大数据时代智慧校园的建设思路
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作者:汪永涛
摘要：时代的进步，高校作为科学技术发展的前沿，不但要适应社会的需求，更要有创新性的培养模式。随着高校信息化的不断深入推进，结合国家“互联网+教育”、大数据、智能教育等重大战略，共同推进信息技术与教育管理服务的深度融合，国内各高校率先应用新技术服务于学校的各项教学、管理、科研、生活等服务业务上;大数据为现代智慧校园建设带来创新价值，是高校信息化由数字化校园向智慧校园发展的基础，同时也是未来高校发展的核心资源。
关键词：数字化校园;智慧校园;人工智能;大数据;流式数据;批式数据;数据湖
中图分类号：TP311 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）01-0293-02
1背景介绍
随着5G、物联网、人工智能、大数据和机器学习的发展，我们进入一个全新的认知社会，互联互通，整个社会变得更智能、更智慧。
高校信息化的发展不但要适应社会的发展需求，而且更要有前瞻性和创新思维。伴随着智慧城市、智慧中国，智慧校园的建设势在必行。智慧校园的目标是建成一个集信息汇集、资源共享、应用整合和综合运营为一体的统一管理平台，能够提供集成服务，基于分布式运维和管理的大数据平台。有效对全校所有面向对象的服务进行统一集成，突破时间、空间的限制打造一站式服务智慧校园，从整体上提升学校教育信息化建设水平。
2建设思路与目标
2.1数字化校园的实施
信息化校园建设是在不改变现有业务系统的基础上，搭建一个全新的平台。发挥数字化校园的优势，整合校内所有数字资源。需要数字化校园的引导，通过数字化校园的实施，建立一个统一的中台，引导师生通过这个中台，实现快捷方便生活、学习、科研和教学等服务。就像我们习惯的社交购物平台，淘宝、京东或者抖音等，而智慧校园的前提是打造一个功能强大的数字化校园平台，这个平台包含信息门户、统一身份认证系统、统一共享数据中心和数据标准。
第一，统一信息门户入口。作为全部应用系统的入口，致力于整合、组织、管理和呈现各个应用系统所提供的功能以及数据，是数字化校园的信息展示平台，也是校内各个业务系统的服务集成平台。信息门户，能够实现学校信息资源的实时共享、发布和查看校内新闻等、提供以管理主线、教学主线、科研主线、资产主线以及生活主线的五条应用线路为导向的全方位、個性化体验，最大限度满足各个学校各个角色之业务需求，解决各大高校面临的信息孤岛问题。广大师生员工只需要拥有一个账号，就能访问到权限范围内的所有信息资源，并让用户可以根据自己的喜好来个性化定制信息服务和系统界面。门户系统集成了所有系统的代办事项、会议通知、消息提醒等信息，并集成了单点登录，并通过与各服务系统的数据交换，提供快捷的查询和分析服务。门户系统经过多年来的经验累积和沉淀，不断地创新和升级，最终为达到实现可配置数字校园的目的奠定了基础。
第二，解决统一身份认证问题。随着教育信息化的不断发展，各高校在校园网络环境下已建立了多个信息系统，如教务管理系统、学务管理系统、科研系统、办公自动化系统、邮件服务系统、财务管理系统等等，今后还会不断增加新的应用系统，为学校领导、各部门及全校师生提供多种服务。随着校园网络应用规模和范围不断扩宽，校园网的用户数量也会不断地增加。这样就带来了信息安全方面的两个问题：一是现有的WEB运行环境存在着极大的安全隐患，例如，网络中的信息以明文输出、没有或很弱的身份认证功能、没有统一的授权管理功能、缺少面向应用分析的日志等，受黑客攻击的可能性很大（尤其是一些敏感数据）;二是众多用户面对多个系统要重复输入账号、口令等信息，不仅烦琐，而且容易口令丢失，会造成不可估量的损失，因此信息系统急迫的需要一个统一的、具有较高安全控制的身份验证和管理的系统，以保证数据安全和用户操作方便，单点登录也就是统一身份认证平台，不仅解决了一个学校系统众多，密码系统众多，登录不方便的问题，同时也为下一步规范学校应用系统的建设，统一数据标准建立了基础，根据最新的国标数据标准，建立一套适合自己学校的高校数据标准规范。
第三，统一共享数据中心。共享数据中心是基于元数据管理技术实现数据集成、存储及分发的数据共享平台，主要由共享数据库及其管理工具、数据接口管理工具以及监控中心组成，是为解决当前高校各种应用系统间大量基础数据冗余容易引起数据不一致的危机和打通系统间业务数据通道，将权威数据实时集中到共享数据库，再从共享数据库把权威数据分发给各个应用系统数据库。当前的高校数据中心建设有两个化趋势，一是数据精细化、二是数据全面化。精细化体现在高校都很重视数据治理，逐步建立和推进数据管理制度。数据全面化表现在，除了对基础的主数据进行交换共享，高校普遍重视师生在各种活动中产生的过程性数据，比如学生在校行为数据、教育教学过程数据、科研过程数据等。
第四，数据标准。学校统一数据标准是为了解决整合已有异构系统的数据提供一个标准与规范。同时，还要为今后新上应用系统数据规范一个执行标准，提供数据交换的规范，为新上应用系统的全面整合提前提供前提条件，避免新的信息孤岛的产生。
2.2一站式网上办事大厅的实施
网上办事大厅是对学校现有流程重组和再造，提高办事效率，最终让数据多跑腿，让师生少跑路。
1）通过一站式服务平台的建设，将学校各个部门的所需现场办理的业务流程指南、准备材料等相关信息通过服务平台展示给全校师生，让其对办事的信息进行详细的了解，从而在准备充足的情况下进行线下业务申请，也为部门管理人员节省了大量的沟通、咨询的时间;而第三方业务系统中可线上办理的办事服务，也可以通过将其整合、集成到服务平台上，师生可在服务平台上实现学校绝大部分的办事服务申请，从而提高学校的办事效率。
2）建设学校唯一的信息服务入口，为学校办事审批服务提供便利 通过建设学校一站式服务大厅，将学校跨部门的服务流程审批进行统一管理，实现同一流程的跨部门管理人员可在平台上进行自己所需的审批;同时，服务平台可根据学校实际管理的调整进行业务流程的重新定制，从而实现学校的一站式信息服务，使其成为学校唯一的信息服务入口，为学校办事审批提供便捷、高效的服务。
3）通过数据的分析与挖掘，为学校不同角色的用户提供个性化数据服务
通过对学校数据的分析与挖掘，发现数据的价值，为校领导的校情分析决策提供数据支撑;同时，根据学校不同角色的用户，其对数据的需求也不一样，通过平台的数据管理和权限管理，实现学校个性化的数据服务。
2.3报表微工厂及微服务
微服务架构（Microservice Architect）是一种架构模式，它提倡将单块架构的应用划分成一组小的服务，服务之间互相协调、互相配合，为用户提供最终价值。每个服务运行在其独立的进程中，服务与服务间采用轻量级的通信机制互相沟通。每个服务都围绕着具体业务进行构建，并且能够被独立的部署到生产环境、类生产环境等。
微服务的特点的更小、更快、更强。
微工厂的核心框架提供了各种组件运行的支撑环境，支持对构件生命周期的管理及构件运行期状态的监控，主要包括Framework、Components、Workshop和Management Console四个组成部分。基于J2EE平台的应用开发框架，为用户提供一致的规范和统一的标准，“组件化”的架构特征为规划业务应用奠定基础。
微服务与信息门户平台一起分担工作，微服务集成移动端的单点登录，各种代办事项、报修服务、报表查询服务和个性化的微服务。
2.4分布式大数据架构的建设
为什么要做大数据平台？首先，前提是我们的数据中心比较先进，基于数据湖的存储和基于云计算的服务器群。重新规划数据中心的软硬件，部署基于软件定义存储（sDs）资源池。其次，基于BI（商業智能）反馈的是精准的数据报表，他是基于传统的数据库为数据源，而我们希望通过碎片化的非结构数据、结构数据、第三方数据和流式（slxeaming）数据分析，包括批式（balch）数据。把这些基础数据通过ETL抽取（extracI）、转换（transform）、加载（10ad）导入到我们的数据湖中，构建分布式大数据平台，可以了解Hadoop、Dubbo zookeeper、SpringCloud等框架，hadoop是离线的数据分析平台，而实时的有spark、storm等工具，建立分布式学习和计算模型、数据挖掘、使用机器学习的工具，来处理这些数字资源。通过大数据系统软件，做一些主题查询、检索、统计、行为分析等服务。另外可以通过管理中心，来控制作业调度管理，数据管理、安全管理、运维管理。基于以上思路，构建适合学校长期发展的大数据运维环境和计算环境。
3结论
综上所述，智慧校园的建设不是一蹴而就的事情，在信息化的建设过程中，可以参考《智慧校园总体框架（GBT36342-2018）》和《河南省高校信息化发展水平评估指标体系（试行）》，要扎实基础，根据计划稳步推进工作，长期坚持，认真积累，在学习中思考，在思考中更上一层楼。
[通联编辑：梁书]
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