大數(shù)據(jù)、人工智能助力高校復(fù)學(xué)及精準(zhǔn)防控

張?zhí)祢E

摘 要：新冠肺炎疫情暴發(fā)以來，大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)在疫情監(jiān)測分析、人員物資管控、醫(yī)療救治、藥品研發(fā)、后勤保障、復(fù)工復(fù)產(chǎn)等方面發(fā)揮了重要作用。本文通過介紹大數(shù)據(jù)、人工智能在疫情應(yīng)對中的優(yōu)勢，突顯了新一代信息技術(shù)在疫情防控中發(fā)揮的作用和價值。在疫情防控常態(tài)化的當(dāng)下，大數(shù)據(jù)和人工智能在便民生活、復(fù)工復(fù)產(chǎn)、助力高校復(fù)學(xué)精準(zhǔn)防控等方面產(chǎn)生了巨大的影響。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);人工智能;精準(zhǔn)防控

中圖分類號：TP311.13;TP18文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2020）34-0013-04

Big Data and Artificial Intelligence Help Precision Prevention

and Control of College Resumption

ZHANG Tianjun

（Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： Since the outbreak of COVID-19， big data and artificial intelligence technologies have played a full role in epidemic monitoring and analysis， personnel and material control， medical treatment， drug research and development， logistics support， and resumption of work and production. By introducing the advantages of big data and artificial intelligence in the prevention and control of COVID-19， the role and value of new generation information technology in epidemic prevention and control were highlighted. At the moment of normalization of epidemic prevention and control， big data and artificial intelligence have a great impact on the convenience of people's lives， the resumption of work and production， and the accurate prevention and control of University resumption.

Keywords： big data;artificial intelligence;precise prevention and control

2020年開年之際，新冠肺炎疫情來勢洶洶，給各地政府的社會治理、民生服務(wù)及企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營等各方面帶來了巨大的挑戰(zhàn)。在此次疫情防控過程中，新一代信息技術(shù)發(fā)揮了重要作用。從超級算力助力病毒溯源和藥物研制到算法讀片輔助病情診斷，從大數(shù)據(jù)分析預(yù)測人流趨勢到無人機喊話監(jiān)督防護行為，從智能化物流運輸?shù)竭h(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程辦公，從“健康碼”等健康標(biāo)識精準(zhǔn)管理到政務(wù)業(yè)務(wù)“全程網(wǎng)辦”，大數(shù)據(jù)和人工智能成為戰(zhàn)“疫”的強有力“武器”。在各地復(fù)工復(fù)產(chǎn)之際，全國各大高校學(xué)生返校復(fù)學(xué)，在疫情防控進入常態(tài)化的關(guān)鍵階段，大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)助力學(xué)校有序應(yīng)對復(fù)學(xué)挑戰(zhàn)[1-2]。

1 大數(shù)據(jù)的處理過程

隨著云計算的發(fā)展，大數(shù)據(jù)越來越多地被人們所關(guān)注。大數(shù)據(jù)通常用來表示數(shù)字化時代下創(chuàng)造出的大量非結(jié)構(gòu)化和半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)資源在寫入數(shù)據(jù)庫時會花費過多時間和精力。通過大數(shù)據(jù)的特征來定義理解各行各業(yè)對大數(shù)據(jù)的整體描繪和定性;通過基于機器學(xué)習(xí)算法的大數(shù)據(jù)科學(xué)建模，實現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息精準(zhǔn)導(dǎo)向在各行各業(yè)的應(yīng)用，進而實現(xiàn)大數(shù)據(jù)價值的探討，深入解析大數(shù)據(jù)的珍貴所在。

大數(shù)據(jù)的處理過程見圖1，主要包括數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理與分析、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)應(yīng)用等環(huán)節(jié)。

大數(shù)據(jù)收集是大數(shù)據(jù)處理的第一步，主要作用是把生活中的海量數(shù)據(jù)收集起來，以供以后使用。在數(shù)據(jù)收集過程中，數(shù)據(jù)源會影響大數(shù)據(jù)質(zhì)量的真實性、完整性、一致性、準(zhǔn)確性和安全性。

大數(shù)據(jù)收集過程中一般不止一個數(shù)據(jù)源，這些數(shù)據(jù)源可能包括不同種類的數(shù)據(jù)格式，傳輸過程中可能會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)沖突，因此需要對收集到的信息進行預(yù)處理，以保證大數(shù)據(jù)分析及預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。大數(shù)據(jù)的預(yù)處理主要包括數(shù)據(jù)清理、數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)歸約和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換這幾個步驟。通過大數(shù)據(jù)預(yù)處理可以大大提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

數(shù)據(jù)處理所需要的計算模型主要有MapReduce分布式計算框架、分布式內(nèi)存計算系統(tǒng)、分布式流計算系統(tǒng)等。以MapReduce為代表的非關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)陣營，從關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)所積累的寶貴財富中挖掘可以借鑒的技術(shù)和方法，不斷解決其性能問題。面向大數(shù)據(jù)的深度分析需求，新的架構(gòu)模式正在涌現(xiàn)，關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)和非關(guān)系數(shù)據(jù)管理技術(shù)在不斷競爭中互相取長補短，在新的大數(shù)據(jù)分析生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)找到自己的位置[3]。大數(shù)據(jù)資源的類型和存儲形式?jīng)Q定了其所采用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，而數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的性能和優(yōu)劣可以直接影響大數(shù)據(jù)質(zhì)量的價值性、可用性、時效性和準(zhǔn)確性。因此，在進行大數(shù)據(jù)處理時，要根據(jù)大數(shù)據(jù)資源的類型來選擇合適的存儲形式和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)質(zhì)量的最優(yōu)化。

大數(shù)據(jù)分析主要包括對已有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析和對未知數(shù)據(jù)的挖掘、深度學(xué)習(xí)。統(tǒng)計分析可由數(shù)據(jù)處理技術(shù)完成，數(shù)據(jù)挖掘和深度學(xué)習(xí)則在大數(shù)據(jù)分析階段完成，可挖掘大數(shù)據(jù)資源的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性，形成對事物的描述或規(guī)則，可通過構(gòu)建機器學(xué)習(xí)模型和海量訓(xùn)練數(shù)據(jù)資源來提升數(shù)據(jù)分析與預(yù)測的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)分析是大數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它決定了大數(shù)據(jù)集合的價值性和可用性，以及分析預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.1.2 挑戰(zhàn)2：高校宿舍、浴室、食堂等人員密集場所空間有限。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn)，鄭州大學(xué)主要從“優(yōu)化存量、提升增量”方面入手。在住宿方面，對宿舍和公寓進行優(yōu)化調(diào)整和統(tǒng)籌利用，安排部分博士生、碩士生入住青年教師人才公寓，全面消除八人間，有效緩解宿舍人員密集問題。在洗浴方面，對公共浴池進行優(yōu)化擴容和隔離裝修，實行網(wǎng)絡(luò)預(yù)約分時段洗浴，并推動在宿舍樓改造加裝洗浴設(shè)施，降低交叉感染的風(fēng)險。在就餐方面，為每個餐桌加裝隔離板，并進行數(shù)字化定位，通過預(yù)約系統(tǒng)實現(xiàn)錯峰就餐、對號入座，做到既減少聚集、保障安全，又提升效能、滿足需求。

3.2 打造智慧校園，進行精準(zhǔn)疫情防控

傳統(tǒng)疫情防控，多采用人工值守核查，比對身份證與學(xué)生證，出示健康碼，使用測溫槍檢測返校師生的實時體溫，以此來篩查是否具備入校條件。這種方式將身份核驗和體溫檢測分開，需要出示多種證件，人工操作誤差大、不確定因素多，在師生返校高峰時段，還可能發(fā)生排隊冗余，為防疫檢測和安全入校帶來極大的不便。同時，數(shù)據(jù)無法保存和共享，需要重復(fù)操作，面對突發(fā)狀況，管理者很難通過第一時間排查安全隱患和部署防控工作。

針對高校復(fù)學(xué)防疫難題，鄭州大學(xué)在行政樓、宿舍樓安裝了人像識別及測溫系統(tǒng)，采用人像技術(shù)融合高精度紅外測溫技術(shù)以及實時顯示大數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺。該方案主要由人像采集子系統(tǒng)、紅外測溫子系統(tǒng)、系統(tǒng)管理平臺三部分組成，能為學(xué)校實現(xiàn)安全、精準(zhǔn)、高效的身份核驗和體溫測量提供技術(shù)支撐，為學(xué)校管理者科學(xué)決策提供信息依據(jù)[7]。不同于其他生物識別方式，該系統(tǒng)核心采用的人像識別技術(shù)十分契合當(dāng)下疫情防控的基本需求。這項技術(shù)基于人像的生物特征信息進行身份識別，使用過程中無須接觸。返校師生只需看一眼設(shè)備，就能快速完成身份與體溫的雙重核驗。該方案的具體優(yōu)點如下。①系統(tǒng)部署便捷，對接方便。人像識別及測溫系統(tǒng)支持與學(xué)?，F(xiàn)有信息管理平臺對接，實現(xiàn)了學(xué)生電子信息表如姓名、身份證號碼、班級、聯(lián)系方式的快速導(dǎo)入。②大數(shù)據(jù)管理，高效阻斷疫情傳播。對于每個出入校園、行政樓、宿舍樓的人員，該設(shè)備能精準(zhǔn)快速地識別出其真實身份和實時體溫，對符合條件者給予通行準(zhǔn)入。一旦發(fā)現(xiàn)非實名注冊人員、體溫異常人員、發(fā)熱人員，設(shè)備能立即發(fā)出預(yù)警提示，便于執(zhí)勤人員快速采取措施，將安全隱患降到最低，守好校園疫情防控的“第一道關(guān)”。

4 結(jié)語

“師生生命重于泰山、疫情防控就是責(zé)任”，保護在校師生的健康安全，是高校疫情防控的大任。本次新冠疫情防控工作中，大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)大顯身手，支撐了疫情防控和復(fù)工復(fù)產(chǎn)，為防止疫情擴散、進行疫情預(yù)警、掌握防疫主動權(quán)提供了保障，在助力高校復(fù)學(xué)及精準(zhǔn)防控中起到了積極的技術(shù)支撐作用。相信在今后一段時期，大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)定能實現(xiàn)疫情防控常態(tài)化、精細(xì)化。

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