高校人員行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)規(guī)范化服務(wù)快速實(shí)現(xiàn)研究*

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(shí)國家相關(guān)政策[1]、實(shí)現(xiàn)疫情精準(zhǔn)防控不僅有利于生產(chǎn)生活各項(xiàng)活動(dòng)的有序恢復(fù)，而且可避免資源的過度使用，實(shí)現(xiàn)人員行動(dòng)軌跡跟蹤則是落實(shí)科學(xué)防疫、精準(zhǔn)施策的重要環(huán)節(jié)。

高校作為分布全國的專門教育機(jī)構(gòu)，既承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，也是國家地方相關(guān)科研活動(dòng)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(dòng)和學(xué)校的日常運(yùn)行管理維護(hù)，快速、全面掌握學(xué)校萬余名師生及校內(nèi)居民、臨時(shí)進(jìn)出校等人員的行動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)緊急情況下的人員行動(dòng)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(dòng)建立，不具備突發(fā)公共衛(wèi)生事件時(shí)的人員行動(dòng)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(dòng)軌跡數(shù)據(jù)”專項(xiàng)工作為例，探索如何充分利用學(xué)校現(xiàn)有的各類信息系統(tǒng)的人員行動(dòng)軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)，快速實(shí)現(xiàn)疫情防控緊急情況下的人員行動(dòng)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(shí)現(xiàn)對(duì)各項(xiàng)服務(wù)功能的完善和優(yōu)化。

1 學(xué)校信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

高校作為相對(duì)獨(dú)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(gè)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(dú)立運(yùn)行維護(hù)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(dòng)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(dòng)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(duì)各信息系統(tǒng)的行動(dòng)軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)治理來實(shí)現(xiàn)[4-5]。

2 “人員行動(dòng)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(dòng)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(diǎn)的變化，為滿足當(dāng)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(yùn)行現(xiàn)狀，綜合研判，設(shè)計(jì)總體技術(shù)架構(gòu)如圖1所示：

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

（1）各信息系統(tǒng)的行動(dòng)軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集平臺(tái)分別接入數(shù)據(jù)倉庫對(duì)應(yīng)的行動(dòng)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(tái)接入、其他少量零散人員的基本信息通過手動(dòng)維護(hù)的方式錄入數(shù)據(jù)倉庫的人員信息表中。

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

（3）根據(jù)具體需求和大量行動(dòng)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(duì)行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范，提取關(guān)鍵信息，同時(shí)連接人員信息表，形成標(biāo)準(zhǔn)化、信息豐富的行動(dòng)軌跡視圖數(shù)據(jù)。

2.2 “人員行動(dòng)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(kuò)大，因此需將行動(dòng)軌跡與校園相關(guān)的人員均納入“人員行動(dòng)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(jìn)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(dòng)軌跡數(shù)據(jù)”數(shù)據(jù)源

為充分掌握人員的行動(dòng)軌跡，需盡量多地利用學(xué)校各類信息系統(tǒng)實(shí)時(shí)產(chǎn)生的行動(dòng)軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)作為行動(dòng)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(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表和行動(dòng)軌跡視圖

為規(guī)范來源于各信息系統(tǒng)的行動(dòng)軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)和確保行動(dòng)軌跡視圖的可用性，行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表和行動(dòng)軌跡視圖應(yīng)同時(shí)具備至少6個(gè)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(gè)基本字段及要求

數(shù)據(jù)ID（主鍵）：唯一且不變；

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

姓名：與有效身份證件一致；

時(shí)間：規(guī)范為“YYYY-MM-DD HH24：MM：SS”格式；

地點(diǎn)：根據(jù)實(shí)際情況，規(guī)范為“11號(hào)樓、14公寓、XX省XX市XX區(qū)”等學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)地點(diǎn)名稱、國家標(biāo)準(zhǔn)行政區(qū)劃名稱或統(tǒng)一的自定義地點(diǎn)名稱；

行為：根據(jù)實(shí)際情況，規(guī)范為“進(jìn)門、出門、餐廳消費(fèi)、使用多媒體機(jī)、浴室洗浴、超市消費(fèi)、健康信息填報(bào)”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(shí)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(jī)-北門1、校園卡機(jī)-美食城2樓35號(hào)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(jì)的總體方案架構(gòu)主要涉及人員信息表的設(shè)計(jì)和維護(hù)、人員行動(dòng)軌跡原始數(shù)據(jù)如何接入數(shù)據(jù)倉庫，以及行動(dòng)軌跡視圖的建立和維護(hù)三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

3 人員信息表設(shè)計(jì)和維護(hù)

3.1 字段設(shè)計(jì)

為給行動(dòng)軌跡視圖提供人員的基本信息，需建立行動(dòng)軌跡所涉及的所有人員的信息表，包括人員的“證件號(hào)（主鍵）、姓名、性別、其他證件號(hào)、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(duì)各字段數(shù)據(jù)的要求如下：

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

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

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

人員類別：根據(jù)實(shí)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(jìn)校人員”等學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)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(hào)碼；

常住樓宇：根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)于常住校內(nèi)的人員規(guī)范為“14公寓”“23棟”等校內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)樓宇名稱，對(duì)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(shí)際情況，對(duì)于常住校內(nèi)的人員規(guī)范為“1107”“5-203”等校內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)房間名稱，對(duì)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(hù)

人員信息表建立應(yīng)遵循三個(gè)基本要求：格式規(guī)范、人員全覆蓋且便于適時(shí)調(diào)整補(bǔ)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(dòng)接入和人工手動(dòng)添加相結(jié)合的方式對(duì)人員信息表進(jìn)行持續(xù)維護(hù)來實(shí)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(jìn)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(duì)于有學(xué)號(hào)的學(xué)生、有工號(hào)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(dòng)接入；對(duì)于校內(nèi)居民和經(jīng)審批進(jìn)校人員，人員信息可根據(jù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)支撐實(shí)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(dòng)接入或人工手動(dòng)添加；對(duì)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(dòng)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(dòng)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(hào)和工號(hào)的其他有效身份證件號(hào)，簡單地將各類人員信息接入到人員信息表將會(huì)導(dǎo)致某些人員在信息表中有多條記錄，在行動(dòng)軌跡視圖中連接人員信息表時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致行動(dòng)軌跡視圖的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確[9]。針對(duì)該問題，論文方案設(shè)計(jì)了一種有效的解決方法：（1）對(duì)于學(xué)生和教職工，人員信息記錄只將學(xué)生學(xué)號(hào)和教職工工號(hào)作為證件號(hào)，將其18位居民身份證號(hào)或其他有效身份證件號(hào)作為字段其他證件號(hào)下的數(shù)據(jù)；（2）對(duì)于沒有學(xué)生學(xué)號(hào)或教職工工號(hào)的人員，優(yōu)先將其18位居民身份證號(hào)作為證件號(hào)，如沒有則將其他有效身份證件號(hào)作為證件號(hào)，其他證件號(hào)與證件號(hào)相同；（3）每日對(duì)人員信息表執(zhí)行SQL程序自動(dòng)檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，維護(hù)人員信息表滿足應(yīng)用要求。

4 行動(dòng)軌跡原始數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)倉庫

4.1 行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)的時(shí)間統(tǒng)一

為避免各信息系統(tǒng)的行動(dòng)軌跡原始數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)間存在偏差，影響行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，在將各信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的行動(dòng)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(shí)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(gè)別信息系統(tǒng)無法通過時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行同步的情況，行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)的時(shí)間精度控制在秒級(jí)即可滿足需求，可由系統(tǒng)管理人員負(fù)責(zé)定期對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整與國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步，其他信息系統(tǒng)均通過時(shí)間服務(wù)器與國家標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步。

4.2 行動(dòng)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(dòng)軌跡視圖處理的復(fù)雜度，降低對(duì)行動(dòng)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(dòng)軌跡原始數(shù)據(jù)。根據(jù)各信息系統(tǒng)行動(dòng)軌跡原始數(shù)據(jù)的實(shí)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(dòng)軌跡的“時(shí)間、地點(diǎn)、行為”等字段的數(shù)據(jù)[11]。

4.3 行動(dòng)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(duì)接行動(dòng)軌跡原始數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)倉庫的行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表中，并配置好數(shù)據(jù)采集更新機(jī)制，每天專人檢查，確保行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)按要求正常入庫。為確保行動(dòng)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(jìn)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(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置。以樓宇門禁系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)通過ODI平臺(tái)[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(tái)數(shù)據(jù)接入流程

5 行動(dòng)軌跡視圖規(guī)范化建立和維護(hù)

（1）由于各信息系統(tǒng)的管理和使用情況各異，為避免行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表的“地點(diǎn)、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(dòng)軌跡數(shù)據(jù)需求和數(shù)據(jù)的實(shí)際情況綜合考慮，在行動(dòng)軌跡視圖中可通過程序代碼將各行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表規(guī)范為統(tǒng)一的、簡潔明了的行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)[13]，如利用“SQL CASE…WHEN…THEN…”語句規(guī)范行動(dòng)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(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)[14]。UNION操作符用于合并兩個(gè)或多個(gè)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(dòng)軌跡視圖中將各行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)通過SELECT語句輸出結(jié)果時(shí)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(dòng)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(huì)有某些學(xué)生和教職工通過刷18位居民身份證進(jìn)入校園的情況，如僅在行動(dòng)軌跡視圖中“LEFT JOIN人員信息表ON整合后的行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù).證件號(hào)=人員信息表.證件號(hào)”，則此時(shí)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(dòng)軌跡數(shù)據(jù).證件號(hào)=人員信息表.其他證件號(hào)”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(dòng)軌跡視圖即可提供各種緯度的行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在面對(duì)復(fù)雜的、個(gè)性化的數(shù)據(jù)需求時(shí)，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(dòng)態(tài)性等優(yōu)勢(shì)[15]即顯現(xiàn)出來，在無需改變?cè)夹袆?dòng)軌跡數(shù)據(jù)的情況下，可采取對(duì)行動(dòng)軌跡視圖進(jìn)行調(diào)整、加入新字段等方法來解決。

部分行動(dòng)軌跡視圖規(guī)范化的程序代碼如圖3所示。

圖3 行動(dòng)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)校現(xiàn)有用于教學(xué)科研活動(dòng)管理的信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集平臺(tái)、數(shù)據(jù)倉庫等信息化資源，研究如何靈活運(yùn)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(shí)時(shí)產(chǎn)生的行動(dòng)軌跡相關(guān)原始數(shù)據(jù)，通過行動(dòng)軌跡報(bào)告單、密切接觸人員報(bào)告單和其他個(gè)性化行動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)查詢與各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為學(xué)校相關(guān)單位實(shí)施疫情精準(zhǔn)防控提供數(shù)據(jù)支撐，實(shí)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(shí)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(xiàng)活動(dòng)的正常有序開展。