我國(guó)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)區(qū)塊鏈共享體系研究

陳曉紅，徐雪松，邵紅燕，胡東濱，粟蕓，毛星亮，唐湘博

（1.湖南工商大學(xué)前沿交叉學(xué)院，長(zhǎng)沙 410205；2.中南大學(xué)商學(xué)院，長(zhǎng)沙 410205）

一、前言

2020年全球暴發(fā)新型冠狀病毒肺炎（以下簡(jiǎn)稱“新冠肺炎”）疫情，給各國(guó)造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)沖擊，此次新冠肺炎疫情已經(jīng)上升為全球性的公共衛(wèi)生安全事件。新冠肺炎公共衛(wèi)生事件具有成因多樣、快速傳播、差異化分布、危害難以預(yù)測(cè)等復(fù)雜性特點(diǎn)[1]，且在危機(jī)發(fā)生時(shí)往往存在信息溝通不及時(shí)、真實(shí)性難以保障，各級(jí)部門之間協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)機(jī)制不完善，物資供應(yīng)難以保障，危機(jī)應(yīng)對(duì)不及時(shí)，責(zé)任主體不明確等多重困難，目前尚未形成成熟的應(yīng)急情報(bào)協(xié)同機(jī)制[2]。因此加強(qiáng)突發(fā)性公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)共享機(jī)制的研究，構(gòu)建更加高效、安全可信的應(yīng)急情報(bào)共享模型，已經(jīng)成為完善我國(guó)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)管理的核心問題 [3,4]。

應(yīng)急情報(bào)管理的研究始于20世紀(jì)60年代，主要研究如何通過信息技術(shù)的應(yīng)用以提升應(yīng)急信息管理水平[4]。美國(guó)各地方政府通過國(guó)家突發(fā)事件管理系統(tǒng)（NIMS）發(fā)布和處置各類突發(fā)事件[5]，采用信息化手段提升應(yīng)急管理能力。加拿大公共安全與應(yīng)急部于2008年制定了政府應(yīng)急管理框架[6]，來提升城市應(yīng)急管理水平。進(jìn)入21世紀(jì)，各類突發(fā)公共衛(wèi)生安全事件發(fā)生的頻率急劇增加，尤其是國(guó)際關(guān)注的重大傳染性疾病，如嚴(yán)重急性呼吸綜合征（SARS）、甲型H1N1流感、埃博拉疫情、新冠肺炎疫情等。Ali分析了全球化進(jìn)程對(duì)SARS病毒傳播的影響以及防控響應(yīng)，并特別強(qiáng)調(diào)重大傳染病疫情對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響[7]；Marcus等人研究表明，SARS疫情對(duì)國(guó)民生產(chǎn)總值以及國(guó)內(nèi)投資都會(huì)帶來顯著的抑制作用[8]。公共衛(wèi)生安全事件給衛(wèi)生環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展帶來了巨大的壓力。因此學(xué)術(shù)界開始關(guān)注公共衛(wèi)生安全相關(guān)的研究議題，構(gòu)建跨區(qū)域、跨部門的應(yīng)急處置機(jī)制，共建更加安全、高效的公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)共享體系顯得尤為重要[9]。公共衛(wèi)生安全事件應(yīng)急決策的失誤和延遲往往是由信息不對(duì)稱所引起的，應(yīng)急情報(bào)的協(xié)同共享在事件的應(yīng)對(duì)和處理過程中發(fā)揮著重要的作用[10~13]。情報(bào)是疫情管控工作展開的有力支撐，通過對(duì)疫情三個(gè)階段應(yīng)急情報(bào)的管理，能夠?qū)崿F(xiàn)公共衛(wèi)生安全事件的智能管控，應(yīng)急情報(bào)對(duì)突發(fā)事件的快速響應(yīng)和應(yīng)急決策十分重要[14]，應(yīng)急情報(bào)的搜集、加工和傳遞對(duì)突發(fā)事件的影響力超過50% [15]。由此可見，應(yīng)急情報(bào)的共享在公共衛(wèi)生安全事件的管理中起到了至關(guān)重要的作用。而在實(shí)際操作過程中，由于各個(gè)部門之間條塊化分割、程序約束以及時(shí)序約束沒有行之有效的共享協(xié)作機(jī)制，難以應(yīng)對(duì)形勢(shì)復(fù)雜多變的公共衛(wèi)生事件 [16,17]。

當(dāng)前，我國(guó)公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)管理的核心要求是安全、高效、實(shí)時(shí)的信息共享與情報(bào)交流[18]。大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用和普及為災(zāi)害事件的應(yīng)急管理提供了新的思路[19]，通過數(shù)字化、智能化技術(shù)可以提升應(yīng)急情報(bào)的協(xié)作共享能力。區(qū)塊鏈具有去中心化、智能合約、信息共享和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)然咎卣鱗20]，與應(yīng)急情報(bào)管理具有良好協(xié)同性作用。其共識(shí)機(jī)制不僅可以構(gòu)建出一條安全可靠的信息共享通道，還能憑借不可篡改的特性確保信息的真實(shí)性 [21]。此外，區(qū)塊鏈中的跨鏈技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分層級(jí)的公共衛(wèi)生安全管理，能提高公共衛(wèi)生安全管理的韌性。通過構(gòu)建聯(lián)盟鏈可以解決組織內(nèi)部間的共享障礙和數(shù)據(jù)缺失[22]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互共享。

綜上，建立跨組織部門的情報(bào)共享體系可以很好地解決情報(bào)信息溝通困難、效率低下等問題，構(gòu)建以應(yīng)急情報(bào)管理為主的信息管理系統(tǒng)，完善應(yīng)急情報(bào)的協(xié)同共享機(jī)制，是應(yīng)急情報(bào)工作研究的一個(gè)重點(diǎn)。但目前文獻(xiàn)中，缺少對(duì)突發(fā)性疫情在常態(tài)和應(yīng)急態(tài)不同時(shí)期的情報(bào)內(nèi)容、邊界及危害等級(jí)進(jìn)行系統(tǒng)分類研究，現(xiàn)有的公共衛(wèi)生應(yīng)急機(jī)制并不能完全適應(yīng)應(yīng)急情報(bào)的高速流通和快速響應(yīng)，也不能適應(yīng)重大疫情防控中層出不窮的突發(fā)事件。同時(shí)，公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)體系的建設(shè)采用分層級(jí)的管理形式，雖然可通過區(qū)塊鏈跨域信息共享技術(shù)來解決不同層級(jí)之間的紐帶，建立跨主體、全過程的信息聯(lián)動(dòng)共享機(jī)制，提高應(yīng)急情報(bào)的管理能力。但跨部門、跨區(qū)域的協(xié)作如何有效應(yīng)對(duì)和處置復(fù)雜環(huán)境下的情報(bào)信息真實(shí)性確權(quán)、信息冗余及效率低等問題也是情報(bào)管理體系面臨的現(xiàn)實(shí)難題。

本文首先分析了新冠疫情下我國(guó)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)、組織管理模式及痛點(diǎn)問題；然后提出基于聯(lián)盟鏈的分層應(yīng)急情報(bào)共享模型，采用分層側(cè)鏈技術(shù)解決聯(lián)盟鏈主鏈信息存儲(chǔ)量過大的問題；利用區(qū)塊鏈防篡改特性實(shí)現(xiàn)信息溯源和事件的追責(zé)，在降低聯(lián)盟鏈數(shù)據(jù)冗余、保障共享情報(bào)數(shù)據(jù)安全的同時(shí)，提高公共衛(wèi)生安全管理系統(tǒng)的韌性；最后給出應(yīng)急情報(bào)的共享流程，以南京市疫情為例，通過情景模擬來驗(yàn)證本模型的有效性，并提出應(yīng)對(duì)疫情的對(duì)策建議，為我國(guó)公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)共享體系建設(shè)提供決策參考。

二、我國(guó)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

（一）我國(guó)現(xiàn)有公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)的管理模式

現(xiàn)階段，我國(guó)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)的組織結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)扁平化的特點(diǎn)，分為國(guó)家、省、市、縣、鄉(xiāng)五個(gè)層面，公共衛(wèi)生安全的應(yīng)急管理呈現(xiàn)“自上而下、縱向樹形”結(jié)構(gòu)?？v向來看，消息的傳遞僅限于同一部門之間；橫向來看，部門之間協(xié)調(diào)困難，不利于公共衛(wèi)生安全事件的預(yù)警與協(xié)調(diào)。從信息傳遞流程及模式來看，主要是縣（區(qū)）級(jí)機(jī)構(gòu)–市級(jí)機(jī)構(gòu)–省級(jí)機(jī)構(gòu)–國(guó)家機(jī)構(gòu)垂直單向的信息傳遞模式。公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)共享體系是一個(gè)復(fù)雜的工程，需要涉及多個(gè)部門，但信息往往在同一部門內(nèi)部傳遞，應(yīng)急情報(bào)傳遞時(shí)間長(zhǎng)，傳遞渠道單一，不同地區(qū)、部門之間的機(jī)構(gòu)缺乏信息交流，很難保證應(yīng)急情報(bào)信息的實(shí)時(shí)性和一致性，信息孤島現(xiàn)象嚴(yán)重。應(yīng)急情報(bào)信息的溝通不暢是導(dǎo)致應(yīng)急決策失誤或者受阻的主要原因，公共衛(wèi)生安全事件發(fā)生時(shí)，各個(gè)部門之間往往很難實(shí)現(xiàn)信息互通，從而可能導(dǎo)致事件的影響范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，公共衛(wèi)生安全事件從發(fā)生到上報(bào)需要多級(jí)人工審批，上報(bào)數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性有非常高的要求，審批成功與否受人為因素干擾較大。上報(bào)時(shí)需要逐級(jí)審核匯總，缺乏透明性，應(yīng)對(duì)公共衛(wèi)生安全事件缺乏橫向的信息共享，手段單一。

總的來說，我國(guó)現(xiàn)階段縱向樹狀的應(yīng)急處理模式很難應(yīng)對(duì)突發(fā)公共衛(wèi)生安全事件，不能滿足事件的快速響應(yīng)，也很難實(shí)現(xiàn)不同部門之間應(yīng)急情報(bào)的共享。因此需要改變傳統(tǒng)的公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)傳遞模式，構(gòu)建更加高效、安全可信的應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享體系，實(shí)現(xiàn)跨部門、跨層級(jí)的應(yīng)急情報(bào)交流與協(xié)作，消除部門之間的信息壁壘。

（二）新冠疫情下公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)結(jié)構(gòu)

新冠肺炎疫情公共衛(wèi)生安全事件具有不可預(yù)測(cè)，傳染性強(qiáng)，難以判斷疫情對(duì)下一次大流行產(chǎn)生的影響等特點(diǎn)，也難以保障應(yīng)急情報(bào)的真實(shí)性和安全性。同時(shí)，該類情報(bào)信息是一種多領(lǐng)域和多部門的相關(guān)信息集合體，主要包含疫情、醫(yī)情、政情、民情以及輿情五個(gè)信息維度。疫情發(fā)展是此次突發(fā)公共衛(wèi)生事件的核心，有關(guān)新型冠狀病毒的傳染和蔓延情況是疫情的關(guān)鍵；針對(duì)疫情發(fā)生和發(fā)展，醫(yī)療機(jī)構(gòu)的臨床救治和疾控機(jī)構(gòu)的公共衛(wèi)生干預(yù)是及時(shí)有效遏制疫情蔓延的兩大重要舉措；面對(duì)此次突發(fā)公共衛(wèi)生安全事件，政府作為公共服務(wù)的提供者、公共政策的制定者、公共事務(wù)的管理者和公共權(quán)力的行使者，是此次疫情危機(jī)的核心；主體民眾對(duì)疫情的感知和應(yīng)對(duì)是疫情防控和化解危機(jī)的社會(huì)基礎(chǔ)；同時(shí)，作為信息傳遞的橋梁和風(fēng)險(xiǎn)溝通的平臺(tái)，媒體也在此次疫情的防控中發(fā)揮著不可替代的作用。綜合來看，公共衛(wèi)生安全事件中的應(yīng)急情報(bào)來源于不同領(lǐng)域、不同部門與不同載體形式，需要針對(duì)性地加強(qiáng)多領(lǐng)域多部門之間的應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享。圖1定義了新冠肺炎疫情下公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)的結(jié)構(gòu)及內(nèi)涵。

圖1 公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)的結(jié)構(gòu)及內(nèi)涵

疫情應(yīng)急情報(bào)作為公共衛(wèi)生安全事件應(yīng)對(duì)和處置過程中的一種非常規(guī)情報(bào)，不同于常規(guī)情報(bào)且更需要得到重視。應(yīng)急情報(bào)的一致性、準(zhǔn)確性、充分性對(duì)于公共衛(wèi)生安全事件的決策和行動(dòng)至關(guān)重要。有效的應(yīng)急情報(bào)信息應(yīng)該準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、清晰和權(quán)威，官方的應(yīng)急情報(bào)應(yīng)該由較權(quán)威的機(jī)構(gòu)統(tǒng)一傳遞和發(fā)布。

如圖2所示，在新冠肺炎暴發(fā)期間，由國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)牽頭成立了包含32個(gè)單位部門的聯(lián)防聯(lián)控組織架構(gòu)。在此架構(gòu)下，疫情防控、醫(yī)療救治、科研攻關(guān)、物資保障等工作職責(zé)明確，形成了應(yīng)對(duì)疫情的有效支撐。新冠肺炎防控的組織架構(gòu)打破了傳統(tǒng)行政體系的約束，轉(zhuǎn)向以事件為導(dǎo)向的高效運(yùn)作，一方面可以提高應(yīng)急情報(bào)的準(zhǔn)確度和公信度，另一方面也可以遏制防疫工作信息的瞞報(bào)、漏報(bào)、緩報(bào)。橫向溝通不再通過行政上級(jí)，確保了應(yīng)急情報(bào)信息傳遞的效率。

圖2 新冠肺炎時(shí)期公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)的組織架構(gòu)

三、公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)區(qū)塊鏈共享模型

針對(duì)現(xiàn)階段公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)管理中不同區(qū)域部門之間共享困難、效率低下的問題，本文設(shè)計(jì)基于聯(lián)盟鏈的公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享模型。如圖3所示，通過建立分層級(jí)的側(cè)鏈共享模型，降低主鏈的數(shù)據(jù)傳輸量，提高應(yīng)急情報(bào)共享效率。對(duì)突發(fā)事件而言，應(yīng)急情報(bào)的數(shù)據(jù)規(guī)模、范圍和時(shí)效是公共衛(wèi)生安全應(yīng)急管理的核心，因此本文考慮將主要的情報(bào)流存儲(chǔ)在事件發(fā)生的省市側(cè)鏈上，而跨省市的情報(bào)流傳遞以事件摘要為主要情報(bào)流進(jìn)行傳遞。

各個(gè)省市的側(cè)鏈根據(jù)自身的應(yīng)急情報(bào)機(jī)構(gòu)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)設(shè)置，如A省P市的側(cè)鏈由市衛(wèi)生健康委員會(huì)、公益機(jī)構(gòu)、交通部門、社會(huì)組織等組成。通過每一層級(jí)的數(shù)據(jù)交換，完成應(yīng)急情報(bào)從各個(gè)機(jī)構(gòu)至主聯(lián)盟鏈的上傳。在各個(gè)省市側(cè)鏈上，可以查詢到實(shí)時(shí)的情報(bào)數(shù)據(jù)以及各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)都會(huì)在初次上傳的側(cè)鏈上進(jìn)行復(fù)核，在層層上傳經(jīng)過主鏈確認(rèn)后，就會(huì)向全網(wǎng)廣播，成為鏈上的離線情報(bào)數(shù)據(jù)。

在市級(jí)側(cè)鏈中，設(shè)置有普通節(jié)點(diǎn)（N3）和管理節(jié)點(diǎn)（N2）。普通節(jié)點(diǎn)如交通、海關(guān)等部門可以提供最新的人員流動(dòng)信息，負(fù)責(zé)應(yīng)急情報(bào)的搜集、上傳和共享。安全部、衛(wèi)生健康委員會(huì)等部門作為管理節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)對(duì)市級(jí)側(cè)鏈中上傳的信息進(jìn)行驗(yàn)證與背書，并兼容普通節(jié)點(diǎn)的功能。市級(jí)節(jié)點(diǎn)上傳的應(yīng)急情報(bào)信息在市級(jí)側(cè)鏈中儲(chǔ)存，僅向省級(jí)側(cè)鏈上傳摘要信息。

在省級(jí)側(cè)鏈中，設(shè)置有普通節(jié)點(diǎn)（N3）和管理節(jié)點(diǎn)（N2）。省內(nèi)不同縣市上傳的應(yīng)急情報(bào)信息都匯集到省級(jí)側(cè)鏈中。省級(jí)側(cè)鏈中的管理節(jié)點(diǎn)可以搜索查閱省內(nèi)的應(yīng)急情報(bào)信息，同時(shí)通過省級(jí)數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)，申請(qǐng)查驗(yàn)其他省市的相關(guān)應(yīng)急情報(bào)信息。

在國(guó)家級(jí)主鏈中，設(shè)置有管理節(jié)點(diǎn)（N2）和主管理節(jié)點(diǎn)（N1）。不同省市的應(yīng)急情報(bào)信息摘要通過側(cè)鏈數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)上傳至主鏈。主鏈中主管理節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)側(cè)鏈中管理節(jié)點(diǎn)的身份進(jìn)行驗(yàn)證、審核和授權(quán)，通過智能合約設(shè)定各個(gè)側(cè)鏈中節(jié)點(diǎn)的應(yīng)急管理權(quán)限。驗(yàn)證通過的節(jié)點(diǎn)可以在主鏈搜索、下載以及分析相關(guān)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)信息。除管理節(jié)點(diǎn)具有的功能以外，主鏈中的管理節(jié)點(diǎn)還要負(fù)責(zé)整個(gè)聯(lián)盟主鏈的日常維護(hù)。

（一）公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享聯(lián)盟鏈

本文設(shè)計(jì)的公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)共享聯(lián)盟鏈架構(gòu)如圖3所示，由應(yīng)急情報(bào)聯(lián)盟鏈共享平臺(tái)、應(yīng)急情報(bào)共享側(cè)鏈αi和應(yīng)急情報(bào)主鏈β三個(gè)部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)層匯集各級(jí)公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)平臺(tái)和其他政府部門基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)中心共享的應(yīng)急情報(bào)數(shù)據(jù)。各個(gè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)平臺(tái)通過應(yīng)用程序接口（API）對(duì)接的方式向公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享平臺(tái)提供共享所需的應(yīng)急情報(bào)原始數(shù)據(jù)。各個(gè)地區(qū)的信息通過應(yīng)急情報(bào)共享平臺(tái)上傳至側(cè)鏈αi，每個(gè)地區(qū)單獨(dú)的側(cè)鏈αi上傳的信息共同構(gòu)成數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，這些地區(qū)的側(cè)鏈信息摘要打包后上傳至聯(lián)盟鏈主鏈

交易節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)共享平臺(tái)上發(fā)起交易后，由對(duì)應(yīng)地區(qū)的節(jié)點(diǎn)向側(cè)鏈網(wǎng)絡(luò)發(fā)起請(qǐng)求，經(jīng)過背書節(jié)點(diǎn)背書、排序節(jié)點(diǎn)排序后生成對(duì)應(yīng)的區(qū)塊進(jìn)行記賬，公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)共享側(cè)鏈結(jié)構(gòu)如圖4所示。應(yīng)急情報(bào)共享平臺(tái)的信息上傳至側(cè)鏈之后，由交易節(jié)點(diǎn)提交交易請(qǐng)求，背書節(jié)點(diǎn)在獲取交易節(jié)點(diǎn)的交易請(qǐng)求之后，驗(yàn)證請(qǐng)求信息，包括驗(yàn)證請(qǐng)求的格式、交易簽名是否有效、請(qǐng)求的提交者是否寫入權(quán)限、是否重復(fù)提交等。驗(yàn)證通過后，背書節(jié)點(diǎn)執(zhí)行交易中提交的智能合約生成讀寫集，并對(duì)生成的讀寫集進(jìn)行簽名，將執(zhí)行的結(jié)果返回交易節(jié)點(diǎn)。交易節(jié)點(diǎn)在請(qǐng)求發(fā)出后會(huì)一直處于等待狀態(tài)，在獲得背書節(jié)點(diǎn)的背書響應(yīng)后，交易節(jié)點(diǎn)會(huì)對(duì)背書消息進(jìn)行簽名驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后生成正式交易，廣播給排序節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排序，隨后生成相應(yīng)的區(qū)塊，并向主節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播。賬本節(jié)點(diǎn)在得到背書節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的應(yīng)急情報(bào)消息之后，對(duì)區(qū)塊的有效性進(jìn)行驗(yàn)證，并提交到本地賬本，完成存儲(chǔ)功能，每條側(cè)鏈又將主要信息上傳至聯(lián)盟鏈主鏈，完成應(yīng)急情報(bào)信息的共享過程。

（二）公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)區(qū)塊結(jié)構(gòu)

應(yīng)急聯(lián)盟區(qū)塊鏈的區(qū)塊主要由兩部分構(gòu)成：區(qū)塊頭和區(qū)塊體。一條區(qū)塊鏈由一個(gè)個(gè)區(qū)塊構(gòu)成，每個(gè)區(qū)塊記錄著上一個(gè)區(qū)塊的身份標(biāo)識(shí)號(hào)（ID），每個(gè)區(qū)塊體又包含了若干應(yīng)急情報(bào)信息，這些區(qū)塊是實(shí)際存儲(chǔ)區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)的載體。公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)聯(lián)盟區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)包括事件信息（a）、輿情信息（i）、信息時(shí)效（t）、信息密級(jí)（s）、信息應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)（c）等不同屬性的信息。消息體δ= {a,i,t,s,c}。其中，事件信息主要用于記錄公共衛(wèi)生安全事件發(fā)生時(shí)一些具體的事件信息，包括事件發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)、涉及的人群、事件傳播范圍、主要信息等；輿情信息主要用于記錄公共衛(wèi)生安全事件發(fā)生前后，社會(huì)公眾所在意和討論的關(guān)于事件的熱點(diǎn)信息，公眾以及受害人群的情感傾向和情感強(qiáng)度；信息的時(shí)效對(duì)于發(fā)生與傳播迅速的公共衛(wèi)生安全事件的應(yīng)急響應(yīng)是極為重要的，一般應(yīng)急情報(bào)信息選取事件的最新信息；主管理節(jié)點(diǎn)擁有最高的應(yīng)急管理權(quán)限；根據(jù)具體的事件態(tài)勢(shì)，即公共衛(wèi)生安全事件的影響力和影響范圍設(shè)置不同的信息應(yīng)急響應(yīng)等級(jí)。此外，消息體中的全部信息都會(huì)上傳至側(cè)鏈保存，其中事件信息的時(shí)間、地點(diǎn)等主要信息會(huì)上傳至聯(lián)盟鏈主鏈，在保留主要信息的同時(shí)減輕主鏈存儲(chǔ)壓力。

四、公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)共享流程

本文基于聯(lián)盟鏈的應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享過程主要有三類參與者，主管理節(jié)點(diǎn)N1，管理節(jié)點(diǎn)N2和普通節(jié)點(diǎn)N3，每個(gè)地區(qū)的共享側(cè)鏈中包含管理節(jié)點(diǎn)和普通節(jié)點(diǎn)這兩類節(jié)點(diǎn)。圖5為聯(lián)盟鏈在整個(gè)應(yīng)急情報(bào)流通過程中的作用，為實(shí)現(xiàn)不同時(shí)期、不同應(yīng)急狀態(tài)下情報(bào)的自主協(xié)同共享，將情報(bào)信息共享分為應(yīng)急準(zhǔn)備、應(yīng)急響應(yīng)及應(yīng)急恢復(fù)三個(gè)階段。

圖5 應(yīng)急情報(bào)在聯(lián)盟鏈的流轉(zhuǎn)過程

在應(yīng)急準(zhǔn)備階段，主要為疫情潛伏期和初發(fā)期。依靠政府部門、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、衛(wèi)生部門等監(jiān)測(cè)可能引發(fā)疫情的各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)，包括個(gè)人行為數(shù)據(jù)、媒體輿論、數(shù)據(jù)庫(kù)等各種各樣的情報(bào)源，每一個(gè)情報(bào)源都可以作為一個(gè)聯(lián)盟鏈節(jié)點(diǎn)。應(yīng)急準(zhǔn)備階段可以根據(jù)各類上傳至聯(lián)盟鏈的信息，各類節(jié)點(diǎn)各司其職，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、搜集、分析疫情情報(bào)，從而高效預(yù)測(cè)疫情發(fā)生的概率并有效控制影響范圍。

在應(yīng)急響應(yīng)階段，疫情迅速暴發(fā)，此時(shí)的防控由預(yù)警預(yù)測(cè)向多方位防控轉(zhuǎn)變。聯(lián)盟鏈上的各個(gè)參與節(jié)點(diǎn)共同服務(wù)疫情防控，通過平臺(tái)系統(tǒng)的鏈接，可以進(jìn)行大規(guī)模、多方位的協(xié)同合作，為醫(yī)療救助、疫苗研發(fā)、物資調(diào)配、輿情引導(dǎo)提供有效支撐。

在應(yīng)急恢復(fù)階段，疫情的影響范圍得到了較好的控制，在這一階段可以根據(jù)聯(lián)盟鏈上實(shí)時(shí)共享的應(yīng)急情報(bào)數(shù)據(jù)，分析疫情的擴(kuò)散原因、途徑及有效的防范措施，總結(jié)提煉出社會(huì)治理層面的信息，為今后的疫情防控工作提供有效支撐。

為此，應(yīng)急情報(bào)聯(lián)盟鏈在情報(bào)共享中的主要作用包括以下幾方面。

（1）應(yīng)急情報(bào)信息上傳和驗(yàn)證。任意交易節(jié)點(diǎn)Ne是側(cè)鏈應(yīng)急情報(bào)信息的源頭，通過應(yīng)急情報(bào)共享平臺(tái)，將情報(bào)事件的環(huán)境、時(shí)間等信息采集并上傳至側(cè)鏈αi，對(duì)應(yīng)地區(qū)的管理節(jié)點(diǎn)N2對(duì)消息的真實(shí)性和有效性進(jìn)行驗(yàn)證與背書，已驗(yàn)證的信息上傳至側(cè)鏈，主要事件信息上傳至聯(lián)盟鏈主鏈。

（2）應(yīng)急情報(bào)的共享。主鏈存儲(chǔ)上傳后的主要事件信息，并劃分情報(bào)信息的獲取權(quán)限后，再向有權(quán)限的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播，有權(quán)限的任意節(jié)點(diǎn)可以查詢到事件的摘要信息。

（3）應(yīng)急情報(bào)信息權(quán)限管理與下載。上傳至側(cè)鏈的應(yīng)急情報(bào)信息根據(jù)權(quán)限等級(jí)向?qū)?yīng)節(jié)點(diǎn)公開并提供查詢功能。Nf為任意想要查詢和下載詳細(xì)信息的節(jié)點(diǎn)，如A省節(jié)點(diǎn)想要查詢B省側(cè)鏈上的應(yīng)急情報(bào)信息，則Nf要先向主鏈發(fā)出請(qǐng)求，權(quán)限驗(yàn)證通過后，則可調(diào)用并下載B省側(cè)鏈αj的信息。

（4）應(yīng)急情報(bào)信息溯源。各個(gè)節(jié)點(diǎn)上傳至側(cè)鏈的應(yīng)急情報(bào)信息與默克爾樹（Merkle Tree）綁定，同步到系統(tǒng)主聯(lián)盟鏈后，即可作為該項(xiàng)信息的溯源驗(yàn)證碼，用于驗(yàn)證應(yīng)急情報(bào)信息是否被篡改，同時(shí)在出現(xiàn)問題之后也可以對(duì)應(yīng)急情報(bào)信息的來源追責(zé)。

五、以南京市疫情為例的情景模擬

以南京市2021年7月20日至2021年8月21日的疫情發(fā)展全過程為基礎(chǔ)，分析疫情發(fā)展期內(nèi)的“五情”走勢(shì)，采用本文模型進(jìn)行應(yīng)急情報(bào)管理的情景模擬并驗(yàn)證模型效率。

7月20日，在祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)工作人員定期核酸檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)9例陽性樣本。在上傳階段，普通節(jié)點(diǎn)祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)防疫專班立即將信息上傳至南京市側(cè)鏈，南京市衛(wèi)生健康委員會(huì)作為市級(jí)管理節(jié)點(diǎn)組織專家對(duì)疫情情報(bào)（包括確診人數(shù)、地點(diǎn)、時(shí)間、行程軌跡等）進(jìn)行驗(yàn)證與背書，儲(chǔ)存信息的同時(shí)將摘要信息上傳至江蘇省側(cè)鏈，江蘇省衛(wèi)生健康委員會(huì)作為管理節(jié)點(diǎn)確認(rèn)后上傳至主鏈，國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)對(duì)上傳疫情情報(bào)的管理節(jié)點(diǎn)（南京市衛(wèi)生健康委員會(huì)）驗(yàn)證后全網(wǎng)廣播該情報(bào)。此時(shí)，所有地市衛(wèi)生健康委員會(huì)均得知該消息，通過儲(chǔ)存并查詢國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)全網(wǎng)廣播的情報(bào)，實(shí)時(shí)得知疫情擴(kuò)散地域、時(shí)間等信息，在祿口國(guó)際機(jī)場(chǎng)的工作人員活動(dòng)軌跡擴(kuò)大之前，及時(shí)采取措施控制人口流動(dòng)、對(duì)相關(guān)區(qū)域進(jìn)行隔離管控、核酸檢測(cè)、醫(yī)療救治、環(huán)境消毒等，各地市民自覺采取對(duì)應(yīng)舉措，群防群控，情景模擬過程顯示極大降低了疫情的傳播范圍。圖6為此次疫情應(yīng)急情報(bào)在本文模型的情景模擬流程圖。

圖6 南京疫情應(yīng)急情報(bào)共享流程

圖7為研究時(shí)段內(nèi)“五情”（通過文本挖掘研究時(shí)段內(nèi)“五情”的關(guān)鍵詞在微博、微信、豆瓣中的出現(xiàn)比例表示）隨疫情發(fā)展的走勢(shì)。由于政府部門（政情）、衛(wèi)生部門（醫(yī)情）、網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（民情和輿情）在疫情初發(fā)期和暴發(fā)期極度關(guān)注疫情情況，疫情在應(yīng)急恢復(fù)階段得到較好控制，民眾及媒體的關(guān)注相應(yīng)減少，因此“五情”呈現(xiàn)出“階段性增長(zhǎng)，迅速消退”的趨勢(shì)。

圖7 疫情發(fā)展期內(nèi)“五情”數(shù)據(jù)分析

為了驗(yàn)證本文模型的效率，對(duì)本文聯(lián)盟鏈系統(tǒng)進(jìn)行了吞吐量和信息延遲測(cè)試。如圖8a所示，設(shè)計(jì)時(shí)長(zhǎng)0~500 s區(qū)間內(nèi)確認(rèn)信息的數(shù)量，根據(jù)信息確認(rèn)數(shù)量算出每秒的交易量（TPS）。根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，該模型的吞吐量可以穩(wěn)定在200 TPS以上，能夠高效地傳輸公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)共享，符合公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享的要求。本模型處理一筆交易合約需要30 ms，處理一筆從普通節(jié)點(diǎn)發(fā)送到主鏈的信息，除去在網(wǎng)絡(luò)帶寬良好的情況下平均延遲為232 ms，分布式網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連通性以及連接的穩(wěn)定性亦會(huì)影響到信息的延遲，在區(qū)塊鏈中，代交易權(quán)重（Gas price）通常被表述為手續(xù)費(fèi)，而在本文的模型之中，則是某條情報(bào)信息的緊急性權(quán)重，Gas price越高，其緊急程度越強(qiáng)，被確認(rèn)時(shí)間更短。但Gas price并不是越高越好。本模型的代交易（Gas）對(duì)確認(rèn)時(shí)間實(shí)驗(yàn)圖如圖8b所示，當(dāng)其到達(dá)頂點(diǎn)后，確認(rèn)時(shí)間非但不會(huì)縮短，還會(huì)變長(zhǎng)。

圖8 應(yīng)急情報(bào)共享模型性能測(cè)試

六、結(jié)論及建議

以新冠疫情為例的突發(fā)性公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)存在信息多元、動(dòng)態(tài)變化、快速傳播、差異化分布、危害難以預(yù)測(cè)等復(fù)雜性特點(diǎn)，情報(bào)的真實(shí)性、有效性及實(shí)時(shí)性是支撐應(yīng)急決策體系建設(shè)的關(guān)鍵因素。因此，我國(guó)公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)管理的核心要求是安全、高效、實(shí)時(shí)的信息共享與情報(bào)交流，構(gòu)建滿足重大疫情防控應(yīng)急管理的新型公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)體系。本文分析了新冠疫情下公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)優(yōu)化了傳統(tǒng)的公共衛(wèi)生應(yīng)急情報(bào)傳遞模式，提出了基于聯(lián)盟鏈的分級(jí)應(yīng)急情報(bào)協(xié)同共享模型。打破應(yīng)急情報(bào)共享機(jī)制中的條塊分割壁壘，利用側(cè)鏈降低主聯(lián)盟鏈的數(shù)據(jù)吞吐量，保證主聯(lián)盟鏈的高效性；設(shè)計(jì)應(yīng)急情報(bào)的上傳、共享、下載與回溯流程，通過節(jié)點(diǎn)權(quán)限控制實(shí)現(xiàn)信息的溯源和追責(zé)。為進(jìn)一步完善我國(guó)公共衛(wèi)生安全應(yīng)急情報(bào)共享體系，提出如下措施建議。

第一，優(yōu)化應(yīng)急情報(bào)體系“去中心”“扁平化” “網(wǎng)格化”結(jié)構(gòu)。構(gòu)建情報(bào)體系的精準(zhǔn)度辨識(shí)、可靠生存證、真?zhèn)涡运菰吹募夹g(shù)機(jī)制，提升情報(bào)響應(yīng)及信息協(xié)同速度，真正形成情報(bào)與決策響應(yīng)協(xié)同體。

第二，打造涵蓋風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)控與信息整合功能的公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)防范機(jī)制，實(shí)現(xiàn)常態(tài)化監(jiān)測(cè)與預(yù)測(cè)。如通過國(guó)務(wù)院大數(shù)據(jù)行程卡或各省市的健康碼等數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；機(jī)場(chǎng)、火車站、醫(yī)院等易感染區(qū)域采取定期核酸檢測(cè)、環(huán)境消毒等措施。使?jié)撛诟腥救巳盒畔⒛軌蚣皶r(shí)上鏈，保證應(yīng)急情報(bào)的實(shí)時(shí)性。

第三，針對(duì)新冠疫情等早期不明原因的傳染病建立應(yīng)急管理情報(bào)共享模型，健全政府部門之間、層級(jí)之間、區(qū)域之間的數(shù)據(jù)開放共享機(jī)制，強(qiáng)化跨部門、跨領(lǐng)域、跨區(qū)域的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，建立 “自下而上”的響應(yīng)機(jī)制。呼吁市民及時(shí)上鏈境外旅居、14天內(nèi)途徑中高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域等疫情相關(guān)信息，做到疫情情報(bào)可溯源，使市民通過應(yīng)急情報(bào)共享模型即可看到相關(guān)信息，自覺采取相關(guān)防范措施。

第四，將情報(bào)體系融入公共衛(wèi)生突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)全程，構(gòu)建以疫情、醫(yī)情、政情、民情和輿情等為主的“多情”情報(bào)分析框架，通過區(qū)塊鏈技術(shù)整合各部門的應(yīng)急風(fēng)險(xiǎn)信息，打造信息共享平臺(tái)，達(dá)到以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)，全面提升新冠肺炎疫情等重大傳染病的公共安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警水平。