高校WiFi大數(shù)據(jù)的應用分析

徐斌

摘要：本文主要對當前大數(shù)據(jù)技術與無線技術的融合發(fā)展現(xiàn)狀進行分析，先分析了WiFi采集數(shù)據(jù)的能力，然后分析了校園中無線大數(shù)據(jù)在現(xiàn)階段在學情分析、行為軌跡分析、離校預警、心理健康和個性化服務方面應用。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；高校WiFi；學情分析；行為軌跡分析

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）27-0003-02

大數(shù)據(jù)帶來的信息風暴正在變革我們的工作、生活和思維。數(shù)據(jù)已經(jīng)滲透到當今每一個行業(yè)和業(yè)務職能領域，成為重要的生產(chǎn)因素。隨著校園無線網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，終端、App的使用量劇增，無處不在的無線產(chǎn)品能采集大量的數(shù)據(jù)。在校園無線網(wǎng)如何利用大數(shù)據(jù)技術更好地為廣大師生提供服務，為學校高層提供決策依據(jù)，已經(jīng)成為校園無線網(wǎng)未來發(fā)展需要考慮的問題。

1 WiFi能捕捉大量的數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)應用提供了基礎數(shù)據(jù)服務

原來無線產(chǎn)品作為移動互聯(lián)網(wǎng)的入口，為用戶提供良好的移動應用接入體驗。現(xiàn)在，隨著無線產(chǎn)品技術的發(fā)展，無線產(chǎn)品的功能越來越豐富，除了提供用戶的網(wǎng)絡接入功能外，還提供WiFi探針和定位等功能，能實時采集大量的數(shù)據(jù)，為用戶大數(shù)據(jù)服務提供了基礎。

1.1 無線設備提供全方位的位置感知、行為感知等數(shù)據(jù)獲取能力

WiFi定位技術發(fā)展到今天已經(jīng)成熟，主要可分為三代。第一代，三角定位技術為代表。三角定位技術是基于信號強度RSSI（Received Signal Strength Indication），利用信號衰減模型估算出移動設備距離各個AP的距離，然后根據(jù)移動終端（如智能手機）到周圍AP距離畫圓（如圖1），三個圓交叉區(qū)域其交就是該設備的位置。它單純依靠信號強度來評估距離，但是受環(huán)境變化影響較大，影響定位效果，數(shù)據(jù)實時上報能力差。第二代，指紋定位技術為代表。指紋定位技術在三角定位技術的基礎上進行了改進，增加信號強度特征庫，從而降低了環(huán)境變化影響效果，但需要較大的人工實施成本，定位數(shù)據(jù)上傳效率差。第三代定位技術采用聲吶原理，基于電波傳播時間差（TDOA，time difference of arrival），當有三個或三個以上的AP算出終端到AP的距離時，就可以根據(jù)傳統(tǒng)的三角定位方式計算出終端位置，同時參與定位的AP越多，定位精度越高。

用戶終端一旦通過無線設備接入互聯(lián)網(wǎng)，無線設備在提供網(wǎng)絡接入功能的同時，就開始記錄著與用戶相關的信息，這一部分數(shù)據(jù)通過專門的數(shù)據(jù)通道將數(shù)據(jù)收集到大數(shù)據(jù)平臺，供數(shù)據(jù)分析師分析。目前，WiFi無線數(shù)據(jù)的認知能力不僅知道用戶接入到了這一片無線網(wǎng)絡的階段，還知道用戶去了哪，做了什么，位置軌跡如何，可以提供基于位置的服務LBS（Location Based Service），可以進行用戶行為分析DPI（Deep packet inspection）。通過無線設備提供的位置感知與行為感知能力，可以獲取到了用戶相關的過程行為這一重要數(shù)據(jù)源，為我們大數(shù)據(jù)分析提供的基礎。

2 無線設備提供豐富的數(shù)據(jù)收集能力

數(shù)據(jù)服務是無線產(chǎn)品功能的延伸。無線產(chǎn)品剛開始只是解決用戶無線接入功能和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能的網(wǎng)絡設備，并不是數(shù)據(jù)收集設備。目前市場上無線產(chǎn)品已經(jīng)具備了數(shù)據(jù)收集的能力，并且創(chuàng)造性地解決了設備無關性（無論是哪一款無線網(wǎng)絡設備）和協(xié)議無關性（無論是支持802.11n還是802.11ac協(xié)議的設備）兩大難題，從而大部分無線網(wǎng)絡設備具備了無線基礎數(shù)據(jù)收集能力。目前能夠收集到的無線數(shù)據(jù)包括：用戶上下線數(shù)據(jù)、LBS數(shù)據(jù)、DPI數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡日志等。基于位置服務的應用對無線設備實時獲取數(shù)據(jù)提出了更高的要求，目前大部分已經(jīng)具備秒及獲取數(shù)據(jù)的能力。

3 校園無線大數(shù)據(jù)應用分析

高校作為信息化的排頭兵，越來越多的學校為了滿足學生的隨時隨地學習的需要對無線網(wǎng)絡的覆蓋進行了調(diào)整，從原來辦公樓教學樓等小范圍的覆蓋擴大到了全校覆蓋. 人們在日常生活中已經(jīng)離不開手機，高校學生對手機的依賴更強，現(xiàn)在學生的學習已經(jīng)和無線網(wǎng)絡息息相關，通過無線進行VOD視頻學習、進行系統(tǒng)選課、在線互動教學、校園導航等。據(jù)統(tǒng)計學生60%以上的時間都在使用無線網(wǎng)絡，當然同時也在產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)加以分析可以很好地為學生提供服務，也對學校的管理有很大的幫助?？梢酝ㄟ^WiFi收集的信息后進行分析，建立基于WiFi的大數(shù)據(jù)解決方案?；赪iFi的大數(shù)據(jù)解決方案利用大數(shù)據(jù)平臺存儲計算能力，以學生畫像為中心，結(jié)合校園業(yè)務系統(tǒng)，為用戶提供各類基于位置服務的應用。校園的無線大數(shù)據(jù)把WiFi作為基礎架構(gòu)層，充當數(shù)據(jù)管道，提供數(shù)據(jù)采集的能力；大數(shù)據(jù)平臺提供無線日志、位置、報文等數(shù)據(jù)的分析處理能力；用戶畫像提供無線數(shù)據(jù)與用戶基礎數(shù)據(jù)的業(yè)務數(shù)據(jù)建模能力；無線大數(shù)據(jù)應用為用戶提供數(shù)據(jù)可視化、輔助決策等場景化應用。

3.1 無線點到與學情預警應用

校園中有很多需要點到的情況，比如課堂點到，傳統(tǒng)的老師點名方式點到方式既浪費時間又不準確，刷校園卡方式點到容易代刷而不準確，利用面部識別方式點到方式需要較高的投入，利用WiFi的LBS數(shù)據(jù)進行課堂點到不需要增加太多投入，數(shù)據(jù)也較準確。探針采集到的學生手機MAC地址通過實時上傳到考勤應用服務中；考勤應用服務將探針采集的數(shù)據(jù)與事先已經(jīng)綁定的員工手機MAC地址進行匹配計算，生成考勤信息?？记诘臄?shù)據(jù)再結(jié)合其他業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，比如以為課程成績和圖書借閱情況等數(shù)據(jù)的分析，通過數(shù)據(jù)整合、分析，挖掘出每個學生的學習、生活狀態(tài)，預測出學生的掛科危險以及可能出現(xiàn)的“特殊狀況”。

3.2 學生行為軌跡分析

人們對一件事情的認知是通過幾個要素記錄的，如時間、地點、人物、背景、事件、經(jīng)過、結(jié)果等，而目前與事件的相關數(shù)據(jù)大多是結(jié)果數(shù)據(jù)，對一件事情的過程數(shù)據(jù)我們往往無從考究。無線設備收集上來的無線數(shù)據(jù)為我們記錄了一個事件的具體過程，我們可以綜合分析用戶的行為軌跡與結(jié)果記錄來提供精確的數(shù)據(jù)服務。同過LBS的數(shù)據(jù)，可以進行學生的行為軌跡分析，生成人流熱力圖，提供給相關部門便于進行安全管理。對整個學校還可以人流異常集中情況進行分析，如遇到突發(fā)事件可以及時地進行處置。

3.3 學生離校預警

學生管理工作中，學生的查寢工作比較困難，傳統(tǒng)的學生干部排班晚查寢由于同學間隱瞞而不準確。采用學生手機的WiFi進行查寢可以不增加學校設備投資的情況下完成，采用此方式最大程度上避免了人工檢查時由于人情原因而產(chǎn)生的瞞報，減少了學生干部和輔導員的工作量，也規(guī)避了晚上查寢時涉及個人隱私情況的發(fā)生。再結(jié)合校園卡系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以更準分析出學生是否在校，可以較為準備的預警離校學生情況。

3.4 學生的心理健康方面應用

如果一個學生極少與其他同學在一起很可能存在一定的社交障礙，學?？梢詫@些學生更加關注，有針對性地幫助他們解決心理問題。學生的校內(nèi)社交情況如何獲取呢？通過WiFi探針獲得的LBS數(shù)據(jù)，可以分析學生校內(nèi)與同學間的社交情況，比如進出圖書館、寢室，以及食堂用餐、超市購物等情況，通過對用戶軌跡分析發(fā)現(xiàn)一個學生在學校有多少親密的朋友，比如戀人、閨蜜、死黨。用戶的軌跡分析加上校園卡的數(shù)據(jù)，如不同用戶"一前一后刷卡"的記錄，可以更準確地得出學生的校內(nèi)社交情況，預防和干預學生的問題。

3.5 對學生提供個性化服務

利用大數(shù)據(jù)技術可以對教室中人群的密度，教室的空閑情況，并參考學生上課教室課表信息進行分析，學?？梢酝扑徒o學生查看當前各個自習室使用情況，以便選擇合適的教室進行自習；根據(jù)食堂各個窗口的人員流動密集情況來作為菜品受歡迎的依據(jù)，同時結(jié)合信息推送的方式推送每日的特價菜；分析圖書館的哪個館哪個書架前哪類書是最受歡迎的，當經(jīng)過某個書架自動推送出最受歡迎的，最推薦的書籍。

4 總結(jié)

大數(shù)據(jù)正悄然改變校園生活，讓教學、安全、健康的素質(zhì)教育變得簡單，這一切都離不開高品質(zhì)無線聯(lián)接，離不開大數(shù)據(jù)對于無線終端定位位置分析，也離不開各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，校園無線大數(shù)據(jù)的價值將會被不斷地發(fā)掘。

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[通聯(lián)編輯：光文玲]