高校新校區數字化基礎設施規劃定位和系統設置探析

【摘要】文章首先簡要概述了數字化校園及相關的建筑智能化的概念，進而研究分析了新校區數字化基礎設施平臺的基本構成和所能提供服務的相關內容，并應用網絡、通訊、計算機技術，著重對數字化校園基礎設施總體規劃的定位和系統的設置及實現的途徑、技術手段進行了詳細的論證和探索。

【關鍵詞】新校區；數字校園；智能建筑；教學環境

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009—8097 (2008) 04—0018—04

隨著計算機技術，多媒體技術，網絡技術，以及智能化建筑技術的迅猛發展，不僅對人們的學習、生活、工作方式產生巨大的影響，而且會引發高校教學模式、教學方法、學習方式和教學環境等支撐環境建設的變革[1]。因此，基于以上技術的“數字校園”已成為21世紀高校建設發展的趨勢。建筑智能化[2]作為數字校園的重要組成和具體表征，也將是新校區建設的重點和關鍵。因此，做好新校區數字化基礎環境的規劃、系統配置和定位，對高校新校區數字園區的建設具有重要的意義。特別是近年來高校的并校和建設新校區，在地理空間上使一個學校形成了多校區，給資源的整合、有效利用、管理帶來了一系列新的問題，如何通過建立數字化校園的平臺，消除不同校區空間距離的障礙，按一個校區進行管理，更是迫切亟待解決的問題[3]。

一 “數字校園”及校園信息化、數字化

“數字校園”是在園區智能化的基礎上，以成熟和先進的信息技術為工具，對傳統校園的各項活動的重新整合，構建現代高等教育機構教、學、管理等功能的新的高效模式[4]。在建筑環境層面，以智能建筑為基礎，構建具有智能化、數字化的校園的基礎設施；在園區信息化層面，利用先進的信息化手段和工具，將校園原有的各項資源數字化，使傳統的校園在時間和空間上得以延伸。它是以網絡為基礎，從環境（校內、校外、設備、教室等）、資源（人力、設備、圖書、講義、課件等）到活動（教、學、管理、服務、辦公等）的全部信息化。

建筑智能化是信息技術對傳統建筑設計、管理、使用的提升和改造。所謂智能建筑，美國研究機構認為[5]：將建筑物的結構、系統、服務和管理四項基本要素及它們之間的內在關系進行最優化，來提供一個投資合理，具有高效、舒適、便利環境的建筑物。日本研究機構認為[6]：指兼備信息通信，辦公自動化信息服務以及樓宇自動化各項功能的，便于進行智力活動需要的建筑物。我國通常認為[7]：建筑物中的樓宇自動化系統，辦公自動化系統．通訊自動化系統通過結構化布線和計算機網絡進行集中管理、統一管理，實現舒適、安全、節能、高效。

信息時代的到來，加速了社區、園區和城市數字化的進程。所謂校園數字化是利用現代化的信息技術、計算機技術、網絡技術、通信技術和多媒體(圖形、圖像、視頻等)技術，將地域活動中的眾多信息孤島，通過校園的現代化的通信基礎設施——“信息高速公路”連接起來，以達到信息資源采集、加工、融合和共享，決策支持的信息化和科學化、公眾化、規范化、法律化的目的，提高地域的生活和管理素質，逐步實現地域信息化和數字化。

信息化和數字化的發展，使得智能建筑的智能化系統由以樓宇自控系統為核心向信息系統為核心轉化。智能大廈成為了地域數字化中的信息節點，智能建筑成為數字城市或數字園區的基礎設施和信息社會的信息站臺。因此，園區數字化基礎設施不僅要從信息管理方面考慮弱電技術集成，同時要從控制技術方面考慮建筑電氣設備的集成，構建具有國際水平的信息基礎網絡及相關的基礎設施。并結合園區管理、服新務等需求，形成園區數字化綜合管理平臺。

二 新校區數字化基礎設施的基本框架

分析校園信息化，智能化的發展趨勢，新校區數字化基礎環境主要表現在兩個方面：一是在校園基礎設施建設方面，以建筑物的結構（建筑環境結構）、系統（智能化系統）、服務（教學科研、需求服務）和管理（物業運行管理）四個基本要素為依據，在智能化系統的物理平臺——綜合布線系統、技術平臺——校園寬帶高速網絡、操作平臺——現場控制總線以及IP網絡的基礎上，建設支持教學科研活動和學生生活的智能校區，形成支撐數字化學習生活的園區數字化基礎平臺。二是在網絡信息環境和多媒體教學環境建設方面，基于以上基礎設施，通過利用先進的計算機技術、寬帶通信技術、多媒體技術等手段，構建各種智能化、網絡化、門類齊全的各類信息應用服務系統，使之成為整個大學內的通訊、廣播、計算機網絡等各類系統的綜合平臺及各種信息化應用服務的載體和運行基礎，為大學的科研、教學和管理提供先進、全面、穩定的信息基礎設施支撐和完善的服務，實現園區數字化功能。

因此，新校區數字化基礎設施不僅包括了智能園區要求的通信網絡，監控網絡和信息網絡，而且包括了數字化教學基礎環境。其基本框架及其網絡結構圖如圖1和圖2所示：

三 新校區數字化基礎設施規劃及系統設置

以西北工業大學為例，現在學校有三個園區：西安市的友誼校區，西安高新技術開發區的西北工業大學科技園，西安市長安區的長安校區。各個園區將通過租用電信光纖，構成一個虛擬的整體校園網絡環境，可跨越空間和距離的影響，對所有資源科學整合，按一個校區開展對教學、科研和學校各項工作的有效管理。依據新校區數字校園建設基本框架，西北工業大學的新校區智能化、數字化基礎設施構成，主要考慮了以下幾個方面：

1 寬帶高速網絡信息基礎平臺

建設萬兆主干校園網，形成以有線百兆接入或部分千兆接入為主，無線接入為輔覆蓋新校區域的網絡環境；建設由新校區、老校區以及高新科技園區的為核心寬帶高速網絡基礎平臺，用于支撐教學科研的開展，并滿足移動辦公和學習的需求。

具體內容如下：

（1） 建設覆蓋新校區，老校區以及科技園的高速寬帶萬兆校園網；

（2） 在園區有線接入的基礎上，以無線接入為輔助，形成覆蓋整個園區的網絡環境，構建移動辦公和移動學習支撐平臺；

（3） 建設連同新校區，老校區以及其他園區的光纖路由，實現各校區網絡高速互聯；

（4） 建設支持新老校區遠程教學，辦公，管理等應用支持環境；

（5） 建設新校區學生公寓網絡環境。

2 數字化教學環境

數字化教學環境[8]是以多媒體教學中央控制中心為樞紐，依托先進的多媒體教學、網絡教學平臺和遠距離教學平臺，形成具有教學實況廣播轉播、教學資源采集、教學過程遠程評估、教學信息發布以及雙向遠程教學和遠程視頻會議答疑等功能的教學支持環境；形成覆蓋新校區和老校區的新型數字化教學和學習環境。新校區數字化教學環境主要包括如下幾個內容：

（1） 多媒體教學中央控制中心，主要用于實現教學實況廣播轉播、資源采集、教學評估、教學信息發布以及雙向遠程教學的集中控制功能。

（2） 多媒體教學環境（包括計算機交互式多媒體教室和示教型多媒體教室）

（3） 交互式遠程教學環境（主要用于與老校區遠距離教學）

（4） 開放式多媒體計算機學習環境，可支持2000余名學生進行網絡學習和遠程答疑

（5） 教學信息發布系統，實時發布教學通知、學術活動以及教室狀況等信息

（6） 外語教學廣播及園區背景音樂系統

（7） 教室門禁及上課簽到考勤系統

（8） 教室安防監控及教學評估系統

（9） 教學資源實況采集制作發布系統

（10）教學閉路電視系統

（11）外語調頻廣播系統

（12）教室狀態導向以及教學文化環境系統

3 智能園區控制平臺

建筑智能化包括建筑物內具有樓宇設備自控系統（BAS）；辦公自動化系統（OAS）；通信網絡系統（CAS），智能化園區是園區內建筑智能化的集成。新校區智能控制平臺是在智能化系統的物理平臺——綜合布線系統、技術平臺——校園網絡、操作平臺——現場控制總線的基礎上，構建智能化教學大樓，實驗大樓和辦公大樓和智能化園區，形成一整套以機電設備管理、安全防范和信息網絡系統管理服務系統為核心的綜合系統，實現數據的共享，設備的聯動，多系統之間的協調功能，實現園區智能控制數字化。

新校區智能化平臺包括以下兩個方面：園區及建筑物結構化綜合布線系統 （PDS）結構化綜合布線平臺。

（1）新校區布線擬采用結構化綜合布線系統[9]，并以光纖為主要傳輸介質，形成可擴展、共享、相互備份的園區主干傳輸網絡布線系統，構建支撐校園網絡、控制、通信、教學應用系統的結構化綜合布線平臺。主要內容如下：

#61548;采用結構化綜合布線方式，構建新校區各個大樓的\"神經系統\"（ 結構化綜合布線系統由六個獨立的子系統組成，即工作區子系統、水平子系統、管理子系統、垂直主干子系統、設備間子系統、建筑群子系統）。

#61548;應用光纖作為主要傳輸介質，構建園區主干布線路由，形成支持園區智能化的物理傳輸平臺。

#61548;建設地下校園管道綜合走廊，形成綜合園區供電，供暖，供水，通訊，廣播，網絡以及控制為一體綜合性管網。構建體系最完整的共同溝（即：地下校園管道綜合走廊）。

（2）基于園區網絡結構化布線系統，結合建筑特點和學科要求，建設必要的園區和樓宇智能控制系統[10]。主要內容包括：

#61548;樓宇自動化管理分系統（BAS）；實現對冷熱源機組、空調機組、新風機組、變風量末端裝置、給排水、送排風、變配電、照明、電梯等設備的自控。

#61548;消防自動報警分系統（FAS）；

#61548;通信自動系統（CAS）；構建有線、無線通訊網絡，形成支持語音通信、數據通信、圖形圖像通信等通訊環境。

#61548;安防監控報警系統（視頻監控系統，門禁系統，巡更系統，園區周邊防范報警系統，電話及緊急報警求助系統等）；

#61548;閉路電視系統；

#61548;公共廣播及緊急廣播分系統 （PAS）；

#61548;地下車庫管理分系統 （CPS）；

#61548;園區“一卡通”系統；

#61548;園區防雷、接地及配電控制系統；

#61548;園區和樓宇智能燈光控制系統。

4 融和人文科技于園區，塑造和諧的學習工作生活環境

新校區數字化環境不僅要在設置系統和技術上體現園區數字化的特征，而且要圍繞學校特點，建設和規劃體現學校文化氛圍的數字化校園人文環境[11]。因此，在新校區數字化基礎設施規劃中，要結合建筑功能和學科特征，分區域進行燈光、廣播、視頻展示、圖片廣告欄的設計和控制，營造高雅、和諧融科技人文為一體的學習工作生活環境。

5 數字化綜合信息樞紐中心

集成網絡信息基礎平臺和智能園區控制平臺，將網絡信息系統，多媒體教學控制系統，智能控制管理系統、地理信息系統[12]、“一卡通”應用系統[13]、高清數字廣播電視系統、校園安防監控、防火和報警系統等聚合，形成新校區數字化綜合信息樞紐中心。

數字化綜合信息樞紐中心有以下幾個方面組成：

（1） 校園數字化綜合信息大樓

（2） 多媒體教學控制中心，完成對個園區遠距離教學，廣播教學、遠程教學答疑、教學資源采集、教學評估以及教學信息發布等教學活動的支持。

（3） 校園網絡信息中心

（4） 安防監控報警指揮中心

（5） 智能園區控制監測中心

（6） 校園廣播、燈光以及人文環境控制中心

（7） 校園“一卡通”數據中心

（8） 遠程水、電、氣管理服務中心

新校區數字化校園的建設完全可按照以上所述的構架、內容和要求進行規劃設計，目前所能預見到的內容，考慮到今后的發展，應全部設計一次到位，并預留一定的發展空間，各種管線預埋應配合土建一次到位，各系統總控、終端及中間的設備安裝調試也可隨土建施工一次完成，也可考慮某些系統暫不上而后裝，但安裝位置應在設計時留出。

綜上所述，高校新校區數字化基礎設施是以建筑智能化系統和結構化綜合布線系統為基礎，通過規劃建設高速寬帶校園網絡信息系統、數字化教學環境、高雅和諧的校園人文環境以及數字化綜合信息樞紐中心，構建集先進技術和人文環境為一體的高校新校區數字化校園基礎環境。因此，做好新校區數字化基礎設施的規劃和定位，對進一步搞好高校“數字校園”建設具有重要的意義和作用。

參考文獻

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