防疫救災(zāi)物資智慧化管理解決方案的研究

唐成

摘要：防疫救災(zāi)物資大多來自社會(huì)各界的愛心捐贈(zèng)，物資是否被安全、快速、準(zhǔn)確的送達(dá)到被救助單位和人員是全社會(huì)關(guān)心的問題。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)物資流轉(zhuǎn)全過程透明化、可視化地智慧化管理是公益組織，政府面臨的難題。本文著眼于實(shí)際，基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算、三維仿真等技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，采用全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)（GSI系統(tǒng)），全面探索標(biāo)準(zhǔn)化具有推廣性的防疫（救災(zāi)）物資倉儲(chǔ)等智慧化管理解決方案，為提高公共衛(wèi)生等事件應(yīng)急救助效率，推進(jìn)我國公益慈善事業(yè)誠信建設(shè)，提升政府監(jiān)管能力提供了參考。

關(guān)鍵詞：防疫救災(zāi);GS1;物聯(lián)網(wǎng);人工智能;區(qū)塊鏈

中圖分類號(hào)：TP312 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）13-0039-03

1研究背景

防疫（救災(zāi)）物資倉儲(chǔ)等智慧化管理解決方案是基于物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、邊緣計(jì)算、三維仿真等技術(shù)，與GSl全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)“對(duì)標(biāo)”，實(shí)現(xiàn)物資的自動(dòng)化出人庫管理和透明化流程監(jiān)管，覆蓋相關(guān)機(jī)構(gòu)、人員、服務(wù)等的創(chuàng)新研究成果，可為抗擊新冠疫情等提供透明、高效、智慧化的管理保障，技術(shù)支撐。GSl系統(tǒng)是在商品條碼的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，又被稱為全球統(tǒng)一和通用的商業(yè)語言。近些年來，我國社會(huì)公益慈善事業(yè)受“紅十字總會(huì)郭美美”等失信事件影響，誠信、公信力被重創(chuàng)。暴露出來的問題固然很多，但智慧化水平和監(jiān)管服務(wù)能力低才是重中之重。本文的研究解決方案是作者及其團(tuán)隊(duì)在取得多領(lǐng)域成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的理論升華，相信對(duì)公益慈善事業(yè)賑災(zāi)、救助、搶險(xiǎn)等物資的標(biāo)準(zhǔn)化、智慧化管理，推動(dòng)事業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展有所裨益。

2需求分析

針對(duì)當(dāng)前我國防疫中物資管理和庫房作業(yè)所暴露的短板，借鑒已有的庫房自動(dòng)化與管理全流程可視化解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)和模式，基于三維建模、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化防疫物資管理與庫房作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)防疫物資管理和庫房業(yè)務(wù)流程自動(dòng)化、智能化，提高運(yùn)行效率，同時(shí)，對(duì)防疫物資管理和庫房數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位分析，進(jìn)行三維可視化展示，實(shí)現(xiàn)對(duì)防疫物資管理和庫房的透明化、安全管理，為政府監(jiān)管、內(nèi)部管理與全供應(yīng)鏈提供數(shù)據(jù)支撐。

2.1物資管理自動(dòng)化

自動(dòng)識(shí)別、測(cè)量、稱重、定位：確保人庫物資與捐贈(zèng)物資重量一致，保證高效、準(zhǔn)確入庫，有效提高貨架利用率。

流程自動(dòng)化：利用車載終端和手持終端軟件，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)任務(wù)單提醒、選擇，推薦貨位以及導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)全流程自動(dòng)化。

智能安防：確保防疫物資存儲(chǔ)安全。

2.2透明化及監(jiān)管

視頻監(jiān)控：通過智能眼鏡、視頻監(jiān)控以及三維可視化實(shí)現(xiàn)庫房管理可視化。

業(yè)務(wù)流程：基于定位數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及視頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)防疫物資全流程業(yè)務(wù)視頻可視化管理。

數(shù)據(jù)監(jiān)管：對(duì)庫內(nèi)防疫物資數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、查詢可視化展示，同時(shí)支持與監(jiān)管平臺(tái)以及其他第三方平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳、監(jiān)管和發(fā)布。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)架構(gòu)

資產(chǎn)信息數(shù)字化：依托GSl標(biāo)準(zhǔn)，采用包括智能眼鏡、手持終端、智能改造叉車、智能采集設(shè)備、定位設(shè)備和安防監(jiān)控相關(guān)設(shè)備，用于采集庫房運(yùn)轉(zhuǎn)的實(shí)時(shí)信息，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)信息數(shù)字化。

信息傳輸實(shí)時(shí)化：實(shí)時(shí)將資產(chǎn)數(shù)字化信息上傳至后臺(tái)服務(wù)端，并及時(shí)將服務(wù)端指令下達(dá)至資產(chǎn)端設(shè)備。

業(yè)務(wù)服務(wù)智能化：包括業(yè)務(wù)流程服務(wù)、三維數(shù)字服務(wù)、自動(dòng)識(shí)別及測(cè)量服務(wù)、郵件服務(wù)、短信服務(wù)、定位服務(wù)、報(bào)警服務(wù)、視頻服務(wù)、本地WMS服務(wù)以及系統(tǒng)接人服務(wù)等模塊，為應(yīng)用系統(tǒng)系統(tǒng)響應(yīng)服務(wù)功能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與用戶主流WMS系統(tǒng)交互對(duì)接。通過多種智能化服務(wù)組件，為上層應(yīng)用提供庫房相關(guān)的智能化功能。WMS（WebMap Service）是OGC制定的基于XML的WMS地圖服務(wù)規(guī)范。

業(yè)務(wù)應(yīng)用可視化：包括業(yè)務(wù)應(yīng)用軟件、穿戴式終端軟件、應(yīng)用管理軟件、智能安防軟件、數(shù)字看板軟件以及車輛園區(qū)管理系統(tǒng)，提供庫房和園區(qū)的全方位智能化管理應(yīng)用。以可視化的方式展示庫房相關(guān)業(yè)務(wù)，使管理人員能夠方便高效掌握庫房運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

3.2功能模塊

（1）防疫物資收貨全過程直播

采用基于AR+AI智能眼鏡快速實(shí)現(xiàn)端到端人工智能，實(shí)現(xiàn)如下功能：第一視角直播、全流程記錄防疫物資收貨全過程;為客戶和物資捐贈(zèng)者提供完整收貨過程資料，實(shí)現(xiàn)透明管理;識(shí)別送貨車牌、人臉、二維碼、OCR，自動(dòng)匹配、校驗(yàn)、顯示運(yùn)單;語音控制破損貨物拍照，解放雙手，提高作業(yè)效率;與移動(dòng)終端APP結(jié)合，自動(dòng)上傳照片、視頻，一鍵自動(dòng)郵件發(fā)送;支持貨位識(shí)別及現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)功能，可通過語音控制攝像機(jī)查驗(yàn)高層貨架貨物。

（2）防疫物資、貨位自動(dòng)識(shí)別

通過實(shí)現(xiàn)防疫物資倉庫管理電子化、自動(dòng)化，為工作人員和叉車佩戴手持、車載和穿戴式終端設(shè)備，基于管理軟件，實(shí)現(xiàn)無紙化辦公，避免人為操作的差錯(cuò)，精細(xì)化管理以及提高倉庫管理效率?；谑殖纸K端和工業(yè)車載終端和智能傳感器，實(shí)現(xiàn)功能如下：

物資識(shí)別——采用GSl國際統(tǒng)一編碼規(guī)則，基于條碼、RFID技術(shù)，識(shí)別貨物、貨位信息，避免取錯(cuò)貨物，導(dǎo)致庫存管理混亂。系統(tǒng)和“中國商品信息服務(wù)平臺(tái)”對(duì)接，通過掃描商品上的一維條碼實(shí)現(xiàn)商品信息的自動(dòng)獲取，一是減少數(shù)據(jù)二次采集的成本，二是從源頭上保障了數(shù)據(jù)的真實(shí)性、完整性和有效性。對(duì)庫區(qū)內(nèi)負(fù)責(zé)對(duì)庫區(qū)內(nèi)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)運(yùn)貨物的叉車安裝RFID讀取系統(tǒng)、車載終端電腦以及為高架叉車的設(shè)計(jì)可拆卸盤點(diǎn)天線RFID。RFID讀取系統(tǒng)包括讀寫器設(shè)備和天線設(shè)備，固定安裝在叉車臂上，負(fù)責(zé)RFID數(shù)據(jù)的采集。車載終端電腦安裝在叉車司機(jī)駕駛室內(nèi)，其上運(yùn)行車載RFID倉儲(chǔ)管理終端系統(tǒng)，通過WIFI實(shí)時(shí)與后臺(tái)完成數(shù)據(jù)交互，并通過藍(lán)牙的方式與RFID讀取系統(tǒng)中的讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸交互。專用可拆卸盤點(diǎn)RFID天線，需要盤點(diǎn)時(shí)高架叉車叉臂側(cè)面安裝上盤點(diǎn)天線與RFID讀寫器鏈接，升至適合高度，隨著叉車的行駛，自動(dòng)盤點(diǎn)該層貨物，盤點(diǎn)完成后卸下即可。

人員識(shí)別——基于人臉識(shí)別，認(rèn)證登錄、情緒和姿態(tài)識(shí)別，對(duì)疲勞駕駛的駕駛員進(jìn)行及時(shí)提醒，確保倉庫安全。

車輛識(shí)別——基于U-WB（Uhra Wide Band）無線定位技術(shù)，識(shí)別車輛、導(dǎo)航定位，對(duì)實(shí)現(xiàn)車輛作業(yè)自動(dòng)定位、高效導(dǎo)航。

行為識(shí)別——基于激光測(cè)距，識(shí)別叉取和放置貨物動(dòng)作、叉臂高度，結(jié)合叉車定位信息，實(shí)時(shí)確保貨物存放高效、準(zhǔn)確。

（3）防疫物資尺寸自動(dòng)測(cè)量

因貨物的尺寸和重量信息不同，往往是根據(jù)人為經(jīng)驗(yàn)判斷貨物該放位置，這不僅效率低下，而且容易出錯(cuò)。自動(dòng)識(shí)別及自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。利用立體攝像機(jī)和測(cè)高光柵自動(dòng)測(cè)量貨物的高度，系統(tǒng)通過智能算法為貨物匹配貨位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推薦庫位。該功能針對(duì)立體高架貨位，可有效提高貨架利用率。各地捐贈(zèng)的防疫物資是否都已抵達(dá)庫房？庫房到貨與捐贈(zèng)實(shí)際數(shù)量是否有差異？這些問題都可以通過重量匹配來解決。安裝在叉車上的附加電子秤設(shè)備，自動(dòng)測(cè)量防疫物資重量。

通過角度補(bǔ)償技術(shù)確保叉車錄到路面前后左右不平時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。通過偏載調(diào)節(jié)技術(shù)確保物體在叉子上位置不同時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。測(cè)量精度01%-0.3%，達(dá)到國際合法計(jì)量組織OIML的Y（B）精度等級(jí)。

（4）防疫物資定位，實(shí)時(shí)掌握存放情況

所有的存儲(chǔ)位置采用GLN全球位置碼統(tǒng)一標(biāo)識(shí)，當(dāng)大量物資集中抵達(dá)庫房，集中人庫操作往往會(huì)產(chǎn)生一些錯(cuò)誤，造成物品存放位置與系統(tǒng)記錄位置不一致，再出庫時(shí)找不到應(yīng)出庫的貨物造成工作效率低下，需要智能化的手段確保貨物存放位置與系統(tǒng)記錄位置相符，保證出入庫操作是高效且準(zhǔn)確的。通過庫房安裝部署的UWB定位設(shè)備和人員、叉車攜帶定位標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)叉車、人員及貨物實(shí)時(shí)定位跟蹤，定位精度達(dá)30cm。準(zhǔn)確定位救援物資存放貨位。

（5）智能安防確保防疫物資存儲(chǔ)安全

智能安防能夠有效確保防疫物資存儲(chǔ)安全，有效避免非法人員出庫，監(jiān)測(cè)非法取貨出庫、非法移庫等行為，有效減少不必要的庫存損耗，避免盤虧，將有限的物資全部用于救援，發(fā)揮最大效用?；谥悄芤曨l監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)安全管理功能包括：

·庫房視頻監(jiān)控全覆蓋，出//k口與UWB、RFID聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)安防預(yù)警。

·多攝像機(jī)目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程監(jiān)控，全程操作可視化

·電子圍欄：非法取貨、非法移庫、非法操作報(bào)警，為貨物安全提供保障。

·貨物視覺識(shí)別、遠(yuǎn)程盤點(diǎn)，方便監(jiān)管部門對(duì)庫房進(jìn)行視頻監(jiān)管。

（6）防疫物資出入庫全過程可追溯

綜合利用定位數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)防疫物資的工作流程全程節(jié)點(diǎn)時(shí)間信息、圖像和視頻以及數(shù)據(jù)分析信息進(jìn)行展示，實(shí)現(xiàn)工作流程的全程可視化。同時(shí)，還可實(shí)時(shí)查看正在處理的每單貨物所處的流程環(huán)節(jié)信息、經(jīng)過的流程環(huán)節(jié)信息和對(duì)應(yīng)的視頻、圖片信息等。通過圖片、視頻或者流程提示等實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物全流程的可視化管理，使每個(gè)流程都有圖可依，有數(shù)可查。物資上可按照《商品二維碼》國家標(biāo)準(zhǔn)加貼二維碼，在出庫環(huán)節(jié)和下級(jí)接收單位進(jìn)行綁定，下級(jí)接受單位在收貨時(shí)可以掃碼進(jìn)行確認(rèn)，最終用戶可以掃碼查詢完整追溯流程。

（7）防疫物資數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析、查詢、可視化展示

數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析查詢系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)、定時(shí)生成各種報(bào)告，包括：庫存報(bào)告、庫房利用率報(bào)告、人員及車輛工作報(bào)告等。讓監(jiān)管工作一目了然，同時(shí)也為大眾提供透明、直觀的數(shù)據(jù)。

·貨位利用率分析：可視化展示庫房貨位的空間利用率。

·叉車?yán)寐史治觯嚎梢暬故静孳嚨睦寐剩皶r(shí)調(diào)整庫房叉車數(shù)量。

·貨位自動(dòng)推薦：對(duì)貨位信息、貨物信息進(jìn)行智能分析，為叉車司機(jī)自動(dòng)推薦貨位，提高貨物上架效率。

·歷史軌跡查詢：根據(jù)貨物單號(hào)查詢叉車運(yùn)行歷史軌跡，顯示叉車在一個(gè)小時(shí)、一天、一周的歷史軌跡。

·行駛里程展示：對(duì)不同叉車一定時(shí)間范圍內(nèi)的形式里程進(jìn)行可視化展示、對(duì)比分析。

·人員工作量分析：對(duì)不同人員在一定時(shí)間范圍內(nèi)的揀選量進(jìn)行對(duì)比分析。

3.3外部接口

系統(tǒng)支持與第三方業(yè)務(wù)平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享：

WMS平臺(tái)：與客戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)對(duì)接，保證客戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、管理高效。

IOT平臺(tái)：與客戶資產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)庫房資產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、診斷。

業(yè)務(wù)監(jiān)管平臺(tái)：與上級(jí)監(jiān)管平臺(tái)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)對(duì)庫房的實(shí)時(shí)有效監(jiān)管。

視頻直播平臺(tái)：與第三方視頻直播平臺(tái)對(duì)接，支持向公眾透明化展示庫房實(shí)時(shí)狀況。

國家商品信息數(shù)據(jù)庫、國家食品（產(chǎn)品）安全追溯平臺(tái)：與隸屬于國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局的“中國第一追溯平臺(tái)”數(shù)據(jù)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)物資數(shù)據(jù)，機(jī)構(gòu)、人員、服務(wù)信息公開可信，并可根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)共享。

4總結(jié)

在防控新型冠狀病毒感染的肺炎疫情中，多地紅十字會(huì)、慈善總會(huì)等部門出現(xiàn)物資積壓、滯留，不合理分配及違紀(jì)等問題，而救治一線卻出現(xiàn)物資短缺……已引起社會(huì)詬病，造成巨大負(fù)面影響。本文采用GSI全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，國際統(tǒng)一編碼規(guī)則，基于條碼（二維碼）、RFID技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別貨物信息與精準(zhǔn)定位貨物位置，確保貨物高效準(zhǔn)確出入庫管理;通過自動(dòng)測(cè)量和自動(dòng)稱重，確保人庫貨物與實(shí)際捐贈(zèng)相符;通過智能匹配貨位，有效提高庫房貨位利用率;通過庫智能安防管理，確保物資存儲(chǔ)安全;通過智能眼鏡與視頻監(jiān)控應(yīng)用，可以第一視角直播、記錄防疫物資收貨及出入庫全過程，實(shí)現(xiàn)物資存儲(chǔ)透明化，為監(jiān)管提供幫助。通過系統(tǒng)開放的接口，可與監(jiān)管平臺(tái)和第三方系統(tǒng)對(duì)接，為物資接收、倉儲(chǔ)、物流、用戶（醫(yī)療機(jī)構(gòu)等）、消費(fèi)者等全鏈條系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。