基于大數據的高校體育管理云信息系統研究

左海春，顧志平，曾利娟

（廣州南洋理工職業學院，廣東廣州 510900）

1 引言

2016年10月，中共中央、國務院印發了《“健康中國2030”規劃綱要》這一推進健康中國建設的行動綱領，隨著全民健身時代的來臨以及體育產業的發展，體育管理、體育康復等方面的專業人才尤其緊缺，高校要完成創新型人才培養，專業設置和人才培養要瞄準社會需要和人民群眾需求，這就要求辦學模式、教學計劃、課程體系、培養途徑都要進行大的變革，以期待體育管理信息系統有健康體育教育的大數據指導能力。同時，目前高校體育健康數據增長非常快，面對擴展能力不強的傳統體育管理信息系統，顯得有些力不從心，體育管理信息系統需支持海量數據以及非結構化數據的處理能力,以期待提升科學決策和提高教學管理工作效率。

隨著云計算大數據等信息技術的飛速發展，把云大數據等信息技術引入到體育教學過程，提出基于大數據的高校體育管理云信息系統研究，將依托大數據和整合優質體育資源，構建體育大數據環境，建設大數據的高校體育管理云信息平臺，提升高校體育管理信息系統的決策能力以及智能化水平，培養社會所需體育人才以及共享體育大數據、協同創新等具有非常重要的意義。

2 基于大數據的體育云信息系統設計

本文針對目前高校體育管理信息系統的應用需求進行技術分析，提出高校體育管理云信息系統總體設計及集成方案，建立基于高校大數據的體育數據倉庫系統。

2.1 高校體育管理云信息系統總體規劃

通過對廣州各高校進行系統需求調研分析，統籌規劃云信息系統的學生體質監控與教學實施是十分重要的，設計時要考慮規劃期內的所有可能需求，進行整體設計，然后可以根據高校實際情況和需求分步實施，從而保證了系統在規劃期內的一致性、先進性和可擴展性。以下從系統功能層次劃分、工藝子系統劃分和地理位置區域劃分三個方面，分別進行總體分析介紹。

（1） 系統功能層次劃分采用金字塔式三層體系結構，自底向上分別為大學生體能監控層、教學實施系統監控層和體育云信息管理層，如圖1所示。

基于大數據的大學生體能系統監控層是高校體育管理云信息管理系統的基礎。它由多個相對獨立的功能子系統組成，這些子系統可能是按照體育管理類別劃分子系統，也可能是按區域位置或高校劃分子系統，該子系統通過智能終端穿戴設備進行體能信息自動采集，通過設計存儲、顯示、語音提示、無線發射以及無線接收模塊連接計算機，實時監測運動者的狀態并收集學生個人運動數據等模塊組成一個監控子系統，可以完成不同類型或區域高校的體育數據采集、監控，并為體育管理系統教學實施系統層提供基礎數據。

圖1 三層體系結構

圖2 體能監控層設計

教學實施系統層是體能系統監控層與云信息管理系統的中間層。由各類體育類項目子系統組成，包括田徑子系統，球類子系統，健美子系統等競技體育和娛樂體育系統。對底層采集的數據時行分類，分析，并反饋給底層。同時根據這些數據進行分析處理判斷，結合云信息管理層下達的命令或設置的參數。它是體育資源信息大數據平臺的核心，是實現體育教學的關鍵。平臺可向教學管理者，教師，還可以向體育管理部門、健身中心及學生，社會個人提供各類大數據服務。譬如，教師可根據授課內容，時間發布授課地點，學生根據教學內容選課，教學管理部門可以對所屬場館進行實時監控；個人根據體育場館分布和實時人數，通過終端預約場地進行運動。

云信息管理層：主要包括有，數據交換與系統整合，實現體育資源信息在各相關部門之間的信息交換管理；目錄管理和服務系統，它實現目錄內容的審核、查詢、發布等功能；運維管理系統，它主要實現體育信息平臺的日常運行維護；API接口系統，可以實現本平臺的服務與其他現有系統應用集成，也可直接進行資源信息平臺的開發。平臺系統，用于以平臺為基礎的各種應用管理，它面向管理員與個人，針對不同需求提供各類服務。

2.2 云信息系統功能設計

建設基于大數據的高校體育管理云信息系統，挖掘現有體育資源數據，將為需要體育資源數據的各類教與學應用提供支撐與服務，按功能劃分，可以分三個功能子系統，（1）數據采集與監控，主要獲取以往的體育資源信息，及以收集現有高校學生體質的實時數據。利用5G、WIFI、互聯網技術實現穩定、可靠、安全的網絡通道，實現完成數據收集和整合。（2）大數據處理系統：體育資源信息大數據系統包括數據支撐、交換數據與系統整合、運行維護系統，智化指導教學的核心子系統等。（3）大數據應用管理：大數據應用管理是基于大數據的高校體育管理云信息系統實現管理的應用層核心，是實現體育管理、體育教學的關鍵。

大數據的高校體育管理云信息系統構成如圖3所示。

圖3 體育管理云信息系統構成

2.3 基于大數據的體育管理數據倉庫結構設計

大數據倉庫是體育數據集中存儲和綜合數據挖掘分析統計、管理信息系統的重要數據基礎。圖3是本系統大數據倉庫系統架構圖。體育大數據倉庫功能實現了智慧決策管理支持、數據挖掘統計分析，其主要的工作流及過程包括：采集數據、數據倉庫、信息集市中心等。

（1）采集數據：數據采集技術廣泛應用在各個領域。比如攝像頭，麥克風，都是數據采集工具，本項目是利用一種軟硬裝置，采用無線網采集數據并輸入到系統內部的一個接口，包括接口裝載、數據接收處理、檢查校驗等主要組件。

（2）數據倉庫：在大數據智能大環境下，數據倉庫可以為高校網解決方案以及大數據方面提供了高效的計算資源，主要特點，效率足夠高，數據質量高，可護展性。本項目通過濾器裝置完成過濾工作。

（3）信息集市中心：完成從大數據到信息的轉化，提供云信息化管理所需數據，是層次體系結構。

數據倉庫設計：本項目有別于傳統數據倉庫的維度設計，主要包括有維度模型、ODS（operational data store）、OLAP等。本項目的數據倉庫建設遵循基于高校體育大數據維度建模、包含聚合數據、集中體育數據源、支持高校歷年數據、維護數據一致性。為了提高系統訪問效率，項目設計上充分利用數據分區技術，通過空間來換取存儲性能。OLAP支持多維大數據分析查詢，建立立方體數據模型；數據抽取集完成從學生體能數據采集、匯聚到 ODS、集成到主數據表的過程；可視化模塊通過虛擬仿真，可視手段直觀顯示系統數據結構關系。

大數據與數據倉庫相融合思路，將大量需要聚合的數據預處理并存儲，大大提高了信息管理系統的查詢效率，同時也實現了向深度數據的轉變。本項目在應用層與數據倉庫間使用Mon DB非文檔數據庫系統，運行聚合數據和預處理及開發系統接口，將大數據倉庫與Mon DB建立關系，完成體育各分類數據的批量實時加載與更新。數據架構如圖4。

圖4 數據架構示意圖

根據項目數據架構設計需要建設的數據庫有：索引庫，它是整合體育數據的基礎，由注冊庫所產生；注冊庫：注冊庫完成主索引庫，它由注冊服務完成；體育數據庫：通過采集現有系統中的數所來整合，按照本系統標準設計的數據庫；分析庫：設計的目的是為了將教學管理業務和統計分開以保證業務系統具有較高的應用性能,它由體育報告共享庫和體育數據庫ETL而產生。交換庫：是數據采集處理系統與平臺交換的前置庫。

3 結論

本文提出基于大數據的高校體育管理云信息系統研究，將依托大數據和整合優質體育資源，構建體育大數據環境，建設大數據的高校體育管理云信息平臺，提升高校體育管理信息系統的決策能力以及智能化水平，培養社會所需體育人才以及共享體育大數據、協同創新等具有非常重要的意義。