CN117011111A - 医疗废物智能化跟踪管理系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种医疗废物智能化跟踪管理系统及方法，涉及医疗废物管理与处置的技术领域，该系统包括：二维码标签模块、移动终端模块、云服务器模块、数据处理模块和数据展示模块；二维码标签模块用于对医疗废物进行唯一标识和信息存储；移动终端模块用于采集医疗废物的信息；云服务器模块用于对医疗废物信息进行加密和验证，并分布式存储在多个节点上，形成一个数据链；数据处理模块用于对云服务器中的医疗废物数据进行清洗、整合、挖掘以及可视化操作；数据展示模块用于将处理后的医疗废物数据展示给相关人员和机构。本发明可以实现对医疗废物的全程追溯和监管，防止医疗废物被盗窃、滥用或者非法倾倒，保障公共卫生和环境安全。
Description
技术领域
本发明涉及医疗废物管理与处置的技术领域，具体涉及一种医疗废物智能化跟踪管理系统及方法。
背景技术
医疗废物是指在医疗活动中产生的具有危险性的废物，如果处理不当，会造成疾病传播和环境污染，因此，医疗废物的管理和处置是医疗机构和社会的重要责任。
为了实现医疗废物的全程追溯和可视化，提高医疗废物管理的效率和安全性，已有一些关于医疗废物信息化管理系统的专利技术文件公开，例如：一种医疗垃圾物流的追踪系统（CN114626681A），该系统通过打印内容相互关联的两个标签，并将两个标签分别粘贴于具体的垃圾袋以及汇总垃圾袋的垃圾存放桶的外侧，通过在每个转运点扫描快速比对两个标签内容是否相关联，实现对垃圾袋的定点监控及追溯；一种医疗垃圾物流跟踪系统（CN113627841A），该系统通过设置医疗垃圾分类识别模块识别医护人员要丢弃的医疗垃圾，并根据获取的医疗垃圾判别医疗垃圾分类，并根据判别结果向驱动模块下方驱动指令，以使所述垃圾桶上对应的垃圾存放槽打开，避免医护人员无法精确分类，导致医疗垃圾回收相关的事故的发生等问题；通过设置的条码打印机可在垃圾袋上打印条码，且在运输前将条码信息通过录入模块录入到存储模块中，当医疗垃圾到达集中销毁站时，通过识别模块对条码进行识别，并将识别结果反馈到存储模块中，以确保医护人员通过这个物流跟踪系统即能清楚的知道垃圾袋出了医院后的状态信息，确保运送出去的垃圾均被处理，实用性强。
然而，这些现有的技术仍存在一些不足之处：
上述系统在运行过程中存在数据安全性和真实性方面的风险，可能会导致数据的篡改和丢失；且上述系统也只能提供有限的数据信息，不能充分挖掘和利用医疗废物数据的价值和意义。
因此，急需一种新型的医疗废物智能化跟踪管理系统和方法，以解决上述问题。
发明内容
针对以上问题，本发明提供一种医疗废物智能化跟踪管理系统及方法，利用二维码标签、移动终端、云服务器、大数据分析等技术，实现对医疗废物的全程追溯和监管，防止医疗废物被盗窃、滥用或者非法倾倒，保障公共卫生和环境安全。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种医疗废物智能化跟踪管理系统，包括：
二维码标签模块，用于在医疗废物的收集点，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储，所述二维码标签包含医疗废物的重量、种类、来源和去向信息；
移动终端模块，用于在医疗废物的转运过程中，通过扫描二维码标签或手动输入的方式采集医疗废物的信息，并实时上传到云服务器模块；
云服务器模块，用于使用区块链技术对医疗废物信息进行加密和验证，并将其分布式存储在多个节点上，形成一个数据链；
数据处理模块，用于使用大数据分析技术对云服务器模块中的医疗废物数据进行清洗、整合、挖掘和可视化操作；
数据展示模块，用于使用网页或移动应用的方式展示数据处理模块处理后的医疗废物数据给相关人员和机构。
有益效果：实现对医疗废物的全程追溯和监管，防止医疗废物被盗窃、滥用或者非法倾倒，保障公共卫生和环境安全；利用区块链技术保证医疗废物数据的真实性、完整性和不可篡改性，提高数据的可信度和透明度。
在较佳实施情况下，所述二维码标签模块包括：
二维码生成器，用于根据医疗废物的重量、种类、来源和去向信息生成相应的二维码；
二维码打印机，用于将所述二维码打印在可粘贴的标签纸上；
二维码读取器，用于读取所述二维码标签上的信息，并将其发送给所述移动终端模块。
有益效果：快速地为医疗废物生成唯一的二维码标签，方便医疗废物的识别和分类；方便地将二维码标签打印在标签纸上，并粘贴在医疗废物容器上，提高医疗废物的管理效率。
在较佳实施情况下，所述移动终端模块包括：
定位器，用于获取移动终端的位置信息，并将其与医疗废物信息一起上传到云服务器模块；
周转箱分配器，用于根据二维码标签中的种类信息，自动分配不同的周转箱给医疗废物，并将周转箱编号与二维码标签编号关联；
运输车辆分配器，用于根据二维码标签中的去向信息，自动分配不同的运输车辆给周转箱，并将运输车辆编号与周转箱编号关联。
有益效果：实时地获取移动终端和医疗废物的位置信息，并上传到云服务器模块，方便对医疗废物的追踪和监控；根据医疗废物的种类信息，自动分配合适的周转箱给医疗废物，并建立周转箱与医疗废物的关联关系，提高医疗废物的存储和转运效率；根据医疗废物的去向信息，自动分配合适的运输车辆给周转箱，并建立运输车辆与周转箱的关联关系，提高医疗废物的运输和销毁效率。
在较佳实施情况下，所述区块链技术采用公钥加密算法和哈希函数对医疗废物信息进行加密和验证，并使用共识机制和激励机制保证数据链的安全性和一致性。
有益效果：利用公钥加密算法和哈希函数对医疗废物信息进行加密和验证，保证医疗废物信息的机密性和完整性；利用共识机制和激励机制保证数据链的安全性和一致性，防止数据链被篡改或分叉；利用分布式存储技术将医疗废物信息存储在多个节点上，提高数据的可用性和容错性。
在较佳实施情况下，所述数据处理模块包括：
数据清洗器，用于对所述云服务器模块中的医疗废物数据进行去重、去噪以及填补缺失值；
数据整合器，用于对所述数据清洗器处理后的医疗废物数据进行归一化、标准化以及降维；
数据挖掘器，用于对所述数据整合器处理后的医疗废物数据进行聚类、分类、关联以及预测；
数据可视化器，用于对所述数据挖掘器处理后的医疗废物数据进行图表、地图或者仪表盘形式的可视化展示，并将其发送给所述数据展示模块。
有益效果：利用数据清洗技术对云服务器模块中的医疗废物数据进行去重、去噪以及填补缺失值，提高数据的质量和准确性；利用数据整合技术对所述数据清洗器处理后的医疗废物数据进行归一化、标准化以及降维，提高数据的规范性和简洁性；利用数据挖掘技术对所述数据整合器处理后的医疗废物数据进行聚类、分类、关联以及预测，提高数据的价值和意义；利用数据可视化技术对所述数据挖掘器处理后的医疗废物数据进行图表、地图或者仪表盘形式的可视化展示，并将其发送给所述数据展示模块，提高数据的美观性和易理解性。
在较佳实施情况下，所述数据展示模块包括：
预警器，用于根据二维码标签中的重量和去向信息以及预设的阈值，与云服务器模块中的数据链进行对比，若数据异常，则通知相关人员和机构采取应急措施，其中，预设的阈值为预先设置的用于判断医疗废物数据是否为异常数据的一个标准值；
共享器，用于根据预设的权限和规则，将数据处理模块处理后的医疗废物数据共享给相关人员和机构；
其中，预警器采用异常检测算法对医疗废物数据进行异常检测，其数学表达式为：
，
其中，是医疗废物数据的特征向量，/>是正常数据的均值向量，/>是重量的平均值，/>是去向的平均值，/>是正常数据的协方差矩阵，/>是医疗废物数据的特征向量与正常数据的均值向量之间的马氏距离，/>是预设的阈值，/>是异常标签，/>表示正常数据，表示异常数据。
有益效果：利用预警器根据二维码标签中的重量和去向信息以及预设的阈值，与云服务器模块中的数据链进行对比，若数据异常，则通知相关人员和机构采取应急措施，提高医疗废物管理的及时性和有效性；利用共享器根据预设的权限和规则，将数据处理模块处理后的医疗废物数据共享给相关人员和机构，提高医疗废物管理的协同性和合规性。
一种医疗废物智能化跟踪管理方法，包括以下步骤：
步骤101、在医疗废物的收集点，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储；
步骤102、在医疗废物的转运过程中，使用移动终端通过扫描二维码标签或手动输入的方式采集医疗废物的信息，并通过无线网络实时上传到云服务器；
步骤103、使用区块链技术对医疗废物信息进行加密和验证，并将其分布式存储在多个节点上，形成一个数据链；
步骤104、使用大数据分析技术对云服务器中的医疗废物数据进行清洗、整合、挖掘以及可视化操作；
步骤105、将处理后的医疗废物数据展示给相关人员和机构。
在较佳实施情况下，在步骤101中，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储时，采用以下公式生成二维码：
其中，Q表示二维码，表示医疗废物的重量，/>表示医疗废物的种类，/>表示医疗废物的来源，/>表示医疗废物的去向，/>表示哈希函数。
附图说明
图1为本发明的系统图。
图2为本发明的方法图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解技术方案，下面结合实施例对技术方案进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1：
如图1所示，本发明提供了一种医疗废物智能化跟踪管理系统，该系统包括以下几个主要模块：
该医院采用了一种医疗废物智能化跟踪管理系统，如图1所示，该系统包括：
二维码标签模块，用于在医疗废物的收集点，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储，所述二维码标签包含医疗废物的重量、种类、来源和去向信息；
在较佳实施情况下，所述二维码标签模块包括：
二维码生成器，用于根据医疗废物的重量、种类、来源和去向信息生成相应的二维码；
二维码打印机，用于将所述二维码打印在可粘贴的标签纸上；
二维码读取器，用于读取所述二维码标签上的信息，并将其发送给所述移动终端模块。
使用二维码生成器根据医疗废物的重量、种类、来源和去向信息生成相应的二维码。例如，对于感染性废物，使用以下公式生成二维码：
其中，Q表示二维码，表示医疗废物的重量，/>表示医疗废物的种类，/>表示医疗废物的来源，/>表示医疗废物的去向，H表示哈希函数。哈希函数是一种将任意长度的输入转换为固定长度的输出的函数，具有单向性和抗碰撞性，常用于数据加密和验证。在本实施例中，假设使用SHA-256作为哈希函数，其输出长度为256位（32字节）。将感染性废物的重量（300）、种类（感染）、来源（感染科）和去向（A处置单位）作为输入，经过哈希函数后得到以下输出：0x3e9f，就是感染性废物的二维码；
使用二维码打印机将二维码打印在可粘贴的标签纸上，并贴在相应的医疗废物袋上。这样，每个医疗废物袋都有一个唯一的二维码标签，包含了医疗废物的重量、种类、来源和去向信息。
移动终端模块，用于在医疗废物的转运过程中，通过扫描二维码标签或手动输入的方式采集医疗废物的信息，并实时上传到云服务器模块；
在较佳实施情况下，所述移动终端模块包括：
定位器，用于获取移动终端的位置信息，并将其与医疗废物信息一起上传到云服务器模块；
周转箱分配器，用于根据二维码标签中的种类信息，自动分配不同的周转箱给医疗废物，并将周转箱编号与二维码标签编号关联；
运输车辆分配器，用于根据二维码标签中的去向信息，自动分配不同的运输车辆给周转箱，并将运输车辆编号与周转箱编号关联。
使用移动终端上的二维码读取器读取二维码标签上的信息，并将其发送给移动终端上的数据处理模块。数据处理模块根据二维码解析出医疗废物的重量、种类、来源和去向信息，并显示在移动终端上。
使用移动终端上的定位器获取移动终端的位置信息，并将其与医疗废物信息一起上传到云服务器。这样，云服务器就可以实时记录医疗废物的位置和状态，方便监控和管理。
使用移动终端上的周转箱分配器根据二维码标签中的种类信息，自动分配不同的周转箱给医疗废物，并将周转箱编号与二维码标签编号关联。例如，对于感染性废物，分配红色的周转箱，并将周转箱编号（001）与二维码标签编号（0x3e9f）关联。这样，可以方便地对医疗废物进行分类和装箱。
使用移动终端上的运输车辆分配器根据二维码标签中的去向信息，自动分配不同的运输车辆给周转箱，并将运输车辆编号与周转箱编号关联。例如，对于需要运输到A处置单位的周转箱，分配A车辆，并将车辆编号（01）与周转箱编号（001）关联。这样，可以方便地对医疗废物进行运输和追踪。
云服务器模块，用于使用区块链技术对医疗废物信息进行加密和验证，并将其分布式存储在多个节点上，形成一个数据链；
在较佳实施情况下，所述区块链技术采用公钥加密算法和哈希函数对医疗废物信息进行加密和验证，并使用共识机制和激励机制保证数据链的安全性和一致性。
首先，使用公钥加密算法对医疗废物信息进行加密。公钥加密算法是一种非对称加密算法，即使用不同的密钥进行加密和解密。公钥加密算法的原理是：每个参与者都有一对密钥，分别为公钥和私钥。公钥是公开的，任何人都可以使用；私钥是保密的，只有持有者才能使用。加密时，使用接收者的公钥对信息进行加密，只有接收者才能用自己的私钥对信息进行解密。这样可以保证信息的机密性和完整性，防止被篡改或者泄露。在本实施例中，该医院要将医疗废物信息发送给云服务器，那么医院可以使用云服务器的公钥对医疗废物信息进行加密，然后将加密后的信息发送给云服务器，只有云服务器才能用自己的私钥对信息进行解密；常用的公钥加密算法有RSA、ECC等。
然后，使用哈希函数对加密后的医疗废物信息进行哈希运算，得到一个哈希值。哈希函数是一种单向函数，即可以将任意长度的输入转换为固定长度的输出，但不能从输出反推输入。哈希函数的特点是：相同的输入会得到相同的输出；不同的输入会得到不同的输出；输出的分布是均匀的；输出的变化是敏感的，即输入的微小变化会导致输出的巨大变化。哈希函数可以用于验证信息的完整性和一致性，防止被篡改或者伪造。该将医疗废物信息加密后得到一个字符串S1，然后使用哈希函数H对S1进行哈希运算，得到一个哈希值H(S1)。如果云服务器收到S1后，也使用相同的哈希函数H对S1进行哈希运算，并与H(S1)进行比较，如果相等，则说明S1没有被篡改或者伪造；如果不等，则说明S1被篡改或者伪造了，常用的哈希函数有MD5、SHA-1、SHA-256等。
接着，将得到的哈希值与前一个数据块的哈希值连接起来，形成一个新的数据块，并添加到数据链上。数据链是由多个数据块按照时间顺序连接而成的链式结构。每个数据块包含以下内容：数据块编号、时间戳、当前数据块的哈希值、前一个数据块的哈希值、医疗废物信息等。通过将当前数据块的哈希值与前一个数据块的哈希值连接起来，可以保证数据链的不可篡改性和连续性，防止被插入或者删除。若当前已经有两个数据块E1和E2在数据链上，其中E1是第一个数据块，E2是第二个数据块。E1包含以下内容：编号为1、时间戳为2023年4月15日10:00:00、当前数据块的哈希值为H(E1)、前一个数据块的哈希值为0（因为E1是第一个数据块）、医疗废物信息为M1；E2包含以下内容：编号为2、时间戳为2023年4月15日10:05:00、当前数据块的哈希值为H(E2)、前一个数据块的哈希值为H(E1)、医疗废物信息为M2。当该医院将医疗废物信息M3发送给云服务器后，云服务器使用公钥加密算法对M3进行加密，得到S2，然后使用哈希函数H对S2进行哈希运算，得到H(S2)，然后将H(S2)与H(E2)连接起来，形成一个新的数据块E3。E3包含以下内容：编号为3、时间戳为2023年4月15日10:10:00、当前数据块的哈希值为H(E3)、前一个数据块的哈希值为H(E2)、医疗废物信息为M3。最后将E3添加到数据链上，形成一个新的数据链：E1-E2-E3。
最后，使用共识机制和激励机制保证数据链的安全性和一致性。共识机制是一种让多个节点对数据链进行验证和同步的机制，可以防止被攻击或者分裂。激励机制是一种让多个节点参与验证和同步的机制，可以提高效率和稳定性。例如，假设有多个云服务器节点都存储了相同的数据链，当云服务器生成了一个新的数据块E3后，它需要将E3广播给其他节点，并让其他节点对E3进行验证。验证的方法是：使用一个难度系数F和一个随机数N，对E3进行哈希运算，得到一个新的哈希值H(E3+F+N)，如果H(E3+F+N)满足一定的条件（例如小于某个目标值），则说明E3是有效的；如果不满足，则说明E3是无效的。验证的难度由F决定，F越大，验证越难；验证的结果由N决定，N是随机生成的，需要不断尝试才能找到满足条件的N。这个过程叫做工作量证明（Proof of Work），是一种常用的共识机制。当有一个节点找到了满足条件的N后，它就可以将E3和N广播给其他节点，并获得一定的奖励（例如虚拟货币或者积分）。其他节点收到E3和N后，只需要对其进行简单的验证，就可以接受E3并将其添加到自己的数据链上，并与其他节点保持同步。这样就可以保证数据链在多个节点之间达成共识，并激励多个节点参与验证和同步。
数据处理模块，用于使用大数据分析技术对云服务器模块中的医疗废物数据进行清洗、整合、挖掘和可视化操作；
在较佳实施情况下，所述数据处理模块包括：
数据清洗器，用于对所述云服务器模块中的医疗废物数据进行去重、去噪以及填补缺失值；
数据清洗器可以检查医疗废物数据是否有重复的记录，如果有，则删除重复的记录；如果有噪声的记录，例如重量或者去向信息不合理的记录，则删除或者修正噪声的记录；如果有缺失值的记录，例如没有位置信息的记录，则使用插值或者估计的方法填补缺失值；
数据整合器，用于对所述数据清洗器处理后的医疗废物数据进行归一化、标准化以及降维；
数据整合器可以将医疗废物数据进行归一化，即将不同范围的数值转换为0到1之间的数值，以便于比较和计算。重量信息可以使用最大最小归一化，公式为，其中/>是原始重量数值，/>是归一化后的重量数值，和/>是原始重量数值的最小值和最大值，这样可以将重量信息转换为0到1之间的数值。在本实施例中，原始重量为300kg，医疗废物的重量范围为0-1000kg，那么经过归一化后得到的重量数值/>。
数据整合器也可以将医疗废物数据进行标准化，即将不同分布的数值转换为均值为0，标准差为1的正态分布的数值，以便于分析和建模，位置信息可以使用z-score标准化，公式为，其中/>是原始重量数值，/>是标准化后的重量数值，/>和/>是原始重量数值的均值和标准差，这样可以将位置信息转换为正态分布的数值。在本实施例中，医疗废物的重量服从正态分布，其均值为500kg，其标准差为100kg，那么经过标准化后得到的重量数值/>。
数据整合器还可以将医疗废物数据进行降维，即将高维度的特征向量转换为低维度的特征向量，以便于降低计算复杂度和提高效率，在本实施例中，种类信息可以使用主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）进行降维，PCA是一种线性变换方法，可以将高维度的特征向量投影到低维度的特征空间上，并保留最大程度的信息，例如将感染性废物、病理性废物、损伤性废物、药物性废物等四种类型转换为一个二维的特征向量。
利用数据挖掘器对数据整合器处理后的医疗废物数据进行聚类、分类、关联以及预测。例如，数据挖掘器可以使用K-means等算法对医疗废物进行聚类，以发现不同类型的医疗废物之间的相似性和差异性；可以使用决策树等算法对医疗废物进行分类，以判断某袋医疗废物属于哪一类别；可以使用Apriori等算法对医疗废物进行关联，以发现不同来源和去向之间的关联规则；可以使用线性回归等算法对医疗废物进行预测，以预测未来某一时段内产生的医疗废物数量和种类。
利用数据可视化器对数据挖掘器处理后的医疗废物数据进行图表、地图或者仪表盘形式的可视化展示，并将其发送给数据展示模块。例如，数据可视化器可以使用柱状图、饼图或者折线图等方式展示不同时间、地点或者类型下产生的医疗废物数量和比例；可以使用地图或者轨迹图等方式展示不同来源和去向之间的医疗废物流动情况；可以使用仪表盘或者雷达图等方式展示不同指标下的医疗废物管理效果。
数据展示模块，用于使用网页或移动应用的方式展示数据处理模块处理后的医疗废物数据给相关人员和机构；
在较佳实施情况下，所述数据展示模块包括：
预警器，用于根据二维码标签中的重量和去向信息以及预设的阈值，与云服务器模块中的数据链进行对比，若数据异常，则通知相关人员和机构采取应急措施，其中，预设的阈值为预先设置的用于判断医疗废物数据是否为异常数据的一个标准值；
其中，预警器采用异常检测算法对医疗废物数据进行异常检测，其数学表达式为：
，
其中，是医疗废物数据的特征向量，/>是正常数据的均值向量，/>是重量的平均值，/>是去向的平均值，/>是正常数据的协方差矩阵，/>是医疗废物数据的特征向量与正常数据的均值向量之间的马氏距离，/>是预设的阈值，/>是异常标签，/>表示正常数据，表示异常数据。
异常检测算法的原理如下：
首先计算正常数据的均值向量和协方差矩阵/>；
然后计算每个医疗废物数据与正常数据之间的马氏距离，马氏距离是一种考虑了数据分布特征的距离度量方式，公式为/>。其中/>是特征向量与均值向量之差，/>是/>的转置向量，/>是/>的逆矩阵。马氏距离可以反映出一个数据点与一个分布之间的相似度，越小表示越相似，越大表示越不相似。
然后根据预设的阈值来判断每个医疗废物数据是否为异常数据，如果/>，则表示该数据点与正常数据分布较为相似，属于正常数据，/>；如果/>，则表示该数据点与正常数据分布较为不相似，属于异常数据，/>。
在本实施例中，感染性废物的重量为10kg，并且去向为A处置单位，预设的阈值为1.5，且具有5个感染性废物的样本，如下表1所示：
表1
设感染性废物样本的矩阵，用数字编码表示去向变量，即C=1，D=2，A=3，B=4，计算每一列的均值，并将其组成一个向量/>，即
，
将矩阵中的每个元素减去对应列的均值，得到一个新的矩阵/>，这一步称为中心化，目的是使每个变量的均值为零，即
，
将新的矩阵与其转置/>相乘，并除以样本数减一，得到协方差矩阵/>，即
，
基于上述协方差矩阵，得到/>，即
计算每个医疗废物数据与正常数据之间的马氏距离，即
因此该数据点属于异常数据，，需要通知相关人员和机构采取应急措施。
共享器，用于根据预设的权限和规则，将数据处理模块处理后的医疗废物数据共享给相关人员和机构，例如，共享器可以根据医疗废物的来源和种类，将数据分发给不同的部门或者机构，如下表2所示：
表2
实施例2：
某医院产生了30kg感染性废物，需要送往P焚烧厂进行无害化处理，该医院距离P焚烧厂约为50km；该医院使用本发明的一种医疗废物智能化跟踪管理系统进行医疗废物管理，如图2所示，具体步骤如下：
步骤101、在医疗废物的收集点，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储，具体操作如下：
在医院内部的医疗废物收集点，使用二维码标签模块对30kg感染性废物进行唯一标识和信息存储，二维码生成器根据该医疗废物的重量为30kg、种类为感染性废物、来源为某医院、去向为P焚烧厂等信息生成二维码，即二维码；二维码打印机将该二维码打印在标签纸上，并粘贴在一个红色的周转箱上，周转箱编号为001；二维码读取器读取该二维码标签上的信息，并将其发送给移动终端模块。
步骤102、在医疗废物的转运过程中，使用移动终端通过扫描二维码标签或手动输入的方式采集医疗废物的信息，并通过无线网络实时上传到云服务器，具体操作如下：
移动终端模块扫描了上述30kg感染性废物的二维码标签后，获取了该医疗废物的重量、种类、来源和去向等信息，并通过定位器获取了当前位置信息为北纬39.9度，东经116.4度；然后，周转箱分配器根据该医疗废物属于感染性废物，自动分配了一个红色的周转箱，并将该周转箱编号为001与该二维码标签编号为A1B2C3关联；接着，运输车辆分配器根据该医疗废物的去向为P焚烧厂，自动分配了一辆专门运输感染性废物的运输车辆，并将该运输车辆编号为D4E5F6与该周转箱编号为001关联；最后，移动终端模块将上述所有信息通过无线网络实时上传到云服务器模块。
步骤103、使用区块链技术对医疗废物信息进行加密和验证，并将其分布式存储在多个节点上，形成一个数据链，具体操作如下：
云服务器模块收到了上述30kg感染性废物的信息后，使用公钥加密算法对该信息进行加密，并使用哈希函数对该信息进行验证，生成一个数据块；然后，该数据块与前一个数据块通过哈希值链接，形成一个数据链；接着，该数据链通过共识机制和激励机制在多个节点上进行分布式存储，实现数据的去中心化和不可篡改。
步骤104、使用大数据分析技术对云服务器中的医疗废物数据进行清洗、整合、挖掘以及可视化操作，具体操作如下：
数据处理模块从云服务器模块中获取了上述30kg感染性废物的信息后，使用数据清洗器对该信息进行去重、去噪以及填补缺失值，得到一个干净的数据集；然后，使用数据整合器对该数据集进行归一化、标准化以及降维，得到一个规范的特征向量；接着，使用数据挖掘器对该特征向量进行聚类、分类、关联以及预测，得到一个有价值的知识；最后，使用数据可视化器对该知识进行图表、地图或者仪表盘形式的可视化展示，并将其发送给数据展示模块。
步骤105、将处理后的医疗废物数据展示给相关人员和机构，具体操作如下：
数据展示模块从数据处理模块中获取了上述30kg感染性废物的信息后，使用预警器根据该医疗废物的重量为30kg，去向为P焚烧厂以及预设的阈值为10km，与云服务器模块中的数据链进行对比，发现该医疗废物在运输过程中偏离了预定路线超过10km，判断为异常数据，并通知相关人员和机构采取应急措施；同时，使用共享器根据预设的权限和规则，将该医疗废物的信息共享给P焚烧厂、环保局和卫生局等相关人员和机构。
本发明的一种医疗废物智能化跟踪管理系统和方法，能够实现对医疗废物从收集到处置的全程智能化跟踪管理，有效防止医疗废物造成的环境污染和疾病传播，保障人体健康安全。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文中应用了具体个例对本发明技术方案的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种医疗废物智能化跟踪管理系统，其特征在于，包括：
二维码标签模块，用于在医疗废物的收集点，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储，所述二维码标签包含医疗废物的重量、种类、来源和去向信息；
移动终端模块，用于在医疗废物的转运过程中，通过扫描二维码标签或手动输入的方式采集医疗废物的信息，并实时上传到云服务器模块；
云服务器模块，用于使用区块链技术对医疗废物信息进行加密和验证，并将其分布式存储在多个节点上，形成一个数据链；
数据处理模块，用于使用大数据分析技术对云服务器模块中的医疗废物数据进行清洗、整合、挖掘和可视化操作；
数据展示模块，用于使用网页或移动应用的方式展示数据处理模块处理后的医疗废物数据给相关人员和机构。
2.根据权利要求1所述的医疗废物智能化跟踪管理系统，其特征在于，所述二维码标签模块包括：
二维码生成器，用于根据医疗废物的重量、种类、来源和去向信息生成相应的二维码；
二维码打印机，用于将所述二维码打印在可粘贴的标签纸上；
二维码读取器，用于读取所述二维码标签上的信息，并将其发送给所述移动终端模块。
3.根据权利要求1所述的医疗废物智能化跟踪管理系统，其特征在于，所述移动终端模块包括：
定位器，用于获取移动终端的位置信息，并将其与医疗废物信息一起上传到云服务器模块；
周转箱分配器，用于根据二维码标签中的种类信息，自动分配不同的周转箱给医疗废物，并将周转箱编号与二维码标签编号关联；
运输车辆分配器，用于根据二维码标签中的去向信息，自动分配不同的运输车辆给周转箱，并将运输车辆编号与周转箱编号关联。
4.根据权利要求1所述的医疗废物智能化跟踪管理系统，其特征在于，所述区块链技术采用公钥加密算法和哈希函数对医疗废物信息进行加密和验证，并使用共识机制和激励机制保证数据链的安全性和一致性。
5.根据权利要求1所述的医疗废物智能化跟踪管理系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：
数据清洗器，用于对所述云服务器模块中的医疗废物数据进行去重、去噪以及填补缺失值；
数据整合器，用于对所述数据清洗器处理后的医疗废物数据进行归一化、标准化以及降维；
数据挖掘器，用于对所述数据整合器处理后的医疗废物数据进行聚类、分类、关联以及预测；
数据可视化器，用于对所述数据挖掘器处理后的医疗废物数据进行图表、地图或者仪表盘形式的可视化展示，并将其发送给所述数据展示模块。
6.根据权利要求1所述的医疗废物智能化跟踪管理系统，其特征在于，所述数据展示模块包括：
预警器，用于根据二维码标签中的重量和去向信息以及预设的阈值，与云服务器模块中的数据链进行对比，若数据异常，则通知相关人员和机构采取应急措施，其中，预设的阈值为预先设置的用于判断医疗废物数据是否为异常数据的一个标准值；
共享器，用于根据预设的权限和规则，将数据处理模块处理后的医疗废物数据共享给相关人员和机构；
其中，预警器采用异常检测算法对医疗废物数据进行异常检测，其数学表达式为：
，
其中，是医疗废物数据的特征向量，/>是正常数据的均值向量，/>是重量的平均值，/>是去向的平均值，/>是正常数据的协方差矩阵，/>是医疗废物数据的特征向量与正常数据的均值向量之间的马氏距离，/>是预设的阈值，/>是异常标签，/>表示正常数据，/>表示异常数据。
7.一种医疗废物智能化跟踪管理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤101、在医疗废物的收集点，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储；
步骤102、在医疗废物的转运过程中，使用移动终端通过扫描二维码标签或手动输入的方式采集医疗废物的信息，并通过无线网络实时上传到云服务器；
步骤103、使用区块链技术对医疗废物信息进行加密和验证，并将其分布式存储在多个节点上，形成一个数据链；
步骤104、使用大数据分析技术对云服务器中的医疗废物数据进行清洗、整合、挖掘以及可视化操作；
步骤105、将处理后的医疗废物数据展示给相关人员和机构。
8.根据权利要求7所述的医疗废物智能化跟踪管理方法，其特征在于，在步骤101中，使用二维码标签对医疗废物进行唯一标识和信息存储时，采用以下公式生成二维码：
其中，表示二维码，/>表示医疗废物的重量，/>表示医疗废物的种类，/>表示医疗废物的来源，/>表示医疗废物的去向，/>表示哈希函数。
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