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从数据产品角度全面解读健康码的设计
来源: 大数据产品设计与运营   作者:CIO之家的朋友  日期:2022/1/5  类别:架构设计  主题:综合  编辑:sungirl330
健康码是在新冠疫情背景下诞生的一款现象级产品,它是怎么出现的?它背后的产品逻辑是什么呢?它是如何设计和实现的?笔者试图从数据产品设计和运营的角度,对健康码进行一次全面的剖析。

一、从数据产品角度来认识健康码

健康码可称得上是疫情防控中的“网红”了,当下很多人可能都用过。健康码是由腾讯和阿里两家公司在国务院办公厅电子政务办指导下开发的。全国第一张健康码是在2月7日诞生于杭州的余杭的,仅一周时间,健康码就以星火燎原之势迅速拓展到了全国100多个城市。截至6月11日,仅腾讯的健康码的访问量就已经累计到260亿次、共覆盖全国10亿人口、400多个市县、5100多个村庄。毋庸置疑,健康码在本次疫情防控中发挥了重要作用。

那么,到底什么是健康码呢?根据百度百科给出的定义,健康码是以真实数据为基础,由市民或者返工返岗人员通过自行网上申报,经后台审核后,即可生成属于个人的二维码。健康码作为个人的“电子健康证明”,承载着持有人的疫情风险等级信息,疫情风险等级通常以红、黄、绿三色可视化呈现,即所谓“绿码行、黄码管、红码禁”。

从数据产品角度全面解读健康码的设计

从百度百科的描述中不难看出,健康码是依赖于数据及其分析处理技术的一款产品,因此,笔者这里更倾向于用从数据产品的角度来定义和理解健康码。基于此,笔者给健康码下的定义是:健康码是指融合了个人申报信息、出行数据、接触信息、就诊数据等基础上,通过身份识别、数据比对、规则判别等手段,实现个人疫情风险等级的标识和可视化展现的“电子健康证明”二维码。

从数据产品角度全面解读健康码的设计

二、健康码的产品需求分析

那么,我们为什么需要健康码呢?健康码的出现到底解决了什么问题和痛点呢?笔者先带大家回想一下,在疫情爆发之初我们所面对的场景:我前几天去过一趟超市,应该不会中招吧?我们进出小区时,需要反反复复多次在纸条上填写信息,我们还担心病毒会不会通过纸和笔传染。这是作为C端用户所面对的担心和困扰,由此反推至各级政府在抗击疫情时所面对的情景就是:居民疫情相关的数据收集主要来自于手工填报,数据收集的速度慢,时间上有滞后;基于手工填报的数据进行全盘决策时,我们的反应速度和部署赶不上形势的变化。

基于以上分析,得到C端用户和G端政府用户的痛点和需求:

1、C端用户:

  • 缺乏安全感:我接触过的人是否是安全的?纸条会不会传播病毒?笔会不会被感染了?

  • 填写很烦人:每次进出都要填写出入证/通行证,很烦人,但又不得不填写;在小区填写过了,到了单位门口还要填写,太费事了;

  • 纸质码易丢失:纸质通行证携带时容易丢失和损坏,还有造成交叉感染的隐患

2、G端用户:

  • 数据收集慢:手工填报的数据汇总起来比较慢,时效性差;

  • 处理效率低:通过人工的方式汇总和上报数据、查找线索,处理效率低,难以适应防控形势的要求;

  • 实时防控难:时间就是生命,疫情防控需要同时间赛跑,当前的方式不满足实时防控的需求;

如何才能化解C端用户的问题,同时也能帮助政府进行疫情防控呢?健康码应运而生,用电子健康码替代纸质通行证,用一个健康码就能连接普通民众和政府等机构,人在动、数在算,一码通行,小应用解决大问题。健康码是用“互联网+大数据”的方式来应对疫情防控和社会治理的一次有益尝试。

三、健康码设计背后的互联网思维和数据思维

倒推健康码产品背后的设计理念,可以发现,这款产品实际上已经用到了互联网思维和数据思维。

1、 用户思维:健康码作为一个新产品,需要尽可能覆盖到更多的用户群体,照顾到老年人和不经常用支付宝或微信的人,因此,产品设计一定要简单、安全、易操作,适配各种手机终端,能让尽可能多的用户用起来。因此,产品应该尽量的轻量化、精简化,二维码正好能满足简单、安全、轻量、易操作等要求,这是健康码在设计时以用户为中心,从用户需求出发的体现。

2、 流量思维:如何才能让用户很快的接受和使用健康码呢?一方面需要借助政府的力量,另一方面还需要借助现有成熟产品的导流作用。微信和支付宝是当前最重要的两大流量入口,利用微信和支付宝的导流效应,可以在短时间内聚集用户,借助口碑效应实现用户规模的快速扩张。“用户在哪里,产品就应该出现在哪里”,这里就体现了健康码在设计和运营时所用到的一种朴素的流量思维。

3、平台思维:所谓平台思维,个人粗浅的理解就是能连接供给侧和需求侧,实现双边效应。也就是说,一方面普通民众用健康码能解决出行安全的问题了,大家用起来很方便,体验都不错,通过口碑传播,更多的C端用户就会加入进来;另一方面,政府、学校、商场超市等组织通过健康码能有效的管理人口流动、保障防疫安全,能提高疫情监测和防控效率,那么,就会有越来越多的B端、G端用户加入进来。两方面结合起来,更多的C端用户用起了健康码,就会吸引更多的B端、G端用户用健康码进行疫情防控,反过来,更多的B端、G端用户要求C端用户出示健康码时,也会让更多的C端用户使用健康码。这样供给侧和需求侧互相促进,相辅相成,平台的价值就越大。这就是健康码的平台思维。

4、整体思维:健康码不仅仅是C端用户的电子凭证,还是G端政府进行疫情防控的重要工具。作为政府,需要通盘决策、统筹全局,因此,产品的设计和应用需要系统化和体系化,要站在疫情防控的全局观角度考虑产品的功能和应用场景。因此,产品设计时应做到标准化,适配绝大部分应用场景,还要全面满足政府疫情防控、企业复工复产的需求等等。健康码在数据融合、功能设计和迭代、全国一盘棋式的运营等方面很好的体现了整体思维。

5、相关思维:注重相关性而非准确性是大数据思维的一个特点。健康码的颜色及其变化是大数据综合判断得来的。比如:当A体温超过37.3°时,去做核酸检测发现是阳性了,此时A的健康码就变成了红色,A的家人及其接触过的同事此时可能是密切接触者或者相关度较高,后台大数据会判断他们都较高概率感染新冠病毒,因而这些人的健康码都会显示红色,事实上这些相关度较高的人是不是真的感染病毒了呢?还需要进一步通过医学检查才能确定。另外,健康码的准确性还与当事人数据填报的真实性、电信运营商和卫健委数据的及时更新等有关系。因此,健康码作为一个数据产品,本身输出的是基于关联性分析和概率统计的结果,更加注重的是关联性而非准确性。健康码虽然不是100%准确,但能提高全社会整体防疫效率,还是能得到广泛推广和全民应用。

6、跨界思维:健康码在实现时依赖于多种不同领域数据的交叉融合,比如:电信运营商的数据、公安系统的数据、卫健委的数据等等,这些数据需要实现跨界融合才能共同释放出价值。做好健康码这款产品不仅需要数据的跨界应用,还需要在B端、G端用户在实际场景中突破边界,实现互通互认。

四、健康码的功能设计

通过对腾讯和支付宝两家公司的健康码产品的解析,虽然各地健康码功能设计、功能开发顺序上有所不同,但仍可归纳出健康码设计时考虑的共同的功能点:

从数据产品角度全面解读健康码的设计

(1) 实名认证:支持用户通过人脸识别、活体检测、手动输入身份信息等方式实现实名制认证

(2) 一人一码:核验用户的认证信息,一个用户在系统有且仅有一张有效健康码,解决用户在系统中有多个码的问题

(3) 家属绑定:照顾特殊人群的出行问题和用码障碍,支持用户为其他人申请健康码,可绑定家属健康码,解决孤寡老人、小孩、无手机人群的健康码问题

(4) 健康上报:支持个人自己填报健康相关信息,生成二维码后上报至指定机构

(5) 健康自查:支持个人自己填报健康相关信息,查询自己的健康状态

(6) 社区通行申请:支持社区亮码和扫码通行,解决社区快速通行问题,避免人群聚集

(7) 发热门诊查询:支持按地区、距离查询发热门诊的医院及其联系方式

(8) 口罩预约购买:支持在线登记个人信息和预约购买口罩

(9) 疫情线索上报:支持在线上传疫情相关的线索

(10) 核酸检测预约与查询:支持在线预约核酸检测和查询检测结果

(11) 同乘查询:支持查询本人是否与确诊或疑似病例人员乘坐同一交通工具

五、健康码的技术实现

1、健康码到底用到了哪些数据?

根据相关资料的汇总,笔者的得到了健康码产品背后的所需要的数据(如下表)。当然,实际的健康码生产过程中有些数据可能是没有用到的,有些数据可能是缺失的,但这里面比较关键的是用户填报的信息、位置轨迹和交通出行信息、医学检测数据等。

从数据产品角度全面解读健康码的设计

从数据产品角度全面解读健康码的设计

由此可见,健康码的生成实际上依赖的数据源理论上有很多,比如:电信运营商、卫健委、社区、海关、采集点、用户自身等等。这从侧面说明,健康码在数据整合上有一定的难度,同时也证明多源数据跨界融合的重要性。

2、健康码的工作原理

假定A与B归属同一家庭,第一天A外出乘坐地铁上班,在地铁中与C和D有近距离接触,到了工作单位后A在于同事E和F也有近距离接触,而E和F跟G有近距离接触,当天下班后A回到家中。第二天,A出现发热症状,体温高于37.3°,于是去医院进行核酸检测,检测结果显示为阳性,初步判定A为疑似病例,健康码颜色有绿色变为红色,立即采取隔离措施,并发出危险信号。对密切接触者B、C、D、E、F的健康码颜色标识为红色,G的健康码颜色标识为黄色。

从数据产品角度全面解读健康码的设计

3、风险等级判别与健康码颜色的生成

个人防疫风险等级是根据个人录入信息与后台大数据的综合比对和研判得出的,这个综合研判的标准就是健康码规则引擎。以某省健康码为例,其健康风险等级的标准如下:

(1)红码标准

①确诊病例、疑似病例、无症状感染者以及实施居家(集中)隔离医学观察未满14天的治愈出院确诊病人和无症状感染者;

②确诊病例、疑似病例、无症状感染者的密切接触者;

③来自疫情高风险地区的人员;

④正在实施集中隔离医学观察的人员;

⑤其他需要纳入红码管理的人员。

以上5条为“或”的关系,只要满足一条,其健康码就被标识为红色。

(2)黄码标准

①体温37. 3°C及以上或出现呼吸系统症状(干咳、咳痰、鼻塞、咽痛、气促、呼吸困难)、身体不适(乏力、肌肉酸痛、头痛、关节酸痛)、消化道症状(腹痛、腹泻、恶心、呕吐)、结膜出血等临床表现之一的人员;

②来自疫情中风险地区的人员;

③14天内与确诊患者、疑似患者和无症状感染者可能存在密切接触,如搭乘同一公共交通工具、居住在同一楼栋单元等情况;

④其他需要纳入黄码管理的人员。

以上4条为“或”的关系,只要满足一条,其健康码就被标识为黄色。

(3)绿码标准

①除红码、黄码标准以外的其他人员;

②列入疫情防控“白名单”人员。

以上2条为“或”的关系,只要满足一条,其健康码就被标识为绿色。

个人健康码的颜色是根据个人信息与健康风险等级的标准进行比对生成的,其大致过程如下:

从数据产品角度全面解读健康码的设计

4、健康码产品的实现过程

如果笔者主导健康码的产品设计,会按照六个步骤进行推荐健康码产品的开发实现。由于健康码是对抗疫情的应急项目,推测腾讯和阿里会设置专项攻关小组,所以产品开发的细节上可能有所不同。所以,笔者对健康码产品研发过程的还原仅供参考。

这六个步骤分别是:需求分析、产品定义与原型设计、产品开发、数据接入、系统联调测试、产品上线:

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5、防疫健康信息服务平台

为保障健康码产品的正常运行和服务的常态化,需建立配套的一体化平台,也就是防疫健康信息服务平台,该平台的大致框架如下图所示:

从数据产品角度全面解读健康码的设计

6、健康码的运行机制

以支付宝APP中国家平台下的防疫健康信息码为例。当用户使用健康码时,用户手机上的支付宝则成为亮码端,同时向身份认证平台认证用户的身份、向健康码服务系统发送制码请求以及向健康信息服务系统查询用户的健康信息。健康码服务系统中的健康码引擎会将用户的个人身份信息通过公安数据库转化成系统中储存的唯一代码,即临时网证。健康码系统向手机返回这段代码的同时生成了用户的制码记录。

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7、健康码背后的关键技术

(1)大数据技术:

健康码实际上是需要进行动态数据的比对和监控的,健康码的实现依赖于规则引擎的运行计算,要支持亿级用户的大规模实时动态查询,离不开大数据技术的支持。从存储角度来看,利用大数据技术的海量存储功能,接近PB级别数据存储和扩容的能力,才能支持健康码亿级用户的数据存储;从计算角度来看,这里最重要的就是ETL和流处理技术,不管是采用Spark架构的内存计算还是利用Flink的流处理模式,其背后少不了需要集合上千台服务器的计算能力,所以阿里云或腾讯云的强大算力在背后发挥了基础性的支撑作用。

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(2)架构设计:

腾讯的健康码小程序在今年2月份的覆盖用户就超过了7亿,要承载超过5000万日活跃用户的查询与上报等需求,对平台的架构提出了很高的要求。因此,平台的架构设计必须满足三个原则:①高性能、高可用;②安全、稳定③可扩展、易维护。以腾讯为例,其采用的架构如下:

从数据产品角度全面解读健康码的设计

(3)二维码生成:

健康码本质上是一个二维码,日常生活中最常见二维码是QR码(Quick Response Code)。QR码的编码遵循国际标准ISO/IEC 18004,国内则遵循国家标准GB/T 18284。通常二维码的编码过程是这样的:对于给定的数据,首先需要通过标准定义的转换方法将其转换成二进制0和1表示,再将0和1的编码按规则对应到二维码图案中,0对应白色方块,1对应黑色方块。除了数据信息外,一个二维码中还包含定位图形、位置探测图形(寻象图形)、纠错码、格式信息等。

从数据产品角度全面解读健康码的设计

健康码从分类来看是一种动态码,其生成过程为:使用网页链接方式时,个人身份信息和健康信息展示在网页上,网页上的数据来源于底层数据库,网页链接被编码在二维码中。网页链接可以进行加密以限制只有特定扫码设备可以访问该网页,网页被访问时也可以验证访问者身份和授权情况,以保护用户的个人敏感信息只有在授权后才可被访问。网页内容可以随着用户健康状态的变化而更新,不再使用时也可以直接删除。同时,根据网页被访问的情况,也便于记录用户被扫码的时间、地点、次数,以满足后续追溯的需要,省去了用户反复填写、登记的麻烦。

(4)二维码查验:

二维码是如何实现“无接触式”查验的?以支付宝为例,有两种实现方式:

①  同步+异步相结合:即不仅市民端可以通过支付宝来修正自己的健康状况,实现码的即时更新,码的后端也会轮询底层源数据库,有更新就会触发码的再次生成逻辑

②  实时+离线相结合:即对于防控系统中实时变化的名单,通过管道技术做到实时更新;针对支撑算法的接口数据,做到通过批处理日更新,确保数据服务的时效性。

(5)数据安全与隐私保护:

健康码为广大用户带来了便利,同时也引发了用户对于隐私保护的担忧。通过分析发现,在系统开发初期、开发过程中、系统运行过程中和数据传输过程中都可能存在数据泄露的风险,因此需要加大数据安全的防护力度。

在数据安全和隐私保护方面,腾讯和阿里都注重遵守《中华人民共和国网络安全法》等,满足合规性要求。对于敏感信息在使用时进行了数据脱敏,重要的数据加密存储使用,核心数据使用时增加了水印,对数据库采取了安全防护和审计措施,运维过程中则采用堡垒机保障运维俺去,同时还对重要数据进行了容灾备份。

另外,在健康码背后两家公司应该还运用了区块链技术。通过数字身份合约和数据存证服务,有效保障“身份健康码”及人员数据安全和授权使用。在数据应用过程中,还通过依托区块链技术,利用可信数据源管理机制确保数据来源安全,利用数字身份锁定数据责任主体,以区块链存证溯源确保数据不被篡改和伪造,利用数据网关对数据访问进行认证、授权和审计。

六、健康码的产品价值

健康码的产品价值主要从政府、个人两个方面来分析:

1、对政府的价值:外防输入,内防反弹和扩散;有利于相关政府职能部门进行实时监测管理,降低基层工作难度,提高工作效率;提升社会治理效率,维护社会稳定秩序;助力复工复学和复产

2、对民众的价值:减少了“表格抗疫”,一次填报,一码通用;提升了民众出行的便利性和安全性;便于民众掌握健康信息,提升了安全感

其实,健康码更大的价值是有助于利用大数据驱动社会治理和数字化城市建设。通过健康码的产品开发与运营,让我们看到政府和科技公司联手进行社会治理的模式是可行的,实现数据的跨界融合是可以做到的。大数据技术能在推进数字政务、提升社会治理效率方面发挥重要作用。以此次健康码推广为契机,防疫地图、线上问诊等疫情服务及电子医保、线上办事等政务服务能够集合成一个小程序入口,共同发力,推动了“指尖办事”的数字化进程,加速了数据化城市的建设步伐。

总之,健康码以其移动化、无纸化、可追溯等特性,为疫情中企业运营、社会服务、个人生活提供了有力的支撑。同时,健康码也有效提升了社会化治理水平,也为数字化、流动化、智能化的社会治理创造了良好的环境和实践经验,为后续智慧城市的快速发展创造了新的契机。

七、健康码产品的问题与不足

当前,健康码已经在疫情防控战场上得到了广泛的应用,其价值已经获得了各级政府和各地民众的认可。然而,我们也要看到,健康码产品仍然存在一些问题和不足。

1、产品版本多、开发过多过滥

据不完全统计,目前全国各省市推出的健康码多达近百种,群“码”乱舞,各种健康码的产品版本不尽相同,功能上也存在一定的差异。各种健康码的名称也都不统一,比如上海的是随申码、北京的是健康宝、广州的是穗康码、安徽的是安康码、江苏的是苏康码等。这种开发过多过滥的现象实际上是在搞重复建设,不是一种集约高效的产品开发方式,会造成了资源的浪费。

2、“各自为战”和“各自为政”现象突出

一些地方政府存在“各自为战”和“各自为政”的现象。其表现一是在地区内部,未能打破数据壁垒,数据无法互联互通,造成了现有数据资源的闲置与浪费;二是健康码存在地域的局限性,标准不统一、数据难共享、缺乏互信互认机制,一旦跨地区就失去作用,无法满足人员跨地区流动的要求。三是增加了各地政府和企业的交易成本,重复扫码、无效扫码,甚至码上加码,实际上已是防控过度,制约了企业复工复产的步伐。

为了根治以上这两个问题,2020年4月29日,国家市场监管总局(标准委)印发公告,发布了《个人健康信息码》系列国家标准。该系列标准采用了国家标准快速程序,从立项到发布只花了14天时间。《个人健康信息码》国家标准包括三个文件:《GBT 38962-2020 个人健康信息码:数据格式》、《GBT 38961-2020 个人健康信息码:参考模型》、《GBT 38963-2020 个人健康信息码:应用接口》,这三个文件是推动健康码产品实现全国大统一的利器。

八、健康码产品的未来展望

通过跟踪健康码在后疫情时代的动态,结合腾讯和支付宝对健康码的一系列动作,笔者发现,健康码正在弱化其监控和管理职能,增加了公共服务的属性,拓展了更多的民生应用场景。

支付宝的健康码已经延伸到了更多的民生服务场景中。比如:杭州已实现健康码与市民电子健康卡、电子社保卡的互联互通。通过健康码,杭州市民可以完成挂号、就诊、检验检查、取药等一系列行为。

可以预见,健康码数据未来在获得居民授权的情况下,可以和居民的医疗保险以及医疗就诊系统打通,基于居民申报的体检情况、医疗就诊情况等数据,可以形成定制化的医疗保障方案,也可以根据个人在健康卫生上的不同投入,给予相应的医疗保险的减免和奖励。比如,对于经常性体检、锻炼的人群给予一定的保险优惠奖励。

正如腾讯云副总裁罗朝亮所透露的,未来腾讯将把健康码接入小区、公园、交通、药店、政务服务大厅、医院等场景,打造城市码开放平台,通过将数据与身份打通,触达政务服务的各个场景,让城市服务更精细化。

所以,健康码不应只是应对疫情的暂时性产品,健康码的未来健康码的未来将是一款基础性的生态型产品——城市码开放平台,它将融合更多的数据、连接更多的城市生活场景,成为数字化城市的核心底座。


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