韓行國，田 野，柯 鑫

（1.湖北省公安廳科技信息處，湖北 武漢 430000；2.湖北省楚天云有限公司，湖北 武漢 430076）

新型冠狀病毒感染疫情已經(jīng)回歸到常態(tài)化的管理中，但是這場針對疫情防控的“戰(zhàn)爭”并沒有結(jié)束。為了內(nèi)防反彈、外控輸入，同時也能夠發(fā)揮信息時代大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用，需要構(gòu)建關(guān)于涉疫人員的專題數(shù)據(jù)庫，助力疫情防控[1]。

在疫情防控的過程中，會出現(xiàn)很多種類繁雜的數(shù)據(jù)。除了確診人員的重要信息，更要密切關(guān)注密接和時空關(guān)聯(lián)人員的各種信息，以及日常健康上報、復(fù)工復(fù)產(chǎn)的數(shù)據(jù)等。此外針對醫(yī)護資源相關(guān)醫(yī)護數(shù)據(jù)、醫(yī)療設(shè)備等數(shù)據(jù)也需要統(tǒng)一規(guī)整起來。從各地調(diào)配的防疫物資不僅要檢驗質(zhì)量也要根據(jù)之前的人員數(shù)據(jù)進行分配，根據(jù)需求變化進預(yù)測及采購等。而各種民生物資的價格調(diào)控、供應(yīng)數(shù)據(jù)也都需要采集入庫，以預(yù)備疫情出現(xiàn)時，確保百姓的基本生活可以有所保障。

湖北省人口規(guī)模大、流動人口比例也大，為了實現(xiàn)對疫情的有效防控，有序開展復(fù)工復(fù)產(chǎn)，數(shù)字政府的建設(shè)工作尤為重要。大數(shù)據(jù)技術(shù)的作用正是在這些海量的數(shù)據(jù)中剝絲抽繭，發(fā)掘有用的信息，是疫情數(shù)據(jù)的分析利用的重要工具。

首先，通過對重要的“5 類人員”（確診、臨床、疑似、發(fā)熱、密接人員）數(shù)據(jù)、健康上報數(shù)據(jù)、基層摸排數(shù)據(jù)等疫情防控數(shù)據(jù)進行深層次挖掘，找到重要線索，提供預(yù)警；其次，結(jié)合醫(yī)護資源、物資分配、市場供應(yīng)的數(shù)據(jù)，能夠為政府部門提供決策支持。

下面針對涉疫人員的專題數(shù)據(jù)庫框架設(shè)計與建設(shè)等方面，介紹基于大數(shù)據(jù)的涉疫人員專題庫的關(guān)鍵構(gòu)建技術(shù)。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 建設(shè)思路

重大疫情防控工作需要國家的統(tǒng)籌安排及省部級單位的配合和實施。疫情防控過程中涉及的機構(gòu)復(fù)雜、領(lǐng)域廣闊，產(chǎn)生的信息量巨大、信息內(nèi)容豐富，僅依靠檔案行政管理部門完成數(shù)據(jù)管理非常困難，需要建立防疫專題數(shù)據(jù)庫協(xié)助行政部門進行信息管理。因此，基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究一套省域涉疫人員專題庫，通過該數(shù)據(jù)庫構(gòu)建湖北省疫情防控管理平臺，有助于加強省級政務(wù)平臺的信息化建設(shè)[2]。

省域涉疫人員專題庫是湖北省大數(shù)據(jù)能力平臺的重要組成部分，目標是通過專題庫建設(shè)一套基于涉疫人員信息分類的風(fēng)險管控體系。

圖1 為專題庫的建設(shè)思路，專題庫是疫情防控體系中的核心。省域涉疫人員專題庫通過物理匯集當前的疫情防控數(shù)據(jù)、醫(yī)護資源數(shù)據(jù)、物資分配數(shù)據(jù)、市場供應(yīng)數(shù)據(jù)，結(jié)合省大數(shù)據(jù)能力平臺人口、法人、醫(yī)療保障、市場監(jiān)管等數(shù)據(jù)，構(gòu)建疫情防控專題數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)全省疫情數(shù)據(jù)歸集共享，為省直相關(guān)部門和各市州防疫部門的疫情態(tài)勢研判和防控部署提供數(shù)據(jù)支撐，為社會公眾提供個人疫情數(shù)據(jù)查詢服務(wù)[3]。

圖1 專題庫建設(shè)思路

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

省域涉疫人員專題庫系統(tǒng)架構(gòu)包括數(shù)據(jù)資源層、數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)存儲層和業(yè)務(wù)系統(tǒng)層。

1.2.1 數(shù)據(jù)資源層

數(shù)據(jù)資源層是專題庫的數(shù)據(jù)來源，通過專用接口連接其他政務(wù)服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)資源層可以匯聚多個來源的數(shù)據(jù)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)全面動態(tài)整合、及時獲取信息更新，數(shù)據(jù)資源包括政府官方網(wǎng)站數(shù)據(jù)、公安部門數(shù)據(jù)和企業(yè)上報的數(shù)據(jù)等信息。

1.2.2 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層可以完成對數(shù)據(jù)的清洗、處理和轉(zhuǎn)換，使得數(shù)據(jù)滿足國務(wù)院發(fā)布的《疫情防控管理平臺工程標準》和省疫情指揮部業(yè)務(wù)流程和信息共享的需要。通過數(shù)據(jù)處理建立關(guān)系數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫。

1.2.3 數(shù)據(jù)存儲層

數(shù)據(jù)存儲層基于Hadoop 分布式文件系統(tǒng)構(gòu)建，能夠存儲海量疫情數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)存儲層再實施相應(yīng)的安全保障措施，保證數(shù)據(jù)隱私安全，并能夠向上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供安全、可靠的數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。

1.2.4 業(yè)務(wù)系統(tǒng)層

業(yè)務(wù)系統(tǒng)層通過統(tǒng)一的庫表和接口對政府部門和社會群眾提供數(shù)據(jù)查詢服務(wù)，完成重點人群管理、風(fēng)險對象智能識別等工作，支撐湖北省健康碼平臺穩(wěn)定運行。

1.3 性能優(yōu)化設(shè)計

省域涉疫人員專題庫對系統(tǒng)的性能和并發(fā)性有著很高的要求，不僅要滿足日常的查詢需求，還需要應(yīng)對在專題庫使用高峰時刻巨大的并發(fā)量。如果優(yōu)化設(shè)計不當，可能會造成系統(tǒng)崩潰宕機等問題，造成不好的社會影響。因此，采取了以下優(yōu)化方法提高專題庫的系統(tǒng)響應(yīng)速度和性能：①負載均衡技術(shù)。在楚天云服務(wù)平臺上部署省域涉疫人員專題庫，能夠?qū)⒄埱蠓謹偟蕉鄠€操作單元上執(zhí)行，可極大增加系統(tǒng)的吞吐量，同時避免了單點故障的問題。②緩存消息隊列。為防止高峰期的訪問量過高導(dǎo)致專題庫崩潰，采用將信息先緩存到消息隊列，再持久化到專題庫中的方式，緩解數(shù)據(jù)上傳和存儲壓力，保證數(shù)據(jù)完整性。③分表存儲和查詢。對專題庫的數(shù)據(jù)表進行切分，減少單機數(shù)據(jù)庫的負擔(dān)，由多臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器一起分擔(dān)查詢請求，縮短查詢時間。④關(guān)鍵字索引。通過關(guān)鍵字索引加快數(shù)據(jù)的檢索速度，加速表與表之間的連接。通過使用索引，在查詢的過程中使用優(yōu)化隱藏器，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部完成數(shù)據(jù)處理和計算，提高系統(tǒng)的性能。⑤優(yōu)化查詢語句。對語句進行預(yù)編譯，避免鎖死和檢索堆積的問題。一次編譯、多次運行，省去了解析優(yōu)化等過程。

2 數(shù)據(jù)庫建設(shè)

專題數(shù)據(jù)庫主要是通過建立疫情防控、醫(yī)護資源、物資分配、市場供應(yīng)4 大子庫，為省疫情指揮部及各職能部門提供基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的信息服務(wù)和決策支持。

省衛(wèi)健委、經(jīng)信、公安、交通運輸、通信管理、電信運營商等責(zé)任主管部門根據(jù)實際情況制定數(shù)據(jù)標準并提供至大數(shù)據(jù)能力平臺，原則上以格式化、可機讀為標準，各級責(zé)任主管部門負責(zé)數(shù)據(jù)的準確性。衛(wèi)健委確診病例信息表（部分）如表1 所示。

對于這些物理匯集的各類疫情數(shù)據(jù)，基于省大數(shù)據(jù)能力平臺，形成疫情防控、醫(yī)護資源、物資分配、市場供應(yīng)專題數(shù)據(jù)庫，按照政務(wù)資源共享機制，為省直主管部門及各級防疫部門、社會公眾提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。

2.1 疫情防控數(shù)據(jù)庫

疫情防控專題數(shù)據(jù)庫主要包括“5 類人員”數(shù)據(jù)、移動軌跡數(shù)據(jù)、輿情求助數(shù)據(jù)、涉疫高危數(shù)據(jù)、疫情變化數(shù)據(jù)、復(fù)工健康數(shù)據(jù)等，其中輿情求助數(shù)據(jù)是通過鄂匯辦搜集的全省新型肺炎求助登記數(shù)據(jù)與居民健康上報數(shù)據(jù)，涉疫高危數(shù)據(jù)是抗疫志愿者、下沉基層公務(wù)員、近期在崗超市藥店及外賣人員數(shù)據(jù)。主要來源于衛(wèi)健委、公安、交通、運營商、防控指揮部等多部門。

2.2 醫(yī)護資源數(shù)據(jù)庫

醫(yī)護資源相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于省衛(wèi)健委，對采集入庫的省衛(wèi)建委業(yè)務(wù)信息進行質(zhì)量稽核，使來源人員業(yè)務(wù)信息與人口基礎(chǔ)信息對應(yīng)，在此基礎(chǔ)上進行多源校核、檢查，實現(xiàn)醫(yī)護資源數(shù)據(jù)的全鏈分析，構(gòu)建“一數(shù)一源”。將發(fā)現(xiàn)的信息質(zhì)量問題反饋給信息提供單位，由部門依據(jù)管理機制通過業(yè)務(wù)手段對信息進行更正后再通過數(shù)據(jù)采集、維護流程提交。

醫(yī)護資源數(shù)據(jù)主要包括隔離收治數(shù)據(jù)、診療救助數(shù)據(jù)、醫(yī)護（含各省援鄂）人員數(shù)據(jù)、醫(yī)療機構(gòu)資源信息、醫(yī)療器材信息等。

2.3 物資分配數(shù)據(jù)庫

針對各類疫情防控物資所建立的分配數(shù)據(jù)庫，主要數(shù)據(jù)來源于省衛(wèi)健委、發(fā)改、市場監(jiān)督管理局等部門。對采集入庫的省衛(wèi)健委、發(fā)改、市場監(jiān)督管理局等部門業(yè)務(wù)信息進行質(zhì)量稽核，將發(fā)現(xiàn)的信息質(zhì)量問題反饋給信息提供單位，由部門依據(jù)管理機制通過業(yè)務(wù)手段對信息進行更正后再通過數(shù)據(jù)采集、維護流程提交。

物資分配數(shù)據(jù)依托于疫情物資平臺，主要包括各類疫情防控物資，特別是醫(yī)療防護物資（如口罩、防護服、護目鏡、消毒液等）的儲備信息、需求信息、調(diào)撥信息、現(xiàn)有產(chǎn)能、來源渠道等數(shù)據(jù)。

2.4 市場供應(yīng)數(shù)據(jù)庫

市場供應(yīng)數(shù)據(jù)主要是當前各類民生物資（大米、食用油、豬肉、蔬菜等）的市場供應(yīng)信息、物價水平、市場監(jiān)管信息等，主要來源于商務(wù)廳及市場監(jiān)管部門。對信息進行質(zhì)量稽核，將發(fā)現(xiàn)的信息質(zhì)量問題反饋給信息提供單位，由部門依據(jù)管理機制通過業(yè)務(wù)手段對信息進行更正后再通過數(shù)據(jù)采集、維護流程提交。

2.5 數(shù)據(jù)庫服務(wù)與功能

2.5 .1 廳局源數(shù)據(jù)

省直部門及各級防疫部門可以通過庫表共享、接口調(diào)用的方式，直接申請廳局源數(shù)據(jù)，開展數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)校驗和數(shù)據(jù)訂閱服務(wù)，用以支撐疫情防控工作。

2.5.1.1 數(shù)據(jù)查詢服務(wù)

各級防疫相關(guān)部門可申請廳局源數(shù)據(jù)開展數(shù)據(jù)查詢，如利用公安戶籍信息、衛(wèi)健委“5 類人員”信息、基層排查信息等，快速查詢?nèi)藛T基本信息，便于篩查工作開展；利用湖北省援鄂醫(yī)護情況、湖北省醫(yī)護人員情況，查詢其他省份來支援湖北省疫情防控的人員信息，并及時同步給國家；利用醫(yī)用防護物資需求清單、醫(yī)用防護物資缺口清單、醫(yī)療物資匯總表，查詢當前湖北省所有醫(yī)院的醫(yī)用防護物資庫存，及時發(fā)現(xiàn)缺口，調(diào)配其他資源進行補充；利用蔬菜生產(chǎn)保供情況、生豬生產(chǎn)保供情況、家禽生產(chǎn)保供情況、水產(chǎn)生產(chǎn)保供情況和飼料生產(chǎn)保供情況，查詢當前湖北省蔬菜、生豬等供應(yīng)缺口，及時采取應(yīng)急措施解決。

2.5.1.2 數(shù)據(jù)校驗服務(wù)

各級防疫相關(guān)部門可利用廳局源數(shù)據(jù)對現(xiàn)有數(shù)據(jù)進行校驗，如利用公安戶籍數(shù)據(jù)、車輛登記數(shù)據(jù)等對基層摸排數(shù)據(jù)進行校驗，提升數(shù)據(jù)精準度；利用省衛(wèi)建委的醫(yī)院數(shù)據(jù)等對基層摸排部分醫(yī)療資源統(tǒng)計表數(shù)據(jù)進行校驗，提升數(shù)據(jù)精準度；利用省衛(wèi)建委的醫(yī)用防護物資數(shù)據(jù)等物資需求測算數(shù)據(jù)、疫情防控重點物資需求測算進行校驗，提升數(shù)據(jù)精準度；利用商務(wù)廳及市場監(jiān)管部門的各類民生物資數(shù)據(jù)等全省生活物資價格監(jiān)測、各市州主要生活物資價格調(diào)控數(shù)據(jù)進行校驗，提升數(shù)據(jù)精準度。

2.5.1.3 數(shù)據(jù)訂閱服務(wù)

支持各級防疫部門訂閱相關(guān)疫情數(shù)據(jù)，如國辦密接人群信息、物資供應(yīng)信息等數(shù)據(jù)，為疫情防控中的重點人員追蹤、物資分配等提供數(shù)據(jù)支撐；湖北省救治場所床位情況等數(shù)據(jù)，可為疫情防控中的病人床位安排等提供數(shù)據(jù)支撐；醫(yī)用防護物資分配清單（省本級及市州）等數(shù)據(jù)，可為疫情防控中的病人床位安排等提供數(shù)據(jù)支撐；全省生活物資庫存（儲備）銷售情況、各市州生活物資庫存（儲備）銷售情況等數(shù)據(jù)，可為疫情防控中的生活物資庫存管理等提供數(shù)據(jù)支撐。

2.5.2 關(guān)聯(lián)結(jié)果數(shù)據(jù)

基于疫情專題庫可進行數(shù)據(jù)橫向關(guān)聯(lián)，關(guān)聯(lián)結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)布后各部門按需申請，便于開展數(shù)據(jù)重點人員精準鎖定、疫情形勢研判、公眾個人疫情查詢。

2.5.2.1 密接人群關(guān)聯(lián)

將衛(wèi)健委的“5 類人員”名單與公安戶籍數(shù)據(jù)進行橫向關(guān)聯(lián)，形成省內(nèi)密接人群數(shù)據(jù)。各市州防疫部門可配合交通出行信息、運營商移動軌跡數(shù)據(jù)等，對重點人員進行精準追蹤，對重點區(qū)域進行嚴格防控。

2.5.2.2 疫情風(fēng)險研判

根據(jù)衛(wèi)健委提供的“4 類人員”數(shù)據(jù)、隔離收治、診療救助等數(shù)據(jù)，完成疫情相關(guān)指標的統(tǒng)計分析，便于各級疫情防控部門對當前疫情形勢、發(fā)展態(tài)勢進行研判，調(diào)整防控決策。

2.5.2.3 公眾疫情查詢社會公眾在鄂匯辦上成功注冊并完成實名認證后，可以通過鄂匯辦集成的疫情查詢頁面，在線查詢個人相關(guān)疫情數(shù)據(jù)，為社會公眾提供便捷的查詢服務(wù)。

3 系統(tǒng)測試

基于省域涉疫人員專題庫實現(xiàn)了湖北省健康碼平臺的運行和維護，湖北省健康碼平臺已運行了2 年多時間，做到了“從未宕機、永不崩潰”。選取某一日的健康碼平臺的運行維護情況進行系統(tǒng)測試。

3.1 系統(tǒng)運行情況

系統(tǒng)運行正常，主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行日志良好。湖北健康碼小程序、省轉(zhuǎn)碼平臺、疫情防控數(shù)據(jù)分析平臺、疫情防控大數(shù)據(jù)平臺、武漢戰(zhàn)疫等主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)日志運行良好。其中基于省域涉疫人員專題庫實現(xiàn)湖北健康碼總發(fā)碼量達到6 400 萬張，“武漢戰(zhàn)疫”總發(fā)碼量達到3 100 萬張。在24 h 內(nèi)，全省亮碼次數(shù)達1 200余萬次，亮碼峰值時段為07：30—09：30；全省掃碼次數(shù)超190 萬次，最高峰值時段為07：40—10：10。

主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)接口訪問情況正常。湖北健康碼小程序支付寶端亮碼接口總請求數(shù)為1 231 余萬次，平均每秒請求數(shù)為142.49 次，峰值每秒請求數(shù)為383.93 次；湖北健康碼小程序支付寶端掃碼接口總請求數(shù)為19余萬次，每秒請求數(shù)為22.06 次，峰值每秒請求數(shù)為70.22 次。武漢戰(zhàn)疫亮碼接口總請求數(shù)為2 200 余萬次，武漢戰(zhàn)疫掃碼接口總請求數(shù)為170 余萬次。系統(tǒng)在運行高峰時段也能夠在毫秒級實現(xiàn)響應(yīng)，保障省內(nèi)居民正常工作出行。

3.2 系統(tǒng)云資源使用

省域涉疫人員專題庫服務(wù)器運行情況正常。湖北健康碼政務(wù)云、公有云及專有云所有服務(wù)器均運行正常，武漢戰(zhàn)疫所有服務(wù)器均運行正常。湖北健康碼政務(wù)云部分共計使用66 臺云服務(wù)器，CPU（Central Processing Unit）最大使用率為92.66%、平均使用率為2.29%，內(nèi)存最大使用率為91.86%、平均使用率為26.18%；湖北健康碼公有云及專有云部分共計使用90臺云服務(wù)器，CPU 最大使用率為3.25%、平均使用率為1.22%，內(nèi)存最大使用率為26.51%、平均使用率為23.67%。武漢戰(zhàn)疫共計使用140 臺云服務(wù)器，CPU 最大使用率為22%、平均使用率為7.5%，內(nèi)存最大使用率82%、平均使用率57%。

3.3 安全態(tài)勢感知

湖北健康碼政務(wù)云、公有云及專有云相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備數(shù)據(jù)流量及性能監(jiān)測正常，武漢戰(zhàn)疫數(shù)據(jù)流量及性能監(jiān)測正常。

2022 年1 月至今，楚天云網(wǎng)絡(luò)層入侵檢測/防護系統(tǒng)共為健康碼系統(tǒng)云上業(yè)務(wù)進行入侵檢測、防護376次。其中Web 入侵防護6 次，CC 安全防護8 次，掃描防護363 次。期間，楚天云主機防病毒軟件未檢測到健康碼系統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用或主機存在惡意病毒傳播及感染的情況。

4 結(jié)束語

省域涉疫人員專題庫作為湖北省大數(shù)據(jù)能力平臺的重要組成部分，通過建立疫情防控、醫(yī)護資源、物資分配、市場供應(yīng)4 大子庫，實現(xiàn)了對疫情數(shù)據(jù)的全方位匯集、分析和管理功能，能為湖北省疫情指揮部及各職能部門提供基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的信息服務(wù)和決策支持?；谑∮蛏嬉呷藛T專題庫開發(fā)的湖北省健康碼平臺，承受住了高并發(fā)量的訪問考驗，其健壯性和可靠性得到了實踐驗證，在疫情防控工作中發(fā)揮了重要作用。