高等院校智慧校園總體設(shè)計(jì)與構(gòu)想

閻偉東　王昌盛　王民全

摘要：智慧校園是當(dāng)前高等院校信息化建設(shè)水平的重要標(biāo)志，高校作為高等人才培養(yǎng)的重要基地，智慧校園建設(shè)涉及高等教育和管理的方方面面。該文分析了智慧校園的特點(diǎn)、功能和主要建設(shè)內(nèi)容，詳細(xì)介紹了總體架構(gòu)和各平臺(tái)軟件的建設(shè)，對(duì)高等院校智慧校園建設(shè)做了較為全面的研究。

關(guān)鍵詞：智慧校園;服務(wù)整合;綜合管理;管理系統(tǒng);軟件集成

中圖分類號(hào)：G434 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）13-0061-03

Abstract： Smart campus is an important symbol of the current level of information construction in colleges and universities， as an important base for the training of higher talents， the construction of smart campus involves all aspects of higher education and management. This paper analyzes the main characteristics， functions and construction contents of the smart campus， introduces the overall structure and the construction of the software of each platform in detail， and makes a more comprehensive study on the smart campus construction of colleges and universities.

Key words： smart campus; service integration; integrated management; management system; software integration

隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的涌現(xiàn)和發(fā)展成熟，為高校智慧校園的建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。智慧校園是數(shù)字校園智慧化到一定程度的產(chǎn)物[1]，國內(nèi)目前尚無成熟案例。作為高等院校加快智慧校園研究與建設(shè)，是提高教育教學(xué)管理信息化水平的重要保證，是為將來爭(zhēng)創(chuàng)雙一流建設(shè)院校做好人才培養(yǎng)的重要支撐。

1 智慧校園是高校信息化發(fā)展的新階段

高校信息化建設(shè)進(jìn)入智慧校園發(fā)展的關(guān)鍵期，信息化語境下的智慧教育蓬勃興起[2]，智慧校園就是在院校構(gòu)建一個(gè)現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、個(gè)性化的面向現(xiàn)代教育的綜合管理服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)智慧關(guān)聯(lián)和在教學(xué)科研、校務(wù)生活等方面的智慧應(yīng)用[3]，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智慧教學(xué)、智慧管理、智慧環(huán)境的功能。

1.1 智慧校園的主要特點(diǎn)

智慧校園是現(xiàn)實(shí)校園的虛擬拓展、維度延伸，具有以下主要特點(diǎn)：

1）應(yīng)用系統(tǒng)深入整合：在智慧校園中，徹底消滅了信息孤島，將各應(yīng)用融為一個(gè)整體，使數(shù)據(jù)可以時(shí)時(shí)共享，使服務(wù)完全整合、無處不在。

2）智能化自動(dòng)化交互：智慧校園可以輔助用戶借助物聯(lián)網(wǎng)等獲取信息，感知狀態(tài)，控制行為，將結(jié)果反饋給用戶，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)推送。

3）接入方式廣泛多樣：在智慧校園環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)泛在，接入方式更加靈活，訪問設(shè)備更加多樣。

1.2 智慧校園的主要功能

智慧校園集管理、服務(wù)和軟件集成等功能于一體，可以實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化、人性化的功能，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）精細(xì)化管理：智慧校園業(yè)務(wù)管理流程暢通，環(huán)節(jié)精密控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類業(yè)務(wù)和人員的精細(xì)化管理。

2）智慧化決策：智慧校園對(duì)業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，形象展現(xiàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，預(yù)測(cè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，提供決策支持。

3）人性化服務(wù)：智慧校園綜合應(yīng)用整合，主動(dòng)信息推送，分門別類地為各類人員提供人性化服務(wù)。

2 智慧校園的主要建設(shè)內(nèi)容

智慧校園建設(shè)最終目標(biāo)是建立一個(gè)可以滿足一站式個(gè)性化服務(wù)的綜合統(tǒng)一管理環(huán)境[4]。智慧校園強(qiáng)調(diào)深入融合，即在新技術(shù)的支撐下，使物理校園、虛擬校園密切耦合，各種活動(dòng)在深度融合的智慧校園進(jìn)行。

2.1 智慧校園的總體架構(gòu)

智慧校園由物理資源層、軟件整合層、應(yīng)用軟件層、接入整合層等四個(gè)層次組織架構(gòu)，智慧校園架構(gòu)示意圖如圖1所示。

1）物理資源層由服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等構(gòu)成，采用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)的整合利用，提高設(shè)備設(shè)施的可靠性，具有管理維護(hù)便捷、遷移靈活快速的特點(diǎn)。

2）軟件整合層由數(shù)據(jù)中心平臺(tái)、服務(wù)整合平臺(tái)、流程整合平臺(tái)、信息推送平臺(tái)、安全管理平臺(tái)等構(gòu)成，將應(yīng)用軟件深入整合，融為一體提供信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)一體化管理。

3）應(yīng)用軟件層根據(jù)學(xué)校編制體制和信息化管理需求，將應(yīng)用軟件規(guī)劃分類，貫通管理流程和信息服務(wù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共建共享，建立一體化管理系統(tǒng)。

4）接入整合層提供各類設(shè)備接入，并與物聯(lián)網(wǎng)智能設(shè)備相接駁，豐富的信息服務(wù)形式使用戶獲得全新的感受體驗(yàn)。

2.2 物理資源平臺(tái)建設(shè)

智慧校園硬件平臺(tái)采用虛擬化技術(shù)和高可用架構(gòu)。通過服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化提高處理能力，擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，簡(jiǎn)化軟件配置。采用虛擬化構(gòu)架實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)資源的靈活管理，提高硬件和應(yīng)用程序的可用性以及業(yè)務(wù)的連續(xù)性，降低空間、設(shè)備、人員等成本。

2.3 軟件整合平臺(tái)建設(shè)

軟件整合平臺(tái)包括數(shù)據(jù)中心平臺(tái)、服務(wù)整合平臺(tái)、流程整合平臺(tái)、信息推送平臺(tái)、安全管理平臺(tái)等。

2.3.1 數(shù)據(jù)中心平臺(tái)

數(shù)據(jù)中心平臺(tái)主要包括公共數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)交換引擎、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)交換監(jiān)控、綜合數(shù)據(jù)服務(wù)、信息填報(bào)服務(wù)、教學(xué)資源服務(wù)、決策信息服務(wù)等建設(shè)內(nèi)容，是各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、交換和發(fā)布的樞紐，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)軟件間數(shù)據(jù)共享及業(yè)務(wù)協(xié)作。公共數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)核心共享數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)接口為應(yīng)用軟件提供共享數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)交換引擎實(shí)現(xiàn)公共數(shù)據(jù)庫與各應(yīng)用系統(tǒng)公用數(shù)據(jù)的采集、調(diào)用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。元數(shù)據(jù)管理對(duì)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)管，用于統(tǒng)籌全局?jǐn)?shù)據(jù)資源建設(shè)。交換監(jiān)控對(duì)多路數(shù)據(jù)交換運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，記錄故障日志，提示處理。綜合數(shù)據(jù)服務(wù)將各類應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)信息進(jìn)行聚合，提供數(shù)據(jù)的無縫接入與集成。信息填報(bào)服務(wù)用于采集和匯總不方便直接通過各應(yīng)用系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。教學(xué)資源服務(wù)通過教學(xué)資源管理軟件提供全面的信息資源支持。輔助決策服務(wù)完成數(shù)據(jù)的跨業(yè)務(wù)系統(tǒng)聚合，為其他應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源或訪問接口。

2.3.2 服務(wù)整合平臺(tái)

服務(wù)整合平臺(tái)包括基礎(chǔ)框架、集成框架、個(gè)人信息查詢等建設(shè)內(nèi)容，將各類異構(gòu)應(yīng)用軟件的信息或服務(wù)聚合，實(shí)現(xiàn)信息的無縫接入與集成?；A(chǔ)框架包括應(yīng)用管理、用戶管理、內(nèi)容管理等，構(gòu)成多種信息展示和管理的基礎(chǔ)平臺(tái)。集成框架采用多種集成技術(shù)將不同架構(gòu)軟件中的信息資源或功能進(jìn)行整合。個(gè)人信息查詢服務(wù)針對(duì)不同人員類型提供個(gè)人信息查詢服務(wù)。

2.3.3 流程整合平臺(tái)

流程整合平臺(tái)按照分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，采用松耦合方式整合工作流程，提供分析工具，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)的聯(lián)通和業(yè)務(wù)規(guī)則的定義。

2.3.4 信息推送平臺(tái)

信息推送平臺(tái)是智慧校園和用戶間的快捷信息通道，各應(yīng)用系統(tǒng)將信息發(fā)送至推送平臺(tái)，平臺(tái)再將這些信息推送給指定用戶，使用戶感受自動(dòng)獲取信息。

2.3.5 安全管理平臺(tái)

安全管理平臺(tái)包括用戶中心、校園目錄、認(rèn)證網(wǎng)關(guān)、授權(quán)管理、安全日志等。用戶中心是統(tǒng)一規(guī)劃的用戶管理中心，通過唯一實(shí)名賬號(hào)確保用戶訪問各應(yīng)用系統(tǒng)。校園目錄用于集中化存儲(chǔ)用戶身份信息和安全信息。認(rèn)證網(wǎng)關(guān)通過單點(diǎn)登錄認(rèn)證訪問不同的應(yīng)用系統(tǒng)。授權(quán)管理采用集中分布式實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的角色管理和分級(jí)的權(quán)限控制。安全日志用于記錄安全訪問的相關(guān)信息，以備后期安全審計(jì)和追蹤查詢。

2.4 應(yīng)用軟件平臺(tái)建設(shè)

智慧校園應(yīng)用系統(tǒng)按照學(xué)校編制體制及信息化管理需要，將應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)劃為教學(xué)管理、科研管理、人力資源管理、校務(wù)管理以及綜合管理等。

2.4.1 體化教學(xué)管理系統(tǒng)

一體化教學(xué)管理系統(tǒng)采用一體化設(shè)計(jì)，規(guī)劃學(xué)籍管理、資源保障管理、師資管理和教學(xué)實(shí)施管理等，基于軟件整合平臺(tái)實(shí)現(xiàn)全面業(yè)務(wù)整合。根據(jù)業(yè)務(wù)部門需求，包括教務(wù)管理系統(tǒng)、教學(xué)保障管理系統(tǒng)、教學(xué)評(píng)價(jià)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)平臺(tái)等，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源和師資資源的共享。

2.4.2 一體化科研管理系統(tǒng)

一體化科研管理系統(tǒng)涵蓋科研服務(wù)與管理，實(shí)現(xiàn)科研信息的網(wǎng)上申報(bào)審核、統(tǒng)計(jì)分析，科研學(xué)術(shù)成果、學(xué)術(shù)活動(dòng)等統(tǒng)計(jì)和核查。

2.4.3 一體化人力資源管理系統(tǒng)

一體化人力資源管理系統(tǒng)完成對(duì)人力資源的日常管理，包括組織工作系統(tǒng)、教師考評(píng)系統(tǒng)、紀(jì)檢工作系統(tǒng)等。

2.4.4 一體化校務(wù)管理系統(tǒng)

一體化校務(wù)管理系統(tǒng)完成對(duì)校務(wù)工作的日常管理，包括住房管理系統(tǒng)、車輛管理系統(tǒng)、綠化管理系統(tǒng)、物資采購系統(tǒng)等。

2.4.5 綜合管理服務(wù)系統(tǒng)

綜合管理服務(wù)系統(tǒng)是對(duì)通用管理業(yè)務(wù)的信息化管理，包括網(wǎng)上辦公、輔助決策、任務(wù)中心、信息發(fā)布的公共信息服務(wù)。

1）網(wǎng)上辦公系統(tǒng)用于日常辦公業(yè)務(wù)，包括公文處理、周工作安排、會(huì)議管理、文檔管理等，并提供通訊錄、工作日記、電子便簽等輔助功能。

2）輔助決策完成各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，視圖展現(xiàn)分析結(jié)果，預(yù)測(cè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，提供分析資料，支持輔助決策。

3）任務(wù)中心能夠創(chuàng)建待辦事項(xiàng)，分配待辦任務(wù)，查詢和督促任務(wù)進(jìn)展，評(píng)價(jià)任務(wù)完成情況，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

4）信息發(fā)布統(tǒng)一規(guī)劃信息通道和信息分類，控制信息發(fā)布的權(quán)限，規(guī)范信息發(fā)布的流程，實(shí)現(xiàn)信息的同步更新，統(tǒng)一的信息瀏覽和檢索。

2.5 接入整合類軟件建設(shè)

2.5.1 個(gè)人服務(wù)中心

個(gè)人服務(wù)中心基于各應(yīng)用系統(tǒng)及公共數(shù)據(jù)庫的信息服務(wù)，針對(duì)不同用戶提供針對(duì)性個(gè)性信息定制服務(wù)。

2.5.2 協(xié)同工作系統(tǒng)

協(xié)同工作系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用間的交互和信息服務(wù)的集成，信息服務(wù)的主動(dòng)推送。

2.5.3 公共服務(wù)終端

公共服務(wù)終端是在主要公共場(chǎng)所架設(shè)的觸摸屏和數(shù)字公告欄，觸摸屏為人員提供校園漫游、信息查詢等服務(wù)，數(shù)字公告欄為用戶提供豐富多彩的公共信息服務(wù)。

2.5.4 物聯(lián)網(wǎng)接入

物聯(lián)網(wǎng)是智慧校園建設(shè)的重要內(nèi)容，通過建立物聯(lián)網(wǎng)整合框架，通過不同的信息傳感設(shè)備將校園事物與校園網(wǎng)連接，進(jìn)行信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)事物的智能化識(shí)別跟蹤、監(jiān)控管理。

3 結(jié)束語

智慧校園是信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)，是院校校園網(wǎng)絡(luò)化和信息化建設(shè)的高級(jí)階段。高校智慧校園建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的、復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，要結(jié)合自身特征，從實(shí)際出發(fā)，與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)深度合作與開發(fā)，建設(shè)具有自身特色的智慧校園平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)管理、科研管理以及師生校園生活有機(jī)融合的新型校園生態(tài)模式，進(jìn)而為學(xué)校師生提供更為人性化、個(gè)性化、智能化的特色服務(wù)，提高學(xué)校信息化建設(shè)整體水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王運(yùn)武.“數(shù)字校園”向 “智慧校園”的轉(zhuǎn)型發(fā)展研究———基于系統(tǒng)思維的分析思辯視角[J].遠(yuǎn)程教育雜志， 2013（3）： 21-28.

[2] 楊現(xiàn)民. 信息時(shí)代智慧教育的內(nèi)涵與特征[J]. 中國電化教育， 2014（1）： 29-34.

[3] Zhitao Wan， Ping Wang， Jing Liu. Power Aware Cloud Computing Infrastructure for Latency -Sensitive[C]. 15th International Conference on Computer Modeling and Simulation， 2013.

[4] 李京澳， 齊振國， 趙瑩. 智慧校園及其建設(shè)探究[J]. 軟件導(dǎo)刊， 2016（2）： 140-142.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】