高校新冠疫情防控信息平台的设计与应用

陈锦繁 秦斌 刘佳敏

摘要：国内高校普遍存在校园人员密集和出行流动范围广等疫情接触较高风险特点，深圳大学新冠疫情防控信息平台得益于智慧校园建设和私有云架构部署，高效解决了师生申报压力大、审核强度高、统计难等信息管理诸多问题。信息平台应用了ECharts可视化技术展示师生分布地图和热点，并创造性地引入数字哨兵防疫体系，通过实时核验出入校师生健康信息，实现了精准防疫和科学管理，助力校园疫情防控数字化和智能化。

关键词：疫情防控；智慧校园；私有云；数字哨兵；ECharts

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）06-0073-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

2020年1月，教育部连续发布了《部署教育系统做好新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控工作》[1]和《教育系统新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控应急预案工作》[2]等多个文件，全国各高校进入“疫情防控+”的教学和管理模式。按照省市各级文件指示要求，坚决贯彻“外防输入、内防反弹”总策略和“动态清零”总方针，压紧四方责任，全员、全过程、全方位周密防控，坚持人、物、环境同防和多病共防，按照“四早”防控措施，加强学校师生员工核酸检测，完善校园疫情应急处置方案，力求做到科学、稳妥、高效处置。

摸清疫情现状，严防疫情输入，深圳大学第一时间成立新冠肺炎疫情防控指挥部。“深圳大学新冠疫情防控信息平台”于2020年2月正式上线，历经两年多的应用实践，面临各种问题难点，信息平台不断改进和完善，不但实现了建设目标，也为学校疫情防控工作积累了经验，为国内高校提供了应用案例示范。

1 系统框架设计

校园的信息化建设需要统一规划，校园内各部门的业务和应用系统需要融合联通，提升校园信息化服务质量和服务水平[3]。深圳大学于2018年完成智慧校园整体建设，充分整合利用现有的应用系统和数据，全面升级人事、教务、研究生、科研等业务，并与校园卡、财务、学工等原有业务全面打通，建立了统一的数据服务和业务管理平台。

按照上级部门疫情防控和统计要求，纳入信息平台管理的人员分为学生和教职工两大类，包括深大在校师生、后勤服务、校内居民、外包服务团队和驻校商业机构人员等。学生大类包括本科生、研究生、留学生、联合办学、非学历和非全日制学生，其余非学生身份人员均视为教职工大类。

系统架构包括基础平台层、业务逻辑层、应用服务层，同时建立信息标准规范体系和网络安全保障体系（如图1所示）。深大师生总人数规模约6万人，对系统的信息响应和并发要求较高，硬件环境采用云计算与大数据信息服务平台，提供高效數据运算处理能力。深圳大学新冠疫情防控信息平台支持跨终端，师生可以在PC、手机和平板等移动终端完成个人信息申报和信息更新。信息平台跨系统集成，依托学校的统一身份认证系统、校园卡系统、数字哨兵工作平台、师生基础信息库、师生分布可视化平台、师生申报健康信息库和省市健康信息库。

2 管理功能设计

2.1 用户权限设计

用户权限按角色分为普通用户、学院审核员和数据管理员。统一身份认证系统是全校的基础认证服务，学校智慧校园建设后，几乎所有业务系统均已实现单点登录。统一身份认证平台用户数据源包括本科生系统、研究生系统、人事系统、校园卡系统，数据权威可靠。所有人员和角色在疫情防控信息平台上进行信息申报、信息审核、信息管理，均需登录统一身份认证[4]。

2.2 师生信息申报（用户端）

师生扫码登录统一身份认证，进入信息平台入口即用户端。目前，师生需申报的信息包括三大类：个人信息、健康信息、出行信息。

个人信息包括基本信息（姓名、学工号、校园卡号、学院等）和扩展信息（证件号、手机号、邮箱、当前住址等）。基本信息直接从统一身份认证平台提取，原则上不允许修改，扩展信息允许自行完善和更新。

健康信息内容多样，主要项目有基本健康信息（新冠疫苗接种信息、身体健康信息、近期接触史、近期旅居史）和动态健康信息（健康码信息、行程卡信息、核酸检测信息等）。

寒暑假和小长假是师生离校跨市跨省离境的高峰期，申报出行信息，便于了解师生的行程动态和疫情风险地区接触情况。申报项目主要包括出行事由、目的地、途经主要城市、离校时间、返校时间等。

2.3 信息审核和通行规则管理

学院审核员登录管理台账，结合学校疫情防控措施和国内外疫情风险地区，给予师生相应的出入校管理措施：允许出入校、禁止出入校、禁止返校等。根据全员申报信息，建立“出入校白名单”制度，非白名单人员未经批准不得入校。不同时期，入校通行规则也不相同，根据疫情防控要求变化随时调整。通行规则一般有日常规则、宽松规则、严管规则和禁止规则（见表1）。入校规则通过联动数字哨兵，支持师生刷校园卡、微信校园卡、身份证、粤康码等多种方式，在线即时核验师生入校健康信息，符合其通行规则的方可通行。

2.4 信息统计报表

深圳大学实行新冠疫情“日报告”“零报告”制度，除了每日在校师生健康监测信息系统上报外，还需准确掌握未到校师生健康状况并及时追访和上报。根据省教育厅和市教育局的疫情防控信息统计需要，数据管理员可以在台账上检索并生成各类数据报表，包括师生申报进度表、申报信息审核进度表、师生基本信息统计表、中高风险地区人员统计表、各类旅居史人员统计表、核酸检测情况统计表、疫苗接种情况统计表、留校留深离深出行统计表、每天出入校人员统计表等。

3 特色功能设计

3.1 师生所在地可视化，直观呈现“热区热点”

师生人员出行信息采用中国地图的省份热区和城市热点方式呈现。ECharts是广泛应用的前端数据可视化解决方案，纯JS图表库可跨平台运行在PC和移动设备，兼容性好[5]。ECharts底层依赖轻量级的Canvas类库ZRender，提供直观生动、可交互、可高度个性化定制的数据可视化图表展示。ECharts区域地图模式支持全国各省、自治区和城市，通过基于坐标的图表通过色彩变化表现数值的大小能直观形象地展示数据分布。

实现办法是先将师生所在地信息按省份或城市实时导出脚本文件，根据地图坐标定位地图，再结合信息平台中师生出行地或所在地的统计数据，生成可视化人员分布图（图2为广东省内师生分布图）。

3.2 H5移动端适配技术，师生体验更友好

随着移动互联网的发展，为了保证信息申报的时效性和便利性，信息平台申报端采用HTML5技术，页面在不同的用户端设备上呈现一致，实现PC和移动端的完美兼容[6]。

对于H5页面的移动端适配问题，信息平台采用了Viewport方案。HTML的meta标签Viewport是用户网页的可视区域，对于移动端设备比如手机，把页面放在一个虚拟窗口Viewport中，通常虚拟窗口超出手机屏幕宽度，这样就不用把每个页面压缩显示在小窗口，用户可以通过触摸屏的移动和缩放来看页面内容。此方案适配原理简单，直接使用设计页标注无须换算。这种方案在开发阶段时不用分心关注设备屏幕尺寸的差异，只需控制设计页上的标注像素px，也无须单位换算。在页面head标签里加入以下代码：

3.3 数字哨兵本地化改造，为师生减负

在启用数字哨兵以前，按照“表1”通行规则，师生必须及时申报个人健康信息，否则将无法出入校门。核酸检测信息更新频度要求高，疫情严控期几乎每天都需申报和上传截图，既给师生带来申报负担，也给学院审核员增加审核压力。目前，市面数字哨兵产品很多，经考察评估，数字哨兵自带白名单管理功能普遍较弱，无法满足学校疫情防控信息聚合汇总和统计的需要。因此，深圳大学率先将疫情防控信息平台与“数字哨兵防疫系统”完美集成，完成本地化部署改造，师生再也不必每天更新信息和上传截图，实现了校门人员出入的自动监测和智能管理。

深圳大学的数字哨兵防疫管理体系由疫情防控信息平台和数字哨兵组成。数字哨兵防疫体系经本地化改造，直接对接疫情防控信息平台数据。学院审核员在信息平台管理所有师生信息、健康信息和入校健康规则等，师生出入校门时经数字哨兵查验身份，根据通行规则放行。查验身份方式有校园卡、微信校园卡、身份证和健康码等，数字哨兵直接接入省市健康大数据信息库，可以迅速完成身份识别和健康监测。

深圳大学每天出入校师生超3万人次，数字哨兵全天候工作，有效识别无效卡、无效健康码截屏、红码、黄码、核酸时效不达标、体温异常等异常情形，提升查验效率和精准度，有效减轻门卫查验压力（如图3所示）。深圳大学的数字哨兵防疫管理体系，有效提升师生通行效率，更让深圳大学的校园防疫有速度、有精度、更有温度。

4 平台运维安全体系

4.1 私有云平台安全

私有云，具有安全性、私密性和可扩展性。由于学校业务系统众多，拥有海量师生个人隐私信息、宿舍信息、成绩信息和档案信息等机密内部记录，使用私有云使学校可以完全控制其数据和配置。深圳大学部署多个私有云平台，经多次换代升级，疫情防控信息平台所在云平台采用成熟的FusionSphere虚拟化解决方案（如图5所示），实现了硬件资源的虚拟化，以及对虚拟资源集中管理、轻量级运营、云基础服务和性能管理等能力[7]。FusionCompute负责硬件资源的虚拟化，采用虚拟计算、虚拟存储、虚拟网络等技术，完成计算资源、存储资源、网络资源的虚拟化。通过对虚拟资源进行集中调度和管理，从而降低业务的运行成本，保证系统的安全性和可靠性，构筑安全、绿色、节能的云数据中心能力[8]。

4.2 数据备份和保护

信息平台所在的私有云提供了基础备份和容灾功能，为疫情防控信息系统的海量数据提供全面保护。eBakup是虚拟化备份软件，满足海量虚拟机备份场景需求，备份服务器与备份代理各司其职，分布式可扩展架构，配合虚拟化云平台的快照功能和CBT备份功能实现虚拟机数据备份方案，实现任务负载均衡和故障切换，保证服务器可靠性。UltraVR是容灾业务管理软件，利用底层SAN存储系统提供的异步远程复制特性，提供虚拟机关键数据的数据保护和容灾恢复。

5 结束语

深圳大学新冠疫情防控信息平台通过对数字哨兵系统创新改造，完成了本地化部署，并实现了多系统融合：统一身份认证为人员角色提供身份识别；数字哨兵采集体温、读卡和扫码；校园卡系统获取刷卡信息和师生照片；省市健康平台接口实时核验健康信息等。截至2022年6月，平台服务师生累计超200万人次，助力学校完成新冠疫情常态化高效管理，为学校疫情防控指揮部制定各种方案措施提供强有力的数据支持。通过与兄弟院校的频繁互动交流，互相借鉴和学习，为高校的疫情防控应用提供了示范参考和实施经验。

参考文献：

[1] 教育部.部署教育系统做好新型冠状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. 教育部部署教育系统新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控应急预案工作[EB/OL].（2020.01.23）. http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/gzdt_gzdt/s5987/202001/t20200123_416429.html.

[3] 杨凤，张改红，杨瑞.智慧校园建设研究[J].计算机时代，2021（12）：125-127，130.

[4] 王又民，秦斌.破解多校区网络管理痛点[J].中国教育网络，2019（1）：72-73.

[5] 崔蓬.ECharts在数据可视化中的应用[J].软件工程，2019，22（6）：42-46.

[6] 陈锦繁，秦斌，刘佳敏.高校投票系统计票计分算法的改进探索和实践[J].现代计算机，2021，27（28）：60-64.

[7] 户利利.等保2.0下高校虚拟化平台安全探索[J].电脑知识与技术，2020，16（10）：27-29.

[8] 蔡清辉.基于华为FusionCompute应用服务器虚拟化管理系统[J].软件工程，2016，19（2）：21-22.

【通联编辑：梁书】