基于大數據、物聯網和云平臺的高校智慧疫情防控系統建設研究

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，針對疫情期高校學生返校復學的迫切需求，文章闡述了西安交通大學利用互聯網、物聯網、云平臺、大數據等先進的信息技術，結合學校實際，聚焦學生返校過程中不同時間節點的具體防控需求，建成集健康信息實時采集、西交健康碼動態監測、入校防控核查、校內活動管理等特色功能于一體的信息化管理平臺，對學生返校復學及校內活動進行全過程、全方位、全天候的精準防控。

關鍵詞：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，陜西省教育廳發布了《關于做好各類學校2020年春季學期開學工作的通知》，高等院校紛紛安排復學返校。[1]西安交通大學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來抓。因此，如何安排學生平安返校、如何讓學生一站式進行返校申請、如何對特殊學生進行管理、如何對已返校學生進行保障，是本研究的重點。

一、疫情防控中面臨的主要問題

我校學生人數龐大，生源地分布廣泛（其中包含部分留學生），疫情期多校區學生返校統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，疫情爆發正值假期，學校要動態掌握全校學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、交叉感染的風險。校門出入口健康信息采集、身份核查和數據上報的安全穩定快速有序實施缺乏有效平臺和工具。

四是到校后學生住宿、活動和外出規范管理面臨挑戰。校內學生定點查寢、校內活動軌跡記錄、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、智慧疫情防控系統的建設要點

一是綜合分析學生健康數據和基礎信息，建立學生健康檔案，助力快速完成分批次返校安排。[2]

二是提供學生的快速核查、信息采集、極速上報和校內行為軌跡監測，杜絕謊報瞞報。

三是對學生入校出校進行嚴格管控，杜絕與本校無關人員出入校園，防止疫情感染風險。

四是形成豐富的數據統計分析報表，為學生管理部門提供精準的數據依據，及時做出防疫部署。

三、多技術聯動精準保障學生返校復學的實踐

教育部召開的全國教育系統應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，嚴格管控學校校門，未經學校批準學生一律不準返校，校外無關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，對發燒咳嗽者一律實行醫學隔離觀察，不服從管理者一律嚴肅處理。”教育部應對新冠肺炎疫情工作領導小組辦公室主任王登峰提出三條原則——錯峰、錯區域、錯層次。

我校智慧疫情防控系統分為學生返校保障和數據統計分析兩大模塊，系統架構如圖1所示。

圍繞學生返校前、到校時和到校后三個關鍵時間節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，匯聚學工系統、研究生系統、健康每日報等5大數據，面向本科、研究生、留學生等6類用戶，支持PC和手機2種終端訪問。對標教育部《高等學校新型冠狀病毒肺炎防控指南》要求，系統重點實現了一些特色功能。

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多種終端向全校學生展開每日健康信息采集，要求學生連續14天以上填報每日健康狀況并無異常情況才能在學校規定的日期返校。[2]智慧疫情防控系統通過健康每日報采集的健康數據，為每位學生建立健康檔案，并對數據進行比對和分析，標記近14天未連續填報的學生和健康狀況存在風險的學生（本人有過發熱情況、本人或家屬去過疫情發生地、曾與疫區或疫區返回人員接觸、與確診患者或疑似患者接觸），形成學生健康檔案，通過對健康檔案進行分析為學生生成紅、黃、綠三種顏色的初始化西交健康碼。學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，針對異常學生進行特殊人員管理;返校后，可以進行校內地點日常測溫，收集學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。

學校返校日期確定后，依照本地政策，結合返校前健康檔案分析結果，按照學校整體統籌、分批人數均衡、地區集中返校的原則對返校批次進行錯峰規劃。學生支持自動關聯學生學院、專業、年級、書院、生源地、聯系方式等信息，充分考慮各地區疫情情況，快速準確確定分批返校名單和每日可返校人數。學生分批次安排返校用例圖如圖3所示。

將不同類別的學生劃分為不同返校批次，學生在申請時間范圍內進行返校申請，根據設定的審核流程，學校審核通過后，學生在返校規定時間內按時返校登記。學校將可返校的學生通過短信、微信、郵件和電話等各種方式點對點通知到學生，本科生由輔導員確認通知到每個人，研究生由學院管理教師確認通知到每一個人。通知內容應包含學生返校日期、返校注意流程及注意事項、當地政策宣傳、疫情期間課程安排以及校內個人防護注意事項。

2.“三單一書”確認完善，學生返校分類審批

返校批次和返校名單確定后，各批次待返校學生須進入系統提交返校申請，即完善并確認“三單一書”內容，包含健康檔案單、行程報告單、旅居軌跡單和承諾書。學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生近14日內的健康情況和疫情高發區旅居接觸史;返校行程單記錄了學生從家門口到校門口的行程路線以及票據信息;承諾書是學生對“三單一書”所填內容的真實性承諾以及對嚴格遵守學校返校相關規定的承諾。緊扣《高等學校新型冠狀病毒肺炎防控指南》要求，為實現全校學生的精準化管理，針對本科生、研究生和留學生三種不同類型的學生，將“三單一書”審批分為三類審批流程。

本科生實行輔導員、書院兩級審核，研究生實行導師、輔導員、學院三級審核，留學生實行輔導員、國際教育學院二級審核。[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生支持批量審核，初始化西交健康碼為黃色的學生必須逐一審核。所有初始化西交健康碼為黃色的學生最終還要經過校醫院審核獲準后，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，系統會根據審批結果為學生生成紅、黃、綠三種顏色的西交健康碼。綠碼代表疫情高發區學生，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生（疫情高發區、健康狀況、旅居軌跡有異常學生）;紅碼代表健康狀況異常嚴重的學生（疑似、確診患者或醫學隔離）。西交健康碼，包含學生的姓名、性別、學號、學院/書院、校區、異常原因等數據，結構如圖5所示。

西交健康碼采用決策樹之ID3算法，先把全部學生分成申請前、審核中、審核后啟程前、啟程后四個分組;根據學生當地一碼通的顏色、人工干預、是否解除隔離、境外旅居、發熱、湖北、境內高風險地區、體溫、數據完整性等多數據維度，綜合計算出實際健康碼顏色，例如申請前當地一碼通顏色紅色或黃色的學生，這批學生直接標記為紅碼;對于未標記的學生依次迭代紅碼屬性、黃碼屬性，并對符合條件的做相應標記;以上迭代計算完仍不符合任何一個條件的異常標記的學生，統一設定為綠碼。

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

4.建立到校學生健康臺賬，健康信息實時推送

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

系統結合健康情況監測、校內行為軌跡監測和外出記錄等形成到校學生名冊，并為每位學生生成健康臺賬。西交健康碼顏色也根據學生的健康臺賬實時變更，綠碼學生發生體溫升高、危險人員接觸史等異常情況后，健康碼轉黃;黃碼學生成為疑似或確診病例后，經校醫院確認后健康碼轉紅;紅碼學生如健康狀況已恢復，經校醫院確認后健康碼轉黃;黃碼學生近14天連續健康監測無異常并經校醫院確認后健康碼轉綠。采用微信、短信、APP消息推送等多種形式，將學生的健康狀況變更情況第一時間推送給學院/書院相關人員、學生本人和家長;讓輔導員、導師、學院和書院負責人、相關部門領導、校領導實時了解學生健康狀況和在校情況，并立即啟動相應預案進行及時處理。

5.特殊學生在線管理，學生外出線上申請

針對特殊學生，建立管理臺賬，供學校相關部門隨時掌握學生的基本信息、健康狀況和異常原因。為校醫院專門開通健康狀況變更渠道，如發現異常可立即進行線上變更，并改變西交健康碼顏色。針對因特殊情況需外出的學生，建立線上審批流程。[2]外出申請經相關教師和部門審核通過后，為學生生成紫色的西交健康碼，紫碼中設定入校和離校時間范圍，學生在校門出示紫碼，在指定時間通過手持POS簽到機刷卡出入學校。

6.大數據精準防控，IOC智能指揮

根據學生基本信息、健康檔案、返校行程安排、到校情況等，生成多維度、多樣化的數據統計報表，利用大數據進行挖掘和分析，實時生成各校區返校人員統計數據;利用互聯網、云平臺技術，實時接入各校區安防系統，動態監控人員流動情況，避免人員聚集和擁堵。[3]通過統一運營中心（IOC）大屏（見圖7），學校防疫指揮部門可以實時了解各類學生返校情況、各時段返校數據、各校區人員密度、學生健康情況等，做到全過程、全對象、全場所、全天候的管理和保障。[4]

四、智慧疫情防控系統的應用效果

智慧疫情防控系統于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3萬余學生返校;5月6日第一批次學生開始返校，學生專用通道采用“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，入校人數峰值達500人，全程最短僅用時10秒，實現學生返校“零接觸、零等待、零風險”。

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

五、結語

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

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

參考文獻：

[1]陜教明電[2020]2號.陜西省教育廳關于做好各級各類學校2020年春季學期開學工作的通知[Z].

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

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

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

（編輯：王天鵬）