高校新冠疫情防控信息平臺的設計與應用

陳錦繁 秦斌 劉佳敏

摘要：國內高校普遍存在校園人員密集和出行流動范圍廣等疫情接觸較高風險特點，深圳大學新冠疫情防控信息平臺得益于智慧校園建設和私有云架構部署，高效解決了師生申報壓力大、審核強度高、統計難等信息管理諸多問題。信息平臺應用了ECharts可視化技術展示師生分布地圖和熱點，并創造性地引入數字哨兵防疫體系，通過實時核驗出入校師生健康信息，實現了精準防疫和科學管理，助力校園疫情防控數字化和智能化。

關鍵詞：疫情防控；智慧校園；私有云；數字哨兵；ECharts

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）06-0073-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

2020年1月，教育部連續發布了《部署教育系統做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作》[1]和《教育系統新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控應急預案工作》[2]等多個文件，全國各高校進入“疫情防控+”的教學和管理模式。按照省市各級文件指示要求，堅決貫徹“外防輸入、內防反彈”總策略和“動態清零”總方針，壓緊四方責任，全員、全過程、全方位周密防控，堅持人、物、環境同防和多病共防，按照“四早”防控措施，加強學校師生員工核酸檢測，完善校園疫情應急處置方案，力求做到科學、穩妥、高效處置。

摸清疫情現狀，嚴防疫情輸入，深圳大學第一時間成立新冠肺炎疫情防控指揮部。“深圳大學新冠疫情防控信息平臺”于2020年2月正式上線，歷經兩年多的應用實踐，面臨各種問題難點，信息平臺不斷改進和完善，不但實現了建設目標，也為學校疫情防控工作積累了經驗，為國內高校提供了應用案例示范。

1 系統框架設計

校園的信息化建設需要統一規劃，校園內各部門的業務和應用系統需要融合聯通，提升校園信息化服務質量和服務水平[3]。深圳大學于2018年完成智慧校園整體建設，充分整合利用現有的應用系統和數據，全面升級人事、教務、研究生、科研等業務，并與校園卡、財務、學工等原有業務全面打通，建立了統一的數據服務和業務管理平臺。

按照上級部門疫情防控和統計要求，納入信息平臺管理的人員分為學生和教職工兩大類，包括深大在校師生、后勤服務、校內居民、外包服務團隊和駐校商業機構人員等。學生大類包括本科生、研究生、留學生、聯合辦學、非學歷和非全日制學生，其余非學生身份人員均視為教職工大類。

系統架構包括基礎平臺層、業務邏輯層、應用服務層，同時建立信息標準規范體系和網絡安全保障體系（如圖1所示）。深大師生總人數規模約6萬人，對系統的信息響應和并發要求較高，硬件環境采用云計算與大數據信息服務平臺，提供高效數據運算處理能力。深圳大學新冠疫情防控信息平臺支持跨終端，師生可以在PC、手機和平板等移動終端完成個人信息申報和信息更新。信息平臺跨系統集成，依托學校的統一身份認證系統、校園卡系統、數字哨兵工作平臺、師生基礎信息庫、師生分布可視化平臺、師生申報健康信息庫和省市健康信息庫。

2 管理功能設計

2.1 用戶權限設計

用戶權限按角色分為普通用戶、學院審核員和數據管理員。統一身份認證系統是全校的基礎認證服務，學校智慧校園建設后，幾乎所有業務系統均已實現單點登錄。統一身份認證平臺用戶數據源包括本科生系統、研究生系統、人事系統、校園卡系統，數據權威可靠。所有人員和角色在疫情防控信息平臺上進行信息申報、信息審核、信息管理，均需登錄統一身份認證[4]。

2.2 師生信息申報（用戶端）

師生掃碼登錄統一身份認證，進入信息平臺入口即用戶端。目前，師生需申報的信息包括三大類：個人信息、健康信息、出行信息。

個人信息包括基本信息（姓名、學工號、校園卡號、學院等）和擴展信息（證件號、手機號、郵箱、當前住址等）。基本信息直接從統一身份認證平臺提取，原則上不允許修改，擴展信息允許自行完善和更新。

健康信息內容多樣，主要項目有基本健康信息（新冠疫苗接種信息、身體健康信息、近期接觸史、近期旅居史）和動態健康信息（健康碼信息、行程卡信息、核酸檢測信息等）。

寒暑假和小長假是師生離校跨市跨省離境的高峰期，申報出行信息，便于了解師生的行程動態和疫情風險地區接觸情況。申報項目主要包括出行事由、目的地、途經主要城市、離校時間、返校時間等。

2.3 信息審核和通行規則管理

學院審核員登錄管理臺賬，結合學校疫情防控措施和國內外疫情風險地區，給予師生相應的出入校管理措施：允許出入校、禁止出入校、禁止返校等。根據全員申報信息，建立“出入校白名單”制度，非白名單人員未經批準不得入校。不同時期，入校通行規則也不相同，根據疫情防控要求變化隨時調整。通行規則一般有日常規則、寬松規則、嚴管規則和禁止規則（見表1）。入校規則通過聯動數字哨兵，支持師生刷校園卡、微信校園卡、身份證、粵康碼等多種方式，在線即時核驗師生入校健康信息，符合其通行規則的方可通行。

2.4 信息統計報表

深圳大學實行新冠疫情“日報告”“零報告”制度，除了每日在校師生健康監測信息系統上報外，還需準確掌握未到校師生健康狀況并及時追訪和上報。根據省教育廳和市教育局的疫情防控信息統計需要，數據管理員可以在臺賬上檢索并生成各類數據報表，包括師生申報進度表、申報信息審核進度表、師生基本信息統計表、中高風險地區人員統計表、各類旅居史人員統計表、核酸檢測情況統計表、疫苗接種情況統計表、留校留深離深出行統計表、每天出入校人員統計表等。

3 特色功能設計

3.1 師生所在地可視化，直觀呈現“熱區熱點”

師生人員出行信息采用中國地圖的省份熱區和城市熱點方式呈現。ECharts是廣泛應用的前端數據可視化解決方案，純JS圖表庫可跨平臺運行在PC和移動設備，兼容性好[5]。ECharts底層依賴輕量級的Canvas類庫ZRender，提供直觀生動、可交互、可高度個性化定制的數據可視化圖表展示。ECharts區域地圖模式支持全國各省、自治區和城市，通過基于坐標的圖表通過色彩變化表現數值的大小能直觀形象地展示數據分布。

實現辦法是先將師生所在地信息按省份或城市實時導出腳本文件，根據地圖坐標定位地圖，再結合信息平臺中師生出行地或所在地的統計數據，生成可視化人員分布圖（圖2為廣東省內師生分布圖）。

3.2 H5移動端適配技術，師生體驗更友好

隨著移動互聯網的發展，為了保證信息申報的時效性和便利性，信息平臺申報端采用HTML5技術，頁面在不同的用戶端設備上呈現一致，實現PC和移動端的完美兼容[6]。

對于H5頁面的移動端適配問題，信息平臺采用了Viewport方案。HTML的meta標簽Viewport是用戶網頁的可視區域，對于移動端設備比如手機，把頁面放在一個虛擬窗口Viewport中，通常虛擬窗口超出手機屏幕寬度，這樣就不用把每個頁面壓縮顯示在小窗口，用戶可以通過觸摸屏的移動和縮放來看頁面內容。此方案適配原理簡單，直接使用設計頁標注無須換算。這種方案在開發階段時不用分心關注設備屏幕尺寸的差異，只需控制設計頁上的標注像素px，也無須單位換算。在頁面head標簽里加入以下代碼：

3.3 數字哨兵本地化改造，為師生減負

在啟用數字哨兵以前，按照“表1”通行規則，師生必須及時申報個人健康信息，否則將無法出入校門。核酸檢測信息更新頻度要求高，疫情嚴控期幾乎每天都需申報和上傳截圖，既給師生帶來申報負擔，也給學院審核員增加審核壓力。目前，市面數字哨兵產品很多，經考察評估，數字哨兵自帶白名單管理功能普遍較弱，無法滿足學校疫情防控信息聚合匯總和統計的需要。因此，深圳大學率先將疫情防控信息平臺與“數字哨兵防疫系統”完美集成，完成本地化部署改造，師生再也不必每天更新信息和上傳截圖，實現了校門人員出入的自動監測和智能管理。

深圳大學的數字哨兵防疫管理體系由疫情防控信息平臺和數字哨兵組成。數字哨兵防疫體系經本地化改造，直接對接疫情防控信息平臺數據。學院審核員在信息平臺管理所有師生信息、健康信息和入校健康規則等，師生出入校門時經數字哨兵查驗身份，根據通行規則放行。查驗身份方式有校園卡、微信校園卡、身份證和健康碼等，數字哨兵直接接入省市健康大數據信息庫，可以迅速完成身份識別和健康監測。

深圳大學每天出入校師生超3萬人次，數字哨兵全天候工作，有效識別無效卡、無效健康碼截屏、紅碼、黃碼、核酸時效不達標、體溫異常等異常情形，提升查驗效率和精準度，有效減輕門衛查驗壓力（如圖3所示）。深圳大學的數字哨兵防疫管理體系，有效提升師生通行效率，更讓深圳大學的校園防疫有速度、有精度、更有溫度。

4 平臺運維安全體系

4.1 私有云平臺安全

私有云，具有安全性、私密性和可擴展性。由于學校業務系統眾多，擁有海量師生個人隱私信息、宿舍信息、成績信息和檔案信息等機密內部記錄，使用私有云使學校可以完全控制其數據和配置。深圳大學部署多個私有云平臺，經多次換代升級，疫情防控信息平臺所在云平臺采用成熟的FusionSphere虛擬化解決方案（如圖5所示），實現了硬件資源的虛擬化，以及對虛擬資源集中管理、輕量級運營、云基礎服務和性能管理等能力[7]。FusionCompute負責硬件資源的虛擬化，采用虛擬計算、虛擬存儲、虛擬網絡等技術，完成計算資源、存儲資源、網絡資源的虛擬化。通過對虛擬資源進行集中調度和管理，從而降低業務的運行成本，保證系統的安全性和可靠性，構筑安全、綠色、節能的云數據中心能力[8]。

4.2 數據備份和保護

信息平臺所在的私有云提供了基礎備份和容災功能，為疫情防控信息系統的海量數據提供全面保護。eBakup是虛擬化備份軟件，滿足海量虛擬機備份場景需求，備份服務器與備份代理各司其職，分布式可擴展架構，配合虛擬化云平臺的快照功能和CBT備份功能實現虛擬機數據備份方案，實現任務負載均衡和故障切換，保證服務器可靠性。UltraVR是容災業務管理軟件，利用底層SAN存儲系統提供的異步遠程復制特性，提供虛擬機關鍵數據的數據保護和容災恢復。

5 結束語

深圳大學新冠疫情防控信息平臺通過對數字哨兵系統創新改造，完成了本地化部署，并實現了多系統融合：統一身份認證為人員角色提供身份識別；數字哨兵采集體溫、讀卡和掃碼；校園卡系統獲取刷卡信息和師生照片；省市健康平臺接口實時核驗健康信息等。截至2022年6月，平臺服務師生累計超200萬人次，助力學校完成新冠疫情常態化高效管理，為學校疫情防控指揮部制定各種方案措施提供強有力的數據支持。通過與兄弟院校的頻繁互動交流，互相借鑒和學習，為高校的疫情防控應用提供了示范參考和實施經驗。

參考文獻：

[1] 教育部.部署教育系統做好新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控工作[EB/OL].（2020.01.22）. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202001/t20200122_416316.html.

[2] 教育部. 教育部部署教育系統新型冠狀病毒感染的肺炎疫情防控應急預案工作[EB/OL].（2020.01.23）. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202001/t20200123_416429.html.

[3] 楊鳳，張改紅，楊瑞.智慧校園建設研究[J].計算機時代，2021（12）：125-127，130.

[4] 王又民，秦斌.破解多校區網絡管理痛點[J].中國教育網絡，2019（1）：72-73.

[5] 崔蓬.ECharts在數據可視化中的應用[J].軟件工程，2019，22（6）：42-46.

[6] 陳錦繁，秦斌，劉佳敏.高校投票系統計票計分算法的改進探索和實踐[J].現代計算機，2021，27（28）：60-64.

[7] 戶利利.等保2.0下高校虛擬化平臺安全探索[J].電腦知識與技術，2020，16（10）：27-29.

[8] 蔡清輝.基于華為FusionCompute應用服務器虛擬化管理系統[J].軟件工程，2016，19（2）：21-22.

【通聯編輯：梁書】