一种细颗粒密接探测方法、系统及交互式出入管理系统
文献发布时间:2023-06-19 10:38:35
技术领域
本公开所述的系统所属技术领域为:移动互联网、大数据、边缘计算、物联网及安保、传染防疫、社会治安管理领域及上述领域相关的其它分支领域。
背景技术
新冠状病毒肆虐,现有物业、区域的出入管理系统弊病明显,不能有效的对疑似、密接、感染出入者进行辨别,所以无法做到有效的出入管理;同时,出入管理系统对密接人群等,更无数据获得,更无从判断。此外还有大量的小区,针对小区居民发放出入卡,实质上这种方式对疫情防治虽有意义,但不是从多维度系统方面的支撑,所以对密接、疑似、确诊病人并不能做到有效控制、监管;此外,实时性很差,发现了感染者后,与感染者密接的人群不能立即被各出入控制点或者密接者本人得知,导致风险扩散,此外流调人员也不能快速掌握风险人群,所以通常采用大面积的核酸筛查多次筛查;对于动态区域如车辆等载具,遇到同样的问题,无法风险实时检出或溯源。
在本次病毒传染期间,基于人脸识别的视频监控系统均无效;出入口体温监测系统,对于潜伏期及无明显症状的病人无效(本次病毒,早期无症状者高达80%)。此外接触式测温设备,本身会强迫管理员与进出人员近距离接触,一旦出入管理人员感染,则会造成更大面积的影响;此外,因为不能精准密接学习,所以有感染区域采用大规模试剂检测,但由于试剂准确率及假阴性问题,导致无症状者可以自由行(有感染者甚至3次以上测试仍然是阴性),为了规避假阴性问题,隔离日期由最初的14天到现在14+7,甚至还有21+7,隔离式防疫的确能有效控制病毒传染范围及速度,但被隔离者的经济收入与社会运转都造成社会问题。而实际上,病毒的传染大多数是靠人与人接触,掌握已经暴露风险者密接链条,特别是实时的掌握,对本次防疫至关重要,当掌握后,实时通知密接者或密接者出入时,被出入管理员限制,则会让风险快速收敛,社会成本最小化。
现有出入管理系统以小区自治的出入管理系统及没有精确的密接学习,导致特别在这种传染病期,其巨大的漏洞就被完全被展现出来,而各进出入口的管理系统、管理人员,均不能掌握出入者的动态风险信息(是否感染或者其为密接),而仅是以静态信息做评价(如是不是本物业内人员,此时体温是否超限,以及准静态信息如去过疫区或从其它城市回来),所以不能正确的做出准入、准出以及其它相关的决策。此外,出行人员在乘坐公共交通工具时(动态区域),也需要核准与记录,如风险者能不能上车,车辆的管理者如何知道其风险,同时在车内如发生密接,整个密接链上的人该被掌握(如某人在上公交车前风险数据正常,但医院刚发现某确诊病人几日前与该乘客有深度接触,则这辆车的管理者应该被实时通知,而这车人需要特别处理,而如今这些都无法做到实时,只能事后靠流调人员人力溯源)。
此外,现行健康码的使用,导致管理人员与出入者必需密接,这显然是种违背病毒特征的做法,一旦管理人员因接触式审核健康码或测温,导致感染,其也有较大可能感染其它出入者,这将引起更大面积的安全危急。
发明内容
本公开针对本次疫情期,整社会都展示出的出入管理问题、防疫问题,将割裂的各出入场所管理,变成由动态数据、风险数据驱动的系统,并辅助每个出入口管理人员及为上级防疫、指挥或者大数据单位提供必要实时数据;而每个出入者,则在出入口扫码出入申请时,将个体静态数据、动态数据及风险数据主动或被动的被出入口管理人员获知并根据该区域的属性,准入、准出及关联策略(如向相关单位通知、汇报),决定对该出入者的准入或者禁入或者就地控制等。本申请的内容同样适用于非疫期,简化现行整社会出入人员的管理与控制。
此外,规避纸质进出登记,接触式管理,而是采用了电子方式交互,较远距离的出入管理,让交叉传染的可能更小(本次疫情R0在2.8附近,如果遇到R0更大值的传染疾病,现行出入管理模式将加速传染),此外让出入口人员排队情况下降,在疫区期则降低密接可能。
本公开的发明内容包括:将区域出入口编码唯一化,并生成可识别的图像编码;出入申请者用智能终端扫瞄出入口的图像编码并识别后,根据识别信息,系统自动将该申请者的信息按照出入场所的属性发送至出入口当值管理员终端;管理员终端系统及管理员根据场所规则审核申请者信息,并予以准或禁止出入;其中,所述信息含静态、动态及风险信息;
此外,其中,动态及风险数据由大数据平台或终端自己采集。
其中,区域含静态场所及动态场所,动态场所含运输载具,如出租车、公共汽车等。
其中,出入口编码唯一,出入口编码含区域编码信息与位置信息,即出入口编码是继承了区域编码。
此外,根据出入口的编码,生成出入口对应的图像编码,并置于出入口,供出入申请者扫描,扫描后即通过系统,将出入请求提交出入管理者终端;其中,图像编码包含二维码。
此外,出入申请者扫描出入口图像编码后,获得标签,并基于该标签,通过通信中间件或数据库,将数据发送至该出入口当值管理员终端。
此外,根据进出区域的属性,申请者终端及后台系统提供该属性对应的风险数据、动态数据与静态数据。
此外,动态数据与风险数据,由终端自生成及大数据平台提供;其中大数据平台的数据还可能由多方数据平台提供,其中也含本系统所产生的数据。
此外,终端自己生成的数据含终端定位密接收集以及边缘计算结果,生成数据含动态数据及风险数据,终端数据还含位移轨迹、运动状态、时间以及场所进出的信息,含时间、地点、场所、出入口等。
此外,管理员终端及管理员核准的信息含准、禁信息,并通过系统反馈出入申请者。
此外,终端生成的数据含密接数据,该密接数据通过综合定位及细颗粒密接技术获得,该密接数据是通过综合定位方式,获得通信标签,以通信标签技术与其它获得该标签的终端通信,掌握彼此的终端信息,并利用收到的信息与自身的信息,计算彼此距离及所处时长。
在密接计算时,可将相似运动状态作为计算条件,以规避不必要的计算。
符合条件的终端采用标签通信技术,彼此收集对方电子信息。
此外,在获得对方电子信息的情况下,采用无线测距(RSSI),以获得精确密接距离,采用无线测距方法含蓝牙测距,长、短距NFC,Beacon,WIFI,以让密接距离更精确,从而规避移动服务商提供密接测距偏差太大而导致的大规模人群被限制出行的问题。
终端的系统根据终端用户的风险情况,如验出阳性,则通过终端系统输入,系统自动通知终端收集的符合密接条件的密接终端,或通过本系统的后台系统,通知该密接终端用户,被密接终端同时也被标记风险。如密接距离在3米内,接触时长超过30秒,为高风险密接,接触距离10米内,大于3米,接触时长超过30秒,为中风险密接等。
终端用户被测出阳性后,疾控或医院人员也可以向其管理系统输入感染者信息,因为在本系统下,疾控数据为大数据平台数据的提供者,所以后台系统也会根据风险数据,通知该感染者终端的密接终端。
通过上述交互式出入管理系统及细颗粒密接探测技术,在疫情期启动细颗粒密接功能,无疑将有效的帮助防疫,并规避现行出入管理的缺陷特别是防疫期。
在疫情期后,可以通过后台,通知终端停止细颗粒密接计算与收集功能,或者在常态日期,停止密接学习与计算,而在传染病爆发期,在后台启动移动终端的密接学习、探测、计算与收集功能。
以下申请中所描述的具体数据如时间、编码以及具体的组成如MQTT,实时数据库等,并不代表为本公开相一致的所有实施方式或技术,相反,其仅为所附权利书中叙述的与本公开一致的系统、技术或方法。此外,智能电子设备也可以采用本公开的技术,可不限于智能终端如智能化的门禁卡(老人、小孩使用),但均是本公开的一个实施例。
本公开中,采用的技术思路之一是去物理门禁卡依赖化(如常用的RFID卡,更不建议用今天防疫中普遍使用的区域内用纸卡等方式),而是采用了绝大多数出行者随身所携带的智能手机,而现有方式并不能以较低成本,快速的实现本公开所能达到的实施效果,比如用RFID门禁卡防疫,显然根本不具备防疫的能力。
本申请利用智能手机或智能终端中含有唯一设备ID,在使用手机时,还需要办理SIM卡,这种卡按照现行规则是与身份证绑定;此外,该手机上还有唯一的WIFI的地址,蓝牙地址等通信功能模块的地址,其均可以用于锁定智能手机及其使用者,而所有这些唯一的电子信息均可以作为与手机及使用者多场景绑定,通过电子信息追踪到使用该设备的人。
我们在疫情期或者其它时期,带着智能手机的使用者在移动时,通常其运营服务商可以从其终端连接的3个基站中,获得其定位,并通过其数据处理平台,形成个体相关的定位信息,但这种定位只能粗略的定位,导致偏差范围几十米到数百米,显然一个人与另一个人相距几十米,被当作密接者看待,这显然要浪费极大的社会资源,所以基于基站的定位只能作为粗密接信息使用,而当下防疫,则常采用粗密接来圈定风险者,这显然不科学并造成了很多社会管理资金的浪费。
本公开中,智能手机的系统(操作系统)或者APP可通过含定位提取功能(如从WIFI、IP、卫星定位、蓝牙、beacon、信号放大器、馈线等),获得该用户的移动路径、轨迹、运动状态,其动态行为就可以更清晰被掌握,比如该机主及手机10天前在疫区,这就被本系统定义为风险数据,若在疫区没有密接他人或者感染者,则会表明其去过疫区但并无风险暴露的证据,数据均保存于用户数据库。例如该智能手机用户,将所有如10米内超过10秒接触的其它智能手机用户定义为其“密接“人群,当这些”密接“中,其中有一位在几天后被判定为感染者,则该智能手机用户就是事实上的”密接“。因为公开中含上述对密接收集功能、距离计算功能,所以当密接之一确诊后,防疫部门在输入确诊联系电话后或感染者终端输入后,因本公开的后台系统联动,确诊者手机中的密接信息(密接者,密接时间、地点等)就会被防疫指挥等上级单位直接提取掌握,本系统也会根据终端收集的密接数据向密接者发出通知并向上级负责单位提供相关数据,密接手机的风险级别及属性自动被系统改变,而出入时就会被限制,进而进行防疫步骤如核酸测试;当然因为移动端在实时获得自己的位置信息,防疫人员也可以主动提取其此时的位置,进行防疫流程的处理,使风险就地被限制。
在这次疫情中,电信运营服务商提供大数据服务,可以提供大颗粒的数据如在某几个小时内在某交通工具中如某火车等的数据,但这些数据的颗粒度与精密度非常不便于防疫,也不能形成更小颗粒更小精度的信息,只能称为粗颗粒密接数据。而本申请中,APP或终端系统通过提取位置变动与接触时长超过某颗粒度如超过10秒,距离少于10米等的密接人群信息,当然可以更精密如采用蓝牙的测距技术,可以精确到1-3米,而基于长距NFC,也可以达到类似精度(这类技术通常采用RSSI即收到的信号强度指示)。
此外,当医院确认疑似、临床确认与试剂确认,均会通知防疫体系,则患者的智能手机号码也是作为一个标记码可用于数据处理,而实际上如果将医院信息或者防疫体系信息在每次出入管理时都已经被后台处理推送到前端,则出入管理判定出入就更准确,则大量我们今天面临的防疫范围会大大缩小,整社会成本大大降低,否则一两个感染密接者导致整个商业楼停工的情况屡见,对整个商业影响极大。
此外,现有的出入管理系统通常是门禁卡,系统识卡,不识人(特别是当下必须带口罩期),更不识别人之后的准静态信息与动态信息及风险信息。所以现有门禁卡对疫情防治有意义,但仅是限制了本区域内外人员的流动,但对于正常流动下的防疫,这种技术完全无效。
这种机械防疫手段,实质上还影响了疫期的经济生产,因为这是以住地思路控制人流的方式,而不是根据风险管理的方式,更不是精准防疫。
此外纸卡、测温仅有非常小部分的效果,但对无症状或隐瞒者无效,而对于新冠,无症状者在早期为80%不发热,而蹲点守着出入路口的区域,如农村或者老居民小区,更是接触式管理(出入人员在纸质出入表上登记,无论出入管理人员还是纸质等级表,都可能成为传染源头)。
所以出入管理去接触化,也是本申请的另一个目标,也就是通过电子手段,无接触完成申请出入、准许出入、在准许时,出入口管理者可以获得出入申请者的动态信息特别是风险信息,从而做出正确的行为,而不是本区域居民就放行,其它区域的人就不准进入。这种逻辑已经让很多地方目前的工业、农业生产受到制约。
所以本申请致力于在基于出入者静态数据及动态与风险数据进行出入管理,从而让出入管理的系统性,全局性离开之前的区域自治,从而让政府在宏观的安全管理上,能全局掌握情况,特别是高风险时段时。
附图说明
下面结合附图,对本公开进一步说明:
图1是交互式出入管理系统的流程图;
图2是交互式出入管理系统的框架图;
图3是交互式出入管理系统增强系统图;
图4是细颗粒密接标签通信标签生成及通信示例。
图1是交互式出入管理系统的流程图,该流程图从区域管理者、出入口管理者及使用者三个角度,阐述清楚具体使用者层面的工作流程,理解清楚基于此实施例的流程,就容易理解后续各种组成系统及相关性。
具体实施方式
图1中,101为区域设置,该功能属于出入区域管理者权限功能,该功能生成唯一编码,唯一编码如邮政的邮编,但邮编覆盖区域范围太大,所以要根据小区的位置网格化编码,如有些城市网格化管理后,特定区域都被网格化,有其编码,所以可以采用该编码,如果没有编码或者编码含太多不同出入区域,可以以该区域位置的经纬度降低经纬度的小数点后几位比如39.94321,116.22234是一个经纬度值,该区域可能百米范围,所以可以将编码设置如39.943.116.222,当然唯一编码方法很多,这只是一个用经纬度做的实施例子。在本申请的验证实施系统中,采用了39.943.116.222作为小区编码的位置编码,编码与小区的名称,会形成双组成成分的唯一码如39.943.116.222@某某小区,当位置编码与小区编码组合后,就生成了唯一编码。当然这只是本申请验证功能时采用的一种编码逻辑,并不代表本申请所述的唯一编码,对于移动场所如车辆,则车牌号就是唯一编码,列车或者飞机同理,也有其自己的唯一编码,所以唯一编码中最好能含更多的信息字段,用于出入管理与防疫,而仅用地址信息来实现唯一码,在本申请中认为并不特别合适,因为作为静态场所,至少需要含场所属性,场所的出入口,而地址信息如某某市某某街xx号,这也是一种唯一编码。但其不含属性,在防疫时,就必需增加其它的前后台工作,这显然会增加系统的处理成本。比如根据地址查库,获得属性,然后下步处理,或多门出入无法管理。对于动态场所的编码,如果车牌号,属性字段若含出租,公共等,对于防疫等,显然采取步骤会不同。
值得注意的是,当唯一编码采用含经纬度做唯一码的字段时,出入者走到某区域要进入时,该终端根据当前的定位信息,自动弹出该区域口如某某超市东门,或某某医院发热门诊,则用户选择要进出单位,提交即可,这种方式会规避今天健康宝等这类小程序造成的导致出入口人员排队扫码,导致密接、以及出入口人员拥堵的问题。当然同一经纬度下可能多个出入场所,终端上弹出列表后,出入者就可以向目标出入区的管理员提交出入申请,当然也含因区域属性所要求的相关信息。
此外健康宝这类防疫手段,有大量出入者嫌弃麻烦,也不会扫码,仅出示个绿码给出入管理员看,而防疫不但需要当前风险更需要运动轨迹,在这种情形下,完全不可以获得人员既往的行动轨迹。
当然在区域设置时,还可以标注区域范围的经纬度,并形成如为电子围栏使用的基础信息,使用者在该区域时,因为手机的经纬度,通过后台标注的GIS数据,会返回该区域,比如某学校校区内或某菜市场内。
此外需要注意的事情是,区域设置时,相应属性字段要含如居民小区、工厂、商超等,不同场所,对应的准、禁策略本也不同,出入申请端扫码提交时的数据也不同,如进出商超,需要提交的是风险数据,其住址等不必提交商超,而进出居住小区,其工作地址,工作信息则完全无必要被小区出入管理人员获知。所以终端在工作时,还需按照区域属性策略化提交自己的静态数据,保全隐私,当然这个过程按照区域设置属性时是自动的,否则进出就申请信息就会变成额外步骤,并不利于大流量出入口。所以根据出入区、出入口属性,提交符合该属性的信息,而不仅是安全评价,如属性信息可以是xxx@xxxx@超市,而如果是出租车则京Bxxxx@出租车,当然属性字段可以用编码表示如01是出租,02是公共汽车,所以本发明中所述的唯一编码方式举例,仅是唯一编码的示例,并不限定示例就是唯一实现方式,但从唯一编码中可以提取相关信息,则利于边缘终端实时处理数据。
此外,如进入一个管理比较严格的单位,则需要出入口人员记录身份证等信息,则这个过程与健康码又不能整合,导致排队、密接、感染都易于发生,所以电子化,交互化无论在出入口的效率而言还是防疫而言,都远高于今天的管理手段。
当区域设定后,就该进行102步骤,对区域进出口进行设置,很多区域有多个出入口,每个都要标记名称,以及可能的经纬度。本申请的实施示例采用了39.943.116.222@某某小区@某某出口@属性的方式,所以出口编码也必然唯一。
当出入口设定完成后即进行103步骤,生成每个出入口的图像码如2维码,由于之前101生成了唯一码,也就是在101基础上生成的每个出入口码都是唯一的,这也是本系统赖以工作的基础,此外出入口的编码与区域编码是继承关系,这是基于管理、通信、定位的目的,基于出入口编码可以分解出区域编码信息与位置信息以及属性信息。
当完成103步骤后,执行104步骤,打印各出入口图像码如二维码,张贴显示在出入口,供出入申请人员扫码使用,也供巡更人员,或者出入口管理员上岗值班、下岗打卡使用。
区域内安保管理人员可以根据该扫码反馈的数据及扫码者,进行安保工作管理及人员考核等。
当然如上所述,根据定位信息,终端自己获得定位后,在系统内提取该区域出入口信息,这样避免多人扫码,造成人群聚集的缺陷。
当然区域管理者可以根据工作要求向本区域内的人发送通知信息,无论是访客还是内部人员,这是因为疫期,信息通道很重要,而以往门禁系统对此要求无效,所以区域动态信息就可以下发进入者;此外管理人员直接可以定位出入者当前所处位置,特别是动态信息告知出入管理者,该已经进入的出入者刚被查出高风险信息并被系统推送至他这个最近的可限制人员进出的岗位。
下面开始描述出入者,出入者105的智能手机中装可扫码的程序(当然也可以是未来手机系统功能),该使用者用程序扫了104也就出入口的唯一编码生成的图像码,然后该手机识别后的信息就让该出入者成为了对该出入口进出的申请者。这段话可以这样理解,该出入者在A小区的A口扫码时,该申请者就是该出入口的申请者,而在B小区的B口扫码时,该申请出入者就是B小区B口的出入申请者,而之前说过,因为每个小区出口也是唯一码(二维码识别后的编码),所以出入申请者申请对象以小区及小区对应的出入口为准。当然未来可能还有其它形式的图像识别方式与图像编码方式,本申请中的二维码只是个代表,并不是未来的图像识别类型的唯一方式(当然还有更复杂方式比如出入者进入该出入口区域,就自动获得与出入口申请者同群通信的功能,其实现逻辑与本申请中密接发现并信号收集、记录逻辑一致)。
图1中106是出入口管理者,该管理者非特定,当执行108步骤扫码后,才成为了该出入口的管理者,当其下班时,扫码下班,则系统取消其该出入口管理者身份,其也成为了如同D1一样的出入者,在它处也需要被监测管控出入,所以一个APP端用户根据角色登录或者分为进出者APP及出入口管理者APP。
当然对于出入口的管理者终端机如计算机等,因为其不需要移动,所以系统中设置固定端,管理员根据请求者的信息,予以准入或准出;当然管理者端还含申请者的排队队列,这是因为出入口多人申请出入时,需要至少根据申请,按照时间队列处理。
当出入者105扫码后成为该出入口的申请者时,其扫码识别后。后台系统直接可将107中内容如该出入者的静态数据、动态数据与风险数据,发送给该出入口的管理者,也就是用出入口管理者身份扫码后的变成了该出入口的管理者。该管理者就收到申请者的信息含:静态数据:如姓名、身份证信息、居住地址,工作场所,工作单位等等(通常短期、中期内不会总变化的信息或者永远不会变的信息如身份证信息)。
风险数据:风险数据源自静态或者动态,并已经形成风险等级的信息,如14天内去过疫区,医院检验结果已经阳性并上报疾控单位,而个人尚未被联系到或其密接人员中已经有人确诊,并被反溯到该个人,当然风险数据还可以来自各种静态或者动态与该人关联的信息;在这类数据中,出入者当有选择项目,如发烧、咳嗽、疑似等信息输入(代表申请者自己已知的风险信息或者准动态信息)还有大数据平台被查询反馈的信息(如密接数据库返回的信息)。
动态信息:动态信息是指非静态的,但随时间、事件、状态、位移等变化而主动、被动产生的数据,在出入管理中,涉及安全的动态信息根据区域要求,进行审核。其中,如同屋人员刚被确诊为新冠,大夫刚拿到化验数据,并报疾控后,手机关联的密接数据中若含该出入申请者,其申请时,其自己也不知道该动态数据(事实上这是一个动态数据转风险数据的例子),其终端被标注通知而扫码时,出入口管理员限制其出入,启动下步对应手段如对区域疫情管理者或治安管理者发送信息,以控制该出入者,避免其到处感染他人。当然主动推送时,系统直接根据风险输入,直接通知该出入者并在其端标注风险,也就是用户拿出手机就知道自己已经成为高危人群。
其中还有一类数据,属于准动态数据,如感冒、咳嗽、发烧,这类疾病都是常见疾病,但在本新冠时期,就变得很敏感,出入者申请时也需要汇报,该被密切注意就密切注意,这种情况可能3、5天就好转了,所以这类数据,系统不可能自动生成,需要出入者在出入时,选择输入这类信息,从而让出入口管理员有所掌握,比如学校等,出入申请者咳嗽,则学校为了保险,可以拒绝其进入。
107中,我们可以看到,现有出入管理系统,最多是提取静态数据+人脸识别,从身份证验证中心验证身份关联的各种信息,但对于传染病以及非定性数据,但属高危信息并无提取,所以即便严密的出入管理系统,出入时也管不了新冠病毒。
当该出入口管理者获得信息后,根据本单位或者上级单位或者政府的要求,对出入申请者予以准入、禁入或者准出、禁出的信息。
该信息可以是向出入者的终端发送文字、图片或者通知、链接以及提示等,提示该出入申请人,紧急情况下可以是电话等全双工通信,而建立呼叫根据用户的在本系统的唯一码或身份证号,用户名即可,不必非要依赖掌握电话号码。
当然还可以叠加其它该单位的个性信息,如本单位中的规则如不准拍照,或目标房间的路径或准入批准者的信息,或者生成的出入编码,用于门禁系统或者多重门禁系统的开启,彻底去公卡化,去传染途径,而且生成路径指引。当然结合本系统及既有收集NFC功能,将本手机的相关信息授权给门禁系统,出入者也可以用NFC来进出,特别对访客,获得临时性出入权,对于疫情期,原来NFC授权可以暂时无效,而只有动态、风险数据都满足进出条件者NFC才可以工作。这种应用在疫情期在地铁等场所就特别重要,公卡就是典型传染源,而采用本方式,对进出地铁的人能更大强度的保障安全。
当然出入口的管理者都可以向出入口门最基本的门禁发指令,对门禁、闸机进行控制,以较远距离放行出行者。
在描述上述过程中,我们发现:
1、去纸化:原来物业进出都需要纸张登记,共用出入记录本,公用笔,这在疫期就是典型传染途径,本申请规避该类传染途径;
2、去接触化:原来进出都需要近距离提交身份证,用本申请的技术,远距离扫码,人与人没有密接的可能;
3、去传染源化:对于地铁、物业等公卡区域,接触性使用区域,使用本申请显然降低了感染可能;
4、基于风险与动态数据的判断,更容易控制感染人员:在疫情期,识别人的同时还需定位风险,现有系统无法定位风险与动态数据,所以密接、无明显症状的阳性患者自然可以进出公共场所。某地区某感染夫妇换了好几个酒店,而酒店对其动态数据与风险数据完全不掌握,所以造成多个酒店的多人被迫隔离;
5、依靠本系统的终端可以进出若干场所环境,推翻RFID方案的只能某特定场所,以及RFID出入控制系统的无动态、风险数据关联的情况,也就是本公开实施后,一个含本公开系统的终端,可以用于各个场所进出,不但简化出入流程而且提高出入的安全控制度;
6、每次进出时,出入申请者在扫码时,终端系统已经主动向后台搜寻了自己的动态及风险数据,确保任何危及自己的动态与风险数据自己也能及时掌握,如系统主动推送到终端及扫码时查询(比如没有几个人天天去查密接数据,但每次出入时,扫码时自然就驱动了系统获得风险数据);
7、现有出入控制的盲点:公共场所与商超、出租车、公共汽车,进出仅测温,而我们知道本次疫情,80%的早期传染病人并不发热,测温并不能阻止传染源进入公共场所,所以增加交互式出入管理系统与动态、风险数据支撑,才可以有效的出入控制;
8、出入控制的全局监测:打破原来进出管理的区域自治,政府相关单位可在全局进行管理,特别对防疫、治安、追逃、技侦等领域有很好的帮助。
通过上述流程、功能的描述,我们知道本公开会解决现有出入管理的诸多弊病,并补益于政府的管理。下面对整个系统展开,以说明本公开。
图2中本申请的系统框架图,其中D1为用户智能终端,通常就是智能手机或者智能手机属性的智能手表,PAD等,其上安装程序,程序中含与S1通信中间件通信的客户端;该用户注册用户信息,其相关数据会存储在S2用户数据库,此外,产生的动态、风险数据也会作为数据存储在其用户数据库,有些数据用户可见可用,但有些数据,用户可不可见,但作为其它系统可能需要掌握用户数据如故意隐瞒病情,传播疾病者,相关数据可能就是证据链条上的关键信息。
对于S2,因为本申请中采用了边缘计算逻辑,所以与传统逻辑不同的时,S2是后台数据库与端数据库形成的整体,所谓端数据库就是终端自身带的轻数据库,比如移动端中自己搜集的密接者信息,其存进S2,但实际上,其数据可以先保存于手机,而不是传统后台的数据库中,所以S2既含有传统的注册等管理的后台信息,也含该用户终端主动、被动产生的数据。
通信中间件在与它方工作时,也需要该用户数据库中信息,比如通信中间件的授权使用,或者提取转发出入管理者需要的静态、动态及风险数据。
通信中间件在本申请的一个实施例中使用了MQTT,当扫某唯一码后,D2也就是出入口管理者用户终端与D1终端因该码形成了通信的订阅,也就是D1与D2本无关,因扫码后,订阅了共同的Topic,D1的出入申请就以MQTT协议发送信息,而被D2收到,D2对其批复准或者禁(出、入),D1将收到其准、禁信息。当D1扫其它出入口的二维码时,D1是与其它口的管理员通信,因为扫码后,Topic改变,而不是上一个D2,这就是唯一码加通信中间件后,形成的临时性任务驱动的组群通信模式,任务结束后,如D1,自然退出就不再与D2有出入申请这种出入申请关系,但可以生成密接数据如相距10米内,接触超过30秒。
当然还有方便的方式是使用实时数据库或标签数据库,用该二维码信息形成的Tag来通信,也就是D1扫码时获得与D2交换信息的Tag,向数据库中写该Tag为标注的信息,D2收到该Tag更新的报文处理并以相关信息回发,准或者禁止以及其它信息等。
使用通信中间件如MQTT或者Tag数据库,都可以实现上述临时组群、通信,完成交互认证的目标,使用MQTT时,比较物联网化,而使用实时数据库,比较IT化,此外使用MQTT,带宽使用相对少,终端带宽、数据资源消耗较少。
上述基于Topic订阅或者Tag的通信模式,在本申请中都归类为标签通信技术,即通过获得标签(如扫码时,从图像码中获得标签的信息,从而基于该标签,让本无关的终端建立通信,无论采用Topic或Tag或者同样类型的技术),使本无通信相关的终端,因获得标签,而才能临时性的建立数据传递通道,而标签因为编码的唯一性,导致出入申请者与出入管理者可以确保准确实时的通信。此外,因为唯一性可以使全国范围都形成一统的防疫系统,不是今天各地割裂,安全码互不相认。
值得注意的是,扫描图像码的过程即是让出入终端与出入管理终端获得共同标签以通信。
此外对于防疫这种情况,区域数据都在区域或者城市级别或国家级别的大数据平台中,但出入管理系统现在均是小区、物业各自管理自己一片,所以要更好的防疫,就需要与该类数据平台数据互联,而今天的出入管理与这些数据无关联,不利于严重的传染病防疫。
而在本公开中,因为去RFID卡,将手机作为边缘计算及绑定人的物联网标签工具,所以其在扫码时,程序可以访问S3(比如通过API),获得个人相关的动态、风险数据,并提交D2终端,D2终端的用户或系统审核,给予准或者禁止。而作为S3,其数据在本次疫情期也至少源于S4运营商与国家相关单位实现的密接大数据库/平台系统,防疫、医疗等实时报告的感染、疑似、确诊等信息(CDC等),当然还有其它关联数据库如征信系统等,总之针对不同的出入口属性,其管理策略是不同的,出入管理需要的数据不同。
如小区进出,疑似用户通常拒绝进入,但是在医院,疑似直接按照规定路线引导到传染诊断区域,所以不同服务区域属性,基本规则有很大差异,但对于大部分人而言,居住区或办公室,所以居住区的出入管理者核实住所信息,不必核实办公单位,而办公物业无需核实居住地址,但该关注是否是本物业内工作员工,但两者均要关注及其动态与风险数据,从而保证本区域内不放进感染者,不放进传染源,也不会导致个人隐私泄露。
对于出入口所在区域中如果出现疑似、感染或者追缉人员,系统会向O1也就是区域应急、治安、防疫单位或者负责的个人通知,以最快速度让这些职务人员控制D1终端的使用者,从而让其风险最小化。
本申请中,将出入口管理与社会管理,防疫于一体,规避现有系统缺陷及出入控制根本与动态、风险数据无关的特征。
对于公共场所,比如商超、商城,并没有闸机,现在仅安排人员测温,如前所述,体温并不能排除感染者,所以采用本系统,征得公共场所出入口管理人员的同意,也可尽量降低交叉传染的可能(以动态、风险数据驱动而非仅温度模式),新闻显示,商超等人流较大场所也容易被传染。
针对S3,本公开是其数据的使用者,因为S3是一个重要的风险与动态数据的来源,此外对于没有大数据平台的城市,需要本公开的系统与各个单位数据互联,形成自己的S3。
也就是说为了有效化管理、管控疫情与治安,城市级别需要大数据平台支持,而且该平台可以获得相关政府单位的信息,商业数据平台显然无法获得如CDC数据,所以本公开在防疫时,须依赖数据源的支持力度。
在图2的基础上,图3是用于增强系统的功能,在图3中增加提醒即服务功能的系统,这类系统通常基于S9实时数据库,根据设定的规则,第一时间向D1,D2终端提供提示服务信息,以确保信宿能及时收到信源发送的信息。
比如在出入管理中,出入申请者获准进入一个区域内时,区域内自己的管理规则,注意事项可以用S8推送至进入区域内的出入申请者,或者区域内的住户,都可以收到区域内的最新通知如某大门临时禁行,某楼层封闭,不得出入等。
该实现与门口扫描一样,当扫码准入后,进入者的系统实质上被赋予本区域内相关“订阅”某些信息的权限,也就是区域管理者发信息,在该订阅的用户都可以收到信息。一旦离开区域,失去权限,则该区域内的任何通知与其无关。
提醒即服务系统也可以将来自于区域级别或城市级别的数据、通知发送信宿终端,比如城市里的紧急通知,特定区域如某城区内居民的应急通知等。
所以针对上述各端,要实现上述能力时,在程序端,都要随进出区域自动生成通信标签,对应该标签,进行下步信息处理(通信中间件或者实时数据库都类似);而在发端,要根据发出信息的内容设定标识,从而收发端可以形成有效通信,如出入请求标识。
S3如前所述,该平台从各平台获得数据,并对用户如D1、D2的数据服务请求提供服务。此外当D1等终端的使用者在密接后被确诊(如医院上报或疾控掌握信息后),D1等的漫游定位数据、密接数据等均提供S3,由S3提供S4到S7(如有关)等相关数据平台,以按照其的运动轨迹与密接人员,按照国家、区域的防疫体系规则从技术推送到具体人员的去进行隔离、防护等。
D1作为出入申请的用户端,每天出入场所信息如时间,同期在同场所其它人的情况,接近距离等,可以从移动通信的服务商大数据平台获得(通常几十米到百米范围,这显然对防疫没有特别多的意义)。
但要有效的缩小范围,就需要实现以定位为基础的,将设定距离范围内、超过一定时间的接触者(例如1-5米内,在这个距离内接触超过10秒),任意接触者在定位变化后向S2存储信息(通常在记录时非连续记录而是位移变动超过一个设定的值数如位移大于5米记录),S2将与其设定距离范围内的其它人的终端的信息(智能手机的关键信息如设备ID,电话号等)加密存储在本机(因为收集对方信息,所以终端用户不应该看到,而是在排查密接时被后台数据库调用或感染确诊后,终端输入或告知系统风险时,根据密接信息向后台及各密接终端发出通知,此外比如S3需要数据做密接排查)。当然作为任意终端,收集其它密接终端时,自己的数据也会发送给了对端,同样方式处置。
这样就要求基于定位的技术不再仅靠GPS而是靠综合的定位技术。如室内,可能是基于WIFI、IP、蓝牙以及Beacon,在室外是基站、GPS、基于RSSI的蓝牙等无线测距技术,总之用以上一种或多种定位技术综合定位,在室内外实现比如1-5米内精度测距,这样让任意接近这个范围的终端互相保留密接时间、密接对方可追溯的标识如设备ID,电话号码等。
以下是实现方式,规避了苹果与安卓手机靠蓝牙测距通信的缺陷(大量手机无法探知对方,所以不能通信,以及安卓手机与苹果手机及不同品牌手机信号释放强度并不同,导致测距偏差无法用于密接的问题,此外安卓手机所采用的接口等,在中国无法使用导致中国无法使用苹果与安卓系统开发的密接应用,所以无目标蓝牙探测在英国实施失败,原因如上)。
首先,本申请在密接通信时,先采用综合定位,进入该区域的用户,获得综合定位后,利用标签通信技术向该区域的订阅(MQTT)或者对应的TAG(数据库)发送自己的含位置与机主信息等,也就是进入该区域的用户都会收到进入该区其它用户的信息,以图4说明一个以GPS定位为例子的示例:
其中,假设D1手机的当前的GPS定位为(31.19243,121.54044),则可以根据设定规则,终端程序,自动生成A、B、C、D四个定位。例如基于上述D1手机的位置,生成
A (31.19240,121.5404),B(31.19240,121.5405),C (31.19250,121.5404), D(31.19250,121.5405)。以上示例是通过简单的一个经纬度值向上或向下取整后形成4个标点,而各标点在标签通信技术下是在MQTT的订阅或数据库的TAG可以是A为 31.19240@121.5404 B为31.19240@121.5405;以此类推可以得到C及D的MQTT订阅的“topic”或数据库的TAG值,这样D1手机向4个订阅发送自己手机的信息,含蓝牙地址,标识,信号强度,定位数据,设备的唯一识别码等,同时从4个订阅获得其它手机发出的信息。如在图示中,在A及B中获得D2的信息,从而基于定位信息,终端计算D1与D2的物理距离,并基于各自与对方的蓝牙信息,当D1与D2物理距离低于某值,如10米内,且在该区域接触时间超过某时长如10秒,则利用两个手机的蓝牙信息及地址,进而有目的探测,根据D1与D2的信号数据(RSSI),从而计算D1与D2的更精细的距离范围,如3米内。相比无目的RSSI探测与距离计算,采用上述技术手段,可以使特定目的测算端如某两个手机之间的距离且因为计算前获得对端手机的测算关键信息(如蓝牙信息,发射信号强度),从而使不同机器因为信号强度不同测算误差极大的问题解决,也解决了无目的探测时,很多终端蓝牙并无回应的问题(当然后台数据库中可以含该型手机如蓝牙信号的强度,更进一步前后台数据支持计算精度)。同理,D2也会形成4个位置标点,其中与D1在A与B的标签采用标签通信技术互相交换数据,从而D1、D2计算距离,如果符合范围,然后再RSSI测算,如蓝牙测算距离,从而精确到某距离值如3米内。同样道理,D1 与D3通过D的标签如TAG或订阅topic,交换数据,若其距离符合,则也进行蓝牙测算更精确的距离。
这种利用综合定位,标签通信的细颗粒密接探测技术本身也是综合定位技术,只是根据场所场景下具体实现精度要求而采用的手段;而D3与D2并无相邻交互的标签,所以无需订阅或TAG即标签通信,所以D2与D3并不计算。
所以通过上述描述,移动终端之间可以根据位置、时间属性自动交换信息。这样无关终端因为空间属性而建立暂时通信,从而让密接可以完整的精确的计算。对比于无目标的RSSI测算(英国模式),效率高,成功率高,而且精确更高,无需耗时的蓝牙连接与数据交换(无目的蓝牙探测后,交换数据需要终端之间蓝牙交换数据,而通信握手时长较长,所以如果是移动用户,两端还未握手就离开密接距离所以密接数据不完整,此外很多手机在无目标探测时,蓝牙并不参与信号反馈或工作,导致实际人密接后,终端根本收集不到蓝牙信息,所以无从计算收集密接)但需要注意的是,还要通过运动属性如速度来避免不必要的标记密接或计算,如A手机位移速度是40KM/小时,而B手机3KM/小时,也就是即便在户外是同一密接范围,虽然可以标注密接,但因为运动状态不同,则可以按照风险度较低对待。
上述是以GPS定位为例子,GPS通常在户外可以定位10-15米精度范围,但对细颗粒密接则不可以,所以采用了有目的的密接探测如蓝牙,当然也可以是远距NFC或其它RFID技术(这种技术测距通常都是RSSI测距类技术,通过信号测距)。但在户内时,GPS被阻挡,需要其它定位方式如Beacon,WIFI,IP, 基站,移动网络室内放大器、馈线信号等,从而定位到具体的房间,空间等,而这些房间、空间则可以根据信号情况标注位置信息,如进入某园区的某电梯,而电梯中有信号放大器,则通过手机提取信号放大器信息(该放大器或类似器件都与其工作位置唯一定位且数据库标注),与移动运营商或者其它定位数据库或者手机形成的按照某规则形成定位数据,自然获得该电梯位置数据从而按规则行成标签数据,则进入该电梯就采用标签通信技术与后台的标签或订阅topic通信,此时电梯中如果是3个人,则在电梯属性的空间中,则不必进行蓝牙测算,直接将彼此的手机可寻址寻人的信息存入本机密接库。
此外,当出了电梯后,手机在室内连接的基站或馈线、放大器等就发生变化,所以楼层与馈线,放大器的数据在后台也自然形成,所以标签通信的标签也就形成(出入的场所唯一,具体的楼层也唯一),所以在室内会行成非常清晰的移动路径以及路径中具体的其它终端数据。所以采用上述技术,让根本无关的手机互相获知对方信息并计算密接或密接生成,当其中一方被发现是高危人士后,其密接库的手机都会被系统标注,从而流调人员或者出入管理人员,随时限制这类人员的进出并通知相关单位处置。
在针对病毒传染这个特别情况下,同处一个房间的人,均应被标定密接(因为空间狭小),所以根据上述各种无线信号的属性,与空间关联,形成室内,特别是公共场所、公司等的数据库(移动等公司也在做室内定位数据)通过这些信息,获得空间的唯一描述值-标签,以该值作为标签通信依据,然后再RSSI测距如蓝牙,Beacon,不但能了解了空间内的密接而且精确到距离。
在目前的商场就有大量的Beacon做定位,所以公共场所定位加上上述测距再加上出入管控的数据,则可以将室内公共场所的密接很清晰的记录,当链条上有人感染,则其密接链条会马上被管理单位获知,而密接风险者马上被定位及限制,从而对防疫起到积极效果。
本申请中的密接探测技术,可以让今天大面积做核酸筛查,耗时耗力浪费资源的方法大大简化。
上述根据终端生成4个标点的通信方式也可以是单标点,比如D1,D2终端以N米为范围,将31.19243,121.54044 取到如31.192@121.540,这样,取度的小数点后3位,形成标签通信所需的标签,如TAG或订阅,则这个范围内的手机之间都会计算密接。
当然,也可以采用不同的标签生成技术,本申请对标签生成并不做约束,比如为了更精细,采用以当前位置为“中心”,以某距离生成三角或多边或圆,各顶点或圆上某几个方位点为标签,均是本申请下一种标签生成方式。
此外,随着5G的普及,因为5G的技术缺陷,反而导致在定位上,因为大量的基站,放大器及馈线的布署,导致定位精度高于4G,所以基于移动运营商及公共场所的辅助通信设备,形成室内的定位参数后,在本公开的技术下,细颗粒密接就可以更易于实现。
本申请中对MQTT等订阅Topic或者TAG内的数据读取仅是实施例,属于标签通信技术,使不同终端,无关终端计算彼此的距离,获得彼此信息时,可以互相通信,当然也可以采用这种根据位置,自动按照系统中设计的规则,生成通信交换数据的标签的技术,这比无目的密接探测时,蓝牙测距先找彼此,然后再连接通信的方法,成功率与效率而言高很多。这是因为蓝牙通信时,特别无目的互联时,苹果与安卓手机的成功率不高且没有目的基础参数时,距离测算偏差非常大。
当收集到上述收集到的信息,按照最长潜伏期来清除如21天前的数据,绝大多数数据是没有用的,但一旦遇到风险,这个数据反而非常有效,比如在5米范围内,一个人曾与刚确诊的感染者一起超过3分钟,这个密接者当然要被他人高度警惕。
一旦一个使用本系统的用户被定义确诊或疑似后,监管者或者该用户就可以在终端程序上,向所有收集到的智能手机发送信息(如通过S8),当所有密接过的手机收到信息后,自动向手机用户提醒,提醒其何日、何时、何地有密接经历,所以需要特别关注身体的各种指标。
这样就要求基于定位的技术不再仅靠基站三角定位、GPS定位而是靠综合(组合)的定位技术。如室内,可能是基于wifi,IP以及Beacon,在室外是基站、GPS等,以及RSSI,或室内空间、设备关联的信息再RSSI等,总之用多种定位技术在室内外实现比如1-3米内精度,这样让任意接近3米的人互相保留密接时间、密接双方可追溯的标识如设备ID,电话号码等。
当该密接用户被告知后,其再向相关出入单位申请出入时,扫码后,出入口管理人员除了看到其静态数据,还看到其密接警告(风险数据),出入口管理人员根据场所规则决定其出入,如在某些小区,该密接者,按照14天隔离。
现有管理中,还是以每个人自己意愿填报信息如是否14日内从某地回来,但实际上,不少人不愿意如实填写,但实际上,按照本系统的逻辑,申请者定位在外地,其移动轨迹为典型动态数据,都会被终端本身或者移动运营商测形成数据,通过本系统,无论用户愿意不愿意填写14天内是否外地归来,都会在出入申请时暴露给出入口管理员。也就是采用这种大数据支撑的交互式出入管理系统,会将很多今天造成多人传染,部门隔离的情况,尽到最大可能的减少。
此外,作为普通人,14天内,密切接触的人毕竟少,而如果把全社会移动手机14天内密切接触的数据由某一大数据平台管理,则该数据库就会成为海量数据库,所以建设、运行都要极高成本,而本申请中,可将密接数据存在移动端,也就是各终端分散存储分散计算,实质上这将移动终端当作了边缘计算工具,密接探测及存储密接数据,当终端收到S1或S8的信息后入库或按照逻辑计算,从而只将必要及风险关联数据发送相关人或相关平台如S3大数据平台。
此外,对于高风险人员外出,其它端用户在接近如10米内时,系统可以提出警告,这是因为端与端按照位置通信时,如果其中一人已经被系统标记(如疾控中心数据收到其同屋是确诊),则作为密接其在进出时,就被标记,周边人接近该密接者时,周边人的终端系统均被通知以示警。
也就是说,本系统不但将动态数据更新给密接者,而且还提醒周边可能要接近其的其它人,从而从多个角度降低感染风险。
上述的智能终端侧程序,最好是后台工作程序或终端系统功能,能尽可能在人的出行中做定位、通信将密接人群锁定记录,作为系统功能,手机使用者不能关闭该功能。
此外前文中提到不扫码也可以获得该区域出入口的管理者的通信方式并提交出入申请,道理与其上一致,就是基于综合定位的方式,临时性的入群,自动根据所处位置,以设定规则生成标签,并用该标签,建立通信,当离开该区域,通信结束。
此外,区域的管理员可以用管理员身份,标注自己管理区域内的可以用来定位的电子设备如电梯的放大器,其可以用安装本系统头端的手机搜索并作为其区域唯一码的继承来形成标识,这样各空间区域的如移动运营商的放大器,室内的WIFI,Beancon等,均可以被标注,此外出入者终端进出时,也会搜到这类设备,按照规则采用标签通信技术,密接学习及进行路径记录使用。因为管理员的标注,从防疫管理者角度就知道是空间还是电梯还是厕所等含属性信息的空间,这样防疫时更容易清晰掌握病毒传递路径及交叉传染点。
在特种疫情期,通过本申请公开的技术,会大大提升出入者的管理效率,隔离、控制感染者,密接者。
对上述公开做一个的总结:
首先,本公开含一种细颗粒密接探测方法,其中,移动终端通过APP或终端操作系统的程序,根据综合定位或搜取到的与空间位置关联的电子设备的信息,生成通信标签;采用标签通信技术,与同是生成该标签的智能终端交换各自的电子信息;各终端基于收到的其它端的信息,采用有目的探测方式,计算各终端间彼此的密接距离,并记录在数据库;综合定位包含:综合使用以下定位技术中的一项或多项,获得移动终端的位置信息;定位技术包含卫星定位、移动手机定位、IP定位、WIFI定位、Beacon定位等;与空间位置有关的电子设备含,移动基站、通信放大器、无线网络、Beacon、NFC,通常可由区域管理人员标注;标签通信技术包含,通过生成相同的标签,使无关终端之间建立通信,交换数据的技术;其中包含采用Tag的数据库或MQTT以订阅Topic方式进行数据交换;标签通信技术所述的标签即数据库的Tag或MQTT的用于订阅的Topic;而有目的探测是根据各终端获得对方终端的信息,并基于该信息,采用含RSSI测距的技术测算与该终端的距离。本公开的细颗粒密接技术是综合测距技术,其用在交互式出入管理时,特别适合传染病时期。
而交互式出入管理系统,则是将区域出入口编码唯一化,并生成可识别的图像编码;出入申请者使用智能终端扫瞄出入口的图像编码,识别后,根据识别信息,采用标签通信技术,系统自动将该申请者的信息按照出入场所的属性,发送至出入口当值管理员终端;管理员终端系统及管理员根据场所规则审核申请者信息,核准的信息含准、禁信息,并通过系统反馈给出入申请者终端;其中信息含其静态、动态及风险信息;动态及风险数据由大数据平台提供或终端系统自己采集;此外该信息在疫情期时还含细颗粒密接的信息;此外,区域含静态及动态场所,动态场所又含运输载具;而出入口编码唯一,出入口编码含区域编码信息与位置信息,也即出入口编码继承了区域编码信息;根据出入口的编码,生成出入口对应的图像编码,并置于出入口,供出入申请者扫描,扫描后即通过系统,将出入请求提交出入管理者终端;其中,图像编码包含二维码;当出入口的编码含定位信息时,出入申请者终端根据获得的定位信息,自动推送该出入口,供出入申请者选择。
本系统中,前端(头端)系统运行在终端上,终端含移动终端或者PC终端,而后端(后台)系统运行在含CPU、内、外存储、网络通信模块的计算机或服务器上,前后端系统构成本系统。
通过本公开,本技术领域的技术人员均可以实施出细颗粒密接系统、交互式出入管理系统。
- 一种细颗粒密接探测方法、系统及交互式出入管理系统
- 一种车辆出入管理系统以及车辆出入管理方法