基于大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和云平臺的高校智慧疫情防控系統(tǒng)建設(shè)研究

郭倩 羅軍鋒 鎖志海 徐墨 高瞻

摘? ?要：按照教育部和省教育廳部署安排，針對疫情期高校學(xué)生返校復(fù)學(xué)的迫切需求，文章闡述了西安交通大學(xué)利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)等先進的信息技術(shù)，結(jié)合學(xué)校實際，聚焦學(xué)生返校過程中不同時間節(jié)點的具體防控需求，建成集健康信息實時采集、西交健康碼動態(tài)監(jiān)測、入校防控核查、校內(nèi)活動管理等特色功能于一體的信息化管理平臺，對學(xué)生返校復(fù)學(xué)及校內(nèi)活動進行全過程、全方位、全天候的精準防控。

關(guān)鍵詞：健康信息采集;西交健康碼;精準防控;外出申請;云平臺;智慧管理

中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2021）07-0061-04

通過努力，我國新型冠狀病毒肺炎疫情防控工作取得了重大成效，本土傳播鏈基本切斷。2020年3月份，陜西省教育廳發(fā)布了《關(guān)于做好各類學(xué)校2020年春季學(xué)期開學(xué)工作的通知》，高等院校紛紛安排復(fù)學(xué)返校。[1]西安交通大學(xué)積極貫徹落實黨中央部署要求，將師生生命安全和身體健康放在第一位，把疫情防控作為當前重大政治任務(wù)來抓。因此，如何安排學(xué)生平安返校、如何讓學(xué)生一站式進行返校申請、如何對特殊學(xué)生進行管理、如何對已返校學(xué)生進行保障，是本研究的重點。

一、疫情防控中面臨的主要問題

我校學(xué)生人數(shù)龐大，生源地分布廣泛（其中包含部分留學(xué)生），疫情期多校區(qū)學(xué)生返校統(tǒng)籌計劃與管理實施難度大，主要面臨以下問題：

一是返校前高校疫情防控工作困難。新型冠狀病毒具有潛伏期長、易傳播的特點，疫情爆發(fā)正值假期，學(xué)校要動態(tài)掌握全校學(xué)生身體健康狀況難度較大。

二是返校中缺乏有效手段支撐分批次的入校安排。如何合理快速分批次安排返校、如何提供返校申請的便捷填寫和審批渠道、如何掌握學(xué)生到校方式和到校路徑等問題亟待解決。

三是到校時存在人員擁堵、交叉感染的風(fēng)險。校門出入口健康信息采集、身份核查和數(shù)據(jù)上報的安全穩(wěn)定快速有序?qū)嵤┤狈τ行脚_和工具。

四是到校后學(xué)生住宿、活動和外出規(guī)范管理面臨挑戰(zhàn)。校內(nèi)學(xué)生定點查寢、校內(nèi)活動軌跡記錄、指定人員外出申請和審批等需要利用信息化手段去處理。

二、智慧疫情防控系統(tǒng)的建設(shè)要點

一是綜合分析學(xué)生健康數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)信息，建立學(xué)生健康檔案，助力快速完成分批次返校安排。[2]

二是提供學(xué)生的快速核查、信息采集、極速上報和校內(nèi)行為軌跡監(jiān)測，杜絕謊報瞞報。

三是對學(xué)生入校出校進行嚴格管控，杜絕與本校無關(guān)人員出入校園，防止疫情感染風(fēng)險。

四是形成豐富的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析報表，為學(xué)生管理部門提供精準的數(shù)據(jù)依據(jù)，及時做出防疫部署。

三、多技術(shù)聯(lián)動精準保障學(xué)生返校復(fù)學(xué)的實踐

教育部召開的全國教育系統(tǒng)應(yīng)對新型冠狀病毒感染肺炎疫情防控工作的視頻會議提出：“要切實強化陣地意識，嚴格管控學(xué)校校門，未經(jīng)學(xué)校批準學(xué)生一律不準返校，校外無關(guān)人員一律不準進校門，師生進入校門一律雙證核驗身份和檢測體溫，對發(fā)燒咳嗽者一律實行醫(yī)學(xué)隔離觀察，不服從管理者一律嚴肅處理?！苯逃繎?yīng)對新冠肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室主任王登峰提出三條原則——錯峰、錯區(qū)域、錯層次。

我校智慧疫情防控系統(tǒng)分為學(xué)生返校保障和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析兩大模塊，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圍繞學(xué)生返校前、到校時和到校后三個關(guān)鍵時間節(jié)點建成健康信息采集、“三單一書”申請審批、“西交健康碼”等20個功能點，匯聚學(xué)工系統(tǒng)、研究生系統(tǒng)、健康每日報等5大數(shù)據(jù)，面向本科、研究生、留學(xué)生等6類用戶，支持PC和手機2種終端訪問。對標教育部《高等學(xué)校新型冠狀病毒肺炎防控指南》要求，系統(tǒng)重點實現(xiàn)了一些特色功能。

1.健康信息實時采集，返校名單快速確定

我校已于2020年2月初實行健康每日報，從手機和PC多種終端向全校學(xué)生展開每日健康信息采集，要求學(xué)生連續(xù)14天以上填報每日健康狀況并無異常情況才能在學(xué)校規(guī)定的日期返校。[2]智慧疫情防控系統(tǒng)通過健康每日報采集的健康數(shù)據(jù)，為每位學(xué)生建立健康檔案，并對數(shù)據(jù)進行比對和分析，標記近14天未連續(xù)填報的學(xué)生和健康狀況存在風(fēng)險的學(xué)生（本人有過發(fā)熱情況、本人或家屬去過疫情發(fā)生地、曾與疫區(qū)或疫區(qū)返回人員接觸、與確診患者或疑似患者接觸），形成學(xué)生健康檔案，通過對健康檔案進行分析為學(xué)生生成紅、黃、綠三種顏色的初始化西交健康碼。學(xué)生健康信息實時采集用例圖如圖2所示。

通過三種方式實時采集學(xué)生健康信息。返校前，通過健康每日報進行每日健康打卡，收集所在地、體溫、身體狀況、近期情況等信息;返校時，通過智慧疫情防控app進行體溫檢測及返校登記，針對異常學(xué)生進行特殊人員管理;返校后，可以進行校內(nèi)地點日常測溫，收集學(xué)生日常活動軌跡及申請情況;返校外出后再進校，通過智慧疫情防控app重新進行掃碼測溫。

學(xué)校返校日期確定后，依照本地政策，結(jié)合返校前健康檔案分析結(jié)果，按照學(xué)校整體統(tǒng)籌、分批人數(shù)均衡、地區(qū)集中返校的原則對返校批次進行錯峰規(guī)劃。學(xué)生支持自動關(guān)聯(lián)學(xué)生學(xué)院、專業(yè)、年級、書院、生源地、聯(lián)系方式等信息，充分考慮各地區(qū)疫情情況，快速準確確定分批返校名單和每日可返校人數(shù)。學(xué)生分批次安排返校用例圖如圖3所示。

將不同類別的學(xué)生劃分為不同返校批次，學(xué)生在申請時間范圍內(nèi)進行返校申請，根據(jù)設(shè)定的審核流程，學(xué)校審核通過后，學(xué)生在返校規(guī)定時間內(nèi)按時返校登記。學(xué)校將可返校的學(xué)生通過短信、微信、郵件和電話等各種方式點對點通知到學(xué)生，本科生由輔導(dǎo)員確認通知到每個人，研究生由學(xué)院管理教師確認通知到每一個人。通知內(nèi)容應(yīng)包含學(xué)生返校日期、返校注意流程及注意事項、當?shù)卣咝麄鳌⒁咔槠陂g課程安排以及校內(nèi)個人防護注意事項。

2.“三單一書”確認完善，學(xué)生返校分類審批

返校批次和返校名單確定后，各批次待返校學(xué)生須進入系統(tǒng)提交返校申請，即完善并確認“三單一書”內(nèi)容，包含健康檔案單、行程報告單、旅居軌跡單和承諾書。學(xué)生返校審批流程如圖4所示。

健康檔案單和旅居軌跡單包含了學(xué)生近14日內(nèi)的健康情況和疫情高發(fā)區(qū)旅居接觸史;返校行程單記錄了學(xué)生從家門口到校門口的行程路線以及票據(jù)信息;承諾書是學(xué)生對“三單一書”所填內(nèi)容的真實性承諾以及對嚴格遵守學(xué)校返校相關(guān)規(guī)定的承諾。緊扣《高等學(xué)校新型冠狀病毒肺炎防控指南》要求，為實現(xiàn)全校學(xué)生的精準化管理，針對本科生、研究生和留學(xué)生三種不同類型的學(xué)生，將“三單一書”審批分為三類審批流程。

本科生實行輔導(dǎo)員、書院兩級審核，研究生實行導(dǎo)師、輔導(dǎo)員、學(xué)院三級審核，留學(xué)生實行輔導(dǎo)員、國際教育學(xué)院二級審核。[2]為了保證返校審批高效、準確，初始化西交健康碼為綠色的學(xué)生支持批量審核，初始化西交健康碼為黃色的學(xué)生必須逐一審核。所有初始化西交健康碼為黃色的學(xué)生最終還要經(jīng)過校醫(yī)院審核獲準后，方可返校。

3.自動生成西交健康碼，入校須憑“一碼一證”

返校申請審批通過后，系統(tǒng)會根據(jù)審批結(jié)果為學(xué)生生成紅、黃、綠三種顏色的西交健康碼。綠碼代表疫情高發(fā)區(qū)學(xué)生，返校前14天各項表單信息無異常;黃碼代表其中某項有異常的學(xué)生（疫情高發(fā)區(qū)、健康狀況、旅居軌跡有異常學(xué)生）;紅碼代表健康狀況異常嚴重的學(xué)生（疑似、確診患者或醫(yī)學(xué)隔離）。西交健康碼，包含學(xué)生的姓名、性別、學(xué)號、學(xué)院/書院、校區(qū)、異常原因等數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)如圖5所示。

西交健康碼采用決策樹之ID3算法，先把全部學(xué)生分成申請前、審核中、審核后啟程前、啟程后四個分組;根據(jù)學(xué)生當?shù)匾淮a通的顏色、人工干預(yù)、是否解除隔離、境外旅居、發(fā)熱、湖北、境內(nèi)高風(fēng)險地區(qū)、體溫、數(shù)據(jù)完整性等多數(shù)據(jù)維度，綜合計算出實際健康碼顏色，例如申請前當?shù)匾淮a通顏色紅色或黃色的學(xué)生，這批學(xué)生直接標記為紅碼;對于未標記的學(xué)生依次迭代紅碼屬性、黃碼屬性，并對符合條件的做相應(yīng)標記;以上迭代計算完仍不符合任何一個條件的異常標記的學(xué)生，統(tǒng)一設(shè)定為綠碼。

西交健康碼用于返校學(xué)生信息核驗以及到校后疫情防控管理。學(xué)生在校門出示西交健康碼、校園一卡通，刷卡關(guān)聯(lián)智慧疫情防控系統(tǒng)，迅速進行身份核驗。西交健康碼為綠色的學(xué)生可以正常入校，西交健康碼為黃色的學(xué)生，入校后即進入指定隔離區(qū);西交健康碼為紅色的學(xué)生，禁止入校并做緊急預(yù)案處理。據(jù)學(xué)生返校行程安排、到校登記情況等實時生成各校區(qū)返校人員統(tǒng)計數(shù)據(jù)，圖6是學(xué)生返校日生成的到校人員實時分布統(tǒng)計圖。

4.建立到校學(xué)生健康臺賬，健康信息實時推送

學(xué)生到校后，持續(xù)通過健康每日報監(jiān)測健康情況;[2]宿舍、教學(xué)樓、食堂、校醫(yī)院、圖書館、體育場館、澡堂、中大型超市等持續(xù)監(jiān)測每位進入學(xué)生的體溫并上傳至系統(tǒng);各樓宇和場館入口體溫監(jiān)測同時打卡或掃碼簽到，上傳學(xué)生進入時間，自動關(guān)聯(lián)學(xué)生信息，形成學(xué)生校內(nèi)活動軌跡;繪制學(xué)校的實時樓宇人口密度熱力圖，供管理人員合理調(diào)配資源，避免人群聚集，錯峰提供和使用相關(guān)資源，有效避免交叉感染，保證師生科學(xué)有序的學(xué)習(xí)生活。

系統(tǒng)結(jié)合健康情況監(jiān)測、校內(nèi)行為軌跡監(jiān)測和外出記錄等形成到校學(xué)生名冊，并為每位學(xué)生生成健康臺賬。西交健康碼顏色也根據(jù)學(xué)生的健康臺賬實時變更，綠碼學(xué)生發(fā)生體溫升高、危險人員接觸史等異常情況后，健康碼轉(zhuǎn)黃;黃碼學(xué)生成為疑似或確診病例后，經(jīng)校醫(yī)院確認后健康碼轉(zhuǎn)紅;紅碼學(xué)生如健康狀況已恢復(fù)，經(jīng)校醫(yī)院確認后健康碼轉(zhuǎn)黃;黃碼學(xué)生近14天連續(xù)健康監(jiān)測無異常并經(jīng)校醫(yī)院確認后健康碼轉(zhuǎn)綠。采用微信、短信、APP消息推送等多種形式，將學(xué)生的健康狀況變更情況第一時間推送給學(xué)院/書院相關(guān)人員、學(xué)生本人和家長;讓輔導(dǎo)員、導(dǎo)師、學(xué)院和書院負責(zé)人、相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)、校領(lǐng)導(dǎo)實時了解學(xué)生健康狀況和在校情況，并立即啟動相應(yīng)預(yù)案進行及時處理。

5.特殊學(xué)生在線管理，學(xué)生外出線上申請

針對特殊學(xué)生，建立管理臺賬，供學(xué)校相關(guān)部門隨時掌握學(xué)生的基本信息、健康狀況和異常原因。為校醫(yī)院專門開通健康狀況變更渠道，如發(fā)現(xiàn)異?？闪⒓催M行線上變更，并改變西交健康碼顏色。針對因特殊情況需外出的學(xué)生，建立線上審批流程。[2]外出申請經(jīng)相關(guān)教師和部門審核通過后，為學(xué)生生成紫色的西交健康碼，紫碼中設(shè)定入校和離校時間范圍，學(xué)生在校門出示紫碼，在指定時間通過手持POS簽到機刷卡出入學(xué)校。

6.大數(shù)據(jù)精準防控，IOC智能指揮

根據(jù)學(xué)生基本信息、健康檔案、返校行程安排、到校情況等，生成多維度、多樣化的數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表，利用大數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，實時生成各校區(qū)返校人員統(tǒng)計數(shù)據(jù);利用互聯(lián)網(wǎng)、云平臺技術(shù)，實時接入各校區(qū)安防系統(tǒng)，動態(tài)監(jiān)控人員流動情況，避免人員聚集和擁堵。[3]通過統(tǒng)一運營中心（IOC）大屏（見圖7），學(xué)校防疫指揮部門可以實時了解各類學(xué)生返校情況、各時段返校數(shù)據(jù)、各校區(qū)人員密度、學(xué)生健康情況等，做到全過程、全對象、全場所、全天候的管理和保障。[4]

四、智慧疫情防控系統(tǒng)的應(yīng)用效果

智慧疫情防控系統(tǒng)于2020年4月29日早上8∶00開放使用后，已保障了第一、第二批次3萬余學(xué)生返校;5月6日第一批次學(xué)生開始返校，學(xué)生專用通道采用“一碼一證”（西交健康碼和校園卡），進行刷卡快速核驗學(xué)生身份和近14天健康狀況，隨后完成人臉識別測溫即可入校，入校人數(shù)峰值達500人，全程最短僅用時10秒，實現(xiàn)學(xué)生返校“零接觸、零等待、零風(fēng)險”。

針對全校學(xué)生，已生成4萬余份學(xué)生健康檔案，包含500余萬條學(xué)生健康信息;針對特殊學(xué)生（來自中高風(fēng)險地區(qū)或有身體異常情況），已形成500余份特殊學(xué)生管理臺賬，其中西交健康碼為紅色的有73人;針對已到校學(xué)生，已審批4萬余人次的外出申請記錄，并形成異常出入學(xué)生（紫碼失效）統(tǒng)計報告70余份。

五、結(jié)語

在新冠肺炎疫情下，做好學(xué)生返校保障工作，是維護校園穩(wěn)定和恢復(fù)教學(xué)秩序的第一道關(guān)。智慧疫情防控系統(tǒng)是結(jié)合西安交通大學(xué)的實際情況，在短時期內(nèi)火速建成的應(yīng)急防控保障系統(tǒng)，通過2批次大規(guī)模、深程度的學(xué)生返校的實踐，驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、高效性和可靠性，在學(xué)生返校后，仍然通過學(xué)生健康檔案、特殊學(xué)生管理、學(xué)生外出管理等特色功能為在校學(xué)生的健康平安保駕護航。

在實踐和使用的過程中發(fā)現(xiàn)，智慧疫情防控工作仍需以下改進和完善：進一步提升系統(tǒng)的用戶體驗，為師生使用帶來便捷、良好的服務(wù);不斷改進學(xué)生外出申請和審批管理流程，增加多樣化的外出數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計;加強信息化服務(wù)，為返校后師生的正常學(xué)習(xí)、生活和工作做好保障。

參考文獻：

[1]陜教明電[2020]2號.陜西省教育廳關(guān)于做好各級各類學(xué)校2020年春季學(xué)期開學(xué)工作的通知[Z].

[2]陳翔，胡志斌主編.高等學(xué)校新型冠狀病毒肺炎防控指南[M].北京：人民衛(wèi)生出版社，2020：27-56.

[3]彭召波，倪娟.高校應(yīng)對重大突發(fā)公共衛(wèi)生事件的實踐和經(jīng)驗——以江蘇省為例[J].中國高校科技，2020（5）：17-20.

[4]毛文娟，紀巍.返校開學(xué)后學(xué)校疫情防控的對策研究[J].河北師范大學(xué)學(xué)報（教育科學(xué)版），2020，22（2）：25-28.

（編輯：王天鵬）