南京理工大學(xué)：智慧校園實(shí)現(xiàn)“智慧”服務(wù)

文/涂慶華 馬躍勇 宋駿飛

智慧理工建設(shè)采用“統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分步實(shí)施”的方法，基于“硬件集群、數(shù)據(jù)集中、應(yīng)用集成”的建設(shè)理念，構(gòu)建了一個(gè)松散耦合的分布式應(yīng)用體系，為學(xué)校的教學(xué)、科研、管理、生活提供全面的人性化服務(wù)。

學(xué)校按照智慧理工的建設(shè)遠(yuǎn)景，統(tǒng)一規(guī)劃，分步建設(shè)，經(jīng)過三年的建設(shè)，學(xué)校智慧理工初見雛形。

信息技術(shù)的發(fā)展給高等教育帶來了深刻的變化，促進(jìn)了學(xué)校人才培養(yǎng)、科研、管理和服務(wù)的提升。為進(jìn)一步提高學(xué)校核心競爭力，南京理工大學(xué)自2010年開展了智慧理工建設(shè)，在支撐平臺(tái)、校內(nèi)校外一卡通系統(tǒng)、節(jié)能校園、平安校園等方面走出了第一步，為智慧理工的最終實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

從20世紀(jì)90年代起，信息技術(shù)開始廣泛應(yīng)用于高等教育的各個(gè)領(lǐng)域，各高校紛紛建立起自己的信息化體系，并開發(fā)出一批信息系統(tǒng)用于業(yè)務(wù)部門的日常管理，拉開了高校信息化建設(shè)的序幕。學(xué)校從20世紀(jì)90年代末期開始了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和部門應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)。同大多數(shù)高校一樣，整個(gè)信息化建設(shè)歷程具有階段性、分布性和局限性的特點(diǎn)。到2010年，學(xué)校信息化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施如網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)初具規(guī)模，但數(shù)

據(jù)互通共享、教學(xué)資源的使用存在著諸多問題。鑒于此，學(xué)校按照智慧理工的建設(shè)遠(yuǎn)景，統(tǒng)一規(guī)劃，分步建設(shè)，經(jīng)過三年的建設(shè)，學(xué)校智慧理工初見雛形。

信息化面臨困境與建設(shè)思路

由于信息化建設(shè)初期缺乏全校統(tǒng)一的規(guī)劃，各部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)往往僅從滿足本單位需求出發(fā)，各自為政；另一方面，不同的信息系統(tǒng)往往采用不同廠商的產(chǎn)品，使用不同的技術(shù)平臺(tái)，導(dǎo)致了各類信息資源分別存儲(chǔ)在不同部門或不同地域（分布性）的不同數(shù)據(jù)庫（異構(gòu)性）中，客觀上形成了一個(gè)個(gè)“信息孤島”，彼此間通信不暢、交互不便，造成系統(tǒng)中存在大量重復(fù)數(shù)據(jù)、冗余數(shù)據(jù)、垃圾數(shù)據(jù)等諸多問題。

1.數(shù)據(jù)的分離、冗余形成信息孤島，導(dǎo)致各部門無法準(zhǔn)確及時(shí)地獲得所需信息；

2.各自為政的建設(shè)割裂業(yè)務(wù)的完整性，技術(shù)的差異性導(dǎo)致銜接困難；

3.學(xué)校對于人才培養(yǎng)建設(shè)高度重視，但又難以通過教學(xué)信息化的手段加以輔助，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題或是發(fā)現(xiàn)了問題不能明確具體著手點(diǎn)，采取了措施難以直觀分析取得的具體效果，無法實(shí)現(xiàn)漸進(jìn)提高的閉環(huán)教學(xué)過程；

4.核心競爭力建設(shè)日益緊迫，需要提供深度的數(shù)據(jù)應(yīng)用以完成決策分析。

為有效解決上述問題，學(xué)校智慧理工建設(shè)采用“統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分步實(shí)施”的方法，基于“硬件集群、數(shù)據(jù)集中、應(yīng)用集成”的建設(shè)理念，構(gòu)建了一個(gè)松散耦合的分布式應(yīng)用體系，為學(xué)校的教學(xué)、科研、管理、生活提供全面的人性化服務(wù)。建設(shè)南京理工大學(xué)智慧理工平臺(tái)具體實(shí)現(xiàn)五個(gè)核心目標(biāo)：

1.建立南京理工大學(xué)智慧校園支撐平臺(tái)，建設(shè)無線校園、平安校園、節(jié)能校園、智能交通系統(tǒng)、智能樓宇系統(tǒng)、4D校園；

2.建立南京理工大學(xué)智慧校園教育平臺(tái)，建設(shè)錄播教室、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)、遠(yuǎn)程教育、智能教育教學(xué)管理等；

3.建立南京理工大學(xué)智慧校園智慧科研平臺(tái)，平臺(tái)不僅可以對科研方向、動(dòng)態(tài)、成果進(jìn)行跟蹤，還能對學(xué)校和科研進(jìn)行智能管理。

4.建立南京理工大學(xué)智慧服務(wù)平臺(tái)，建設(shè)基于智能終端的應(yīng)用系統(tǒng)、基于一卡通的智能消費(fèi)系統(tǒng)、智能會(huì)務(wù)系統(tǒng)、智能社區(qū)和校友服務(wù)系統(tǒng)。

5.建設(shè)南京理工大學(xué)智慧管理平臺(tái)，建設(shè)基于人、財(cái)、物和管理平臺(tái)，并集成校務(wù)管理系統(tǒng)，建設(shè)數(shù)據(jù)分析與決策支持系統(tǒng)。

建設(shè)實(shí)踐

2010年以來，在學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)的支持下，學(xué)校信息化建設(shè)部門陸續(xù)開展了校園網(wǎng)絡(luò)升級、公共信息服務(wù)平臺(tái)、校園一卡通、錄播教室和資源平臺(tái)、平安校園、節(jié)能校園、4D校園等方面的建設(shè)。

1. 南京理工大學(xué)智慧校園支撐平臺(tái)建設(shè)。2010年，學(xué)校開始了網(wǎng)絡(luò)扁平化改造，將原來核心、匯聚、接入三層架構(gòu)變成業(yè)務(wù)控制層和接入層兩層架構(gòu)，整網(wǎng)采用PPPoE撥號認(rèn)證，動(dòng)態(tài)分配IP地址。扁平化改造簡化了網(wǎng)絡(luò)原有的復(fù)雜配置，削弱了對接入層設(shè)備的要求，網(wǎng)絡(luò)故障能及時(shí)定位，對于用戶的控制能進(jìn)一步細(xì)化，實(shí)現(xiàn)了IPv4和IPv6雙棧。同時(shí)，學(xué)校在部分區(qū)域開始了無線網(wǎng)建設(shè)，為智慧校園奠定了堅(jiān)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。同時(shí)實(shí)施的還有平安校園建設(shè)、節(jié)能校園和4D校園建設(shè)。學(xué)校在校園主要路口、重點(diǎn)區(qū)域更新高清攝像機(jī)，建設(shè)了監(jiān)控大廳，對校區(qū)公共區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控。在解決消費(fèi)的同時(shí)，學(xué)校還開展了基于智慧理工卡、二代身份證、指紋等介質(zhì)的身份認(rèn)證系統(tǒng)建設(shè)，在學(xué)校重點(diǎn)樓宇安裝了門禁系統(tǒng)。學(xué)校在樓宇安裝了水電遠(yuǎn)程計(jì)量系統(tǒng)，對樓宇水電使用情況進(jìn)行監(jiān)測，對漏水管道進(jìn)行分析排查。學(xué)校還建設(shè)了4D校園，在傳統(tǒng)3D校園的基礎(chǔ)上將地下管網(wǎng)納入了校園管理中。

2.基于校內(nèi)校外智能消費(fèi)平臺(tái)建設(shè)。南京理工大學(xué)新一代一卡通系統(tǒng)，借助南京市市民卡這種高信息化集約載體，校內(nèi)可以代替所有卡證，包括教師證、借書證、醫(yī)療證、游泳證、就餐卡、洗衣卡、洗浴卡、水卡、電卡等，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)身份識別、電子支付、金融消費(fèi)等功能；校外可以實(shí)現(xiàn)在公交、出租車、地鐵、輪渡等刷卡支付以及加油、路橋收費(fèi)、洗車、維修等多項(xiàng)與交通出行相關(guān)的刷卡服務(wù)功能，還可用于超市、餐飲、電影院、商場等領(lǐng)域的小額支付，可作為身份識別、電子憑證，辦理個(gè)人相關(guān)事務(wù)和公共應(yīng)用服務(wù)。

對外，利用市民卡作為校園一卡通系統(tǒng)的媒介，依托市民卡作為政府服務(wù)市民的基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)校園一卡通系統(tǒng)與城市一卡通系統(tǒng)的有機(jī)融合，提高“校園卡”在政府社會(huì)管理領(lǐng)域和社會(huì)公共服務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用的拓展，并隨著城市市民卡一卡通技術(shù)的不斷完善，校園一卡通也將伴隨著市民卡應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域得到不斷拓展。

3.南京理工大學(xué)智慧管理平臺(tái)建設(shè)。平臺(tái)分智慧校園軟件支撐子平臺(tái)、應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)子平臺(tái)和決策分析子平臺(tái)。

軟件支撐子平臺(tái)不單獨(dú)提供獨(dú)立的業(yè)務(wù)應(yīng)用，而是作為應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)的支撐。它采用構(gòu)件化、服務(wù)化的設(shè)計(jì)思想，面向各類應(yīng)用系統(tǒng)提供技術(shù)接口、組件模塊與應(yīng)用服務(wù)，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)與資源的集成，并綜合考慮學(xué)校信息化應(yīng)用中的各類數(shù)據(jù)與資源，包括如下內(nèi)容：信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)、公共數(shù)據(jù)平臺(tái)、信息門戶平臺(tái)、通訊服務(wù)平臺(tái)。值得一提的是學(xué)校公共數(shù)據(jù)平臺(tái)從應(yīng)用的角度，以“人”的數(shù)據(jù)為核心，即從傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)（人事系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)工系

圖1 南京理工大學(xué)智慧理工建設(shè)框架

圖2 南京理工大學(xué)3D校園地圖

統(tǒng)、研究生系統(tǒng)），又引入通用人員管理系統(tǒng)獲取不在傳統(tǒng)管理系統(tǒng)中管理的“人”的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)抽取策略和清洗機(jī)制，合理、有效、方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)換，消除不同系統(tǒng)之間的異構(gòu)性，盡可能實(shí)現(xiàn)邏輯上的相對一致和業(yè)務(wù)上的規(guī)范統(tǒng)一，最終形成一個(gè)以“人”的數(shù)據(jù)為核心的公共數(shù)據(jù)。另外還有統(tǒng)一通訊服務(wù)平臺(tái)。該平臺(tái)集成了各應(yīng)用系統(tǒng)對用戶的通訊，有郵件和短信提醒等通訊服務(wù)，特別是短信，已經(jīng)是信息化移動(dòng)辦公的最基本和最重要途徑之一，通過手機(jī)終端進(jìn)行消息通信可確保學(xué)校、教師與學(xué)生間信息溝通的多渠道性、即時(shí)性和高效性。南京理工大學(xué)短信服務(wù)平臺(tái)通過與三大運(yùn)營商的短信網(wǎng)關(guān)集成，為校內(nèi)所有系統(tǒng)提供統(tǒng)一的短信接入接口，提供信息上行和下行的收發(fā)，并可根據(jù)目標(biāo)號碼，自動(dòng)選擇所屬運(yùn)營商的網(wǎng)關(guān)，避免了跨運(yùn)營商發(fā)送存在的延遲、漏發(fā)、費(fèi)用高等問題。

圖3 南京理工大學(xué)常態(tài)化錄播教室系統(tǒng)

應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)采用“以人為本”的設(shè)計(jì)思路，采用SOA的架構(gòu)體系進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，具體包括：數(shù)字迎新系統(tǒng)，為學(xué)生及學(xué)生家長提供高效、便捷的“一站式”新生入學(xué)服務(wù)；數(shù)字離校系統(tǒng)，為學(xué)生辦理離校手續(xù)搭建了統(tǒng)一的辦公與服務(wù)平臺(tái)，使得各院系分散的離校工作更加規(guī)范，提高了離校工作的水平和效率。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)是面向以黨政辦公室、業(yè)務(wù)處室為主體，涵蓋各院系主要行政辦公人員在內(nèi)，以辦文事務(wù)為核心的行政事務(wù)協(xié)作系統(tǒng)。辦公自動(dòng)化系統(tǒng)依靠信息化技術(shù)建立可靠的信息傳遞平臺(tái)，替代傳統(tǒng)的紙質(zhì)方式，規(guī)范公文流轉(zhuǎn)過程，一定程度上解決了日常事務(wù)時(shí)間、地域上的限制，為工作人員提供了一個(gè)多功能的桌面化辦公環(huán)境，基本滿足了學(xué)校管理層的日常業(yè)務(wù)，提高了辦文效率與質(zhì)量。

智慧校園分析決策平臺(tái)建設(shè)的最終目標(biāo)是支撐學(xué)校發(fā)展戰(zhàn)略，提升信息化決策支持能力，為校領(lǐng)導(dǎo)提供決策支持。本期建設(shè)以當(dāng)前數(shù)據(jù)積累狀況為基礎(chǔ)，基于學(xué)校公共數(shù)據(jù)模型，采用查詢統(tǒng)計(jì)、鉆取轉(zhuǎn)換等多種方式，滿足學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)的查詢需求，輔助學(xué)校改進(jìn)業(yè)務(wù)流程，并逐漸覆蓋到學(xué)校的“人、財(cái)、物”等核心業(yè)務(wù)場景。

4.南京理工大學(xué)錄播教室和教學(xué)資源系統(tǒng)建設(shè)。2013年，學(xué)校在學(xué)校第四教學(xué)樓建設(shè)89間常態(tài)化錄播教室、兩間高清全自動(dòng)錄播教室、交互式數(shù)字教室以及可視化教學(xué)管理中心。通過在教室安裝一體化的網(wǎng)絡(luò)中控，配置攝像機(jī)采集教室的老師和學(xué)生的音頻視頻和VGA信號，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到管理中心形成常態(tài)化錄播教室；以及在教室配置一體化網(wǎng)絡(luò)中控和一個(gè)攝像機(jī)采集該教室的老師和學(xué)生的音視頻信號，通過網(wǎng)絡(luò)上傳到管理中心形成普通可視化教室；在管理中心配置相應(yīng)的顯示大屏以及教學(xué)專網(wǎng)等形成整個(gè)教學(xué)智能化的系統(tǒng)平臺(tái)?？梢暬淌遗c新一代一卡通系統(tǒng)無縫對接，使得中控系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取一卡通人員信息，并可根據(jù)教務(wù)管理系統(tǒng)的排課預(yù)約結(jié)果動(dòng)態(tài)識別上課教室。同時(shí)，遵循“少建庫、多修渠”和“集中管理、分布應(yīng)用”的信息化建設(shè)理念，依托公共信息服務(wù)平臺(tái)，構(gòu)建統(tǒng)一資源管理平臺(tái)，全校教職工及學(xué)生根據(jù)分配的權(quán)限進(jìn)行統(tǒng)一的資源建設(shè)和管理，課堂教學(xué)是最直接有效的資源。資源管理平臺(tái)以“實(shí)時(shí)服務(wù)”的方式服務(wù)于全校師生、推送給相關(guān)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)。

未來規(guī)劃

按照教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020年）》和工信部“一提三優(yōu)（二期）”以及《江蘇省教育信息化三年行動(dòng)計(jì)劃（2013-2015年）》精神，結(jié)合學(xué)?？傮w發(fā)展規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)信息化當(dāng)前實(shí)際情況，按“三支撐兩平臺(tái)一保障”的思路開展建設(shè)， 一是基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)保障，建設(shè)有線、無線并用的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，把校園網(wǎng)建成一個(gè)可控、可管、高可靠性、高安全性、可擴(kuò)展、支持下一代互聯(lián)網(wǎng)的高速校園網(wǎng)絡(luò)。二是加強(qiáng)硬件及環(huán)境保障，建設(shè)學(xué)校數(shù)據(jù)中心機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)核心機(jī)房、災(zāi)備機(jī)房，部署校園云服務(wù)平臺(tái)，為全校應(yīng)用提供計(jì)算資源和存儲(chǔ)服務(wù)。三是加強(qiáng)管理信息化平臺(tái)建設(shè)。以公共信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè)為基礎(chǔ)，構(gòu)建教職工生命周期管理、學(xué)生生命周期管理、資產(chǎn)生命周期管理、跨部門的電子校務(wù)等系統(tǒng)、建設(shè)校情展示和決策分析平臺(tái)，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和業(yè)務(wù)部門決策提供數(shù)據(jù)支撐。繼續(xù)推進(jìn)一卡通應(yīng)用，以一卡通為載體實(shí)現(xiàn)會(huì)議簽到、考勤、門禁以及大型儀器設(shè)備共享等應(yīng)用，推進(jìn)手機(jī)一卡通建設(shè)。四是加強(qiáng)資源平臺(tái)建設(shè)。以高清錄播教室建設(shè)為抓手、以資源平臺(tái)建設(shè)為核心，建設(shè)一套基于多智能終端，圍繞教學(xué)管理、教學(xué)評估、資源分配、提升信息化教學(xué)質(zhì)量和管理質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)多媒體可視化教學(xué)及資源平臺(tái)。五是推進(jìn)學(xué)校信息化管理體制建設(shè)以及規(guī)章制度建設(shè)，為信息化建設(shè)與發(fā)展提供保障。