数研防疫｜大数据分析与应用技术国家工程实验室助力科学抗疫

Posted 2021-04-26 北大数院人

2020年，一场突如其来的新冠疫情席卷全球，北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室（以下简称“实验室”）各团队、中心积极响应习近平总书记关于打赢抗击新冠疫情的人民战争、总体战、阻击战的号召，及时完成了系列研究成果，以实际行动助力科学抗疫。即日起，我们将分两期介绍实验室助力抗疫的科研成果。

张平文团队与中国移动合作完成基于轨迹大数据的疫情风险评估和疑似病例检测

新型冠状肺炎疫情已迅速形成全球大流行，导致数十万人感染和全球经济动荡。世卫组织宣布，采取更精确的措施追踪、发现和隔离感染者是迅速遏制疫情的最有效手段之一。特别是当前国际各界关注的“无症状感染者”，其可能带来的疫情传播失控亟需解决方案。随着我国复工复产带来人员流动的不断增强，对疫情风险的精细化评估和监测是抗疫工作面临的难题之一。

张平文院士团队与中国移动通信集团有限公司信息技术中心团队联合攻关，按照《网络安全法》《突发事件应对法》《传染病防治法》《中央网络安全和信息化委员会办公室关于做好个人信息保护利用大数据支撑联防联控工作的通知》等相关规定，根据国务院联防联控机制的要求，依法依规，严格落实数据安全和个人信息保护的相关措施，基于实验室的算法模型能力与中国移动的大数据能力，开展了精细化疫情风险评估和疑似病例预测研究。已取得的研究成果包括基于轨迹大数据与物理平均场理论的HiRES风险地图时空模型、HiRES-p个人流行病感染风险客观评分模型，以及基于该模型的疑似病例预测算法。

基于我国新冠早期爆发阶段（2020年1月）数据集的数值实验表明，HiRES风险地图对全域和局部等不同尺度的风险都具有高精度的模拟量化能力，区域尺度的风险值与该地区确诊病例总数相关性达95%以上；HiRES-p评分经验证是衡量个人流行病感染风险的有效方法，只要人群感染率低于20％，对疑似病例基于正确分类的预测准确率可达90％以上。

这项研究提出的流行病高精度风险评估与疑似病例预测的思路和方法在我国复工复产、国际抗疫合作和流行病风险长期监测中具有广泛应用前景。研究结果可用于监测国家、省、市、区、县和社区等不同层级以及医院、车站等典型场景的疫情风险，并指导抗疫物资和人力的有效调度；同时可以推广和应用到境外以及未来其它流行性传染病疫情风险的精细化管理工作中。特别是对于无症状感染者、境外输入疑似风险者，应用该模型无需开展流行病调查，基于电信运营商等第三方提供的客观轨迹数据即可实现及时识别，对当前疫情防控实践具有重要意义。如果能够基于我国人口和国际及港澳台漫游来访用户的全量轨迹数据，使用该模型可统一实现精细化到社区的小时级疫情风险管理，可为基层防疫减负，提升防疫工作信息化和智能化水平，还可以大大减少抗疫期间以“抗疫”的名目对个人数据的大量非法采集和使用的情况。

中国移动在工信部指导下，在落实疫情防控大数据支撑工作中，试点应用HiRES模型和方法，有效提升了信令数据的算法准确度和计算效率，在2月应用测试过程中，对疑似病例预测准确率达90%，能够有效实现社区疫情风险及个人密接风险的动态评估，可提升疾控调查和风险处置效率。

双方将基于前期成果继续推进模型与算法合作，进一步研究完善在商场、园区和食堂等短时人员聚集场所提供密集人流管理能力，提升管理人员现场核查信息化能力和公共场所安全保障智能化水平，并为基层防疫减负，助力企业逐步复工复产、居民公共场所有序活动以及学生安全返校。

联合攻关项目组主要成员包括：北京大学副校长张平文，中国移动通信集团有限公司IT管委会办公室主任、中移动信息技术有限公司董事长、总经理徐海勇，中移动信息技术有限公司董事、副总经理陶涛等。

学术论文可通过网络预印本查看：https://arxiv.org/abs/2004.00908

实验室联合发布城市交通活力恢复指数排行榜

3月4日，实验室联合常务理事单位滴滴出行及中国电子信息产业发展研究院（赛迪研究院），共同发布城市交通活力恢复指数排行榜。此次发布的城市交通活力恢复指数，是结合城市交通轨迹、道路拥堵数据及滴滴平台通勤数据综合分析得出。指数越高，说明城市交通活动量更积极。数据显示，自2月10日起，全国交通出行活力稳步提升。

正常状况下，2019年底城市交通活力接近于1，随着城市生产生活逐步恢复，城市交通活力也将逐渐恢复至正常水平。考虑到湖北多地依旧实施机动车限行，因此并未将湖北省内城市纳入统计。这一城市交通活力恢复指数即日起也将对外开放。

进入https://sts.didichuxing.com/t-activity-index/即可查看城市交通活力恢复指数详情。

在实验室主任张平文院士看来，各地生产生活正在有序恢复，大数据如何更好地助力国民经济恢复是当下社会关注的重点。北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室积极响应国家号召，联合滴滴出行和赛迪研究院共同发布“城市交通活力恢复指数”，通过数字可视化系统及分析报告，帮助社会及主管部门宏观了解疫情防控及经济生活恢复现状。滴滴出行发挥其在出行领域数据及算法特长，创新驱动，使命驱动，体现了公司的社会责任感。未来，国家工程实验室将联合更多的企业和研究机构，协同合作，进一步开展各行各业大数据的研究和应用，为全社会提供服务。

滴滴出行高级副总裁、云平台事业群负责人、大数据分析与应用技术国家工程实验室理事会常务理事章文嵩表示，此次发布“城市交通活力恢复指数”，希望基于滴滴的技术和数据分析能力，让大家直观看到每个城市交通的恢复情况，为有序推进生产生活恢复提供更多信息参考，这也得到了大数据分析与应用技术国家工程实验室和赛迪研究院的大力支持。此前滴滴免费向国内科研机构、医疗及救助平台等开放用于抗击疫情相关工作的GPU云计算资源和技术支持，向企业和个人开发者免费开放口罩佩戴识别技术，滴滴将继续强化疫情防控举措，做好运输服务保障，并在保障数据安全的情况下，和更多合作伙伴共享算法算力，齐心协力抗击疫情，助力生产。

赛迪研究院副总工程师安晖指出，交通出行情况是反映城市运转、生产生活是否健康有序的关键指征，其中路况和出行数据能较好地反映城市生产与消费活动的恢复情况。滴滴作为交通出行领域的排头兵，其出行平台大数据具有覆盖面广、时效性强等特点，是反映交通出行情况的重要依据。基于滴滴平台的城市交通轨迹、道路拥堵数据和通勤订单数据所计算的城市交通活力恢复指数可对相关政策研判及研究提供支撑。

实验室简介

北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室是由国家发展和改革委员会批复，由北京大学牵头建设的国家级平台，挂靠在数学科学学院。实验室紧密围绕大数据分析与应用技术发展的需要，开展相关产业关键技术攻关、重要技术标准制订，集聚与培养产业急需的技术创新人才。探索和实施适合具体行业特点的创新方案，着力解决行业发展的重大技术问题，提高产业自主创新能力，建立该领域发展趋势与重大问题的研究机制，积极提供行业发展研究情况和重要进展，更好地为国家和行业发展服务。

来源：北京大学大数据分析与应用技术国家工程实验室、北大新闻网

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转载自“北京大学数学科学学院”