大數(shù)據(jù)時代智慧校園的建設(shè)思路

汪永濤

摘要：時代的進步，高校作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿，不但要適應(yīng)社會的需求，更要有創(chuàng)新性的培養(yǎng)模式。隨著高校信息化的不斷深入推進，結(jié)合國家“互聯(lián)網(wǎng)+教育”、大數(shù)據(jù)、智能教育等重大戰(zhàn)略，共同推進信息技術(shù)與教育管理服務(wù)的深度融合，國內(nèi)各高校率先應(yīng)用新技術(shù)服務(wù)于學(xué)校的各項教學(xué)、管理、科研、生活等服務(wù)業(yè)務(wù)上;大數(shù)據(jù)為現(xiàn)代智慧校園建設(shè)帶來創(chuàng)新價值，是高校信息化由數(shù)字化校園向智慧校園發(fā)展的基礎(chǔ)，同時也是未來高校發(fā)展的核心資源。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化校園;智慧校園;人工智能;大數(shù)據(jù);流式數(shù)據(jù);批式數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)湖

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）01-0293-02

1背景介紹

隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)的發(fā)展，我們進入一個全新的認知社會，互聯(lián)互通，整個社會變得更智能、更智慧。

高校信息化的發(fā)展不但要適應(yīng)社會的發(fā)展需求，而且更要有前瞻性和創(chuàng)新思維。伴隨著智慧城市、智慧中國，智慧校園的建設(shè)勢在必行。智慧校園的目標(biāo)是建成一個集信息匯集、資源共享、應(yīng)用整合和綜合運營為一體的統(tǒng)一管理平臺，能夠提供集成服務(wù)，基于分布式運維和管理的大數(shù)據(jù)平臺。有效對全校所有面向?qū)ο蟮姆?wù)進行統(tǒng)一集成，突破時間、空間的限制打造一站式服務(wù)智慧校園，從整體上提升學(xué)校教育信息化建設(shè)水平。

2建設(shè)思路與目標(biāo)

2.1數(shù)字化校園的實施

信息化校園建設(shè)是在不改變現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，搭建一個全新的平臺。發(fā)揮數(shù)字化校園的優(yōu)勢，整合校內(nèi)所有數(shù)字資源。需要數(shù)字化校園的引導(dǎo)，通過數(shù)字化校園的實施，建立一個統(tǒng)一的中臺，引導(dǎo)師生通過這個中臺，實現(xiàn)快捷方便生活、學(xué)習(xí)、科研和教學(xué)等服務(wù)。就像我們習(xí)慣的社交購物平臺，淘寶、京東或者抖音等，而智慧校園的前提是打造一個功能強大的數(shù)字化校園平臺，這個平臺包含信息門戶、統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)、統(tǒng)一共享數(shù)據(jù)中心和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

第一，統(tǒng)一信息門戶入口。作為全部應(yīng)用系統(tǒng)的入口，致力于整合、組織、管理和呈現(xiàn)各個應(yīng)用系統(tǒng)所提供的功能以及數(shù)據(jù)，是數(shù)字化校園的信息展示平臺，也是校內(nèi)各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)集成平臺。信息門戶，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)校信息資源的實時共享、發(fā)布和查看校內(nèi)新聞等、提供以管理主線、教學(xué)主線、科研主線、資產(chǎn)主線以及生活主線的五條應(yīng)用線路為導(dǎo)向的全方位、個性化體驗，最大限度滿足各個學(xué)校各個角色之業(yè)務(wù)需求，解決各大高校面臨的信息孤島問題。廣大師生員工只需要擁有一個賬號，就能訪問到權(quán)限范圍內(nèi)的所有信息資源，并讓用戶可以根據(jù)自己的喜好來個性化定制信息服務(wù)和系統(tǒng)界面。門戶系統(tǒng)集成了所有系統(tǒng)的代辦事項、會議通知、消息提醒等信息，并集成了單點登錄，并通過與各服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，提供快捷的查詢和分析服務(wù)。門戶系統(tǒng)經(jīng)過多年來的經(jīng)驗累積和沉淀，不斷地創(chuàng)新和升級，最終為達到實現(xiàn)可配置數(shù)字校園的目的奠定了基礎(chǔ)。

第二，解決統(tǒng)一身份認證問題。隨著教育信息化的不斷發(fā)展，各高校在校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下已建立了多個信息系統(tǒng)，如教務(wù)管理系統(tǒng)、學(xué)務(wù)管理系統(tǒng)、科研系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、郵件服務(wù)系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)等等，今后還會不斷增加新的應(yīng)用系統(tǒng)，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、各部門及全校師生提供多種服務(wù)。隨著校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用規(guī)模和范圍不斷擴寬，校園網(wǎng)的用戶數(shù)量也會不斷地增加。這樣就帶來了信息安全方面的兩個問題：一是現(xiàn)有的WEB運行環(huán)境存在著極大的安全隱患，例如，網(wǎng)絡(luò)中的信息以明文輸出、沒有或很弱的身份認證功能、沒有統(tǒng)一的授權(quán)管理功能、缺少面向應(yīng)用分析的日志等，受黑客攻擊的可能性很大（尤其是一些敏感數(shù)據(jù)）;二是眾多用戶面對多個系統(tǒng)要重復(fù)輸入賬號、口令等信息，不僅煩瑣，而且容易口令丟失，會造成不可估量的損失，因此信息系統(tǒng)急迫的需要一個統(tǒng)一的、具有較高安全控制的身份驗證和管理的系統(tǒng)，以保證數(shù)據(jù)安全和用戶操作方便，單點登錄也就是統(tǒng)一身份認證平臺，不僅解決了一個學(xué)校系統(tǒng)眾多，密碼系統(tǒng)眾多，登錄不方便的問題，同時也為下一步規(guī)范學(xué)校應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建立了基礎(chǔ)，根據(jù)最新的國標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，建立一套適合自己學(xué)校的高校數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

第三，統(tǒng)一共享數(shù)據(jù)中心。共享數(shù)據(jù)中心是基于元數(shù)據(jù)管理技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成、存儲及分發(fā)的數(shù)據(jù)共享平臺，主要由共享數(shù)據(jù)庫及其管理工具、數(shù)據(jù)接口管理工具以及監(jiān)控中心組成，是為解決當(dāng)前高校各種應(yīng)用系統(tǒng)間大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)冗余容易引起數(shù)據(jù)不一致的危機和打通系統(tǒng)間業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通道，將權(quán)威數(shù)據(jù)實時集中到共享數(shù)據(jù)庫，再從共享數(shù)據(jù)庫把權(quán)威數(shù)據(jù)分發(fā)給各個應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。當(dāng)前的高校數(shù)據(jù)中心建設(shè)有兩個化趨勢，一是數(shù)據(jù)精細化、二是數(shù)據(jù)全面化。精細化體現(xiàn)在高校都很重視數(shù)據(jù)治理，逐步建立和推進數(shù)據(jù)管理制度。數(shù)據(jù)全面化表現(xiàn)在，除了對基礎(chǔ)的主數(shù)據(jù)進行交換共享，高校普遍重視師生在各種活動中產(chǎn)生的過程性數(shù)據(jù)，比如學(xué)生在校行為數(shù)據(jù)、教育教學(xué)過程數(shù)據(jù)、科研過程數(shù)據(jù)等。

第四，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)校統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是為了解決整合已有異構(gòu)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)提供一個標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。同時，還要為今后新上應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范一個執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，提供數(shù)據(jù)交換的規(guī)范，為新上應(yīng)用系統(tǒng)的全面整合提前提供前提條件，避免新的信息孤島的產(chǎn)生。

2.2一站式網(wǎng)上辦事大廳的實施

網(wǎng)上辦事大廳是對學(xué)校現(xiàn)有流程重組和再造，提高辦事效率，最終讓數(shù)據(jù)多跑腿，讓師生少跑路。

1）通過一站式服務(wù)平臺的建設(shè)，將學(xué)校各個部門的所需現(xiàn)場辦理的業(yè)務(wù)流程指南、準(zhǔn)備材料等相關(guān)信息通過服務(wù)平臺展示給全校師生，讓其對辦事的信息進行詳細的了解，從而在準(zhǔn)備充足的情況下進行線下業(yè)務(wù)申請，也為部門管理人員節(jié)省了大量的溝通、咨詢的時間;而第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)中可線上辦理的辦事服務(wù)，也可以通過將其整合、集成到服務(wù)平臺上，師生可在服務(wù)平臺上實現(xiàn)學(xué)校絕大部分的辦事服務(wù)申請，從而提高學(xué)校的辦事效率。

2）建設(shè)學(xué)校唯一的信息服務(wù)入口，為學(xué)校辦事審批服務(wù)提供便利

通過建設(shè)學(xué)校一站式服務(wù)大廳，將學(xué)校跨部門的服務(wù)流程審批進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)同一流程的跨部門管理人員可在平臺上進行自己所需的審批;同時，服務(wù)平臺可根據(jù)學(xué)校實際管理的調(diào)整進行業(yè)務(wù)流程的重新定制，從而實現(xiàn)學(xué)校的一站式信息服務(wù)，使其成為學(xué)校唯一的信息服務(wù)入口，為學(xué)校辦事審批提供便捷、高效的服務(wù)。

3）通過數(shù)據(jù)的分析與挖掘，為學(xué)校不同角色的用戶提供個性化數(shù)據(jù)服務(wù)

通過對學(xué)校數(shù)據(jù)的分析與挖掘，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價值，為校領(lǐng)導(dǎo)的校情分析決策提供數(shù)據(jù)支撐;同時，根據(jù)學(xué)校不同角色的用戶，其對數(shù)據(jù)的需求也不一樣，通過平臺的數(shù)據(jù)管理和權(quán)限管理，實現(xiàn)學(xué)校個性化的數(shù)據(jù)服務(wù)。

2.3報表微工廠及微服務(wù)

微服務(wù)架構(gòu)（Microservice Architect）是一種架構(gòu)模式，它提倡將單塊架構(gòu)的應(yīng)用劃分成一組小的服務(wù)，服務(wù)之間互相協(xié)調(diào)、互相配合，為用戶提供最終價值。每個服務(wù)運行在其獨立的進程中，服務(wù)與服務(wù)間采用輕量級的通信機制互相溝通。每個服務(wù)都圍繞著具體業(yè)務(wù)進行構(gòu)建，并且能夠被獨立的部署到生產(chǎn)環(huán)境、類生產(chǎn)環(huán)境等。

微服務(wù)的特點的更小、更快、更強。

微工廠的核心框架提供了各種組件運行的支撐環(huán)境，支持對構(gòu)件生命周期的管理及構(gòu)件運行期狀態(tài)的監(jiān)控，主要包括Framework、Components、Workshop和Management Console四個組成部分。基于J2EE平臺的應(yīng)用開發(fā)框架，為用戶提供一致的規(guī)范和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，“組件化”的架構(gòu)特征為規(guī)劃業(yè)務(wù)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

微服務(wù)與信息門戶平臺一起分擔(dān)工作，微服務(wù)集成移動端的單點登錄，各種代辦事項、報修服務(wù)、報表查詢服務(wù)和個性化的微服務(wù)。

2.4分布式大數(shù)據(jù)架構(gòu)的建設(shè)

為什么要做大數(shù)據(jù)平臺？首先，前提是我們的數(shù)據(jù)中心比較先進，基于數(shù)據(jù)湖的存儲和基于云計算的服務(wù)器群。重新規(guī)劃數(shù)據(jù)中心的軟硬件，部署基于軟件定義存儲（sDs）資源池。其次，基于BI（商業(yè)智能）反饋的是精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)報表，他是基于傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源，而我們希望通過碎片化的非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、第三方數(shù)據(jù)和流式（slxeaming）數(shù)據(jù)分析，包括批式（balch）數(shù)據(jù)。把這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通過ETL抽取（extracI）、轉(zhuǎn)換（transform）、加載（10ad）導(dǎo)入到我們的數(shù)據(jù)湖中，構(gòu)建分布式大數(shù)據(jù)平臺，可以了解Hadoop、Dubbo zookeeper、SpringCloud等框架，hadoop是離線的數(shù)據(jù)分析平臺，而實時的有spark、storm等工具，建立分布式學(xué)習(xí)和計算模型、數(shù)據(jù)挖掘、使用機器學(xué)習(xí)的工具，來處理這些數(shù)字資源。通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)軟件，做一些主題查詢、檢索、統(tǒng)計、行為分析等服務(wù)。另外可以通過管理中心，來控制作業(yè)調(diào)度管理，數(shù)據(jù)管理、安全管理、運維管理。基于以上思路，構(gòu)建適合學(xué)校長期發(fā)展的大數(shù)據(jù)運維環(huán)境和計算環(huán)境。

3結(jié)論

綜上所述，智慧校園的建設(shè)不是一蹴而就的事情，在信息化的建設(shè)過程中，可以參考《智慧校園總體框架（GBT36342-2018）》和《河南省高校信息化發(fā)展水平評估指標(biāo)體系（試行）》，要扎實基礎(chǔ)，根據(jù)計劃穩(wěn)步推進工作，長期堅持，認真積累，在學(xué)習(xí)中思考，在思考中更上一層樓。

[通聯(lián)編輯：梁書]