物联网疫苗冷链监测技术建设论文

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1既往冷链工作现状及存在问题

鄞州区共辖24个镇（乡、街道）社区卫生服务中心，所有社区卫生服务中心均开设预防接种门诊，按日或按周开展疫苗预防接种工作。所有接种门诊按月上报下月疫苗使用计划，区疾控中心根据下级上报计划数按月运送疫苗至镇（乡、街道）接种门诊。疫苗配送运输设备为冷链车，车中放温度计进行温度监控。区疾控中心疫苗储存在冷库，接种门诊疫苗储存在普通冰箱和低温冰箱。区疾控中心冷链测温采用一般温度监控仪，接种门诊冷链测温采用人工记录，按照卫生部印发《预防接种工作规范》规定，冷链设备管理人员需每天2次查看冷链设备温度并填写温度记录表。区疾控中心不定期下乡检查基层冷链管理工作质量。因所有工作基本靠工作人员手工进行，所以存在如下问题：①疫苗冷链监管工作看似简单，实则繁琐，需工作责任心强，每天必须实地查看冰箱温度，双休日也无法例外；②监管体系中需要大量的按部就班式的温度信息采集和记录工作，全部用人工完成。如果工作责任性不强，其准确性和真实性就难以保证。有的地方的温度记录连续几个月都为同一温度，与上级检查时的即时温度相差较大［2］，更有可能因为技术和管理不当造成损坏［3］；③由于疫苗的流通、储存是分布在全区不同地点，无法进行全区层面的温度数据的集中化的实时查看、监管、汇总、分析；④如遇疫苗异常反应需提供疫苗冷链环节依据时，手工记录因真实性不强难以避免来自外界的质疑；⑤疫苗运输途中温度由人工采集记录，效果难以保证；⑥如遇停电，白天尚能采取冷链保障应急措施，晚上则无法获悉电力供应情况，如果整晚停电，则疫苗冷链堪忧。

2基于物联网技术的冷链监测系统介绍

2．1物联网涵义

物联网是基于互联网、传统电信网等信息的承载体，使所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。具体是指通过射频识别（RFID）、无线传感网（WSN）、全球定位系统（GPS）、红外传感器、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。从物联网可分外在形式和内在本质两种情况来看，外在形式可被视作是射频识别、无线传感网、全球定位系统、红外线传感器、云计算、各种系统软件等技术的融合体，但从内在本质可认为是“网式JIT思想”的体现。“网式”是针对点、线（链）而言，用来形容各种节点间错综复杂关系的状态。“JIT（justintime）”是指信息的快速准确采集、信息的实时更新、信息的快速传送、信息的快速分析处理等要求，能够在主体需要时刻刚好响应，几乎无时滞［4］。物联网的“网式JIT”对疫苗冷链储存及运输的影响是变革性的。

2．2系统应用

现在物联网技术的发展，可以利用物联网技术建设疫苗冷链实时监测系统，通过信息化手段实时掌握冷链系统各环节的实际运行状况，利用各种通信网络进行自动监测处理，从而确保疫苗冷链始终处于受控状态，消除冷链失控而带来的各种隐患。鉴于物联网原理，鄞州区应用无线温度传感器（RFID）、网关、服务器等设备，结合相关软件组成了一套覆盖全区24个接种点的基于物联网技术的疫苗冷链实时监测系统。将采用物联网技术的无线温度传感器放置在区疾控中心冷库和每个接种点的冷藏设备中，通过无线方式将冰箱的实时温度传送到RFID网关，RFID网关设备可以收集多个无线温度传感器的实时数据，并且将该数据打包发送到中心服务器，中心服务器将数据进行保存，并且根据预设的温度告警范围判断是否超限。如果超限则通过短信系统自动发送告警提示短信给接种点的相关负责人，以便其及时处理。RFID网关与中心服务器间通过发送心跳信号来监测网络中断、停电等故障，当服务器在一定时间内没有监测到接种点的RFID网关心跳信号，就判断为接种点发生通信或停电故障，自动发送接种点故障或停电的短信到工作人员手机上。见图1。其中冰箱内的无线传感器采用型号为RF100T,其测温范围为50℃～零下50℃，测量精度达到±0．5℃，无线传送距离放置在冰箱内可以至少达到20米，其内置电池可以连续工作3年以上。RG1000E无线网关则提供了100M网络接口，同时支持GSM无线网络传输，可以同时接收100个的RF100T无线传感器设备的实时数据，完全满足实际需要。对于疫苗配送过程的温度跟踪，通过将带记录功能的无线温度传感器放置入冷链包内，在疫苗放入冷链包的时刻启动温度记录，在运输过程中按照一定的时间间隔记录温度，在疫苗配送完成后，通过无线网关将温度传感器内的数据自动下载到服务器。全区24个接种点的所有冰箱内均安装了RF100T无线温度传感器设备，并通过RG1000E无线网关实时传输数据到疾控中心服务器，在疾控中心内部网络的所有电脑上，均可以通过浏览器的方式访问，根据权限可以查询到各接种点的冰箱实时温度数据和历史温度数据。图2示鄞州区某镇社区卫生服务中心接种门诊冷链设备某段时间温度曲线。

3应用效果

运用物联网技术建设疫苗全流程冷链监测系统，在疫苗冷链工作中具有如下优势：①相比较于人工记录而言，利用物联网技术进行温度监测是实时的，RFID在不停的采集温度数据并自动记录，每一个疫苗冷链冰箱均有一条属于自己的温度曲线，数据真实、准确、有效；②疫苗存放在冷库或冰箱时，RFID会把实时的温度信息传送到监测系统中，管理人员即使坐在办公室或休息在家，只要登陆系统或访问互联网网址，就能获悉冷链设备实时温度，管理人员不必再实地查看冷链设备温度；③当冷链车出发送苗始，放入冷链包的RFID在忠实地记录着疫苗温度的变化，送苗结束可以获得完整的送苗过程中的温度监测曲线，解决了疫苗配送过程中的冷链监测问题；④工作人员即使休息在家，亦无需担心冷链室冰箱温度失控，假如冰箱温度超过规定设置（常温2℃～8℃；低温零下18℃～零下22℃），系统会自动告警，发送短信到工作人员手机。工作人员接到短信，可及时采取相关措施，保障疫苗冷链安全；⑤便于日常工作质量管理，区疾控中心需检查和督导基层冷链管理工作质量时，登录系统就一目了然，可看到各镇（乡、街道）接种门诊冷链室内所有用于存放疫苗冰箱的实时温度数据，此举不但节省了路途的时间成本和汽车耗费成本，且可真实提高日常工作质量；⑥工作人员可从繁琐的业务当中脱身，将精力更多地用在对特殊情况的处理及更高层次的管理。

4分析与讨论

近年来反复出现的“疫苗事件”的报道，在影响家长对医疗机构信任感的同时，也影响了免疫规划工作环境的进一步发展。由于在每次的疫苗负面事件报道中，作为疾控机构无法提供最具说服力的疫苗仓储及运送物流过程中的冷链温度证据，仅仅能提供的只是薄弱的手工测温记录，证据力度不够。所以，在疫苗冷链的业务工作中，急需有效的技术保障手段。物联网技术应用于冷链目前已扩展到各种各样的行业，有农产品冷链物流中的应用［5］，有水产品冷链物流中的应用［6］，各类物流管理领域中的应用［7］，侯志刚等也曾详细阐述了RFID温度标签在现代冷链运输过程中的应用［8］，利用物联网技术还可实施全程追溯管理［9］，但是作为疾控机构和预防接种门诊其实更为需要这种技术。疫苗相比较食品而言，更需要严格地冷链管理。国家已于2009年颁布疫苗贮存和运输管理规范，但要实行规范化管理，技术是基础。物联网技术可以对疫苗冷链全过程实现实时化监管；可以实现对冷链全过程的信息化温度追溯，可以从信息化角度实现可管、可控、放心的疫苗冷链供应链。同时，该系统还可纳入公共卫生应急管理体系，在应急体系启动时可以实时查看各接种点的疫苗保存情况，可提高疫苗相关疾病预防与控制的质量。物联网不仅从技术上对疫苗冷链管理产生巨大的影响，其“网式JIT思想”将会更深刻、更根本地影响疫苗冷链工作，也许会是一次变革。疫苗冷链工作要得到质的飞跃，需要从思想和技术进行两方面的改变，但是运用物联网技术监管疫苗的做法在小范围内实施意义并不大，需要在全国范围内进行推广。这就需要政府、行业协会、企业、相关技术部门等的多方协同配合，才能更好更快地提高疫苗冷链监管工作水平。政府提供资金保障，配套制定监管实施的规范和冷链装备的技术标准，同时制定相关的信息化数据接口标准，使各级冷链的监测数据可以得到最大程度的共享和交换，让疫苗的整个生产、运输、存储的过程均在一个无缝的冷链监管体系下流转。

作者：马寅徐来荣孙烨祥任莉芳工作单位：浙江省宁波市鄞州区疾病预防控制中心