職業院校智慧校園建設中的大數據挖掘技術應用分析*

于翔甫 唐偉

黑龍江農業工程職業學院現代教育技術中心 黑龍江 哈爾濱 150088

引言

近年來，智慧校園概念不斷普及，構建智慧職業院校，推進信息化建設已成為實現職業院校高質量、高水平發展的重要途徑，然而在智慧校園建設過程中，需要以當前先進的大數據挖掘技術作為有力支撐。為有效保護職業院校網絡信息資源的完整性、安全性，本文構建了一套新型的Spark數據挖掘系統，深入探討了智慧校園的關鍵性建設技術，從而為我國職業院校實現智慧校園的建設與發展提供了一條新的思路。

1 項目背景

職業院校智慧校園建設一直以來是社會各界關注的重點工作。當前正處于信息化時代，當前高職院校的管理工作已無法滿足信息化時代發展需要。因此，構建并發展職業院校智慧校園大數據挖掘技術建設，進一步探索并實現信息化管理，促使校園建設工作全面邁向智能化、信息化、數字化轉型。為此，本研究將Spark大數據技術應用信息化建設中，進一步構建出一種全新的大數據挖掘應用平臺[1]。

2 系統設計

相對于傳統的職業院校管理建設工作而言，本項目研究重點在于針對智慧校園建設過程中所需要的數據安全、教學管理等方面進行創新優化設計，以Spark大數據挖掘技術為基礎，通過特有的分布式管理系統，進一步保證智慧校園建設工作的正常開展，如：校本數據中心、校園門禁系統、教師評分系統、學生信息數據庫等多個方面。

基于此，本文以Spark技術為基礎，通過充分運用C語言、Scala語言、自動控制技術、通信技術等信息化手段，從而構建出一套綜合性的“智能化+信息化+可視化”的數據挖掘應用平臺。在系統結構方面，通過采用C/S架構方式，進行了定制化的開發處理，同時在輔助結構方面，采用了B/S架構方式，進行了定制化的開發處理。系統網頁界面均采用的是三維立體的方式，以實現管理人員的直觀化操作[2]。

2.1 構建平臺

構建智慧校園信息化管理平臺，是大數據挖掘技術手段的體現，能連接Spark技術等一體化智能管理平臺[3]。我國職業院校已建立信息化一體化管理平臺，應用效果顯著。平臺采用大數據、云計算技術，采集數據傳輸至平臺數據共享中心，后臺數據層提取信息，儲存到數據庫，生成可視化圖片呈現給領導和師生。

2.2 總體架構

本研究Spark大數據挖掘平臺是基于大數據、云計算等先進信息技術手段作為基礎架構構建而成的，通過發揮各種應用的獨特優勢，有效實現了對學院全方面工作進行智能化監管，并以此構建了一種全方位的信息化資源在線監測系統，該系統由3個部分組成：業務系統、服務模塊以及客戶端。

業務系統：業務系統是數據存儲層，由系統后臺管理人員使用，提供基礎數據服務，如學院業務系統、教學管理系統、財務管理系統、學院官網數據統計等。其作用是對學院各個模塊進行監測，實現監測數據的可靠性傳輸，通過采用無線網絡技術，接收來自不同終端節點設備的信息數據，傳輸至后端平臺中，實現智能化分析與處理。

服務模塊：服務模塊也是該應用平臺的核心業務層，其中主要包括有海量的數據清洗、集成、轉換等環節。該服務模塊內部部署了Spark云平臺以及客戶端進行交互的信息化服務，能夠有效提供監控服務、設備管理服務、數據上報服務，通過多維度、多模型地可視化方式，向學院領導提供智能化的分析與決策。

客戶端：客戶端主要由客戶使用，即：（學生、教師以及學院領導），管控整個管理、科研、教學等過程，可視化的監管頁面能夠對整個過程中出現的異常情況進行記錄并及時上報。該層應用智能化接入平臺與分析平臺，前者用于接收和管理海量數據，后者提供地理位置、傳感器數據、視頻數據等，實現信息化管理。

2.3 系統配置

2.3.1 硬件配置。本項目Spark大數據挖掘平臺配備有多臺獨立的硬件設備，如：多臺虛擬機、各設備內部自帶無線網絡和5G網絡等通訊模塊。首先，學院各個監控區域配備有紅外線監控攝像頭，配合物理開關能夠實現紅外夜視。其次，平臺中的所有監控數據都經過了嚴格加密技術處理，確保學院師生的信息能夠起到高效防護作用[4]。

2.3.2 軟件配置。本項目Spark大數據挖掘平臺采用的軟件包括有MySOL數據庫、64位操作系統等軟件配置，確保能夠滿足所有運行的服務器應用需要。

2.4 開發環境

本系統是基于NET.背景下開發，系統平臺設計以及數據采集部分的軟件系統均采用的是C#語言進行開發，網站的網頁設計主要采用HTML、CSS、JAVA等腳本語言。數據庫采用的是My SQL，能夠為整個開發平臺提供所有數據的存儲空間[5]。

2.5 系統功能

本本項目Spark大數據挖掘平臺主要具備以下幾大功能：

2.5.1 數據運算。由于Spark大數據挖掘平臺中存在著海量的師生信息數據，而Spark的數據快速清洗、篩選、存儲等功能能夠一定程度上彌補了傳統信息化管理系統存在的局限性，從而提升了數據收集的全面性。

2.5.2 遠程控制。本文所設計Spark大數據挖掘平臺能夠有效實現遠程終端控制，即使正在運行的校園監控設備、教學管理系統等，能夠一鍵實現遠程終止、開啟等操作，同樣也能實現遠程編程、故障處理等操作。

2.5.3 數據管理。本研究平臺能夠進一步實現校園信息數據庫信息化管理，同時實現對數據信息的實時編輯與監測。該平臺數據應用層中配備有數據大屏，從而能夠有效實現以視頻、音頻等可視化形式，進而實現對收集到的信息數據進行多功能展示。

2.5.4 故障修復。由于本平臺采用的是大數據技術，為確保在實際運行過程中出現故障問題能夠及時修復，本系統將采用故障智能報警功能，以此實現故障的精準定位與故障類別的準確研判，從而能夠在平臺后端將故障以圖片、視頻、硬盤等多元化方式輸出。

3 應用場景

本項目采用的Spark大數據挖掘技術平臺能夠為職業院校實現智慧校園建設工作提供有效解決方案。通過部署在平臺中的業務系統，再結合無線網絡技術、5G技術、物聯網、AI等技術，通過固定+動態兩種方式相結合，有效實現了校園安全方面監管。

3.1 關鍵技術

3.1.1 Spark技術。該平臺以Spark技術為主要技術支撐，能夠實現對學院內全體師生的海量信息數據進行高效、平穩的傳輸。同時，該技術的應用能夠使平臺具備統籌規劃、協同治理以及精準定位等功能。

3.1.2 云計算技術。云計算技術可以深度處理學院信息數據，進行全面分析，預測和響應后續管理。在緊急事件中，云計算技術可以快速、科學地部署，幫助師生疏散，確保人身安全。因此，云計算技術有助于管理人員分析校園突發事件，提高預防工作效率。

3.1.3 3S技術。本研究的Spark大數據挖掘技術平臺中的3S技術是指全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）和遙感（RS），該技術是目前信息化管理模式中較為常見的應用形式，通過建立學院衛星地理模型、建立軟件終端系統等方式，能夠對學院內建筑物資源、綠化資源以及突發情況等進行實時監測，并以此構建出完整的預測模型，有助于管理人員進行決策部署。

3.2 應用效果

本系統在高等職業院校推廣應用，減少突發事件發生率，提升教師教學效率和教學評價，實現遠程視頻監控和門禁一體化管理，凸顯智慧校園建設成果。管理人員通過大數據挖掘技術掌握學生學情，制定高效教學管理方法，實現高質量人才培養建設工作。

4 職業院校智慧校園建設大數據挖掘技術的優勢

4.1 提供智能化服務

職業院校實現智慧校園建設需要突破傳統人工管理模式，利用大數據技術提供智能化服務，降低管理壓力，提升管理質量和效果。同時，需要體現全院師生基礎資料的信息化，方便管理人員獲取師生個人資料，實現系統管理的全方位升級。

4.2 創造優質教學環境

職業院校實現智慧校園建設需要利用大數據技術，創造優質教學環境，打造信息化教學平臺，促進師生間交流，推動教學和信息化建設共同發展。

4.3 實現信息化管理

職業院校智慧校園建設會產生大量數據，應用大數據挖掘技術可完成分析存儲工作，提煉出所需信息實現信息化管理。以大數據挖掘技術為基礎的智慧校園，能分析研判信息化管理規律，評估教師教學方案和學生學情，提升信息化管理水平。

5 結束語

綜上所述，隨著互聯網技術手段的日益發展，基于Spark大數據挖掘技術的職業院校智慧校園信息化建設與管理工作能夠充分發揮出其相關優勢。加之近年來智慧校園概念不斷普及，構建智慧職業院校，推進信息化建設已成為實現職業院校高質量、高水平發展的重要途徑。