基于人脸识别的医院智慧疫情防控平台应用研究

黄敏，严玲，周作建，瞿怀荣，陈东

摘  要： 在新冠肺炎疫情的背景下，结合医院人员特点，设计实现智慧疫情防控平台。采用JavaEE等技术开发的系统平台利用人脸识别测温设备，收集数据;后台管理系统实现人员管理、信息统计分析等;用户通过微信小程序在线申请陪护。疫情防控平台给来往医院的人员带来了极大便利，有效地提高了医院资源的利用率，同时降低了感染新冠肺炎的风险，减轻了防疫工作量，为疫情防控提供了有力的保障。

关键词： 人脸识别; 疫情防控; 平台; 智慧医院

中图分类号：TP311.52          文献标识码：A     文章编号：1006-8228（2022）01-53-04

Application of face recognition based hospital intelligent outbreak

prevention and control platform

Huang Min1， Yan Ling1， Zhou Zuojian1， Qu Huairong2， Chen Dong3

（1. School of Artificial Intelligence and Information Technology， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing， Jiangsu 210000， China;

2. The First People's Hospital of Lianyungang; 3. Jiangsu HuaKang Information Technology Limited Company）

Abstract： A smart outbreak prevention and control platform is designed and implemented for outbreak prevention of the COVID-19 pandemic. The system platform developed by Java EE and other technologies uses face recognition and temperature measurement equipment to collect data; the background management system realizes personnel management， information statistics and analysis， etc.; users apply for accompanying online via WeChat Mini Program. The outbreak prevention and control platform has brought great convenience to the patients， their accompaniers and staff in the hospital， effectively improved the utilization of hospital resources， reduced the risk of infection with new coronary pneumonia， reduced the workload of COVID-19 pandemic prevention， and provided a strong guarantee for the outbreak prevention and control.

Key words： face recognition; outbreak prevention and control; platform; smart hospital

0 引言

2018年，国务院办公厅印发《关于促进“互联网+医疗健康”发展的意见》指出发展“互联网+”医疗服务[1]，推进“互联网+人工智能”应用服务体系[2]。2020年，国家卫健委发布《关于加强信息化支撑新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作的通知》明确指出，支持“互联网+医疗”等服务模式的创新发展，利用其优势[3]为人们提供便捷的服务。在政策的支持和新冠疫情的背景下，“互联网+医疗”[4]越来越被重视。医院作为一个特殊场所，流动人员复杂，不可控因素较多，且医院人流量大，医院病区人群密集度高且相对封闭，这些对疫情的防控十分不利，因此，强化体温检测、病区陪护、探视监管等措施对于疫情防控尤为重要。

目前，疫情防控还存在许多弊端，测温程序繁琐，信息登记混乱，统计误差较大且无法有效保留数据记录，人力成本较高，防控效率低下;应急时期采购额温枪、道闸、门禁等缺少顶层集成，后期易被空置，资产利用率低，保值差;人工识别无法进行轨迹追踪，尤其在门诊就诊、病区陪护（探视）管理上非常不便。因此，医院融入互联网+医疗的疫情防控非常必要。

1 关键技术

1.1 Java EE

Java EE是以Java为主的一个企业级开发平台，同时也是一种规范和标准。具有兼容性好、可移植性强、健壮性好等优点[5]。

1.2 Bootstrap

Bootstrap是全球最受欢迎的前端框架之一，可用来构建响应式、移动设备优先的网站[6]，具有简洁、灵活、直观等优点，能够降低开发成本，提高开发效率。

1.3 MySQL

MySQL是一个关系型数据库管理系统，具有體积小、速度快、成本低等特点[7]，本研究采用MySQL作为系统数据库，以实现疫情期间通行记录等数据的访问和存储。

2 基于人脸识别的医院智慧疫情防控平台设计

基于人脸识别的医院智慧疫情防控平台是利用移动互联网、大数据、人工智能[8]等技术，实现对患者、陪护、职工等人群进行健康码、就诊码、身份证等身份自动识别，体温检测，院内轨迹追查、重点人群预警等功能，实时掌控人员流动情报。该防控平台由人脸识别智能终端设备、微信小程序和智慧疫情防控管理系统组成。

2.1 系统架构

本系统以移动互联网、人工智能等技术为支撑，基于SpringCloud分布式微服务架构[9]，采用前后端分离[10]的模式开发，确保了系统的灵活性和可移植性。业务层做了划分，将用户安全中心、患者服务中心、探视服务中心、陪护服务中心、职工服务中心、设备服务中心（闸机、人脸测温设备等）各业务独立，并向上层提供相应的接口。系统总体架构如图1所示。

2.2 系统功能

人们进入医院前，将健康码或者身份证放入识别处，并将人脸靠近智能终端设备，进行人脸识别测温，若一切正常，闸机将会打开，可通行，若有一项异常，则禁止通行;如果有特殊情况，可通过人工通道核查，核查无异常也可通行。如果需要陪护或者探视病人，则需要先通过微信小程序来申请，申请成功之后，即可通过智能终端设备，从而可以陪护病人。

智慧疫情防控管理系统主要包括病人管理、陪护管理、探视管理、职工管理、设备管理、门禁管理、信息统计、权限管理等功能。其功能模块如图2所示。

3 智慧疫情防控平台实现

平台运用顶层设计，将各管控场景数据集成，搭建一体化管理系统，采用现代信息存储手段对数据进行主动防护[11]，保证数据及时、安全。平台主要由人脸识别智能测温终端、道闸设备、门急诊通行管理系统、疫情防控自助登记系统、微信陪护申报系统、智慧疫情防控管理系统等软硬件构成。

3.1 门急诊通行管理系统

道闸上方的设备内嵌人脸识别算法的安卓系统，进入医院的人员需扫健康码或身份证等，若健康码进14天未更新，则需先更新健康码再进行扫码，同时将人脸靠近人脸识别测温设备，人证相符，则道闸打开，可以通行，从而实时掌控人员流动情报。如图3所示。

3.2 疫情防控自助登记系统

为了避免无法使用智能手机或是其他特殊情况的出现，导致无法通过道闸，可以前往人工通道进行人工查验。医院里的工作人员登录疫情防控自助登记系统为有需求的人们进行查验，扫描他们的身份证并进行人脸核验等操作，如图4、图5所示，无异常情况后，即可进入医院。

3.3 微信病区陪护申报系统

患者的陪护人员可以通过微信小程序，在线填写陪护申报信息。陪护人员搜索并进入陪护申报小程序，依次填写姓名等基本信息，所要陪护的病人的基本信息和采集人脸信息，填写正确后，即可提交申请，等待审核通过即可陪护。微信小程序相关页面如图6～图8所示。

3.4 智慧疫情防控管理系统

医院智慧疫情防控管理系统是一款专业的针对医院场景研发的软件，能够查看病人、陪护人员、探视人员、职工等不同人群的通行记录、体温筛查等相关信息，经智能分析检测到风险后，系统支持多种方式联动预警。

⑴ 首页。管理人员可以查看信息统计、人员通行记录以及待处理的事项，方便快速进行查看和处理紧急事件，如图9所示。

⑵ 病人、陪护、探视、职工管理。管理人员可以实时查看不同类型人的基础信息，如姓名，同时可以对特定的人进行授权、结束、查看的操作，如图10所示。

⑶ 统计分析。医院管理人员可以通过科室、人员、进出这三种统计方式，进行查看就诊、陪护等人群的姓名、体温等信息，同时可以选择所想要查找的病区或者具体时间来进行导出操作。利用进出统计，可轻松实现密切接触者的查询，更有利于疫情防控，如图11所示。

3.5 智慧疫情防控平台

智慧疫情防控平台主要优势在于根据医院实际应用场景定制研发;平台的兼容能力强，具有丰富的通讯协议支持、能够与HIS平台互联互通、支持第三方平台接入，提供了标准二次开发接口;人脸识别数据、门禁通行数据、测温数据等大数据能够与医院就诊数据、重点人群监控数据融合，做到事前分析，主动预警。

4 平台应用效果

医院智慧疫情防控平台开发完成后，于2020年7月先后在江苏省人民医院、江苏省中医院、苏北人民医院、连云港市第一人民医院等众多三甲医院投入使用，在各个医院的重要出入口部署人脸测温设备及道闸，控制人员通行。

2021.7.1-2021.7.13期间，连云港市第一人民医院使用智慧疫情防控平台的情况如表1所示。

该平台的应用效果总结如下：

⑴ 缩短了患者排队进入医院的时间，提升了患者的就医体验，给陪护人员也带来了极大的便利;

⑵ 节约了医院人力、物力等资源，提高了资源利用率，提高了医院重要入口的防控力度，减轻了医院工作人员的防控压力，医院工作人员通过该系统可以对陪护人员进行管控，同时能够更加便捷的查看危险人员及其密切接触者，从而迅速做出决策;

⑶ 降低了人员聚集交叉感染的风险。

5 结束语

在新冠疫情的背景下，智慧疫情防控平台将发挥极其重要的作用。本文通过大数据、人工智能等技术，接入微信小程序、Web后台管理系统，设计并实现了基于人脸识别的医院智慧疫情防控平台，该平台可以通过设备识别人脸信息、身份证信息，结合就诊卡、社保卡等调取比对，数据真实、准确;监测数据可以实时上传，避免人工误差及沟通延时等问题。智慧疫情防控平台的实现减少了患者排队进入医院的时间，有利于医院提供高效服务，优化医院道闸门禁、测温管控等资源，完善门急诊测温管控、病区陪护系统，有助于智慧医院医疗信息化平台建设，同时可以大大减少人员感染新冠疫情的风险。后续将进一步融合3D人脸识别技术，通过软硬件结合的方式进行活体检测，来判断采集到的人脸与健康码实名信息是否一致，能更有效地避免各种健康码伪造带来的身份冒用情况，优化门诊疫情防控流程，提高疫情防控管理能力。

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