基于大数据、物联网和云平台的高校智慧疫情防控系统建设研究

郭倩 罗军锋 锁志海 徐墨 高瞻

摘   要：按照教育部和省教育厅部署安排，针对疫情期高校学生返校复学的迫切需求，文章阐述了西安交通大学利用互联网、物联网、云平台、大数据等先进的信息技术，结合学校实际，聚焦学生返校过程中不同时间节点的具体防控需求，建成集健康信息实时采集、西交健康码动态监测、入校防控核查、校内活动管理等特色功能于一体的信息化管理平台，对学生返校复学及校内活动进行全过程、全方位、全天候的精准防控。

关键词：健康信息采集;西交健康码;精准防控;外出申请;云平台;智慧管理

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2021）07-0061-04

通过努力，我国新型冠状病毒肺炎疫情防控工作取得了重大成效，本土传播链基本切断。2020年3月份，陕西省教育厅发布了《关于做好各类学校2020年春季学期开学工作的通知》，高等院校纷纷安排复学返校。[1]西安交通大学积极贯彻落实党中央部署要求，将师生生命安全和身体健康放在第一位，把疫情防控作为当前重大政治任务来抓。因此，如何安排学生平安返校、如何让学生一站式进行返校申请、如何对特殊学生进行管理、如何对已返校学生进行保障，是本研究的重点。

一、疫情防控中面临的主要问题

我校学生人数庞大，生源地分布广泛（其中包含部分留学生），疫情期多校区学生返校统筹计划与管理实施难度大，主要面临以下问题：

一是返校前高校疫情防控工作困难。新型冠状病毒具有潜伏期长、易传播的特点，疫情爆发正值假期，学校要动态掌握全校学生身体健康状况难度较大。

二是返校中缺乏有效手段支撑分批次的入校安排。如何合理快速分批次安排返校、如何提供返校申请的便捷填写和审批渠道、如何掌握学生到校方式和到校路径等问题亟待解决。

三是到校时存在人员拥堵、交叉感染的风险。校门出入口健康信息采集、身份核查和数据上报的安全稳定快速有序实施缺乏有效平台和工具。

四是到校后学生住宿、活动和外出规范管理面临挑战。校内学生定点查寝、校内活动轨迹记录、指定人员外出申请和审批等需要利用信息化手段去处理。

二、智慧疫情防控系统的建设要点

一是综合分析学生健康数据和基础信息，建立学生健康档案，助力快速完成分批次返校安排。[2]

二是提供学生的快速核查、信息采集、极速上报和校内行为轨迹监测，杜绝谎报瞒报。

三是对学生入校出校进行严格管控，杜绝与本校无关人员出入校园，防止疫情感染风险。

四是形成丰富的数据统计分析报表，为学生管理部门提供精准的数据依据，及时做出防疫部署。

三、多技术联动精准保障学生返校复学的实践

教育部召开的全国教育系统应对新型冠状病毒感染肺炎疫情防控工作的视频会议提出：“要切实强化阵地意识，严格管控学校校门，未经学校批准学生一律不准返校，校外无关人员一律不准进校门，师生进入校门一律双证核验身份和检测体温，对发烧咳嗽者一律实行医学隔离观察，不服从管理者一律严肃处理。”教育部应对新冠肺炎疫情工作领导小组办公室主任王登峰提出三条原则——错峰、错区域、错层次。

我校智慧疫情防控系统分为学生返校保障和数据统计分析两大模块，系统架构如图1所示。

围绕学生返校前、到校时和到校后三个关键时间节点建成健康信息采集、“三单一书”申请审批、“西交健康码”等20个功能点，汇聚学工系统、研究生系统、健康每日报等5大数据，面向本科、研究生、留学生等6类用户，支持PC和手机2种终端访问。对标教育部《高等学校新型冠状病毒肺炎防控指南》要求，系统重点实现了一些特色功能。

1.健康信息实时采集，返校名单快速确定

我校已于2020年2月初实行健康每日报，从手机和PC多种终端向全校学生展开每日健康信息采集，要求学生连续14天以上填报每日健康状况并无异常情况才能在学校规定的日期返校。[2]智慧疫情防控系统通过健康每日报采集的健康数据，为每位学生建立健康档案，并对数据进行比对和分析，标记近14天未连续填报的学生和健康状况存在风险的学生（本人有过发热情况、本人或家属去过疫情发生地、曾与疫区或疫區返回人员接触、与确诊患者或疑似患者接触），形成学生健康档案，通过对健康档案进行分析为学生生成红、黄、绿三种颜色的初始化西交健康码。学生健康信息实时采集用例图如图2所示。

通过三种方式实时采集学生健康信息。返校前，通过健康每日报进行每日健康打卡，收集所在地、体温、身体状况、近期情况等信息;返校时，通过智慧疫情防控app进行体温检测及返校登记，针对异常学生进行特殊人员管理;返校后，可以进行校内地点日常测温，收集学生日常活动轨迹及申请情况;返校外出后再进校，通过智慧疫情防控app重新进行扫码测温。

学校返校日期确定后，依照本地政策，结合返校前健康档案分析结果，按照学校整体统筹、分批人数均衡、地区集中返校的原则对返校批次进行错峰规划。学生支持自动关联学生学院、专业、年级、书院、生源地、联系方式等信息，充分考虑各地区疫情情况，快速准确确定分批返校名单和每日可返校人数。学生分批次安排返校用例图如图3所示。

将不同类别的学生划分为不同返校批次，学生在申请时间范围内进行返校申请，根据设定的审核流程，学校审核通过后，学生在返校规定时间内按时返校登记。学校将可返校的学生通过短信、微信、邮件和电话等各种方式点对点通知到学生，本科生由辅导员确认通知到每个人，研究生由学院管理教师确认通知到每一个人。通知内容应包含学生返校日期、返校注意流程及注意事项、当地政策宣传、疫情期间课程安排以及校内个人防护注意事项。

2.“三单一书”确认完善，学生返校分类审批

返校批次和返校名单确定后，各批次待返校学生须进入系统提交返校申请，即完善并确认“三单一书”内容，包含健康档案单、行程报告单、旅居轨迹单和承诺书。学生返校审批流程如图4所示。

健康档案单和旅居轨迹单包含了学生近14日内的健康情况和疫情高发区旅居接触史;返校行程单记录了学生从家门口到校门口的行程路线以及票据信息;承诺书是学生对“三单一书”所填内容的真实性承诺以及对严格遵守学校返校相关规定的承诺。紧扣《高等学校新型冠状病毒肺炎防控指南》要求，为实现全校学生的精准化管理，针对本科生、研究生和留学生三种不同类型的学生，将“三单一书”审批分为三类审批流程。

本科生实行辅导员、书院两级审核，研究生实行导师、辅导员、学院三级审核，留学生实行辅导员、国际教育学院二级审核。[2]为了保证返校审批高效、准确，初始化西交健康码为绿色的学生支持批量审核，初始化西交健康码为黄色的学生必须逐一审核。所有初始化西交健康码为黄色的学生最终还要经过校医院审核获准后，方可返校。

3.自动生成西交健康码，入校须凭“一码一证”

返校申请审批通过后，系统会根据审批结果为学生生成红、黄、绿三种颜色的西交健康码。绿码代表疫情高发区学生，返校前14天各项表单信息无异常;黄码代表其中某项有异常的学生（疫情高发区、健康状况、旅居轨迹有异常学生）;红码代表健康状况异常严重的学生（疑似、确诊患者或医学隔离）。西交健康码，包含学生的姓名、性别、学号、学院/书院、校区、异常原因等数据，结构如图5所示。

西交健康码采用决策树之ID3算法，先把全部学生分成申请前、审核中、审核后启程前、启程后四个分组;根据学生当地一码通的颜色、人工干预、是否解除隔离、境外旅居、发热、湖北、境内高风险地区、体温、数据完整性等多数据维度，综合计算出实际健康码颜色，例如申请前当地一码通颜色红色或黄色的学生，这批学生直接标记为红码;对于未标记的学生依次迭代红码属性、黄码属性，并对符合条件的做相应标记;以上迭代计算完仍不符合任何一个条件的异常标记的学生，统一设定为绿码。

西交健康码用于返校学生信息核验以及到校后疫情防控管理。学生在校门出示西交健康码、校园一卡通，刷卡关联智慧疫情防控系统，迅速进行身份核验。西交健康码为绿色的学生可以正常入校，西交健康码为黄色的学生，入校后即进入指定隔离区;西交健康码为红色的学生，禁止入校并做紧急预案处理。据学生返校行程安排、到校登记情况等实时生成各校区返校人员统计数据，图6是学生返校日生成的到校人员实时分布统计图。

4.建立到校学生健康台账，健康信息实时推送

学生到校后，持续通过健康每日报监测健康情况;[2]宿舍、教学楼、食堂、校医院、图书馆、体育场馆、澡堂、中大型超市等持续监测每位进入学生的体温并上传至系统;各楼宇和场馆入口体温监测同时打卡或扫码签到，上传学生进入时间，自动关联学生信息，形成学生校内活动轨迹;绘制学校的实时楼宇人口密度热力图，供管理人员合理调配资源，避免人群聚集，错峰提供和使用相关资源，有效避免交叉感染，保证师生科学有序的学习生活。

系统结合健康情况监测、校内行为轨迹监测和外出记录等形成到校学生名册，并为每位学生生成健康台账。西交健康码颜色也根据学生的健康台账实时变更，绿码学生发生体温升高、危险人员接触史等异常情况后，健康码转黄;黄码学生成为疑似或确诊病例后，经校医院确认后健康码转红;红码学生如健康状况已恢复，经校医院确认后健康码转黄;黄码学生近14天连续健康监测无异常并经校医院确认后健康码转绿。采用微信、短信、APP消息推送等多种形式，将学生的健康状况变更情况第一时间推送给学院/书院相关人员、学生本人和家长;让辅导员、导师、学院和书院负责人、相关部门领导、校领导实时了解学生健康状况和在校情况，并立即启动相应预案进行及时处理。

5.特殊学生在线管理，学生外出线上申请

针对特殊学生，建立管理台账，供学校相关部门随时掌握学生的基本信息、健康状况和异常原因。为校医院专门开通健康状况变更渠道，如发现异常可立即进行线上变更，并改变西交健康码颜色。针对因特殊情况需外出的学生，建立线上审批流程。[2]外出申请经相关教师和部门审核通过后，为学生生成紫色的西交健康码，紫码中设定入校和离校时间范围，学生在校门出示紫码，在指定时间通过手持POS签到机刷卡出入学校。

6.大数据精准防控，IOC智能指挥

根据学生基本信息、健康档案、返校行程安排、到校情况等，生成多维度、多样化的数据统计报表，利用大数据进行挖掘和分析，实时生成各校区返校人员统计数据;利用互联网、云平台技术，实时接入各校区安防系统，动态监控人员流动情况，避免人员聚集和拥堵。[3]通过统一运营中心（IOC）大屏（见图7），学校防疫指挥部门可以实时了解各类学生返校情况、各时段返校数据、各校区人员密度、学生健康情况等，做到全过程、全对象、全场所、全天候的管理和保障。[4]

四、智慧疫情防控系统的应用效果

智慧疫情防控系统于2020年4月29日早上8∶00开放使用后，已保障了第一、第二批次3万余学生返校;5月6日第一批次学生开始返校，学生專用通道采用“一码一证”（西交健康码和校园卡），进行刷卡快速核验学生身份和近14天健康状况，随后完成人脸识别测温即可入校，入校人数峰值达500人，全程最短仅用时10秒，实现学生返校“零接触、零等待、零风险”。

针对全校学生，已生成4万余份学生健康档案，包含500余万条学生健康信息;针对特殊学生（来自中高风险地区或有身体异常情况），已形成500余份特殊学生管理台账，其中西交健康码为红色的有73人;针对已到校学生，已审批4万余人次的外出申请记录，并形成异常出入学生（紫码失效）统计报告70余份。

五、结语

在新冠肺炎疫情下，做好学生返校保障工作，是维护校园稳定和恢复教学秩序的第一道关。智慧疫情防控系统是结合西安交通大学的实际情况，在短时期内火速建成的应急防控保障系统，通过2批次大规模、深程度的学生返校的实践，验证了系统的稳定性、高效性和可靠性，在学生返校后，仍然通过学生健康档案、特殊学生管理、学生外出管理等特色功能为在校学生的健康平安保驾护航。

在实践和使用的过程中发现，智慧疫情防控工作仍需以下改进和完善：进一步提升系统的用户体验，为师生使用带来便捷、良好的服务;不断改进学生外出申请和审批管理流程，增加多样化的外出数据的分析和统计;加强信息化服务，为返校后师生的正常学习、生活和工作做好保障。

参考文献：

[1]陕教明电[2020]2号.陕西省教育厅关于做好各级各类学校2020年春季学期开学工作的通知[Z].

[2]陈翔，胡志斌主编.高等学校新型冠状病毒肺炎防控指南[M].北京：人民卫生出版社，2020：27-56.

[3]彭召波，倪娟.高校应对重大突发公共卫生事件的实践和经验——以江苏省为例[J].中国高校科技，2020（5）：17-20.

[4]毛文娟，纪巍.返校开学后学校疫情防控的对策研究[J].河北师范大学学报（教育科学版），2020，22（2）：25-28.

（编辑：王天鹏）