吳宇平，劉 佳

（哈爾濱工程大學(xué) 信息化處，黑龍江 哈爾濱150001）

2020年初新冠肺炎疫情肆虐全球，快速落實國家相關(guān)政策[1]、實現(xiàn)疫情精準防控不僅有利于生產(chǎn)生活各項活動的有序恢復(fù)，而且可避免資源的過度使用，實現(xiàn)人員行動軌跡跟蹤則是落實科學(xué)防疫、精準施策的重要環(huán)節(jié)。

高校作為分布全國的專門教育機構(gòu)，既承擔教學(xué)任務(wù)，也是國家地方相關(guān)科研活動的核心支撐力量，往往涉及上萬名教師、學(xué)生、專職科研人員、后勤保障人員、離退休人員、教職工家屬等，具有群體聚集性和構(gòu)成人員的復(fù)雜性[2]，加上遍布全國甚至全球的學(xué)生返校、教師必要的教學(xué)科研活動和學(xué)校的日常運行管理維護，快速、全面掌握學(xué)校萬余名師生及校內(nèi)居民、臨時進出校等人員的行動軌跡，實現(xiàn)緊急情況下的人員行動軌跡快速摸排尤其困難。

高校的信息化管理系統(tǒng)通常是為服務(wù)師生的正常教學(xué)科研和管理活動建立，不具備突發(fā)公共衛(wèi)生事件時的人員行動軌跡數(shù)據(jù)規(guī)范化服務(wù)能力[3]。論文以某校信息化處“人員行動軌跡數(shù)據(jù)”專項工作為例，探索如何充分利用學(xué)?，F(xiàn)有的各類信息系統(tǒng)的人員行動軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)，快速實現(xiàn)疫情防控緊急情況下的人員行動軌跡數(shù)據(jù)統(tǒng)一、規(guī)范化整合與應(yīng)用，以及根據(jù)學(xué)校整體疫情防控需求的變化，快速實現(xiàn)對各項服務(wù)功能的完善和優(yōu)化。

1 學(xué)校信息系統(tǒng)的特點

高校作為相對獨立的單位，由于人員數(shù)量龐大和群體長期工作生活的特殊性，通常涉及幾十個不同的部門分別管理相應(yīng)的業(yè)務(wù)和為師生提供服務(wù)。相應(yīng)地，各部門的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)也存在依據(jù)各自部門的工作需要建立各自獨立運行維護的情況，從疫情防控的角度看，軟硬件設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)接入、人員基本信息和行動軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)等方面均存在不統(tǒng)一、不規(guī)范等問題，無法做到行動軌跡數(shù)據(jù)的即采即用，必須利用學(xué)校的信息化資源，通過對各信息系統(tǒng)的行動軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)治理來實現(xiàn)[4-5]。

2 “人員行動軌跡數(shù)據(jù)”總體方案

2.1 總體技術(shù)架構(gòu)和思路

“人員行動軌跡數(shù)據(jù)”總體方案充分考慮學(xué)校各類門禁系統(tǒng)和設(shè)備、健康打卡系統(tǒng)、學(xué)生返校審核系統(tǒng)等軟硬件設(shè)施的陸續(xù)投入使用，以及不同疫情防控階段和重點的變化，為滿足當前和后續(xù)此類不確定的需求，結(jié)合學(xué)校各類信息系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀，綜合研判，設(shè)計總體技術(shù)架構(gòu)如圖1所示：

圖1 “人員行動軌跡數(shù)據(jù)”總體技術(shù)架構(gòu)

（1）各信息系統(tǒng)的行動軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集平臺分別接入數(shù)據(jù)倉庫對應(yīng)的行動軌跡數(shù)據(jù)表[6]；各類人員的基本信息通過數(shù)據(jù)采集平臺接入、其他少量零散人員的基本信息通過手動維護的方式錄入數(shù)據(jù)倉庫的人員信息表中。

（2）通過行動軌跡視圖統(tǒng)一對外提供行動軌跡數(shù)據(jù)查詢和各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計等服務(wù)，如特定人員的行動軌跡報告單、密切接觸人員報告單、其他個性化行動軌跡數(shù)據(jù)查詢與各類行動軌跡數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。

（3）根據(jù)具體需求和大量行動軌跡數(shù)據(jù)表之間的關(guān)聯(lián)性，由技術(shù)人員利用編程手段對行動軌跡數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)進行規(guī)范，提取關(guān)鍵信息，同時連接人員信息表，形成標準化、信息豐富的行動軌跡視圖數(shù)據(jù)。

2.2 “人員行動軌跡數(shù)據(jù)”所涵蓋的人員范圍

考慮到疫情傳播的廣泛性，疫情防控范圍在可行的情況下應(yīng)盡量擴大，因此需將行動軌跡與校園相關(guān)的人員均納入“人員行動軌跡數(shù)據(jù)”涵蓋的范圍，主要包括教師、學(xué)生、專職科研人員、后勤保障人員、離退休人員、教職工家屬、經(jīng)審批進校人員等，應(yīng)建立適用于防疫需求的涉及所有人員的人員信息表。

2.3 “人員行動軌跡數(shù)據(jù)”數(shù)據(jù)源

為充分掌握人員的行動軌跡，需盡量多地利用學(xué)校各類信息系統(tǒng)實時產(chǎn)生的行動軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)作為行動軌跡數(shù)據(jù)來源[7]，主要包括校門門禁系統(tǒng)、樓宇門禁系統(tǒng)、車輛門禁系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、校園卡管理系統(tǒng)、健康打卡系統(tǒng)、學(xué)生返校審核系統(tǒng)等。

2.4 行動軌跡數(shù)據(jù)表和行動軌跡視圖

為規(guī)范來源于各信息系統(tǒng)的行動軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)和確保行動軌跡視圖的可用性，行動軌跡數(shù)據(jù)表和行動軌跡視圖應(yīng)同時具備至少6個基本字段以及“數(shù)據(jù)來源、設(shè)備名稱”等輔助字段。

2.4.1 6個基本字段及要求

數(shù)據(jù)ID（主鍵）：唯一且不變；

證件號：要求是本人的學(xué)生學(xué)號、教職工工號、18位居民身份證號或其他有效身份證件號；

姓名：與有效身份證件一致；

時間：規(guī)范為“YYYY-MM-DD HH24：MM：SS”格式；

地點：根據(jù)實際情況，規(guī)范為“11號樓、14公寓、XX省XX市XX區(qū)”等學(xué)校標準地點名稱、國家標準行政區(qū)劃名稱或統(tǒng)一的自定義地點名稱；

行為：根據(jù)實際情況，規(guī)范為“進門、出門、餐廳消費、使用多媒體機、浴室洗浴、超市消費、健康信息填報”等統(tǒng)一的自定義行為名稱。

2.4.2 輔助字段基本要求

數(shù)據(jù)來源：根據(jù)實際情況，規(guī)范為“校門門禁系統(tǒng)、樓宇門禁系統(tǒng)、車輛門禁系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)”等統(tǒng)一的自定義數(shù)據(jù)來源名稱；

設(shè)備名稱：規(guī)范為各信息系統(tǒng)中設(shè)備名稱相關(guān)字段的數(shù)據(jù)，如“校門門禁手持機-北門1、校園卡機-美食城2樓35號窗口”等。

基于現(xiàn)有信息化資源及學(xué)校疫情防控需求，論文設(shè)計的總體方案架構(gòu)主要涉及人員信息表的設(shè)計和維護、人員行動軌跡原始數(shù)據(jù)如何接入數(shù)據(jù)倉庫，以及行動軌跡視圖的建立和維護三項關(guān)鍵技術(shù)。

3 人員信息表設(shè)計和維護

3.1 字段設(shè)計

為給行動軌跡視圖提供人員的基本信息，需建立行動軌跡所涉及的所有人員的信息表，包括人員的“證件號（主鍵）、姓名、性別、其他證件號、所屬單位、人員類別、聯(lián)系電話、常住樓宇、常住房間”等字段，各字段應(yīng)采用統(tǒng)一規(guī)范的名稱。對各字段數(shù)據(jù)的要求如下：

證件號：要求唯一且不變，且必須是本人的學(xué)生學(xué)號、教職工工號、18位居民身份證號或其他有效身份證件號；

姓名：要求是本人的有效身份證件的姓名；

性別：要求是“男”或“女”；

其他證件號：要求是本人的18位居民身份證號或其他有效身份證件號，不能是學(xué)生學(xué)號或教職工工號；

所屬單位：根據(jù)實際情況，規(guī)范為“船舶工程學(xué)院”“XX公司”等學(xué)校標準單位名稱或統(tǒng)一的自定義單位名稱；

人員類別：根據(jù)實際情況，規(guī)范為“教職工”“本科生”“研究生”“校內(nèi)居民”“經(jīng)審批進校人員”等學(xué)校標準人員類別名稱或統(tǒng)一的自定義人員類別名稱；

聯(lián)系電話：要求是本人的常用聯(lián)系電話號碼；

常住樓宇：根據(jù)實際情況，對于常住校內(nèi)的人員規(guī)范為“14公寓”“23棟”等校內(nèi)標準樓宇名稱，對于常住校外的人員規(guī)范為“校外住址-XXXX”；

常住房間：根據(jù)實際情況，對于常住校內(nèi)的人員規(guī)范為“1107”“5-203”等校內(nèi)標準房間名稱，對于常住校外的人員規(guī)范為“校外住址房間-XXXX”。

3.2 人員信息表建立和維護

人員信息表建立應(yīng)遵循三個基本要求：格式規(guī)范、人員全覆蓋且便于適時調(diào)整補充、人員信息記錄具有唯一性[8]，其中，人員全覆蓋和人員信息記錄的唯一性是該部分的關(guān)鍵。格式規(guī)范和人員全覆蓋可通過數(shù)據(jù)接口自動接入和人工手動添加相結(jié)合的方式對人員信息表進行持續(xù)維護來實現(xiàn)，下面就如何保證人員信息表中的人員信息記錄唯一性的方法進行闡述。

3.2.1 建立人員信息表的人員信息來源的基本原則

對于有學(xué)號的學(xué)生、有工號的教職工，人員信息分別從學(xué)生管理系統(tǒng)和人力資源管理系統(tǒng)自動接入；對于校內(nèi)居民和經(jīng)審批進校人員，人員信息可根據(jù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐實際情況、數(shù)據(jù)量大小、數(shù)據(jù)更新頻率等選擇數(shù)據(jù)接口自動接入或人工手動添加；對于其他零散人員，無信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)方便接入的，則在人員信息表中手動添加。

3.2.2 保證人員信息表的人員信息記錄唯一性的策略

因人員信息表中的人員包括學(xué)生和教職工，他們也可以在某些行動軌跡數(shù)據(jù)來源系統(tǒng)（如支持18位居民身份證刷卡的校門門禁系統(tǒng)）中使用非學(xué)號和工號的其他有效身份證件號，簡單地將各類人員信息接入到人員信息表將會導(dǎo)致某些人員在信息表中有多條記錄，在行動軌跡視圖中連接人員信息表時會出現(xiàn)錯誤，導(dǎo)致行動軌跡視圖的數(shù)據(jù)不準確[9]。針對該問題，論文方案設(shè)計了一種有效的解決方法：（1）對于學(xué)生和教職工，人員信息記錄只將學(xué)生學(xué)號和教職工工號作為證件號，將其18位居民身份證號或其他有效身份證件號作為字段其他證件號下的數(shù)據(jù)；（2）對于沒有學(xué)生學(xué)號或教職工工號的人員，優(yōu)先將其18位居民身份證號作為證件號，如沒有則將其他有效身份證件號作為證件號，其他證件號與證件號相同；（3）每日對人員信息表執(zhí)行SQL程序自動檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，維護人員信息表滿足應(yīng)用要求。

4 行動軌跡原始數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)倉庫

4.1 行動軌跡數(shù)據(jù)的時間統(tǒng)一

為避免各信息系統(tǒng)的行動軌跡原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生時間存在偏差，影響行動軌跡數(shù)據(jù)的準確性，在將各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的行動軌跡原始數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)倉庫之前，應(yīng)首先確保各信息系統(tǒng)的時間同步[10]。因各信息系統(tǒng)所屬業(yè)務(wù)單位、管理情況各不相同，存在個別信息系統(tǒng)無法通過時間服務(wù)器進行同步的情況，行動軌跡數(shù)據(jù)的時間精度控制在秒級即可滿足需求，可由系統(tǒng)管理人員負責(zé)定期對其進行手動調(diào)整與國家標準時間同步，其他信息系統(tǒng)均通過時間服務(wù)器與國家標準時間同步。

4.2 行動軌跡原始數(shù)據(jù)的規(guī)范化

為減少接入數(shù)據(jù)倉庫后通過行動軌跡視圖處理的復(fù)雜度，降低對行動軌跡服務(wù)器資源的占用，需初步規(guī)范各信息系統(tǒng)的行動軌跡原始數(shù)據(jù)。根據(jù)各信息系統(tǒng)行動軌跡原始數(shù)據(jù)的實際情況和信息系統(tǒng)建設(shè)廠商的支持情況，盡可能地在信息系統(tǒng)端規(guī)范好行動軌跡的“時間、地點、行為”等字段的數(shù)據(jù)[11]。

4.3 行動軌跡原始數(shù)據(jù)接入

為各信息系統(tǒng)分別建立數(shù)據(jù)接口，從各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表或?qū)ｉT開發(fā)的數(shù)據(jù)視圖對接行動軌跡原始數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)倉庫的行動軌跡數(shù)據(jù)表中，并配置好數(shù)據(jù)采集更新機制，每天專人檢查，確保行動軌跡數(shù)據(jù)按要求正常入庫。為確保行動軌跡數(shù)據(jù)表中始終有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接口應(yīng)設(shè)置為根據(jù)“數(shù)據(jù)ID”字段進行增量更新，更新頻率可根據(jù)數(shù)據(jù)量大小、服務(wù)器資源等實際情況進行設(shè)置。以樓宇門禁系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)通過ODI平臺[12]接入數(shù)據(jù)倉庫為例，數(shù)據(jù)接入流程如圖2所示。

圖2 ODI平臺數(shù)據(jù)接入流程

5 行動軌跡視圖規(guī)范化建立和維護

（1）由于各信息系統(tǒng)的管理和使用情況各異，為避免行動軌跡數(shù)據(jù)表的“地點、行為”字段的數(shù)據(jù)不盡統(tǒng)一的情況出現(xiàn)，需兼顧行動軌跡數(shù)據(jù)需求和數(shù)據(jù)的實際情況綜合考慮，在行動軌跡視圖中可通過程序代碼將各行動軌跡數(shù)據(jù)表規(guī)范為統(tǒng)一的、簡潔明了的行動軌跡數(shù)據(jù)[13]，如利用“SQL CASE…WHEN…THEN…”語句規(guī)范行動軌跡數(shù)據(jù)。

（2）利用SQL UNION操作符整合不同信息系統(tǒng)來源的行動軌跡數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)[14]。UNION操作符用于合并兩個或多個SELECT語句的結(jié)果集，UNION內(nèi)部的SELECT語句必須擁有相同數(shù)量、相同順序和相似數(shù)據(jù)類型的列，因此，在行動軌跡視圖中將各行動軌跡數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)通過SELECT語句輸出結(jié)果時必須遵守以上規(guī)則。

（3）利用SQL LEFT JOIN操作符向以上整合后的行動軌跡數(shù)據(jù)加入更豐富的人員信息，如“性別、所屬單位、人員類別、聯(lián)系電話”等字段。需要注意的是，會有某些學(xué)生和教職工通過刷18位居民身份證進入校園的情況，如僅在行動軌跡視圖中“LEFT JOIN人員信息表ON整合后的行動軌跡數(shù)據(jù).證件號=人員信息表.證件號”，則此時將匹配不到人員信息，因此還需“LEFT JOIN人員信息表ON整合后的行動軌跡數(shù)據(jù).證件號=人員信息表.其他證件號”以獲取人員的性別、所屬單位、人員類別、聯(lián)系電話等信息。

（4）一般情況下，僅利用SELECT語句查詢行動軌跡視圖即可提供各種緯度的行動軌跡數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在面對復(fù)雜的、個性化的數(shù)據(jù)需求時，視圖數(shù)據(jù)的定制數(shù)據(jù)、合并分割數(shù)據(jù)、簡化操作、動態(tài)性等優(yōu)勢[15]即顯現(xiàn)出來，在無需改變原始行動軌跡數(shù)據(jù)的情況下，可采取對行動軌跡視圖進行調(diào)整、加入新字段等方法來解決。

部分行動軌跡視圖規(guī)范化的程序代碼如圖3所示。

圖3 行動軌跡視圖部分程序代碼

6 結(jié)論

本論文研究了在疫情防控的緊急情況下，基于學(xué)?，F(xiàn)有用于教學(xué)科研活動管理的信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集平臺、數(shù)據(jù)倉庫等信息化資源，研究如何靈活運用數(shù)據(jù)視圖、數(shù)據(jù)表、SQL程序等常用技術(shù)快速整合規(guī)范各類門禁系統(tǒng)、校園卡管理系統(tǒng)、健康打卡系統(tǒng)和學(xué)生返校審核系統(tǒng)等實時產(chǎn)生的行動軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)，通過行動軌跡報告單、密切接觸人員報告單和其他個性化行動軌跡數(shù)據(jù)查詢與各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為學(xué)校相關(guān)單位實施疫情精準防控提供數(shù)據(jù)支撐，實際應(yīng)用效果證明該系統(tǒng)不僅有效地保障了學(xué)校疫情防控的效果，同時也降低了學(xué)校在疫情防控上人力物力的投入，提高了疫情防控的效率，保障了學(xué)校各項活動的正常有序開展。