以數(shù)據(jù)聚合為核心的高校智慧校園體系建設(shè)

鄧嘉明 葉忠文 王榮華

關(guān)鍵詞： 數(shù)據(jù)聚合; 共享目錄; 中間件; 數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù); 應(yīng)用呈現(xiàn); 智慧校園

中圖分類號(hào)： TN915?34 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)： 1004?373X（2019）03?0134?05

Abstract： On the basis of establishing the business system for various departments of digital campus， the three platforms are used to realize the communication of information island， but the pure data communication has become meaningless with the increase of business system and data accumulation. The intelligent campus data open system is improved by means of data aggregation and management. The intelligent campus application presentation taking service innovation as purport is established by means of business stripping， service opening and application integration. The system can change the tight coupling mode of digital campus， and provide the open service for intelligent campus， convenience service for teachers and students， and lay a foundation for the next generation of intelligent campus.

Keywords： data aggregation; shared directory; middleware; data warehouse; application presentation; intelligent campus

0 ?引 ?言

隨著信息化技術(shù)的快速發(fā)展，近10年來各行各業(yè)的信息化實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展，在國(guó)家積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)后，更是掀起以融合、創(chuàng)新為特點(diǎn)的新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革?？v觀各高校，校園信息化建設(shè)經(jīng)過幾年的連續(xù)投入建設(shè)，不但建設(shè)了面向各個(gè)部門業(yè)務(wù)的信息化系統(tǒng)，還通過統(tǒng)一門戶、統(tǒng)一身份認(rèn)證、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了信息門戶平臺(tái)與部門管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)整合和數(shù)據(jù)集成，完成了“打通數(shù)據(jù)，消除信息孤島”的數(shù)字校園基本目標(biāo)。但隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)的不斷增多，數(shù)字校園越來越龐大，數(shù)據(jù)越來越復(fù)雜，單純的數(shù)據(jù)打通已經(jīng)變得沒有意義。本文從數(shù)據(jù)聚合與治理，業(yè)務(wù)剝離與服務(wù)開放等角度建立新一代智慧校園開放體系。

1 ?智慧校園建設(shè)思路

1.1 ?數(shù)字校園建設(shè)存在的問題

在數(shù)字校園的基礎(chǔ)上，各高校都提出了智慧校園建設(shè)目標(biāo)與建設(shè)規(guī)劃，出現(xiàn)的問題包括以下幾個(gè)方面：

1） 系統(tǒng)越來越多，每年都有不同的業(yè)務(wù)部門提出建立新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，而這種分步建設(shè)各業(yè)務(wù)部門僅從自身業(yè)務(wù)角度出發(fā)，信息化建設(shè)多數(shù)為現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程的數(shù)字化，只是將紙質(zhì)文件變成數(shù)字文件的過程，并未進(jìn)行流程優(yōu)化，更不提流程改造。

2） 數(shù)據(jù)越來越多，各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)周期不同，有些業(yè)務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行了近10年，里面有大量無價(jià)值數(shù)據(jù)，如最早數(shù)字化的教務(wù)系統(tǒng)中還存有畢業(yè)多年的學(xué)生數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)并未進(jìn)行合理歸檔，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)打通后，其他新建系統(tǒng)同步了大量無用數(shù)據(jù)。而且數(shù)據(jù)越來越多并不代表就是大數(shù)據(jù)，各大廠商之前提出的一卡通數(shù)據(jù)與教務(wù)學(xué)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘[1]，上線運(yùn)營(yíng)后才發(fā)現(xiàn)這并不能提供有效的智慧校園決策輔助。

3） 運(yùn)維越來越困難，數(shù)字化校園基本都是B/S架構(gòu)，隨著瀏覽器核心的不停升級(jí)，原有系統(tǒng)中復(fù)雜的框架會(huì)出現(xiàn)各種兼容性問題，運(yùn)行幾年的系統(tǒng)被迫需要全盤推翻升級(jí)。

1.2 ?智慧校園的改革思路

在總結(jié)數(shù)字校園建設(shè)中的諸多問題后，需要重新定位智慧校園的建設(shè)理念。智慧校園的改革思路包括：

1） 智慧校園應(yīng)該是教學(xué)、管理的支撐體系，面向全校師生提供服務(wù)，不應(yīng)該被現(xiàn)有流程所束縛，充分利用信息化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)流程再造。

2） 智慧校園并不是粗獷式僅利用門戶跳轉(zhuǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)集中，應(yīng)用系統(tǒng)要對(duì)應(yīng)細(xì)化到每一個(gè)服務(wù)流程進(jìn)行聚合，在復(fù)雜龐大的系統(tǒng)中做減法，充分貼合師生使用習(xí)慣，以短流程服務(wù)為主進(jìn)行呈現(xiàn)。

3） 智慧校園的服務(wù)應(yīng)該與應(yīng)用剝離，面向師生用戶應(yīng)用場(chǎng)景完成服務(wù)短流程的梳理和建立，面向業(yè)務(wù)部門完成跨部門數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。

4） 智慧校園的數(shù)據(jù)打通并不是在統(tǒng)一庫(kù)上做幾百甚至上千條ODI命令和觸發(fā)器將各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存在一起強(qiáng)行推送[2]，而是建立數(shù)據(jù)聚集和數(shù)據(jù)治理，將數(shù)據(jù)分類匯總，按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)清洗，建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、數(shù)據(jù)共享目錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與交換，完成挖掘和服務(wù)。

5） 充分考慮信息技術(shù)的發(fā)展，一方面利用技術(shù)簡(jiǎn)化流程減少人工操作，另一方面在被動(dòng)輸入數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上增加基于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)的主動(dòng)采集方式，在逐步增加數(shù)據(jù)類別的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)有意義的數(shù)據(jù)挖掘，在智慧校園的基礎(chǔ)上填補(bǔ)學(xué)生數(shù)字畫像，為下一代智能校園提供基礎(chǔ)，逐步實(shí)現(xiàn)全方位無感知地提供各類智能化服務(wù)[3]。

2 ?以數(shù)據(jù)聚合為核心的智慧校園數(shù)據(jù)基礎(chǔ)建設(shè)

2.1 ?基于共享目錄的數(shù)據(jù)開放與共享

數(shù)字校園到智慧校園的建設(shè)是從大而全的系統(tǒng)建設(shè)向以數(shù)據(jù)開放為核心、以數(shù)據(jù)服務(wù)為主旨的數(shù)據(jù)生命周期建設(shè)[4]。建設(shè)將根據(jù)各業(yè)務(wù)部門、管理部門的數(shù)據(jù)管理職責(zé)和需求，設(shè)定數(shù)據(jù)資源提供方、數(shù)據(jù)資源管理方、數(shù)據(jù)資源使用方、平臺(tái)管理運(yùn)維單位，圍繞數(shù)據(jù)采集、組織、分類、保存、發(fā)布與使用等信息生命周期，在各環(huán)節(jié)建立對(duì)應(yīng)的共享規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，建立共享規(guī)則，建立數(shù)據(jù)共享目錄，按照嚴(yán)格的流程進(jìn)行數(shù)據(jù)開放，提供數(shù)據(jù)服務(wù)[5]。

規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)包括信息資源相關(guān)規(guī)范、技術(shù)平臺(tái)對(duì)外服務(wù)接口規(guī)范、交換中心環(huán)境相關(guān)規(guī)范、技術(shù)平臺(tái)內(nèi)部各模塊接口規(guī)范、編碼規(guī)范等。共享規(guī)則數(shù)據(jù)共享目錄是根據(jù)數(shù)據(jù)的采集責(zé)任和使用范圍規(guī)定共享和開放的管理規(guī)則。共享目錄建立指定的目錄，分為有條件共享、無條件共享和不予共享，嚴(yán)格根據(jù)共享規(guī)則執(zhí)行。目前，學(xué)校已建立全套的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)共12大項(xiàng)，221個(gè)小項(xiàng)，建立共享目錄23項(xiàng)，共享數(shù)據(jù)約70 GB。數(shù)據(jù)共享目錄如圖1所示。

2.2 ?基于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的數(shù)據(jù)歸檔與治理

在建立數(shù)據(jù)共享目錄的基礎(chǔ)上，完善數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的管理功能。在數(shù)字化校園整合各個(gè)廠家的各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)時(shí)，數(shù)據(jù)同步是最大的問題。各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存在同一值的不同表示、數(shù)據(jù)格式、命名習(xí)慣、拼寫錯(cuò)誤、不合法值、空值等各種情況的臟數(shù)據(jù)，多個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)開放共享時(shí)，基本無法使用。通過對(duì)各個(gè)系統(tǒng)調(diào)研后，在原有統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)和共享目錄的中間加入中間件，主要利用交換規(guī)則、清洗規(guī)則完成對(duì)臟數(shù)據(jù)的清洗（見圖2），數(shù)據(jù)中間件和數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)保證數(shù)據(jù)的一致性、解決數(shù)據(jù)沖突、進(jìn)行有效的元數(shù)據(jù)管理，并且根據(jù)共享規(guī)則在清洗過程中完成脫敏處理，將滿足數(shù)據(jù)質(zhì)量要求的數(shù)據(jù)分類別、分主題、分維度存入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中，由數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)為共享目錄提供共享數(shù)據(jù)，為各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)提供一致、穩(wěn)定的共享用戶數(shù)據(jù)源[6]。目前，學(xué)校實(shí)現(xiàn)核心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)公開和共享。既完成OA、人事、站群、一卡通、綜合運(yùn)維等新建系統(tǒng)的對(duì)接，也完成教務(wù)、教學(xué)平臺(tái)、郵件、財(cái)務(wù)等原有系統(tǒng)的對(duì)接，開發(fā)了22類共136個(gè)數(shù)據(jù)集成交換接口，建立公開共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換三大統(tǒng)一。通過已建立交換規(guī)則、清洗規(guī)則共348條，已完成63 845條數(shù)據(jù)清洗，建立學(xué)生學(xué)業(yè)主題、學(xué)生綜測(cè)主題、學(xué)生日常消費(fèi)主題、教師主題等的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)用于數(shù)據(jù)共享開放[7]。

2.3 ?基于數(shù)據(jù)中間件的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與交換

在建立統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、共享目錄后，對(duì)數(shù)據(jù)歸檔方式進(jìn)行調(diào)研，根據(jù)學(xué)校的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，在共享目錄確定了共享數(shù)據(jù)源、共享規(guī)則后，建立周期性的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與交換模式[8]。數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)與交換是師生教學(xué)規(guī)律、日常生活的體現(xiàn)。以新生入學(xué)為例，新生入學(xué)從招生到迎新，數(shù)據(jù)需要同步到招生系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、迎新系統(tǒng)、宿舍系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、圖書館系統(tǒng)等，需要各部門互相傳學(xué)生檔案Excel表，需要各業(yè)務(wù)系統(tǒng)重復(fù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)。建立數(shù)據(jù)可視化操作的數(shù)據(jù)中間件，新生入學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)流程直接根據(jù)各業(yè)務(wù)部門參與的時(shí)間，由數(shù)據(jù)中間件設(shè)立流轉(zhuǎn)與交換時(shí)間節(jié)點(diǎn)，根據(jù)交換規(guī)則完成數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與交換，在保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確一致的基礎(chǔ)上，更加提高了各部門的辦事效率[9]。新生數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)交換見圖3。目前學(xué)校已經(jīng)完成學(xué)生入學(xué)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、學(xué)生年度轉(zhuǎn)結(jié)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)與教師入職數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)等數(shù)據(jù)交換流程的制定。在學(xué)校迎新業(yè)務(wù)中，各部門僅需要在業(yè)務(wù)系統(tǒng)中辦理主管業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)流轉(zhuǎn)到別的部門使用，例如學(xué)生在各學(xué)院辦理入學(xué)業(yè)務(wù)時(shí)，學(xué)生僅需要在微信上支付相關(guān)費(fèi)用，系統(tǒng)自動(dòng)將繳費(fèi)信息同步到宿舍管理系統(tǒng)，學(xué)生即時(shí)可以完成宿舍房間分配，無需到多個(gè)部門辦理。

2.4 ?基于數(shù)據(jù)審計(jì)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控

在建立了數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程后，學(xué)校對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)又提出了全新的要求。在數(shù)字校園中建立的各類應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)據(jù)多數(shù)是結(jié)果數(shù)據(jù)，在線下辦理業(yè)務(wù)后，將結(jié)果數(shù)據(jù)錄入各應(yīng)用系統(tǒng)中[10]。在智慧校園建設(shè)中，在數(shù)據(jù)逐漸完善的基礎(chǔ)上，提出全過程數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控的需求，真正實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)辦理數(shù)字化、智能化。以學(xué)生在校每學(xué)期都要完成的綜合測(cè)評(píng)為例，綜合測(cè)評(píng)需要將學(xué)生成績(jī)績(jī)點(diǎn)進(jìn)行換算，加上學(xué)生參加比賽、參加活動(dòng)、獲得獎(jiǎng)勵(lì)等日常表現(xiàn)的數(shù)據(jù)量化，完成綜合測(cè)評(píng)。數(shù)字校園建立的綜合測(cè)評(píng)系統(tǒng)僅僅是將綜合測(cè)評(píng)的結(jié)果數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)保存，而真正繁瑣的事情卻依然在線下完成。在完成數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)上，提出真正智慧化的綜合測(cè)評(píng)，通過教務(wù)系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)等日常數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)不再來源于結(jié)果數(shù)據(jù)輸入，而是來源于各個(gè)環(huán)節(jié)過程的自動(dòng)采集，實(shí)現(xiàn)整個(gè)評(píng)測(cè)過程智能運(yùn)行。在采集的過程中，引入數(shù)據(jù)審計(jì)，通過對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的嚴(yán)格審計(jì)，保證結(jié)果的正確性。數(shù)據(jù)采集監(jiān)控效果如圖4所示。

2.5 ?基于數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)挖掘與服務(wù)

隨著統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和共享目錄這些數(shù)據(jù)的日益完善，需要考慮的是如何挖掘這些數(shù)據(jù)背后隱藏的信息，緩解“數(shù)據(jù)爆炸、知識(shí)貧乏”的局面，提高數(shù)據(jù)利用率，適時(shí)提供預(yù)測(cè)性和指導(dǎo)性的信息。數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建立后，可以根據(jù)不同需求進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。目前，學(xué)校利用學(xué)生日常消費(fèi)主題數(shù)據(jù)，通過對(duì)消費(fèi)時(shí)間、消費(fèi)地點(diǎn)、同時(shí)段消費(fèi)人群進(jìn)行排查，建立孤僻學(xué)生預(yù)警事項(xiàng)，利用數(shù)學(xué)模型將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成知識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)智慧校園[11]。

數(shù)據(jù)挖掘關(guān)聯(lián)參數(shù)設(shè)置如圖5所示。數(shù)據(jù)挖掘模型運(yùn)行效果如圖6所示。

3 ?基于數(shù)據(jù)聚合的智慧校園服務(wù)呈現(xiàn)改革

3.1 ?數(shù)字化校園應(yīng)用服務(wù)與業(yè)務(wù)管理剝離

在統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和共享目錄建立的基礎(chǔ)上，快速、高效地進(jìn)行應(yīng)用匯聚和開發(fā)更具吸引力的增值服務(wù)，在建立數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的基礎(chǔ)上，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和高效管理為目的，數(shù)字化校園軟件體系建設(shè)進(jìn)入新的階段，一個(gè)服務(wù)與業(yè)務(wù)管理剝離的階段。服務(wù)與應(yīng)用剝離的核心應(yīng)用場(chǎng)景是：服務(wù)對(duì)象不再需要通過主頁(yè)登錄、門戶登錄、業(yè)務(wù)系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)、具體業(yè)務(wù)辦理等多個(gè)復(fù)雜流程，直接通過微信小程序直達(dá)業(yè)務(wù)界面，完成免登錄、免填基礎(chǔ)信息，完成短流程的具體業(yè)務(wù)辦理;業(yè)務(wù)人員通過原業(yè)務(wù)系統(tǒng)按流程完成業(yè)務(wù)辦理。

剝離過程分為以下步驟完成：一是將原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)流程需要辦理的前置數(shù)據(jù)、必填數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類;二是在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中建立相關(guān)維度的數(shù)據(jù)集，在對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)建立中間表;三是在數(shù)據(jù)中間件中建立數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、交換過程;四是嘗試將數(shù)字校園的PC端應(yīng)用延伸到移動(dòng)端，進(jìn)而構(gòu)建平臺(tái)多樣的移動(dòng)校園應(yīng)用，在微信小程序端開發(fā)H5的頁(yè)面[12]。通過開發(fā)各類增值服務(wù)小程序提供了可靠、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)服務(wù)，提升了各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息資源利用率，從而提高了辦事效率，同時(shí)將業(yè)務(wù)過程數(shù)據(jù)采集匯總，為后期實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘功能起到了支撐作用。

3.2 ?跨部門服務(wù)整合與網(wǎng)上辦事大廳的建立

按照應(yīng)用服務(wù)與業(yè)務(wù)管理剝離的思路，理清學(xué)校部門間信息流分布規(guī)律，進(jìn)而通過社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件構(gòu)建學(xué)校各部門共享網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行分析，對(duì)全校師生訪問量較大的業(yè)務(wù)流程進(jìn)行梳理[13]。通過實(shí)際業(yè)務(wù)調(diào)研和數(shù)據(jù)訪問日志梳理，將服務(wù)整合分維度進(jìn)行，并移植到微信小程序中，提供豐富化、多媒介、多渠道、多形式的服務(wù)內(nèi)容，方便師生隨時(shí)隨地、便捷地獲取各類服務(wù)，提升為師生提供服務(wù)的效率和質(zhì)量。服務(wù)整合主要包括新生入學(xué)服務(wù)、綜合應(yīng)用、學(xué)生學(xué)業(yè)應(yīng)用、學(xué)生生活應(yīng)用、教師辦事業(yè)務(wù)、教師管理業(yè)務(wù)、教師教學(xué)應(yīng)用等， 通過在騰訊微校所提供的虛擬微信校園卡入口，實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別、消費(fèi)支付等功能，在此基礎(chǔ)上建立網(wǎng)上辦事大廳[14]。網(wǎng)上辦理大廳包括綜合辦事大廳、學(xué)生大廳和教工大廳三部分。

整個(gè)數(shù)字化校園共建成有40個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)能夠提供專門的服務(wù)，但很多服務(wù)需要多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)協(xié)同辦公才能完成。在數(shù)據(jù)聚合的基礎(chǔ)上，梳理智慧服務(wù)的要素，基于關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)構(gòu)建了“人?事件?信息”三元框架，以此為基礎(chǔ)分析智慧服務(wù)過程中的信息協(xié)同機(jī)制，打破業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的壁壘和鴻溝，利用數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)跨部門各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同服務(wù)。

4 ?結(jié) ?語

以數(shù)據(jù)聚合與治理為核心的智慧校園開放體系通過數(shù)據(jù)聚合的方式實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)部門（服務(wù)提供者）、聚合平臺(tái)（智慧校園）和服務(wù)使用者（廣大師生）的松散式集成，改變了數(shù)字校園中的緊耦合模式，為智慧校園提供了開放式的服務(wù)，為師生提供面向場(chǎng)景的便利服務(wù)，為下一代智能校園的開發(fā)打下基礎(chǔ)。

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