本发明涉及医药供应链，尤其是一种基于GIS与温湿度整合技术的药品追溯系统及方法。
背景技术：
目前，美国等发达国家的药品冷链配送已经实现大范围覆盖。我国在药品冷链配送技术和体制方面还存在严重不足，综合信息协调管理程度较低，医药质量安全仍然难以保障。一方面，现有的冷链监测技术主要以人工测量和纸面记录为主，缺少统一的数据系统支持；另一方面，现有的冷链监测技术主要用于事后追责而非事前预警，导致相关方未能及时采取干预措施来降低药品安全风险。
温湿度监控是实现药品冷链配送以及保障医药质量安全的核心环节。随着传感器技术的发展，射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)被广泛应用于冷链温度监测中。此外，地理信息系统(Geographic Information System，GIS)也发展得日益成熟。GIS技术指基于全球定位系统(Global Positioning System，GPS)技术采集空间信息，并将地图独特的视觉化效果、地理分析功能以及常规数据库操作功能集成在一起。在技术集成方面，实践证明RFID温度标签加GPS有效集成了RFID技术、GPS技术、无线通讯技术及温度传感技术，解决了药品冷链运输中实时温度监测问题。这些温湿度监控技术为药品质量安全精准化、实时化管理提供了技术支持，推动了医药有效追溯和医药质量安全管理。
技术实现要素：
发明目的：针对上述现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种基于GIS与温湿度整合技术的药品追溯系统及方法。
技术方案：一种基于GIS与温湿度整合技术的药品追溯系统，包括GIS装置、温湿度传感器、数据库模块、数据采集模块、药品追溯模块、质量安全预警模块以及决策支持模块；
所述GIS装置、温湿度传感器安装在药品运输设备上；
数据库模块包括原始数据库和历史数据库，原始数据库中存储有药品基本信息；历史数据库中存储有历史配送药品对应的药品基本信息及其历史时空网络轨迹；
数据采集模块用于采集原始数据库中药品基本信息、采集GIS装置以及温湿度传感器中的药品实时信息并传输至药品追溯模块；
药品追溯模块用于查询药品基本信息，利用药品实时信息追溯药品的实时时空网络轨迹并传输至质量安全预警模块；
质量安全预警模块用于将历史数据库中的历史时空网络轨迹与实时时空网络轨迹比对，分析药品运输环境，进行质量安全状态评测、质量安全状态预测以及异常运输实时预警，再将异常运输预警信号传输至决策支持模块；
决策支持模块，用于决策初始运输线路以及在收到异常运输预警信号时调整线路。
进一步的，所述药品基本信息包括药品的名称、类型、数量、保质期以及注意事项。
进一步的，所述数据库模块还包括预测模型库，预测模型库中存储有基于药品基本信息和当前温湿度环境进行质量安全状态预测的模型，质量安全预警模块根据预测模型库进行质量安全状态评测和质量安全状态预测。
进一步的，所述数据库模块还包括优化模型库，优化模型库中存储有基于药品基本信息和网络各节点属性信息进行配送优化的模型，决策支持模块根据优化模型库决策初始运输线路和调整线路。
进一步的，所述网络各节点属性信息包括运输时间、运输成本以及温湿度信息。
进一步的，所述优化模型库中的模型影响因素选取包括药品出厂时间、保质期、物流时间、中转时间、药品价格、物流成本以及中转库存成本。
进一步的，所述数据库模块还包括用于为优化模型库提供辅助决策支持的专家系统。
一种基于GIS与温湿度整合技术的药品追溯方法，包括：决策初始运输线路并采集原始数据库中药品基本信息、采集GIS装置以及温湿度传感器中的药品实时信息，利用药品实时信息追溯药品的实时时空网络轨迹，将历史数据库中的历史时空网络轨迹与实时时空网络轨迹比对，分析药品运输环境，进行质量安全状态评测、质量安全状态预测以及异常运输实时预警，在收到异常运输预警信号时调整线路。
进一步的，所述调整线路包括根据质量安全状态评测、质量安全状态预测结果调整线路，具体包括：
获取运输药品名称、当前温度、该药品的适宜储存温度范围以及在不同温度下药品有效期等基本参数信息；
根据所述基本参数信息比对历史时空网络轨迹和当前时空网络轨迹，判断是否在规定时间范围内到达某运输节点以及是否处于适宜温度范围内；
若不处于适宜温度范围内且药品暴露在该温度下的时长超过当前温度下的药品剩余有效期，质量安全状态评测不合格，终止运输；
若药品暴露在该温度下的时长未超过当前温度下的药品剩余有效期，根据历史时空网络轨迹推算剩余路线的历史耗时，并与当前温度下的药品剩余有效期比较；
若剩余线路可在药品剩余有效期内完成，则维持原线路并密切监控温度；
若剩余线路不能在药品剩余有效期内完成，质量安全状态预测不合格，发出质量安全预警进而及时调整运输线路或者运输车辆。
进一步的，所述决策初始运输线路和调整线路均包括选取最优运输路径，具体包括：获取药品基本信息和网络各节点属性信息；根据所述基本参数信息建立药品配送路线优化模型，并将药品剩余有效期约束下的运输总成本最小化作为模型的目标函数；采用0-1整数规划对所述药品配送优化模型进行计算，确定所述目标函数的最优解；将所述目标函数的最优解作为最优运输路径。
有益效果：本发明有效整合GIS技术以及温湿度监控技术，以具象化的方式呈现药品从制药商到患者手中的时空网络轨迹，实现药品的有效追溯。此外，本发明基于生成的可视化的时空网络轨迹对药品运输安全状态进行评测、预测以及安全预警，进而实现药品的质量安全管理。
附图说明
图1为本发明的功能结构图。
图2为本发明的药品配送网络图。
图3为本发明的流程图。
具体实施方式
下面通过一个最佳实施例并结合附图对本技术方案进行详细说明。
如图1所示，一种基于GIS与温湿度整合技术的药品追溯系统，包括GIS装置、温湿度传感器、数据库模块、数据采集模块、药品追溯模块、质量安全预警模块以及决策支持模块。
数据库模块包括原始数据库、历史数据库、预测模型库、优化模型库以及专家系统；
原始数据库中存储有药品基本信息；药品基本信息包括药品的名称、类型、数量、保质期以及注意事项；
历史数据库中存储有历史配送药品对应的药品基本信息及其温湿度信息的历史时空网络轨迹；
预测模型库中存储有基于药品基本信息和当前温湿度环境进行质量安全状态预测的模型，质量安全预警模块根据预测模型库进行质量安全状态评测和质量安全状态预测；其具体工作内容在文中后续的方法中详细记载。
优化模型库中存储有基于药品基本信息和网络各节点属性信息进行配送优化的模型，网络各节点属性信息包括运输时间、运输成本以及温湿度信息，模型的影响因素选取包括药品出厂时间、保质期、物流时间、中转时间、药品价格、物流成本以及中转库存成本。决策支持模块根据优化模型库决策初始运输线路和调整线路；其具体工作内容在文中后续的方法中详细记载。
专家系统用于为优化模型库提供辅助决策支持。专家系统包括：
知识获取子系统，领域专家将与配送路线优化相关的事实与诊断规则输入到知识库中；
推理机，根据决策支持模块输入的具体路线优化问题，对该优化问题进行推理，进而调用知识库中匹配的药品配送优化方法；
解释机，对推理过程和推理得到的药品配送优化方法做出解释；
知识库，分别与知识获取子系统、推理机、解释机相连，它包含一类药品配送路线优化问题的解决方法。
数据采集模块用于采集原始数据库中药品基本信息、采集GIS装置以及温湿度传感器中的药品实时信息并传输至药品追溯模块；其数据来源包括原始数据库、GIS装置以及温湿度传感器。其中原始数据库提供制药商导入的药品基本信息；GIS装置以及温湿度传感器安装在药品运输设备上，用于实时采集空间位置以及存储环境信息。此外，数据采集模块采集的实时数据通过无线网络传输给药品追溯模块，并通过信息存储录入历史数据库。
药品追溯模块用于查询药品基本信息并利用药品实时信息追溯药品的实时时空网络轨迹并传输至质量安全预警模块；能够实现药品所有信息的快速查询；时空网络轨迹追溯功能以具象化的方式呈现药品从制药商到患者手中的全部过程，实现药品的有效追溯。
质量安全预警模块用于将历史数据库中的历史时空网络轨迹与实时时空网络轨迹比对，分析药品运输环境，进行质量安全状态评测、质量安全状态预测以及异常运输实时预警，再将异常运输预警信号传输至决策支持模块；质量安全状态预测即通过调用预测模型库中模型用于进行药品质量安全状态预测，预测未完成运输路线的可行性；异常运输实时预警功能指一旦运输环境出现问题，没有达到24小时不间断温度监控，即进行异常运输实时预警。
决策支持模块，用于决策初始运输线路以及在收到异常运输预警信号时调整线路。初始运输线路决策是指初始状态下最优运输线路决策，并将按照该路线进行药品运输；异常运输线路调整指收到异常运输实时预警后，对运输线路重新规划。
本发明基于GIS与温湿度整合技术的药品追溯方法，包括：决策初始运输线路并采集原始数据库中药品基本信息、采集GIS装置以及温湿度传感器中的药品实时信息，利用药品实时信息追溯药品的实时时空网络轨迹，将历史数据库中的历史时空网络轨迹与实时时空网络轨迹比对，分析药品运输环境，进行质量安全状态评测、质量安全状态预测以及异常运输实时预警，在收到异常运输预警信号时调整线路。
所述调整线路包括根据质量安全状态评测、质量安全状态预测调整线路，即预测模型库的工作内容具体包括：
获取运输药品名称、当前温度、该药品的适宜储存温度范围以及在不同温度下药品有效期等基本参数信息；
根据所述基本参数信息比对历史时空网络轨迹和当前时空网络轨迹，判断是否在规定时间范围内到达某运输节点以及是否处于适宜温度范围内；
若不处于适宜温度范围内且药品暴露在该温度下的时长超过当前温度下的药品剩余有效期，质量安全状态评测不合格，终止运输；
若药品暴露在该温度下的时长未超过当前温度下的药品剩余有效期，根据历史时空网络轨迹推算剩余路线的历史耗时，并与当前温度下的药品剩余有效期比较；
若剩余线路可在药品剩余有效期内完成，则维持原线路并密切监控温度；
若剩余线路不能在药品剩余有效期内完成，质量安全状态预测不合格，发出质量安全预警进而及时调整运输线路或者运输车辆。
所述决策初始运输线路和调整线路均包括选取最优运输路径，即优化模型库的工作内容具体包括：
获取药品基本信息和网络各节点属性信息；根据所述基本参数信息建立药品配送路线优化模型，并将药品剩余有效期约束下的运输总成本最小化作为模型的目标函数；采用0-1整数规划对所述药品配送优化模型进行计算，确定所述目标函数的最优解；将所述目标函数的最优解作为最优运输路径。
所述选取最优运输路径包括通过专家系统辅助支持决策，即专家系统的工作内容具体包括：
领域专家将与配送路线优化相关的事实与诊断规则输入到知识库中；根据决策支持模块输入的具体路线优化问题，对该优化问题进行推理，进而调用知识库中匹配的药品配送优化方法；对推理过程和推理得到的药品配送优化方法做出解释。
如图3基于GIS与温湿度整合技术的药品追溯方法的流程图所示：
(1)各售药网点向制药商发出订货请求；
(2)在现有药品配送网络中选择最优药品运输线路，药品配送网络由制药商、中间仓库以及售药网点构成；
(3)按照预定的最优药品运输路线进行药品运输，并实时采集GIS信息以及温湿度信息；
(4)生成实时时空网络轨迹；
(5)将实时时空网络轨迹与历史时空网络轨迹比对，进行质量安全状态评测；利用预测模型对未完成运输路线的可行性进行预判，进行质量安全状态预测；
(6)判断是否已经发生异常运输或者存在异常运输的可能性。若不存在异常运输，继续实时监控药品质量安全状态，并生成药品时空网络轨迹进行质量安全状态评测和预测；若存在异常运输，进行异常运输预警，进而提供运输线路调整决策支持；
(7)药品安全运输到各售药网点；
(8)为患者提供药品基本信息以及历史时空网络轨迹追溯服务；
(9)结束。