一种传染病感染风险预测系统及方法与流程

本发明实施例涉及自动定位技术领域，尤其涉及一种传染病感染风险预测系统及方法。

背景技术：

针对于人传人或呼吸传播等接触型的传染病，用户行动轨迹收集主要有以下方式：使用爬虫爬取官方发布的感染数据或手动录入感染数据。用户自主填报是否有感染症状，是否接触感染源，近期行程等数据。根据这些数据，简单判断用户是否有感染风险，和统计汇总区域内疫情感染情况。手机应用开启自动定位权限后，可使用自带api或外接地图类应用sdk等方式获取用户坐标数据,并使坐标在地图上标注显示。

现有的感染用户和风险用户与其行动轨迹，强依赖人工手动上报，存在上报隐瞒、遗漏、延迟等现象。不利于较快地阻止疫情传播。

基于此，本发明设计了一种传染病感染风险预测系统及方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种传染病感染风险预测系统及方法，以解决背景技术中提及的技术问题。

本发明实施例提供一种传染病感染风险预测系统。在一种可行的方案中，包括数据收集模块、数据处理模块和数据输出模块；

所述数据收集模块，用于采集受感染的用户名单以及定时采集正在使用系统的用户定位坐标信息；

所述数据处理模块，用于后台服务端定时计算并保存感染用户基于定位坐标的移动轨迹坐标，并标出有效的受感染坐标，且后台服务端根据受感染用户名单以及传染病源的活性衰减时间，关联出受感染坐标数据并保存；

所述数据输出模块，用于输出关联得到的受感染坐标数据结果。

本发明实施例提供一种传染病感染风险预测系统。在一种可行的方案中，所述数据收集模块包括感染用户数据收集模块和用户坐标收集模块；

所述感染用户数据收集模块，用于采集受感染用户属性的用户名单信息；

所述用户坐标收集模块，用于实时采集所有用户的位置坐标信息。

本发明实施例提供一种传染病感染风险预测系统。在一种可行的方案中，所述感染用户数据收集模块包括爬虫获取模块、三方应用对接模块和远程医疗管理用户填报模块；

所述爬虫获取模块，用于爬虫官方公布感染人员信息，并通过数据处理获取用户信息主要属性，保存形成受感染人员名单；

所述三方应用对接模块，用于通过三方应用软件通过接口方式获取受感染人员名单；

所述远程医疗管理用户填报模块，用于受感染用户或其他知晓人填写上报感染人员信息。

本发明实施例提供一种传染病感染风险预测系统。在一种可行的方案中，所述数据处理模块包括受感染坐标提取模块、移动轨迹提取模块、风险坐标计算模块、坐标风险值计算模块和用户风险计算模块；

所述受感染坐标提取模块，用于提取所述数据收集模块中的受感染用户坐标信息；

所述移动轨迹提取模块，用于提取所述数据收集模块中的受感染用户移动轨迹信息；

所述风险坐标计算模块，用于根据受感染用户的坐标信息以及移动轨迹信息，设定风险半径距离r，并查询方圆r范围内的用户坐标信息；

所述坐标风险值计算模块，用于根据传染源活性衰减的时间传染率、距离因素传染率以及受感染人数因素传染率叠加计算获取；

所述用户风险计算模块，用于计算风险用户和用户的风险值，并保存风险用户的移动轨迹。

本发明实施例提供一种传染病感染风险预测系统。在一种可行的方案中，所述数据输出模块包括疫情动态地图展示模块、风险提醒模块和感染用户移动轨迹展示模块；

所述疫情动态地图展示模块，用于选择区域范围查询该区域内的疫情感染数据；

所述风险提醒模块，用于定时以用户当前定位坐标为圆心，指定范围比例尺为常量，并根据该区域的风险等级推送或通知提醒用户；

所述感染用户移动轨迹展示模块，用于根据用户坐标数据，查询感染用户的移动轨迹。

本发明实施例还提供一种传染病感染风险预测方法。在一种可行的方案中，包括如下步骤：

s1、采集通过爬虫、三方应用对接或远程医疗管理用户填报的感染用户数据信息以及用户的实时定位坐标信息；

s2、通过s1获取的感染用户数据信息以及实时定位坐标信息，计算出受感染坐标以及移动轨迹；

s3、根据风险半径r，计算基于移动轨迹的方圆r范围内的风险坐标信息；

s4、根据传染源的活性衰退时间传染率、传播距离传染率以及受感染人数传染率计算出坐标风险值；

s5、根据用户是否经过风险坐标或经过风险坐标停留的时间计算出风险用户和用户的风险值；

s6、输出显示疫情感染动态地图和感染用户的移动轨迹，并对用户根据区域风险等级推送提醒用户。

基于上述方案可知，本发明通过采集到的受感染用户的名单，可自动记录所有使用用户的坐标，自动计算出感染用户的移动轨迹、风险坐标、坐标风险等级、风险用户、用户风险等级等，包括风险用户被发现变为感染用户之前的行动轨迹，并对风险情况做展示和预警。通过该方案，使用户在任何地方，能实时知晓周边人群的感染情况，从而为日常生活行动提供指导，减少疫情传播；还能较准确的提供各类疫情信息报告，进一步造福社会。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明预测系统的系统构架图；

图2为本发明风险方圆r的结构图；

图3为本发明预测方法的流程框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可以是成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是通讯连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介的间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1-2为本发明实施例一中的一种传染病感染风险预测系统，本实施例的基于自动定位坐标的传染病感染风险预测系统；包括数据收集模块、数据处理模块和数据输出模块；

所述数据收集模块，用于采集受感染的用户名单以及定时采集正在使用系统的用户定位坐标信息；

所述数据处理模块，用于后台服务端定时计算并保存感染用户基于定位坐标的移动轨迹坐标，并标出有效的受感染坐标，且后台服务端根据受感染用户名单以及传染病源的活性衰减时间，关联出受感染坐标数据并保存；

所述数据输出模块，用于输出关联得到的受感染坐标数据结果。

通过上述内容不难发现，在利用本发明的传染病感染风险预测系统对传染疾病进行定位预测工作时，通过利用数据采集模块来采集含有用户属性的用户名单信息，其中用户属性可以包括人员姓名，家庭住址，身份证号，联系方式，行动轨迹等，且在采集时，通过利用数据爬虫、对接其他应用软件或用户网上填报等方式来实现数据的采集获取工作，而且本发明的数据采集模块还可以实现对使用用户进行位置坐标的跟踪定位，实现对用户坐标的经纬度以及上传时间的采集工作；在采集完成用户数据后，通过利用数据处理模块来跟踪受感染用户的坐标信息以及移动轨迹信息，并且根据移动轨迹信息来计算出风险坐标，此风险坐标为受感染用户的移动坐标，并根据风险坐标计算出坐标的风险值，且此风险值受到传染病源例如病毒或细菌的活性衰退时间、距离传染源的距离以及坐标上受到感染人数等影响，且坐标风险值＝病毒或细菌活性衰减的时间传染率+距离因素传染率+受感染人数量因素传染率+其他传染率；再根据受感染的移动坐标以及风险值计算出出行用户中的风险用户、风险用户的风险值以及风险用户的移动轨迹；再通过利用数据输出模块输出不同区域范围的疫情实时动态地图、对风险地区对出行用户进行风险提醒和通知以及展示感染用户的移动轨迹，而且还可以展示风险坐标数据、风险用户数据、受感染用户数据以及提供当前用户是否感染身份证明数据等。

可选地，所述数据收集模块包括感染用户数据收集模块和用户坐标收集模块；

所述感染用户数据收集模块，用于采集受感染用户属性的用户名单信息；

所述用户坐标收集模块，用于实时采集所有用户的位置坐标信息。值得说明的是，在本实施例中，通过采集到的用户感染数据和用户定位坐标，可以便于实现受感染坐标上移动轨迹的获取工作。

此外，所述感染用户数据收集模块包括爬虫获取模块、三方应用对接模块和远程医疗管理用户填报模块；

所述爬虫获取模块，用于爬虫官方公布感染人员信息，并通过数据处理获取用户信息主要属性，保存形成受感染人员名单；

所述三方应用对接模块，用于通过三方应用软件通过接口方式获取受感染人员名单；

所述远程医疗管理用户填报模块，用于受感染用户或其他知晓人填写上报感染人员信息；通过使用爬虫技术爬取官方公布的感染人员信息，通过分词等常规数据处理，获取用户信息的主要属性后，保存形成受感染人员名单；对接其它应用软件，通过接口等方式获取受感染人员名单；系统提供感染数据填报功能，可由受感染用户或其它知晓人填写上报感染人员信息。

再具体地说，所述数据处理模块包括受感染坐标提取模块、移动轨迹提取模块、风险坐标计算模块、坐标风险值计算模块和用户风险计算模块；

所述受感染坐标提取模块，用于提取所述数据收集模块中的受感染用户坐标信息；

所述移动轨迹提取模块，用于提取所述数据收集模块中的受感染用户移动轨迹信息；

所述风险坐标计算模块，用于根据受感染用户的坐标信息以及移动轨迹信息，设定风险半径距离r，并查询方圆r范围内的用户坐标信息；

所述坐标风险值计算模块，用于根据传染源活性衰减的时间传染率、距离因素传染率以及受感染人数因素传染率叠加计算获取；

所述用户风险计算模块，用于计算风险用户和用户的风险值，并保存风险用户的移动轨迹；后台服务端定时计算并保存感染用户的移动轨迹坐标，并标出有效的受感染坐标，后台服务端系统结合受感染的人员名单和其坐标数据及不同病毒或细菌的活性衰减时间，关联处理得出受感染坐标数据并保存。包含经度、纬度、记录时间、病毒活性衰减时间，感染人信息等；在计算风险坐标时，服务端系统按指定频率，设置和调整以r米为风险距离的参数为半径，以有效的受感染坐标为圆心，查询方圆r米的范围内的用户坐标，这些坐标的用户即为风险用户,为提高计算效率，风险坐标的算法可通过但不限于以下等多种方式实现：

如图2所示，先在正方形范围内确定四个最大范围，再在范围内搜索距离≤r的坐标数据，其中o为风险用户的坐标，a,b,c,d为以o为中心，水平或垂直距离为r的最大范围的坐标，正方形内任意用户坐标p1距圆心o的距离计算公式为当|p1o|<＝r，则该坐标(p1)即为风险坐标，风险坐标计算还可以使用高维空间检索方法，如lsh(localitysensitivehashing)，kd树、r树等，风险坐标计算还可以使用geohash值做索引来实现快速查找和粗排序，计算两点间距离实现精确距离计算和精确排序。为进一步提高效率，还可将计算出来的的geohash的code放在redis等缓存中；在计算坐标风险值时，不同的传染病，风险坐标的影响要素可能包括:距离传染源的距离，病毒或细菌活性衰减的时间传染率，坐标上的受感染人数等，计算风险坐标的风险值公式为：坐标风险值＝病毒或细菌活性衰减的时间传染率+距离因素传染率+受感染人数量因素传染率+其他因素传染率，病毒或细菌活性衰减的时间传染率的计算公式:y1＝k1x+b1(y为时长因素传染率，x为距离记录时间的时长，a为时长因素所占的权重，b为该病毒的最大成活时长)，距离因素传染率与距离的计算公式:y2＝k2x+b1(y为时长因素传染率，x为距离记录时间的时长，a为距离因素所占的权重，b为该病毒的传染空间范围)，受感染人数量因素传染率与人数的计算公式为:y3＝k3x(y为感染数量因素传染率，x为感染者数量,k为人数因素所占的权重)，坐标的风险值越大，感染风险越大；在计算风险用户、用户的风险值以及风险用户的移动轨迹s时，服务端系统按指定频率，查询并保存停留在有效风险坐标上的用户，即为风险用户,并形成移动轨迹。用户的风险值与其行动轨迹有关，重点为其有无经过风险坐标和在风险坐标上的停留时间。用户的风险值计算公式为用户风险值＝风险坐标1风险值*停留时间+风险坐标2风险值*停留时间+…，用户风险值计算公式为(y1风险坐标1风险值,f1为停留时间)，用户风险等级越高，风险越大。

进一步的，所述数据输出模块包括疫情动态地图展示模块、风险提醒模块和感染用户移动轨迹展示模块；

所述疫情动态地图展示模块，用于选择区域范围查询该区域内的疫情感染数据；

所述风险提醒模块，用于定时以用户当前定位坐标为圆心，指定范围比例尺为常量，并根据该区域的风险等级推送或通知提醒用户；

所述感染用户移动轨迹展示模块，用于根据用户坐标数据，查询感染用户的移动轨迹，在不同区域范围,疫情实时动态地图展示，用户可随时打开app或小程序等app端工具，根据选择的区域范围，查询疫情感染情况。可通过以下方式实现：1、app或小程序集成第三方地图sdk或调用api等，如百度地图、谷歌地图等；2、按选定的缩放比例，从后台获取当前用户坐标和范围内的受感染坐标集合、风险坐标集合；3、将坐标信息赋予地图接口，并将不通类型的坐标定义不同的形状或颜色区分，方便查看，区域范围较大时，将区域内的风险等级按不同形状或颜色等在地图显示；服务端定时以用户当前的定位坐标为圆心，指定范围的比例尺为常量，获取用户当前所在区域的风险等级，当大于指定等级时，采取推送或通知等方式提醒用户；系统根据用户和坐标的数据，可查询出感染用户的移动轨迹，包括风险用户变感染用户后，风险标签改变之前的活动轨迹，方便疫情进一步追踪和防控。

图3为本发明实施例二中的一种传染病感染风险预测方法，实施例二是基于实施例一的改进方案，包括如下步骤：

s1、采集通过爬虫、三方应用对接或远程医疗管理用户填报的感染用户数据信息以及用户的实时定位坐标信息；

s2、通过s1获取的感染用户数据信息以及实时定位坐标信息，计算出受感染坐标以及移动轨迹；

s3、根据风险半径r，计算基于移动轨迹的方圆r范围内的风险坐标信息；

s4、根据传染源的活性衰退时间传染率、传播距离传染率以及受感染人数传染率计算出坐标风险值；

s5、根据用户是否经过风险坐标或经过风险坐标停留的时间计算出风险用户和用户的风险值；

s6、输出显示疫情感染动态地图和感染用户的移动轨迹，并对用户根据区域风险等级推送提醒用户。

本发明的传染病感染风险预测方法，可以快速对受感染用户人群进行查找工作，并且根据查找的感染用户数据以及用户的定位坐标信息，查找感染用户的移动轨迹，并且根据移动轨迹基于风险半径r形成的方圆范围内风险坐标的建立，再根据传染病源的风险值，确认出用户风险、风险值以及风险用户的移动轨迹，并且对所有数据进行实时跟踪显示，以及预报提醒。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一特征和第二特征直接接触，或第一特征和第二特征通过中间媒介间接接触。

而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任意一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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