)容的設置，實現(xiàn)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(jù)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(jù)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(jù)參與人員數(shù)量預設物資出庫數(shù)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(xiàn)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(xiàn)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?shù)據(jù)進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(xiàn)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(xiàn)應急出庫模式下的批量出庫，從而實現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)權(quán)的機械控制算法、任務調(diào)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(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)，根據(jù)環(huán)境監(jiān)控終端采集的數(shù)據(jù)，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(xiàn)對倉儲環(huán)境的異常數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)匯總模塊、業(yè)務數(shù)據(jù)分析模塊和管理趨勢預測模塊組成。該系統(tǒng)以大數(shù)據(jù)算法為核心，分析實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)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(shù)，將分析結(jié)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行分析及預測，如庫存數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)控數(shù)據(jù)、智能提醒數(shù)據(jù)、庫內(nèi)作業(yè)動態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)等（如圖8所示），便于用戶根據(jù)平臺數(shù)據(jù)匯總、分析結(jié)論及預測結(jié)論做出相應的管理決策。

圖8 管理數(shù)據(jù)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(nèi)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(xiàn)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(xiàn)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(jīng)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(nèi)溫濕度監(jiān)控、庫房內(nèi)視頻監(jiān)控多方面進行管理。在應用過程中能夠?qū)Σ杉漠惓?shù)據(jù)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(shù)據(jù)分析管理。本平臺中的輔助決策系統(tǒng)在應用過程中能夠?qū)嶋H的倉儲物資管理數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行分類查詢，提高了管理數(shù)據(jù)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(jù)歷史數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)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(gòu)之間輪儲，因物資采購成本不一致造成的賬務結(jié)算問題。因此，本平臺在后續(xù)改進時，應在輪儲管理機制內(nèi)設計合理的物資流、財務流、數(shù)據(jù)流，從而實現(xiàn)物資輪儲的全程閉環(huán)管理。

6 平臺特點

6.1 平、戰(zhàn)結(jié)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(jù)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(xiàn)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(zhì)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(xiàn)對滿足輪儲模型設計的物資進行調(diào)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(xiàn)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(xiàn)全國應急物資協(xié)同調(diào)配、聯(lián)動管理提供了借鑒，為未來構(gòu)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(shù)據(jù)的匯總、分析、預測，實現(xiàn)多維度的分析與預測結(jié)果展示，為管理人員的科學合理決策提供了數(shù)據(jù)支撐。

7 結(jié)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(zhuǎn)化為全過程趨勢動態(tài)管理模式，實現(xiàn)了多個管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和交互，能夠滿足應急物資管理需求，有效實現(xiàn)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(jīng)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(xiàn)本平臺與物資管理上下游業(yè)務銜接及與相關(guān)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。