一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统及方法。本发明专利技术基于客户端与服务器端的构架，由传感器收集到的多维体征数据有效确定潜在的感染者，然后通过实时采集用户的位置信息实现了这些感染者的活动轨迹全追踪。基于感染者的轨迹，完成感染者的足迹节点上的潜在接触者预警和登记工作。并且在服务器端可视化显示感染者活动轨迹及每个节点上的亲密接触者信息，在客户端可视化显示用户自己的活动轨迹信息。本发明专利技术基于客户端和服务器端的构架，但采用去中心化的响应策略，所有患者检测和亲密患者搜索算法均在客户端完成，可实现快速、高效、准确的检测、预警和追踪，能够避免通过新闻媒体搜索可能接触者的低效性和不准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统及方法
本专利技术涉及疫情监控
，具体涉及一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统及方法。
技术介绍
关于传染性疾病，现有技术可能存在漏报、误报和瞒报的问题，导致无法依据最新的数据做出准确及时的决策。通过可穿戴设备在非医疗环境下实现实时疫情检测是一种比较理想的预诊和分流的策略。现有系统一般是通过判断人体的体温数据是否正常，来达到前期筛选疑似病患的目的。例如，《一种发热疫情监控与溯源的云管理系统及方法》(CN108695003A)、《基于可穿戴体温传感器的疫情监控方法和系统(CN110926655A)、《疫情监控的方法》(CN103970977A)均是通过上述方法实现疑似患者的前期筛选。但这种筛选方法，在疫情中由于病症多样复杂，仅依据个体的体温数据，不足以正确检测出疑似患者，因而无法对病症初期的患者作出感染预警。同时，对于有症状的患者在确诊之前的行动轨迹以及接触的人员的排查，目前还没有好的解决方案。现有的实时疫情检测系统一般是借助提前在数据库中建立好用户的社会关系网络，在疑似患者出现时，通过查找该患者的社会关系网，追溯所有可能和他发生亲密接触的人，例如，《一种发热疫情监控与溯源的云管理系统及方法》(CN108695003A)，依据用户的社会关系，预先在数据库中为用户建立关联组。当某用户体温出现异常时，系统会检测该用户所属关联组中的所有用户，筛查出与该用户存在社交联系的潜在的接触感染者。但这种追踪方法只能追踪与患者具有社会关系的人群，但无法追踪真正与疑似患者近距离接触的人群。目前普遍采用的方法是，在患者确诊之后，政府通过新闻媒体等公共媒介，对病患可能接触过的人发出预警。这种方式虽然受众广，但只能被动的等待疑似接触者主动上报，不能做到主动排查。现有的疫情检测系统，如《基于可穿戴体温传感器的疫情监控方法和系统》(CN110926655A)，当被检测者体温出现异常时，获取被检测者的体温以及地理位置信息；《疫情监控的方法》(CN103970977A)借助身份识别卡识别被检测者的身份信息，当被检测者体温出现异常时，会将身份识别卡中存储的被检测者的地址信息进行标记。而是现实情况下，疑似病患在检测后，还会继续会进行活动，因此需要实现患者的活动轨迹全程追踪。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是建立一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统及方法，实现及时、高效的疑似病患的活动轨迹追踪和疑似病患活动节点上的所有亲密接触者的搜索登记，并将这些数据以可视化的方式，分别向用户和政府部门进行展示汇报。本专利技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统，包括服务器端、后台终端、客户端、集成式传感检测模块；所述服务器端包括数据库、数据解密模块、缓存系统；所述后台终端包括显示器、数据传输模块、活动轨迹渲染模块；所述客户端包括数据加密模块、活动轨迹渲染模块、体征检测模块、预警提示模块；所述集成式传感检测模块包括集成式传感检测设备、wifi模块、NB-IOT物联网模块、数据加密模块和GPS模块；集成式传感检测模块通过wifi模块产生局域网，将集成式传感检测设备收集到的体征数据经数据加密模块加密后传送至连接到该局域网的客户端；当集成式传感检测模块长时间未检测到有客户端连接时，该模块会通过NB-IOT物联网模块将体征数据经数据加密模块加密后发往服务器端，服务器端收到体征数据后，会对该数据进行判别，若体征数据异常，则将该用户登记为疑似患者；客户端收集多维体征数据有效确定潜在的感染者，然后通过客户端实时采集的用户的位置信息实现了潜在的疑似患者的活动轨迹全追踪，完成疑似患者的检测和登记，通过服务器端向疑似患者所在行政区域内所有疑似亲密接触者的客户端发出指令，由客户端自动完成亲密接触者的检测并向服务器端自动登记；后台终端向服务器端请求获取所有或指定个体的活动轨迹及其活动节点上的亲密接触者信息，服务器端收到请求后，先在缓存系统中检索个体的轨迹信息，若待查找的个体轨迹信息不在缓存系统中，则在数据库中检索相应的数据并将数据返回给后台终端，后台终端收到数据后会将轨迹数据渲染到地图上并在显示器中显示。进一步地，所述集成式传感检测模块为可穿戴传感器，由用户群体佩戴，用于收集多维体征数据，所述多维体征数据包括体温信息、出汗量信息和心率信息，由集成式传感检测模块按照预先设置的时间阈值进行定时收集；所述客户端安装在手机上，接收集成式传感检测模块所采集的多维体征数据和通过获取手机GPS信息确定的用户的地理位置信息并进行处理；待检测用户首次在登录客户端时需要进行身份识别并向服务器端登记，具体如下：待检测用户在登录客户端时，使用微信或者手机号登录，并需要输入待检测用户的身份证号和姓名，完成用户身份识别，将信息发送给服务器端完成实名登记，客户端将获取的待检测用户的地理位置信息以时间窗口动态向服务器端发送完成登记；当网络发送异常时，地理位置信息将在网络恢复时以断点方式继续完成登记；用户多维体征数据采样与记录具体如下：集成式传感检测设备按照预先设置的时间阈值，定时收集该用户的体温信息、出汗量信息和心率信息；客户端与wifi模块建立TCP连接后，客户端与集成式传感检测模块的设备号进行匹配，若匹配成功则集成式传感检测模块将测量数据发送给客户端，由客户端完成判断，并将相应结果以及手机GPS模块收集到的用户地理位置信息发往服务器端；若未匹配成功说明有未绑定该集成式传感检测模块的用户非法连接该集成式传感检测模块，则自动断开该连接，并将该客户端的IP加入黑名单中，下次收到来自该IP的TCP连接请求时，自动过滤该请求；若集成式传感检测模块长时间没有客户端连接，则通过NB-IOT物联网模块与服务器端进行连接并将测量数据以及相应ID号和集成式传感检测模块中的GPS模块获取的用户地理位置信息发送给服务器端；客户端接收多维体征数据后，体征检测模块进行如下处理：体征检测模块将收集到的体温、出汗量、心率信息分别与阈值范围进行比较，若三项指标均超出或低于正常的阈值范围，则表示此时该用户的体温、出汗量、心率均出现异常，需要将其标记为疑似患者，根据要求对该用户进行病患检测并将用户的信息加密后发送给服务器，服务器端收到后将该用户标记为疑似患者；否则可以认为该用户处于健康状态，重复接收多维体征数据进行体征检测；所述阈值体温信息、阈值出汗量和阈值心率通过个体的移动速度设定，当个体的移动速度超过10km/h但小于20km/h时可以认为该用户处于跑步的状态，可以提高体温、出汗量、心率的阈值，移动速度小于10km/h或大于20km/h时判定个体处于正常走路或乘坐交通工具的状态，阈值不改变；个体的移动速度通过客户端获取的用户的地理位置信息进而收集的个体实时活动轨迹信息计算得到，客户端依据收集到的用户实时位置信息，计算间隔时间为t时的移动距离d：其中，R为地球半径，为两个点的经度信息，Δλ为两个点的纬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统，其特征在于，包括服务器端、后台终端、客户端、集成式传感检测模块；/n所述服务器端包括数据库、数据解密模块、缓存系统；/n所述后台终端包括显示器、数据传输模块、活动轨迹渲染模块；/n所述客户端包括数据加密模块、活动轨迹渲染模块、体征检测模块、预警提示模块；/n所述集成式传感检测模块包括集成式传感检测设备、wifi模块、NB-IOT物联网模块、数据加密模块和GPS模块；/n集成式传感检测模块通过wifi模块产生局域网，将集成式传感检测设备收集到的体征数据经数据加密模块加密后传送至连接到该局域网的客户端；当集成式传感检测模块长时间未检测到有客户端连接时，该模块会通过NB-IOT物联网模块将体征数据经数据加密模块加密后发往服务器端，服务器端收到体征数据后，会对该数据进行判别，若体征数据异常，则将该用户登记为疑似患者；/n客户端收集多维体征数据有效确定潜在的感染者，然后通过客户端实时采集的用户的位置信息实现了潜在的疑似患者的活动轨迹全追踪，完成疑似患者的检测和登记，通过服务器端向疑似患者所在行政区域内所有疑似亲密接触者的客户端发出指令，由客户端自动完成亲密接触者的检测并向服务器端自动登记；/n后台终端向服务器端请求获取所有或指定个体的活动轨迹及其活动节点上的亲密接触者信息，服务器端收到请求后，先在缓存系统中检索个体的轨迹信息，若待查找的个体轨迹信息不在缓存系统中，则在数据库中检索相应的数据并将数据返回给后台终端，后台终端收到数据后会将轨迹数据渲染到地图上并在显示器中显示。/n...

【技术特征摘要】
1.一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统，其特征在于，包括服务器端、后台终端、客户端、集成式传感检测模块；
所述服务器端包括数据库、数据解密模块、缓存系统；
所述后台终端包括显示器、数据传输模块、活动轨迹渲染模块；
所述客户端包括数据加密模块、活动轨迹渲染模块、体征检测模块、预警提示模块；
所述集成式传感检测模块包括集成式传感检测设备、wifi模块、NB-IOT物联网模块、数据加密模块和GPS模块；
集成式传感检测模块通过wifi模块产生局域网，将集成式传感检测设备收集到的体征数据经数据加密模块加密后传送至连接到该局域网的客户端；当集成式传感检测模块长时间未检测到有客户端连接时，该模块会通过NB-IOT物联网模块将体征数据经数据加密模块加密后发往服务器端，服务器端收到体征数据后，会对该数据进行判别，若体征数据异常，则将该用户登记为疑似患者；
客户端收集多维体征数据有效确定潜在的感染者，然后通过客户端实时采集的用户的位置信息实现了潜在的疑似患者的活动轨迹全追踪，完成疑似患者的检测和登记，通过服务器端向疑似患者所在行政区域内所有疑似亲密接触者的客户端发出指令，由客户端自动完成亲密接触者的检测并向服务器端自动登记；
后台终端向服务器端请求获取所有或指定个体的活动轨迹及其活动节点上的亲密接触者信息，服务器端收到请求后，先在缓存系统中检索个体的轨迹信息，若待查找的个体轨迹信息不在缓存系统中，则在数据库中检索相应的数据并将数据返回给后台终端，后台终端收到数据后会将轨迹数据渲染到地图上并在显示器中显示。


2.根据权利要求1所述的一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统，其特征在于，所述集成式传感检测模块为可穿戴传感器，由用户群体佩戴，用于收集多维体征数据，所述多维体征数据包括体温信息、出汗量信息和心率信息，由集成式传感检测模块按照预先设置的时间阈值进行定时收集；所述客户端安装在手机上，接收集成式传感检测模块所采集的多维体征数据和通过获取手机GPS信息确定的用户的地理位置信息并进行处理；
待检测用户首次在登录客户端时需要进行身份识别并向服务器端登记，具体如下：
待检测用户在登录客户端时，使用微信或者手机号登录，并需要输入待检测用户的身份证号和姓名，完成用户身份识别，将信息发送给服务器端完成实名登记，客户端将获取的待检测用户的地理位置信息以时间窗口动态向服务器端发送完成登记；当网络发送异常时，地理位置信息将在网络恢复时以断点方式继续完成登记；
用户多维体征数据采样与记录具体如下：
集成式传感检测设备按照预先设置的时间阈值，定时收集该用户的体温信息、出汗量信息和心率信息；客户端与wifi模块建立TCP连接后，客户端与集成式传感检测模块的设备号进行匹配，若匹配成功则集成式传感检测模块将测量数据发送给客户端，由客户端完成判断，并将相应结果以及手机GPS模块收集到的用户地理位置信息发往服务器端；若未匹配成功说明有未绑定该集成式传感检测模块的用户非法连接该集成式传感检测模块，则自动断开该连接，并将该客户端的IP加入黑名单中，下次收到来自该IP的TCP连接请求时，自动过滤该请求；若集成式传感检测模块长时间没有客户端连接，则通过NB-IOT物联网模块与服务器端进行连接并将测量数据以及相应ID号和集成式传感检测模块中的GPS模块获取的用户地理位置信息发送给服务器端；
客户端接收多维体征数据后，体征检测模块进行如下处理：
体征检测模块将收集到的体温、出汗量、心率信息分别与阈值范围进行比较，若三项指标均超出或低于正常的阈值范围，则表示此时该用户的体温、出汗量、心率均出现异常，需要将其标记为疑似患者，根据要求对该用户进行病患检测并将用户的信息加密后发送给服务器，服务器端收到后将该用户标记为疑似患者；否则可以认为该用户处于健康状态，重复接收多维体征数据进行体征检测；
所述阈值体温信息、阈值出汗量和阈值心率通过个体的移动速度设定，当个体的移动速度超过10km/h但小于20km/h时认为该用户处于跑步的状态，可以提高体温、出汗量、心率的阈值，移动速度小于10km/h或大于20km/h时判定个体处于正常走路或乘坐交通工具的状态，阈值不改变；个体的移动速度通过客户端获取的用户的地理位置信息进而收集的个体实时活动轨迹信息计算得到，客户端依据收集到的用户实时位置信息，计算间隔时间为t时的移动距离d：



其中，R为地球半径，为两个点的经度信息，△λ为两个点的纬度之差，为两个点的经度之差；通过公式计算用户的移动速度，间隔时间t为预先设置好的每次采集实时位置的间隔时间。


3.根据权利要求1所述的一种传染病患者活动轨迹和接触者追踪登记系统，其特征在于，若某用户被标记为疑似患者，疑似患者的客户端根据疑似患者的移动速度动态确定亲密接触者搜索邻域半径L，具体如下：
L＝βv；
其中β为预先设定的参数值；当客户端的计时器数值为0时，先将疑似患者的实时地理位置以市为单位转换为所对应的行政地名，将亲密接触者搜索邻域半径L以及行政地名发往服务器端，当疑似患者的移动速度小于30km/h时认为患者处于正常行走或者跑步的状态此时与人接触的风险较大，因此增加事先设定的邻域的半径阈值；而当疑似患者的移动速度大于30km/h时认为疑似患者正在乘坐私有或公共交通工具，其相对于乘坐的交通工具的位置会保持较长时间不变，因此减少事先设定的邻域的半径阈值；客户端同时会以市为单位确定患者所在的行政区域，通知服务器端前述行政区域以及邻域半径；服务器端从数据库中读取该行政区域内的所有用户即疑似亲密接触者，并以组播方式将疑似患者的位置以及亲密接触者搜索邻域半径发送给疑似亲密接触者的客户端；疑似亲密接触者客户端收到信息后，将疑似亲密接触者当前的位置与接收的亲密接触者搜索邻域半径作比较，若处于该范围内，则判定该用户为亲密接触者同时亲密接触者的客户端的预警提示模块会向亲密接触者发送预警提示，并且服务器端会将该亲密接触者进行标记，后期借助标记数据实现客观高效的亲密接触者的登记，具体如下：
客户端在本地将用户的位置连线生成活动轨迹，并将用户的活动轨迹中速度小于2km/h的区域标记为活动节点，疑似患者和亲密接触者的客户端将疑似患者和亲密接触者的活动节点和活动轨迹发送至服务器端；服务器端按照需要查询的区域或疑似患者的ID信息，将疑似患者和亲密接触者的活动节点和活动轨迹发送至客户端以及后台终端，客户端中的活动轨迹渲染模块根据用户所在区域内疑似患者活动节点结合用户在本地的活动轨迹在手机屏幕中可视化显示用户是否在渲染范围内和疑似患者进行亲密接触；后台终端中的活动轨迹渲染模块根据疑似患者和亲密接触者的活动节点和活动轨迹在显示器中可视化显示标记出每个活动节点上的所有疑似亲密接触者ID信息，生成潜在患者活动轨迹和疑似亲密接触者追踪图，实现客观高效的潜在患者的活动轨迹及活动节点上亲密接触者的标记全过程可视化；所述渲染范围为以该用户当前位置为中心，依据事先设置好的地图比例尺得到的256*256大小的地图图片；
客户端根据用户的移动速度v，设置预警提示模块向服务器端发送用于向疑似亲密接触者预警疑似患者接近的请求的间隔时间T，并设置客户端的计时器时间为T，具体如下：
T＝αv；
其中α为预先设定的参数值。

【专利技术属性】
技术研发人员：毛爱华，谢超强，罗洁，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44