二类疫苗运输监控管理地理信息系统—— 基于Web与移动混合技术

宋相阳，蔡 猛，王晓红



二类疫苗运输监控管理地理信息系统—— 基于Web与移动混合技术

宋相阳，蔡 猛，王晓红

（华北理工大学 矿业工程学院，河北 唐山 063210）

为解决二类疫苗运输监控管理难、异常信息处理不及时的问题，提出将WebGIS与移动GIS技术相结合的方案。该方案应用于疫苗监控管理、决策支持、实时追踪，取得了较好效果。

疫苗运输监管；WebGIS；移动GIS；实时追踪

1 前言

加强疫苗的运输及配发监管，提高疫苗运输、使用及后期追溯的全程控制的重要性日益凸显[1-2]。目前，由于在药品冷链物流技术方面信息技术缺乏，GPS、无线通信技术、温度传感技术并未普及使用，检测程序大多采用人工纸面记录的方式，没有数据库系统的支持，无法实时地预警。因此，建立二类疫苗冷链运输监控管理系统是很有必要的[3]。WebGIS具有强大的地图展示功能、空间分析功能和数据可视化的显示等特性，但是受有线网络的限制和束缚，不能随时随地使用。上述补足可借助移动GIS技术进行弥补[4-5]。因此，建立基于WebGIS和移动GIS的二类疫苗监控管理系统，对二类疫苗运输可实现有效监管。

2 系统组织结构

2.1 系统总体架构设计

系统整体架构如图1所示。在B/S结构下采用四层模型来构建系统，即客户层、Web服务层、业务逻辑层和数据服务层[6]。

数据服务层是用来存储与疫苗有关的信息。由疫苗的属性信息以及运输过程中对疫苗进行实时监测的信息组成。疫苗运输前，管理员使用RFID读写器读取每支合格疫苗的信息，并将这些信息存储至数据服务层[7]。同时，监管系统把运输过程中各类传感器检测的温度等数据实时传回并存储至数据服务层。上述数据是对疫苗活性做出评估的基础数据。

图1 信息系统整体架构图

业务逻辑层封装了整个系统的业务方法，是系统与各类硬件、客户层和数据服务层进行交流的桥梁。业务逻辑层的功能是把疫苗的相关数据进行存储、发布和分析等操作，对运输过程中疫苗的活性做出实时评估反馈，针对出现异常的疫苗做出及时的诊断和决策管理。

Web服务层基于业务逻辑层之上，封装发布了许多功能，可以面向不同的客户层，为它们提供接口方法。Web服务层实现了Web端与移动端人员的实时通信和疫苗活性监测。当疫苗在运输过程中出现异常，系统及时地将信息推送给监管人员和运输人员。Web服务层实现了Web浏览器和移动终端这两个不同客户层之间的通信。

客户层主要分为Web浏览器和移动终端，供后台监控员和运输人员使用。Web端主要供管理和监控人员使用，移动端主要供运输人员使用，通过调用Web服务层的接口方法，实现不同端人员的通信，方便运输过程中的监管交流。

2.2 基于WebGIS和移动GIS的疫苗数据分析

图2 疫苗数据分析的结构图

如图2所示，基于WebGIS和移动GIS的疫苗数据分析的结构设计由系统数据库服务器、WebGIS应用服务器和Web服务器构成。系统数据库包含地理数据库、人员信息数据库和疫苗信息数据库。地理数据库是GIS专用的数据库，记录地图中的点、线、面等空间要素的拓扑关系。人员信息数据库包括相关人员和疫苗的信息，记录药企信息、疾控中心信息、接种站信息和运输信息[8]。疫苗信息数据库主要记录疫苗的信息，包括疫苗的生产日期、种类以及运输过程中的实时温度和活性信息[9]。GIS应用服务器实现了运输车辆在地图上的实时显示，是空间数据检索和分析功能的核心组成。Web服务器运行了许多Web应用程序，实现了疫苗登记、疫苗配送、疫苗入库和疫苗接种全过程的功能，为不同的客户层提供接口。

3 系统功能设计

图3 系统功能模块图

依据二类疫苗冷链监控管理的特点，将其功能和性能分为5个功能模块[10]，具体如图3所示。其中，各个子系统不是相互独立而存在的，而是存在相互联系。疫苗信息和人员信息与信息管理部分相关联。疫苗运输监控模块和疫苗异常信息处理模块的实现都是依赖于地图的显示而存在的，真正发挥了WebGIS和移动GIS的优势，实现了实时全方位监管。

4 系统功能实现

4.1 疫苗全程监控实现

图4 疫苗实时监控周期

图5 加载疫苗信息

如图4所示，疫苗全程监控的实现有以下几个步骤：

（1）在生产初期，每支疫苗由RFID标签唯一标识。该方法使运输过程效率增强，便于查询疫苗的整个生命周期的相关信息，容易追溯疫苗信息。

（2）在运输过程中，运输批次车辆携带的GPS信号不断回传，在监控中心子系统地图上形象地展示实时的位置。

（3）温度传感器将温度回传给监控中心通过线路的颜色表现温度。正常温度下，地图上会以绿色的线路实时显示。温度超标的时候，地图上实时位置路线变化为红色线路，同时，系统发出警报。

（4）在仓储过程中对疫苗所在的仓库的温度、视频实时回传，进行记录和管理。

（5）对疫苗运输过程、仓库存储过程中的温度进行显示分析，对运输的过程中的路线回放演示，更加便利、高效查找疫苗事故环节。

通过扫描装置将带有RFID标签的疫苗信息扫描存入数据库，使用“BLLSessionFactory. GetCurrentService()”接口创建“BLLSession”的私有实例bllSession，进而实例化该对象来对疫苗信息全程显示管理，部分源码如图5所示。

4.2 疫苗异常处理

图6为疫苗异常处理流程。系统依据神经网络算法评估疫苗活性，自动向监管人员和运输人员报警，实现对异常疫苗的及时处理。在进行疫苗异常处理的过程中，需要对疫苗的活性进行评估。本系统采用神经网络算法进行评估，评估步骤如图7部分源码所示。

图6 疫苗异常处理流程及数据实时保障

图7 活性评估部分源码

图8 Web动态监控中心

4.3 Web端疫苗运输监控

如图8所示，在Web动态监控中心，显示该批次疫苗的基本信息、实时温度、运输信息和运输路线，记录着从出发至接收全过程运输的疫苗实时位置和运输人员信息。当监测到疫苗的温度超标时，系统报警。同时，系统将异常信息推送给监控和运输人员。系统对疫苗活性做出判断，然后进行下一步处理。如果温度过高，则将疫苗运至最近医院冷库进行降温处理。如果疫苗失去活性，则停止派送，返厂销毁。

4.4 移动端疫苗异常信息处理导航

图9为移动端紧急情况处理导航信息。

图9 移动端紧急情况处理导航信息

如图9所示，当疫苗出现紧急情况时，运输人员可以通过移动端与监控人员进行实时的在线沟通，反馈情况，查询距离自己最近的医院，按照导航路线将疫苗运送到目的地进行处理。

5 结语

基于WebGIS和移动GIS的二类疫苗运输监控管理平台的设计与实现，有效优化了疫苗产业运输流程，控制了整个过程中疫苗的质量。

[1] 付丰.重构我国疫苗供应和监管体系[J].中国党政干部论坛,2016,(5),70-73.

[2] 肖敏,李英英.浅议山东疫苗事件中存在的监管问题及建议[J].中国药房,2016,27(16):2161-2163.

[3] 方国良,辛光成,王琳,等.安全冷链运输箱转移系统在疫苗冷链运输中的应用研究[J].中国疫苗和免疫,2016,22(5):582-586.

[4] 赵铁松,王晓云,李伟,等.基于B/S架构和开源WebGIS平台的气象观测站网可视化系统[J].气象科技,2013, 41(1):57-61.

[5] 李成名,王继周,刘勇.移动GIS的原理,方法与实践[J].武汉大学学报(信息科学版),2004,(11):990-993.

[6] 郑建华,陈尔晓.基于MVCA模式的多层WEB系统架构设计[J].电脑与电信,2012,(7):30-34.

[7] 刘志先,梁家海,赵荣阳.基于RFID技术的疫苗冷链物流监管系统研究[J].物流技术,2015,34(4):114-116.

[8] 胡冰.沈阳市疾病预防控制信息系统的设计与实现[D].沈阳:东北大学,2011:16-24.

[9] 唐继海,陆志坚,刘丹青.地理信息系统和全球卫星定位系统在预防接种门诊空间管理中的应用[J].中国疫苗和免疫,2008,(2):162-164.

[10] 王拖拖.疫苗冷链全生命周期管理信息系统设计[D].西安:陕西师范大学,2013:21-32.

The Transportation Monitoring and Management System of Second Class Vaccine Based on Web GIS and Mobile GIS

SONG Xiang-yang, CAI Meng, WANG Xiao-hong

(School of Mines, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, China)

It’s difficult to monitor and manage for the second class vaccine, and the Exception information cannot be handled in time. A system based on Web GIS and Mobile GIS was proposed, which used in vaccine monitoring management, decision support, real-time tracking. The practice has shown that it is an effective solution to establish monitoring and management platform about the vaccines under the second category. The results show that the GIS System for monitoring and management to second class vaccine was an effective solution.

transportation monitoring of vaccines; WebGIS; Mobile GIS; real time tracking

P208

A

1009-9115(2019)03-0076-05

10.3969/j.issn.1009-9115.2019.03.021

华北理工大学教育教学改革与实践重点项目（QZ1528-01）

2018-08-12

2019-01-10

宋相阳（1995-），男，河南三门峡人，本科生，研究方向为3S技术的应用。

（责任编辑、校对：田敬军）