时空AI：浦东新区战“疫”背后的科技力量

自新冠肺炎疫情发生以来，从人员流调、疫情信息统计分析，到流动人员健康监测，再到疫情趋势研判，数字技术在科学精准防控、复工复产、民生保障等多方面为各地政府的抗疫工作提供了有力支撑。爱分析结合本次上海防疫实践，以常住人口最多的浦东新区的数字化抗疫为蓝本，探讨数字化手段在规模化精准防控、提升城市数字化管理能力方面的具体实践。01规模化应对奥密克戎在国内尚属首次，上海面临诸多挑战2022年3月，本轮由境外输入病毒引发的疫情席卷上海并于4月份爆发。疫情发生后，上海全市上下遵循"科学精确、动态清零"的总方针，实行区域管控的方式果断展开攻坚行动，历经2个多月的攻坚战“疫”，最终于5月初开始分阶段复工。据上海发布，6月1日零时起，上海市有序恢复住宅小区出入、公共交通运营和机动车通行，市民生活基本恢复正常状态。本轮上海疫情总体来看呈现以下三大特点：首先，疫情的流行株为奥密克戎BA.2，其传染性极强且非常隐蔽，传播媒介多途径多，导致后来出现广泛社区传播。其次，上海是一座有近2500万人口的特大型国际化都市，不仅人口众多，国内国际交往也十分频繁，不仅要防止市内扩散，还要防止外溢、防止境外输入，生活保障与防疫压力极大。图1：截止2022年4月29日上海各区无症状感染者累计报告数量最后，国内城市尚无如此大规模迎战奥密克戎的防疫经验，国内原来积累的通过精准防控实现动态清零的防疫经验可能面临失效。以上情况，同时也对上海市的疫情防控带来诸多挑战：第一，如何通过技术手段实现快速流调，尤其是针对阳性病例的快速摸底、精准原因分析？第二，如何在“底盘清”的前提下，高效做好整体疫情防控预案，并围绕预案建立一整套详尽的运营支撑体系？第三，如何动态实时、精细化掌握疫情进展情况，并对防疫动作实时调优，以形成良性循环？并通过有效预测逐步掌握主动？图2：上海在本轮疫情防控中面临的主要挑战02借助全闭环智能管控与“1平台2终端”，浦东新区实现“归因+处置”正向循环本轮上海疫情发生后，作为参与过包括武汉等在内的国内诸多城市抗疫工作的浦东新区本地企业，维智科技第一时间响应政府号召，自疫情最为凶猛的4月初全面参与到上海浦东新区的数字抗疫系统建设当中，全力协助政府的科技赋能、数据赋能的科学防疫策略，不断提高浦东新区科学精准防控水平。维智科技具有丰富的疫情防控实战经验。早在2020年，维智科技研发团队基于原创全栈“时空AI”技术并结合实战经验，迅速开发了面向疫情防控的“维智疫情通”平台，在武汉疫情期间持续为国务院办公厅、国家及多省市的疾病预防控制中心、大数据管理机构等政府部门提供服务。同年，维智科技还参与到了国家卫健委疾控中心CDC和国务院办公厅的应急疫情预测系统建设当中，为全国超3000万个小区、酒店、商场等重点场所进行24小时智能疫情管控，积累了更多疫情防控实战经验，同期上线的“疫情通”小程序，为全国超3亿用户安全的出行保驾护航。面对本轮上海疫情所带来的挑战，维智科技借鉴以往防疫实战经验，充分发挥大数据、知识图谱等技术优势，将城市地理基础数据、时空数据和一些专题数据（如公安人口、医疗资源数据）时空化，形成包含社区、人口、医疗资源等元素在内的城市数字底座（即疫情防控场景下的城市数字孪生），同时对各类来源数据进行实时汇聚和时空特征挖掘，并进行归因、标签化，建立面向疫情防控的业务分析模型，升级发布了时空AI“平战结合”疫情防控平台——“维智疫情通2.0”。作为疫情时空数字底座和一整套解决方案，维智疫情通2.0可对疫情态势进行实时感知、分析和预判 ，为政府相关部门的疫情管控措施提供参考。如基层人口排查及流调溯源、传染源与密切接触者挖掘分析、场所异常动态智能化预警、防疫物资应急指挥调度、疫情态势感知与辅助研判等。维智科技将全栈“时空AI”技术深入应用到本次上海浦东新区疫情防控工作当中，通过构建“数据汇聚-时空洞察-归因查明-预测研判”的全闭环智能管控 ，助力浦东新区实现疫情态势分级展现、精细化管理，取得了良好成绩。图3：维智科技针对上海本轮疫情所采取的技术防治思路浦东新区将维智科技 “维智疫情通2.0”整体解决方案快速应用到自身的数字抗疫系统中，形成“1平台2终端”整体解决方案。浦东新区疫情防控指挥中心和联勤联动部门，落地了广域动态疫情应急防控智能决策系统（即1个“平台”），主要用于疫情总体形势研判与策略部署；为方便社区等基层防控单位、社会面分域分级的系统化管理，浦东新区委托维智科技分别开发“基层疫情防控”小程序、“场所码-数字哨兵”两大终端应用（即2个“终端”），让前线抗疫工作者能够迅速在手机端即可收集每日、每时的动态数据，保障疫情动态数据实时流通、前端一线“大白”和居委的服务效率，保障生产经营的有序开展。图4：浦东新区“1平台2终端”疫情防控解决方案构成03透过应急防控智能决策系统，浦东新区做到“底盘清、决策准、动向明”面对疫情，浦东新区最迫切的是要对整个城市的基本情况和疫情情况做到清晰、及时掌握，做到“底盘清、决策准、动向明”。为此，维智科技从时空化、图谱化、智能化三个方面对城市“底盘”、防疫预案及运营体系、疫情发展趋势进行了数字化。1. 时空化，助力浦东新区建立疫情主题数据资产库，做到“底盘清”。通过对政务数据时空化融合治理，浦东新区建立了包含基础库、疫情指标库、时空特征库和疫情时空AI模型库等数据资产库，帮助浦东新区疫情防控指挥中心及联勤联动部门全面精准掌握辖区内的社区及小区分布与内部关联特征、家庭及所对应人口情况、经营场所分布及从业人员情况、医疗资源等各方面基本数据，还可视化地展示疫情相关数据信息，动态监测疫情。在保证摸清底盘的前提下，协助浦东新区疫情防控中心形成整体防疫预案，尤其是建立围绕全员核酸+分级管控的一整套运营支撑体系。如社区分类、核酸检测点位及人员设置，对应配套的方舱、转运力量、隔离管控人员、医疗资源的配置及过程执行监控等完备的支撑体系。2. 图谱化，智能挖掘数据关联关系并进行分析，做到“决策准”。基于数据资产库，浦东新区构建了疫情防控的数字时空，再将数据进行关联，综合分析人群基础信息、动态信息，小区防范措施、周边风险场景、街道统筹策略与人员安排等，挖掘人-小区-街道之间的关联关系。通过大数据分析和深度学习建模图谱关联信息，浦东新区疫情防控中心的分析决策人员能够迅速制定有效的防控措施。包括社区基层力量调动、医疗资源及物资配置、管控手段更新等。通过智能化的数据分析去发现管理是不是有缺失，从而加强风险防控。同时，通过图谱可视化工具，浦东新区疫情防控中心能够快速定位确诊人员及轨迹流调（与公安系统及运营商合作，分析某一个人为什么会得阳性、接触了哪些人群、传播影响力会是怎么样等），发现防控异常点，指导防控措施有效的开展。例如小区某个房间有几口人，相互之间是何关系，楼栋跟其他楼栋的物理关系等等，这样就能提前预判核酸检测会不会造成交叉传染。当一个小区发生了阳性病例，系统会自动分析是什么原因造成的，是由于小区外部传播进来的？还是楼栋传染的？还是小区接触传染的？亦或是核酸检测的时候传播的等等，都可以进行分析。通过上述分析功能，浦东新区疫情防控中心做到了对疫情实时监控，每天、每个小时都会形成报告并进行大屏展示，实时监控发现哪些区域是有问题的，哪些区域是有集中性爆发风险的，哪些区域管理上面可能是有缺失的等等，形成了疫情防控的智能决策支撑体系。3. 智能化，通过数据建模及模型动态优化，做到“动向明”。通过借助维智科技的系列数据建模，浦东新区疫情防控中心在疫情数据的分析、监测、趋势判断以及模型自身的优化四方面进行系统发力，为疫情态势的精准判断奠定坚实基础。例如，将人群时空动力模型与病毒传播模型SEIR融合建模，建立疾控的时空分析模型；通过对疫情指标库的分析和建模，建立疫情指标监测模型；通过AI时序预测算法实现疫情趋势判断分析，并反向追踪阳性感染者，为疫情防控趋势发展研判提供依据；通过疫情时空AI模型库和时空AI决策引擎构建时空AI模型、时空AI技术，实现所有模型校准和调优。总之，维智科技通过数据的累积和更新、模型不断迭代优化，对疫情的发生及传播做出风险预判，帮助浦东新区在疫情防控中逐步掌握主动。04基层疫情防控应用，让社区与疫情防控指挥中心形成互动优化的工作闭环面向社区的基层疫情防控应用，核心是进行数据上传和社区具体管控策略接收与调整，进而帮助社区与浦东新区疫情防控指挥中心形成互动优化的工作的闭环。基层疫情防控主要功能包括社区人员管理、核酸检测、“追阳管控”、社区内场所码管理。例如，社区人员管理功能，可帮助社区居委会做到对确诊、隔离等多情况人员的实时管控；核酸检测功能，通过后台对本社区人口掌握的情况，精准统计本社区应检人数、特殊人群（如不能出来做核酸的人群）分别有多少，帮助制定针对性核酸检测工作方案；“追阳管控”功能，是当发现小区里面有阳性病例后，要对阳性人员执行身份、核酸结果核验、通知、转运、治疗，并迅速对密切人群进行风控、转运、治疗及治疗后隔离7天等一系列相关的处置工作，通过这一整套的处理流程，为社区防疫工作提供一整套的系统化支撑。图5：维智科技基层疫情防控小程序相关界面同时，基层疫情防控小程序还会对各社区疫情防控情况的研判结果进行实时数据上传上报，平台会通过政务内部系统向居委会智能推送相关的管理要求和优化管理建议，小区居委会则按要求和建议对第二天的管理进行针对性地调整和优化，比如要不要重新进行核酸检测，要不要加强管控等，形成互动优化的工作闭环。05透过场所码，疫情防控指挥中心可对经营场所异常访问、复工复产实现动态监测面向社会面的场所码应用，核心是对异常访问、复工复产情况进行实时动态监测。通过场所码可锁定经营场所的具体位置，结合扫码情况和时空定位技术，判断该场所有没有异常码访问并自动上报，分析哪里的场所访问流量高、周边有没有疫情，该场所有没有疫情风险。也可以通过场所码分析复产情况，进行经济态势的分析，让政府部门来掌握整体复产情况，加强疫情防控与复产两者之间的结合分析，进行整体趋势研判。06平战结合，浦东新区借力时空AI探索中国版防疫良方浦东新区通过部署维智疫情通2.0一体化解决方案，形成了“1平台2终端”的数字化抗疫系统，建立起了大脑中枢和感知神经末梢，并形成数据与工作流的优化闭环，对疫情的整个防控过程实现监测、分析、决策，助力疫情防控、闭环管理、复工复产。结合实际来看，浦东新区通过维智科技的数字化抗疫系统做到了防疫数据的实时获取与分析，时间及人员成本极大降低，将原来是几百人连续处理一两天才能得出来的结果缩短至一个多小时即可处理完毕，极大提高了数据处理效率，在争分夺秒的疫情防控工作中作用显著，有力保障了人民的生命安全与健康。“维智疫情通”以时空知识图谱做到疫情专题要素全关联、疫情态势动态感知、区域风险智能分析，结合城市个性化体征与产业发展特性，逐级展现市级、区级、街镇、村居四级管理门户，自动构建四级指挥平台，实施对密切接触者、病人、疑似病人、高风险人群等的关联分析与动态管控，通过时空AI算法和疫情传播模型、疑似接触人群活动规律帮助各地进行精细化实时防控。在有疫情发生并需要规模化应急处置的“战时”，维智疫情通能保障基层社区疫情防控执行监测、联防联控执行动态监测以及疫情传播趋势风险智能分析；而在“平时”，它能够辅助社区基层底数治理、社会面场所码运营管理以及联防联控预案智能规划。正如世界卫生组织所强调：“只有采取包容性办法，保护每个人的生命权和健康权，新冠肺炎疫情才能得到控制。”始终将个体的生命和健康放在首位，是中国疫情防控取得重大成效的内在逻辑，也是维智科技开展AI抗疫行动所遵循的重要准则。07时空AI，有望在规模化疫情防控之外落地更多可能国内疫情防控目前来看经历了人力驱动、数字化精准防控、科技抗疫与规模化动态清零的几个阶段，从过往的抗疫经验来看，核心是要具备用数字化手段进行规模化应急防控的能力，唯有如此才能保证这一场场没有硝烟的“战争”的最终胜利。首先，是要对整个城市进行数字化，掌握人口、社区、疫情、医疗资源的具体状况；其次，要通过数据挖掘，掌握不同病毒的传播特点，形成不同的防控运营支撑体系；第三，要有信息化和数字化的手段去打通基层，形成管理手段的推送，打造疫情防控的闭环。数字化疫情防控平台的技术创新和治理变革，也将加速疫后政府管理和社会治理的数字化转型成为现实。此外，城市的管理、城市的经济运行、城市的应急处置，甚至对灾害或者战争的处理，在每个维度都需要用数字化驱动的手段进行支撑。时空AI、时空大数据核心的价值，就是针对整个城市进行时空化的建模，对每一个领域都可以进行业务的数字化驱动。