基于區(qū)塊鏈的快速智能決策與協(xié)同防控機制研究——以突發(fā)性大規(guī)模疫情為例
發(fā)布時間:2022-01-14 07:50
高效靈活的快速智能決策與權(quán)威可信的協(xié)同防控機制對于突發(fā)性大規(guī)模疫情暴發(fā)的應(yīng)急處置具有重大意義。針對突發(fā)性大規(guī)模疫情事件中存在的管理制度僵化、協(xié)同防控部署遲緩、公共大數(shù)據(jù)共享管理模式滯后等一系列問題,筆者結(jié)合區(qū)塊鏈和人工智能等新興信息技術(shù),提出面向突發(fā)性大規(guī)模疫情的快速智能決策與協(xié)同防控機制。區(qū)塊鏈技術(shù)中的共識機制與智能合約能夠有效實現(xiàn)突發(fā)性公共衛(wèi)生事件的智能化實時響應(yīng)能力,同時其底層的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)又可以更好地加強各組織部門群防群控的協(xié)同合作。一旦有諸如大規(guī)模疫情等此類公共衛(wèi)生事件突發(fā)時,在國家政府機構(gòu)相關(guān)部門的有效監(jiān)管下,實現(xiàn)對公共衛(wèi)生數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)據(jù)清洗和匿名化處理、聯(lián)動交互以及智慧共用等有效管理和分享,助力解決大規(guī)模疫情暴發(fā)后各組織部門的快速智能決策、協(xié)同聯(lián)防聯(lián)控、信息及時共享、疫情溯源追蹤等關(guān)鍵問題。
【文章來源】:山東科技大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2020,22(05)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
基于區(qū)塊鏈的疫情防控總覽
區(qū)塊鏈是集分布式數(shù)據(jù)存儲、共識機制、智能合約、加密算法等若干技術(shù)于一體的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),區(qū)塊鏈的簽名驗證以及傳輸技術(shù)如圖2所示。在實際應(yīng)用中,區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字簽名使用的是非對稱加密算法和哈希函數(shù),從而確保鏈上數(shù)據(jù)不被篡改,保證參與主體身份的真實性和消息的完整性[11];通過數(shù)字簽名算法進行具體人員身份管理驗證和數(shù)據(jù)信息驗證[12],通過非對稱加密算法得到一個密鑰對,用來對個人信息加密,數(shù)字簽名即是用私鑰加密、公鑰解密。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中,每一個節(jié)點都是一個賬本,每個節(jié)點都需要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)路由、數(shù)據(jù)驗證和傳播等任務(wù)。與傳統(tǒng)的中心化數(shù)據(jù)庫相比,區(qū)塊鏈可以在無需第三方認證機構(gòu)的介入下完成每次傳輸,有助于在不安全網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下建立用戶間信任,利用共識機制保證數(shù)據(jù)和傳輸?shù)陌踩?同時智能合約的參與方又都受制于有約束力的數(shù)字化協(xié)議。近年來,隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展,國內(nèi)外學(xué)者對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究與應(yīng)用進行了積極的探索。2017年,涂奔等人[13]將區(qū)塊鏈與人工智能技術(shù)相結(jié)合,提出了基于區(qū)塊鏈的預(yù)測模型,可提高模型中建模數(shù)據(jù)的安全性、交互性、可操作性并極大地降低了模型維護成本。2018年,Hadley等人[14]根據(jù)區(qū)塊鏈的溯源機制與加密算法,將其應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)大數(shù)據(jù)管理中,提升了健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性與交互性;趨^(qū)塊鏈與人工智能的突發(fā)性大規(guī)模疫情快速智能決策與協(xié)同防控機制,具有四大優(yōu)點。(1)利用區(qū)塊鏈技術(shù),能夠在“措施+法規(guī)”的共識機制下,以政府部門監(jiān)管為前提,實現(xiàn)公開透明、可溯源防篡改以及高效運行的大數(shù)據(jù)資源管理體系,以便在大規(guī)模疫情突發(fā)時,做到數(shù)據(jù)共享、人員身份與行蹤追溯、信息集中管控等。(2)保障了突發(fā)性疫情信息與疫情智能決策協(xié)同交互過程的公開、透明與高效。在區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)模型中,依托去中心化底層架構(gòu)鏈接的各節(jié)點可以隨時請求獲得網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù),所有節(jié)點都具有相同的權(quán)限與功能,實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的公開透明和安全穩(wěn)定,保證了信息數(shù)據(jù)的多層次和多元化交互。當(dāng)有重大公共衛(wèi)生事件發(fā)生時,可以從上到下地使各單位、組織、團體和個人獲取到其所在權(quán)限下的疫情信息和處理方案。(3)實現(xiàn)了各政府部門以及各級衛(wèi)生機構(gòu)對數(shù)據(jù)的可溯源和可驗證,例如公共交通工具的二維碼實名登記措施。通過區(qū)塊鏈技術(shù),哈希函數(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)進行加密,利用密碼學(xué)方法在保障上鏈數(shù)據(jù)的安全性和完整性的同時,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不可篡改,同時區(qū)塊鏈中的鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和時間戳模塊又保證了所有數(shù)據(jù)可以進行溯源查詢。因此,疫情期間,可以快速有效地把握和追蹤確診人員發(fā)現(xiàn)前的歷史行動路徑和密切接觸人員,方便及時有效地對其進行排查與回溯,并做好相關(guān)接觸場所的消毒與隔離。(4)提高了各級政府部門、組織機構(gòu)和街道社區(qū)的應(yīng)急響應(yīng)與協(xié)同防控能力。傳統(tǒng)的疫情防控職能單位之間由于手續(xù)繁瑣、人力物力耗費巨大、冗余數(shù)據(jù)資源過多等問題導(dǎo)致其相互之間的交互響應(yīng)周期較長,且成本過高。利用區(qū)塊鏈、人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),可以根據(jù)疫情發(fā)展態(tài)勢,提前做好各類預(yù)案,有效縮短應(yīng)急響應(yīng)時間,合理地制定出群防群控措施,實現(xiàn)全社會、全國乃至全球性的協(xié)同防控[15]。
為了充分發(fā)揮現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)對疫情協(xié)調(diào)防控的積極作用,筆者提出了一種基于區(qū)塊鏈的突發(fā)性大規(guī)模疫情信息共享、快速智能決策和協(xié)同防控管理模型。根據(jù)疫情防控決策部門、疫情數(shù)據(jù)監(jiān)測分析機構(gòu)、疫情數(shù)據(jù)管理組織三方的特點,設(shè)計了疫情防控指揮中心面向民眾的公有鏈、面向疫情防控相關(guān)組織之間的聯(lián)盟鏈和面向政府機關(guān)內(nèi)部涉密體系的私有鏈,構(gòu)建出突發(fā)性大規(guī)模疫情背景下的大數(shù)據(jù)智能共享、隱私保護、安全可靠的綜合型區(qū)塊鏈服務(wù)體系。其總體可分為四個部分,即公共數(shù)據(jù)獲取、疫情區(qū)塊處理、數(shù)據(jù)交互和智慧決策以及疫情快速智能決策與協(xié)同防控,具體如圖4所示。(一)公共數(shù)據(jù)獲取
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型冠狀病毒肺炎潛在藥物和療法的作用機制及治療現(xiàn)狀[J]. 東靜玉,宋佳靜,孫燕,李治. 陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]新型冠狀病毒肺炎防控關(guān)口前移效果評價[J]. 蔡愛琴,李桂香,張元秋,李妍,袁紅昌,盧乙眾. 中國消毒學(xué)雜志. 2020(04)
[3]基層醫(yī)院應(yīng)對2019新型冠狀病毒感染的護理人力資源管理[J]. 陳秋香,楊海紅,戴莉. 護理研究. 2020(03)
[4]新型冠狀病毒感染的流行、醫(yī)院感染及心理預(yù)防[J]. 王琛,王旋. 全科護理. 2020(03)
[5]首批抗擊新型冠狀病毒感染肺炎的臨床一線支援護士的心理狀況調(diào)査[J]. 徐明川,張悅. 護理研究. 2020(03)
[6]2019新型冠狀病毒感染的肺炎疫源地消毒措施[J]. 魏秋華,任哲. 中國消毒學(xué)雜志. 2020(01)
[7]區(qū)塊鏈即服務(wù):下一個云服務(wù)前沿[J]. 朱昱錦,姚建國,管海兵. 軟件學(xué)報. 2020(01)
[8]一種基于私有區(qū)塊鏈的信息保護預(yù)測模型研究[J]. 涂奔,張李義,陳晶. 情報理論與實踐. 2017(10)
[9]區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 袁勇,王飛躍. 自動化學(xué)報. 2016(04)
[10]軍隊醫(yī)院文職護理人員對地震災(zāi)害心理應(yīng)激反應(yīng)的調(diào)查[J]. 張華,陸?zhàn)?馬巍,劉霞,王云. 護理學(xué)雜志. 2014(02)
本文編號:3588117
【文章來源】:山東科技大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2020,22(05)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
基于區(qū)塊鏈的疫情防控總覽
區(qū)塊鏈是集分布式數(shù)據(jù)存儲、共識機制、智能合約、加密算法等若干技術(shù)于一體的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),區(qū)塊鏈的簽名驗證以及傳輸技術(shù)如圖2所示。在實際應(yīng)用中,區(qū)塊鏈技術(shù)的數(shù)字簽名使用的是非對稱加密算法和哈希函數(shù),從而確保鏈上數(shù)據(jù)不被篡改,保證參與主體身份的真實性和消息的完整性[11];通過數(shù)字簽名算法進行具體人員身份管理驗證和數(shù)據(jù)信息驗證[12],通過非對稱加密算法得到一個密鑰對,用來對個人信息加密,數(shù)字簽名即是用私鑰加密、公鑰解密。在區(qū)塊鏈系統(tǒng)中,每一個節(jié)點都是一個賬本,每個節(jié)點都需要承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)路由、數(shù)據(jù)驗證和傳播等任務(wù)。與傳統(tǒng)的中心化數(shù)據(jù)庫相比,區(qū)塊鏈可以在無需第三方認證機構(gòu)的介入下完成每次傳輸,有助于在不安全網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下建立用戶間信任,利用共識機制保證數(shù)據(jù)和傳輸?shù)陌踩?同時智能合約的參與方又都受制于有約束力的數(shù)字化協(xié)議。近年來,隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的快速發(fā)展,國內(nèi)外學(xué)者對區(qū)塊鏈技術(shù)的研究與應(yīng)用進行了積極的探索。2017年,涂奔等人[13]將區(qū)塊鏈與人工智能技術(shù)相結(jié)合,提出了基于區(qū)塊鏈的預(yù)測模型,可提高模型中建模數(shù)據(jù)的安全性、交互性、可操作性并極大地降低了模型維護成本。2018年,Hadley等人[14]根據(jù)區(qū)塊鏈的溯源機制與加密算法,將其應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)大數(shù)據(jù)管理中,提升了健康醫(yī)療數(shù)據(jù)的安全性與交互性;趨^(qū)塊鏈與人工智能的突發(fā)性大規(guī)模疫情快速智能決策與協(xié)同防控機制,具有四大優(yōu)點。(1)利用區(qū)塊鏈技術(shù),能夠在“措施+法規(guī)”的共識機制下,以政府部門監(jiān)管為前提,實現(xiàn)公開透明、可溯源防篡改以及高效運行的大數(shù)據(jù)資源管理體系,以便在大規(guī)模疫情突發(fā)時,做到數(shù)據(jù)共享、人員身份與行蹤追溯、信息集中管控等。(2)保障了突發(fā)性疫情信息與疫情智能決策協(xié)同交互過程的公開、透明與高效。在區(qū)塊鏈結(jié)構(gòu)模型中,依托去中心化底層架構(gòu)鏈接的各節(jié)點可以隨時請求獲得網(wǎng)絡(luò)中的所有數(shù)據(jù),所有節(jié)點都具有相同的權(quán)限與功能,實現(xiàn)了大數(shù)據(jù)的公開透明和安全穩(wěn)定,保證了信息數(shù)據(jù)的多層次和多元化交互。當(dāng)有重大公共衛(wèi)生事件發(fā)生時,可以從上到下地使各單位、組織、團體和個人獲取到其所在權(quán)限下的疫情信息和處理方案。(3)實現(xiàn)了各政府部門以及各級衛(wèi)生機構(gòu)對數(shù)據(jù)的可溯源和可驗證,例如公共交通工具的二維碼實名登記措施。通過區(qū)塊鏈技術(shù),哈希函數(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)進行加密,利用密碼學(xué)方法在保障上鏈數(shù)據(jù)的安全性和完整性的同時,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的不可篡改,同時區(qū)塊鏈中的鏈式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和時間戳模塊又保證了所有數(shù)據(jù)可以進行溯源查詢。因此,疫情期間,可以快速有效地把握和追蹤確診人員發(fā)現(xiàn)前的歷史行動路徑和密切接觸人員,方便及時有效地對其進行排查與回溯,并做好相關(guān)接觸場所的消毒與隔離。(4)提高了各級政府部門、組織機構(gòu)和街道社區(qū)的應(yīng)急響應(yīng)與協(xié)同防控能力。傳統(tǒng)的疫情防控職能單位之間由于手續(xù)繁瑣、人力物力耗費巨大、冗余數(shù)據(jù)資源過多等問題導(dǎo)致其相互之間的交互響應(yīng)周期較長,且成本過高。利用區(qū)塊鏈、人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),可以根據(jù)疫情發(fā)展態(tài)勢,提前做好各類預(yù)案,有效縮短應(yīng)急響應(yīng)時間,合理地制定出群防群控措施,實現(xiàn)全社會、全國乃至全球性的協(xié)同防控[15]。
為了充分發(fā)揮現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)對疫情協(xié)調(diào)防控的積極作用,筆者提出了一種基于區(qū)塊鏈的突發(fā)性大規(guī)模疫情信息共享、快速智能決策和協(xié)同防控管理模型。根據(jù)疫情防控決策部門、疫情數(shù)據(jù)監(jiān)測分析機構(gòu)、疫情數(shù)據(jù)管理組織三方的特點,設(shè)計了疫情防控指揮中心面向民眾的公有鏈、面向疫情防控相關(guān)組織之間的聯(lián)盟鏈和面向政府機關(guān)內(nèi)部涉密體系的私有鏈,構(gòu)建出突發(fā)性大規(guī)模疫情背景下的大數(shù)據(jù)智能共享、隱私保護、安全可靠的綜合型區(qū)塊鏈服務(wù)體系。其總體可分為四個部分,即公共數(shù)據(jù)獲取、疫情區(qū)塊處理、數(shù)據(jù)交互和智慧決策以及疫情快速智能決策與協(xié)同防控,具體如圖4所示。(一)公共數(shù)據(jù)獲取
【參考文獻】:
期刊論文
[1]新型冠狀病毒肺炎潛在藥物和療法的作用機制及治療現(xiàn)狀[J]. 東靜玉,宋佳靜,孫燕,李治. 陜西師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020(03)
[2]新型冠狀病毒肺炎防控關(guān)口前移效果評價[J]. 蔡愛琴,李桂香,張元秋,李妍,袁紅昌,盧乙眾. 中國消毒學(xué)雜志. 2020(04)
[3]基層醫(yī)院應(yīng)對2019新型冠狀病毒感染的護理人力資源管理[J]. 陳秋香,楊海紅,戴莉. 護理研究. 2020(03)
[4]新型冠狀病毒感染的流行、醫(yī)院感染及心理預(yù)防[J]. 王琛,王旋. 全科護理. 2020(03)
[5]首批抗擊新型冠狀病毒感染肺炎的臨床一線支援護士的心理狀況調(diào)査[J]. 徐明川,張悅. 護理研究. 2020(03)
[6]2019新型冠狀病毒感染的肺炎疫源地消毒措施[J]. 魏秋華,任哲. 中國消毒學(xué)雜志. 2020(01)
[7]區(qū)塊鏈即服務(wù):下一個云服務(wù)前沿[J]. 朱昱錦,姚建國,管海兵. 軟件學(xué)報. 2020(01)
[8]一種基于私有區(qū)塊鏈的信息保護預(yù)測模型研究[J]. 涂奔,張李義,陳晶. 情報理論與實踐. 2017(10)
[9]區(qū)塊鏈技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 袁勇,王飛躍. 自動化學(xué)報. 2016(04)
[10]軍隊醫(yī)院文職護理人員對地震災(zāi)害心理應(yīng)激反應(yīng)的調(diào)查[J]. 張華,陸?zhàn)?馬巍,劉霞,王云. 護理學(xué)雜志. 2014(02)
本文編號:3588117
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