在现代信息技术快速发展过程中，医药冷链物流逐渐出现在人们的视野中，但是由于冷链物流在我国应用的时间并不长，特别是在医药行业，正处于初步摸索阶段，各个层面依然有很大的改进空间，所以当前医药冷链物流运输问题依然是社会关注的重点。区块链技术具备了数据储存、传输、共享、加密等多种功能，属于以计算机技术为基础的新型模式，其最大的优势便是信息的透明化、数据不可伪造及篡改、跟踪溯源等，应用在医药冷链物流中不仅可以降低成本，而且使整个生产、运输、存储环境得到了优化，确保医药安全使用。基于此，本文基于区块链技术针对其在医药冷链物流的应用进行了研究，旨在促进医药冷链物流信息化、规范化、智能化发展。

1 区块链技术与冷链物流相关概述

1.1 区块链技术原理

此技术主要借助区块链式的数据结构对数据进行验证以及储存，通过分布式节点共识算法生成以及更新数据，同时采用密码学的方式确保数据传输、访问更加安全，数据的编程以及操作主要是以自动化脚本代码智能合约为依据，属于比较新颖的分布式基础架构、计算范式，区块链技术下的分布式账本可以实现双方交易高效记录，交易数据可以永久性查验[1]。区块链技术原理主要涉及到了交易、区块、链三大模块，其中交易过程中每次的操作均会使账本发生变化，例如记录的增加；区块则是对某段时间产生的交易以及状态结果进行记录，实现账本状态共识；链则是一个个区块根据产生的顺序有效串联，记录的是整个状态变化日志。若将区块链视为状态机，每一次的交易便是对状态的改变，每一次共识产生的区块便是参与者确认区块内所有交易内容造成状态变化的结果。

1.2 冷链物流

冷链物流指的是借助冷冻工艺、制冷技术，保证冷链物品由最初的生产、流通，再至销售、使用等诸多环节均处于规定温度环境中，使冷链物品质量不受影响，损耗降低。根据温度适宜范围，主要分成了超低温、冷冻、冰温、冷藏、其他控温五种，温度分别为-50℃以下、-18℃以下、-2℃～+2℃、0℃-10℃、10℃-25℃[2]。结合具体需求，可分成肉类、水产品、冷冻饮品、乳品、果蔬、花卉、谷物、速冻食品、药品、其他特殊物品等，为以上物品提供冷链物流相关服务。

2 基于区块链技术的医药冷链物流应用平台构建

2.1 总体架构设计

在对医药冷链物流系统结构框架进行设计时，由上至下分别为数据层、业务层、应用层三大模块，其中数据层、业务层借助数据录入、读取功能实现信息的相互交换、共享；应用层、业务层则借助数据录入、查询、反馈功能实现互融互通[3]。具体的架构平台如图1所示。

图1 医药冷链物流区块链平台构建示意图   

数据层的主要构成部分是区块链数据库，重点在于维护区块链相关数据，存储且同步数据，数据不能随意改动。业务层是系统追溯时主要的服务器，为客户端提供了SDK接口，处理客户端服务请求，主要包括web3.js、JavaScript两大接口。其中Web3.js以JavaScript、Node.js中的JSON-RPC为依据，完成以太坊RPC通信API的封装操作，为区块链更好地交互提供了方法，保证JavaScript、以太坊交互更加简单方便。应用层主要是服务于系统用户的，用户操作显示界面，此系统Web客户端包含了生产、物流、防疫、使用四大单位，同时还涉及到消费者溯源功能。

2.2 系统功能模块划分与设计

整个系统中涉及到的模块不同，功能也会不一样。其中生产单位模块重点是药品名称、数量、存放温度、生产时间等相关信息的录入、上架；已上架库存药物ID、名称、生产日期、存入日期的查询；结合ID对药品交易来源、时间、详情等历史信息进行查询。物流单位模块重点是药品托运人信息、ID、药品名称、数量、收货、送货时间等录入；物流订单ID、药品名称、数量、收货、送达时间以及全过程中温度等信息的查询；查询药品溯源，结合ID对药品交易来源、时间、详情等历史信息进行查询。防疫单位模块重点在于医院、药店药品登记入库情况，其中包含物流单位地址、ID、药品名称、数量等；查询库存信息，包括库存药品ID、名称、数量、存入时间等；查询药品溯源，结合ID对药品交易来源、时间及详情等历史信息进行查询。使用单位模块包括药品使用地址、ID、药品名称、数量及使用时间等信息；药品使用ID、名称、数量、售出时间等信息的查询；查询药品溯源，结合ID对药品交易来源、时间、详细等历史信息进行查询。结合以上分析，药品冷链物流区块平台主要涉及到的是生产、物流、防疫以及使用单位，各个单位在医药流通时需求不同，根据各个单位在信息传输、查询等方面的需求，可将此系统划分为不同的功能区块，具体如图2所示。

图2 系统各单位功能区块划分示意图   

2.3 各单位模块功能设计

2.3.1 生产单位功能模块设计

此模块具体操作时，药品生产厂家管理人员在完成系统登录操作以后，做好产品信息登记，结合需求对库存药品进行查询、溯源。生产单位完成注册获取相应的用户地址，将其在区块链系统中进行储存。管理人员借助用户地址完成登录验证，需要重点注意的是选择和用户自身相符的角色，不然系统会显示报错提示。登录成功以后进入药品信息登记界面，用户结合产品情况将产品信息输入，并且点击提交。如果生产信息在填写的时候出现错误，系统会给予提醒，要求其纠正以后重新进行上传操作。系统后端接收信息以后会记录生产环节信息，生成产品溯源ID,在区块链中储存起来。

2.3.2 物流单位功能模块设计

此模块主要是由物流单位管理人员进行操作，对上传药品物流信息做好记录。基于运输物流信息真实性、完整性，采集信息时使用的是RFID技术，每一种药品都有属于它自身的标签，以便于更好的识别[4]。物流单位管理人员使用账户完成系统登录，系统结合账户信息对其身份进行判断，验证合格以后方可进入物流单位操作界面。管理人员录入药品名称、生产地、ID等信息，对产品物流信息进行进一步完善，例如环境温度、收货、送达的具体时间等，录入结束以后将物流信息上传至区块链追溯系统内。物流单位可以对已完成的订单进行查询，并且借助ID查询溯源。

2.3.3 防疫单位功能模块设计

药品通过物流单位运输到防疫单位以后，防疫单位管理人员要将药品信息做好相应的记录，并且进行入库操作，也就是将防疫单位暂存的药品信息在区块链医药溯源系统中完整地做好记录。

2.3.4 使用单位功能模块设计

此模块中涉及到的使用人员有防疫单位医生、护士等，这些人员会借助浏览器对系统地址进行访问，并且注册相关信息以后完成登录操作，登记以及查询需要的信息。使用单位工作人员注册好信息以后进行登录验证，待验证成功以后便可以进入药品信息记录操作页面，将防疫单位地址、药品名称、ID、使用时间、数量等信息录入到平台中，待填写完整以后上传且保存。使用单位可借助ID查询药品使用历史信息以及溯源。

3 基于区块链技术的医药冷链物流应用成效

3.1 区块链实现防伪溯源

通过区块链技术的运用为药品冷链物流中涉及到的所有参与主体提供了分布式账本，生产、流通、使用等各个环节的信息都以数据形式在区块链中被完整地记录，区块链中各个模块主体均参与到了数据存储、维护过程中，为封闭信息的合理利用提供了公平透明的平台，医药冷链物流环节数据中心化储存问题得到有效解决。除此之外，区块链中使用了加密以及时间戳技术以确保信息不可随意改动，降低了伪造几率，冷链药品进行溯源防伪功能强大。区块链技术中涉及到的各个主体都可在权限之内对药品进行追溯，企业可存证、溯源药品，而消费者可判断药品真伪及质量。如果药品检测出问题，区块链中涉及到的主体均可通过区块链查找问题原因，保证药品质量，避免假冒伪劣药品混杂其中。

3.2 区块链优化冷链监控预警

在区块链技术应用过程中，物联网技术发挥了非常重要的作用，不仅实现了全程追踪，而且形成了监控预警体系，借助传感器、条形码、芯片、定位设备等采集数据，使冷链流程简化，人工失误率、延迟率降低[5]。区块链和物联网融合，构建共识机制，将物联网设备进行分布式管理，通过数字签名、智能合约处理不同类型的信息，使监控机制更加安全，预警服务更加高效。区块链技术最为显著的特点是抗攻击性、分布式，可以提高数据存储以及处理功能，避免重要数据信息被黑客攻击，保证区块链技术应用时的安全性，实现药品冷链信息实时追踪，确保数据传输连续性、准确性，以免各个环节出现监控盲点。如果检测到了设备、温控存在异常现象，系统会自动报警，管理人员可及时分析问题，找到根源，做出准确的决策。

3.3 区块链助力冷链物流互联互通

医药冷链物流涉及到的主体较多，数据共享、及时更新便成为了关键。区块链技术下构建的平台设置了相应的权限，确保了信息的丰富与共享。借助分布式数据库将海量信息整合，区块链中各主体可追加、分享数据，使信息更加透明，解决了信息不对称导致的药品运输效率低的问题。同时，企业可通过系统获取更多有价值的信息，降低了人力、物力、财力成本的支出，节约了运输、仓储成本，提高了车辆运输效率、设备利用率。即使面对突发需求也能够快速更新信息，确保各个主体沟通更加协调，及时采用应急措施，保证供需平衡。除此之外，监督管理部门可通过区块系统对药品质检报告、企业资质等进行查看，发现问题时及时给予整改建议。

4 结束语

医药流转时对于冷链物流要求较高，温度敏感度高，要有专业的设备确保物流环节温度环境满足运输需求。不管是在生产、储藏，还是运输或者销售、使用环节都必须根据药品本身特征对环境温度进行控制，很多医药产品都要求使用冷链进行运输，避免由于环境温差较大造成产品失效、变质。物流行业以成本节约为原则，而医药运输投入较大，二者相矛盾，为此国家给予政策支持，加快了区块链技术在医药冷链物流中应用的进度，目的就是为了保证医药运输以及使用的安全性，推进医药行业的信息化、智能化、规范化发展。