大學新校區智慧校園規劃設計探討

任志國

（山東第一醫科大學，山東 濟南 250000）

0 引言

大數據給教育帶來革命性的變化， 網絡在線教育和大規模開放式網絡課程新的教學模式改變了傳統教學環境，物聯網大數據推動了校園智慧化發展。隨著我國經濟社會發展，對人才需求日益增多，高等教育快速發展，許多高校建設新校區，以此改善辦學條件、擴大辦學規模。 智慧校園是高等教育內涵式發展的重要支撐條件，也是校區建設的重要內容。新校區規劃建設須將智慧校園建設納入新校區總體規劃內， 對智慧校園“物理空間”[1]做出科學合理的規劃，與新校區建設同步進行，或為智慧校園分期建設留足條件。

1 智慧校園建設基本內容

智慧校園建設目標是構建以網絡基礎設施、云數據平臺、智慧應用平臺和一卡通為依托的智慧化校園管理、智慧化校園服務、智慧化校園教學科研，以實現校園全面感知和智慧應用，實現教學智能化、服務便捷化、管理精細化[2]。

智慧校園建設整體架構：基礎設施層、支撐平臺層、應用層、應用終端和信息安全體系等。 其中，基礎設施層包括校園信息化基礎實施、 數據庫和服務器等，應用層包括智慧教學環境、智慧教學資源、智慧校園管理、智慧校園服務。 校園信息化基礎設施包括網絡基礎設施、教學環境基礎設施、教學資源基礎設施、辦公自動化基礎設施、校園服務基礎設施[3]。智慧校園是通過物理空間和信息空間有機銜接，便捷地為師生資源和服務。

智慧校園的基礎設施與校區規劃建設密切相關，支撐和承載智慧校園的物理空間包括網絡機房、數據機房、管控中心用房、地下管線、單體建筑中的管線等，須在新校區規劃設計中充分考慮，如規劃設計考慮不足或滯后于校區建設進展， 將大量增加工程量，造成巨大浪費。 本文結合新校區建設工作實踐，列舉有關校區總體規劃的智慧校園基礎設施、 和基本應用，以及滿足智慧校園基礎設施和基本應用的規劃設計條件。

1.1 校園基礎網絡——校園網

校園網是智慧校園的基礎設施和支撐平臺層，是承載智慧校園的基礎網絡，有線、無線、監控、物聯全融合的校園一張網。 實現人、 物泛連接互聯互通；有線、無線全覆蓋的校園網網絡；滿足需要的校園網出口；完備而又有擴展能力的數據機房；建成的可觀、可測、可控的精細化校園網絡管理；設置核心層、匯聚層、接入層三層的網絡結構，校園網采用“千兆到桌面，萬兆到匯聚，萬兆到核心”的鏈路設計。

1.2 智慧校園應用系統建設

智慧校園應用系統包括教學、科研、管理、服務等多方面具體應用。 有些應用系統依托校園網實現，有些應用系統依托樓宇智能設備網絡實現。以下列舉與校區地下管網和單體建筑建設密切相關的應用系統。

1.2.1 智慧教學系統： 構建桌面與移動客戶端同步、一站式公共教學服務平臺

智慧教室能夠整體實現課上學生手機簽到、老師移動授課、學生手機互動、移動端交互討論、智能考勤點名、無線投屏移動授課等新模式的教和學場景。

一體化智慧教學運行中心包括大屏幕顯示、解碼器、管理工作站、網絡交換機等設備，用于開展設備管理、錄像管理及教學技術服務，用于教學檢查、教學管理。

1.2.2 標準化考場系統

標準化考場主要建設內容為：標準化考場監控系統、考試專網網絡系統、身份驗證系統、標準化考點無線電防作弊系統、 四六級聽力廣播系統、 標準化考試信息發布系統、標準化試卷保密室等。

1.2.3 平安校園

平安校園規劃安防監控和消防聯動系統、車輛管理系統、門禁等。建設安防智能平臺，具備指揮、調度、查詢、統計、監視、跟蹤、報警、控制等功能；學校大門口和校內停車場應使用高清數字化車牌識別系統，公寓、實驗室等重點要害部位應使用人臉識別系統。

1.2.4 能源監測管理

對水、電、氣、供暖、空調、熱水實施在線監控和智慧管理，運行情況實時呈現和分戶計量。

能夠監控水、電、暖、空調、燃氣等。 水、電計量到房間，供暖計量到建筑單體，實現監控、調節功能。

水、電計量采用網絡集中抄表，學生公寓實現防止惡性負載、網絡售電、一卡通支付功能。

1.2.5 校園一卡通

實現身身份認證、食堂消費、圖書館借閱、門禁、考勤、水控、電控、繳費、查詢等各種生活服務；形成師生行為數據，送入大數據分析平臺。

1.2.6 校園廣播

校園廣播按照教學區、生活區、運動區分區布置，室外合理布置音柱位置，建筑單體按需求設置音響。

1.2.7 綜合管網監測管理系統

生成三維的地下管網可視系統，實現查詢統計、工程管理、生命管理、故障管理、隱患管理及歷史管理。

2 智慧校園綜合布線規劃設計

校園規劃必須對智慧校園布線做出專項規劃，滿足校園網和應用系統傳輸要求，預留充足冗余，滿足學校發展需要。

（1）弱電綜合布線系統采用開放式的網絡拓撲結構，能支持語音、數據、圖像、多媒體等業務信息的傳遞：通信管道網絡系統為網狀或半網狀結構，能夠覆蓋全校各個樓宇，擁有較高冗余性，充分滿足需求[4]。

（2） 綜合布線系統均需要綜合考慮包括網絡、固話及移動通信、數字安防、能源管理、樓宇智能化、多媒體教學、電子考場、數字廣播、校園一卡通等各類應用系統在內的所有需求，避免重復建設，同時考慮充足的備份，滿足可靠性及對后續新業務的支撐[5]。室外光纜： 每個樓宇至少敷設72 芯單模光纖與校園網核心機房相連。

（3）地下管網包含：網絡通信管網、安防系統管網、電信運營商通信管網、備用通信管網等。 校園網、校園一卡通、安防監控、停車管理、消防聯動、能源監控系統、 綜合管網監測管理系統等網絡通信線路，預埋主管網結合道路、綜合管廊敷設，各建筑物預埋分支地下管線與主管網聯結并留有足夠預留量。

3 單體建筑智慧校園弱電系統設計

單體建筑設計充分考慮智慧校園規劃， 規劃設計弱電機房、管控中心等功能房間，設計弱電管線、各種信息點位。 本文列舉部分有關智慧校園應用系統較多的單體建筑， 重點闡述該部分單體建筑信息化設計要點。

3.1 教室、實驗室

教室、實驗室需要設計的應用系統：智慧教學系統，標準化考，教學實驗設備管理系統，建筑設備智能管理系統等。滿足智慧教學系統和標準化考場系統的弱電設計主要考慮以下內容：

（1）校園網要求：教室、實驗室均須實現無線網絡覆蓋，根據面積大小、人數情況確定無線AP 數量。 每間教室設計有線網絡信息點，另外敷設兩芯單模光纖及電源至中控臺處（講臺位置）。普通實驗室設計六類網絡接入點，分別在相應的對端墻上預留點位，并設計光纜接入點。教室內綜合布線系統設置按照建設智慧教室、標準化考場等要求設計點位，包括各類教學設備、監控等安裝位置[6]。

（2）智慧教學系統、標準化考場系統：教室、實驗室門口預留電子班牌接入信息點，電子班牌按照供電方式預留電源。 每間教室、實驗室需預留監控攝像機管線。 教學樓主入口設置人臉識別攝像機，實現陌生人入侵自動報警功能。 實驗樓內設重點庫房（易燃易爆、危險品庫房）按照防爆要求設計燈具、開關和插座，并按公安部門要求設置監控攝像機及門禁控制系統。 教室多媒體系統預留遠程控制管線，教室中控臺預留IP 電話，系統需要中控室（集中設一處）。 教室內預留多媒體黑板、投影儀等設備數據點及電源，實驗室內預留電子白板、超短距投影儀等設備數據點及電源，電子LED 屏、電子白板、投影儀等設備預留數據點及電源。

3.2 學生公寓

學生宿舍按照本科生4 人間、 碩士生2 人間、博士生一人間標準設計，獨立衛生間、洗浴間，校園網有線、無線覆蓋。

（1）網絡要求；有線網絡點位按照人數設計。每間宿舍內均設置無線AP，實現無線網絡全覆蓋。

（2）平安校園系統：公寓出入口門禁采用人臉識別方式；非主要出入口通過門禁系統設定權限，控制人員出入，并與消防系統實現聯動。 公寓主入口設計人臉識別通道閘機。

（3）能源監測系統：宿舍內熱水采用刷卡計費方式；水、電計量遠程采集。

3.3 學生食堂

（1）食堂有線電視系統采用網絡電視形式，前端點位預留網絡插座。AP 數量滿足信號覆蓋要求，滿足學生滿員狀態下的需求。

（2）達到陽光廚房的標準，餐廳內能直接播放后廚操作情況。

3.4 圖書館

（1）圖書館應用系統：圖書館通常都是學校的核心建筑，建筑體量大，智慧化程度標準高。除樓宇智能系統外，圖書管理系統是重要的應用系統，包括電子標簽轉換子系統、自助借還子系統、安全門禁子系統、推車式盤點子系統、空間預約子系統、自助文印子系統、自助借還柜、研討室預約系統。圖書館一般布置在校區的核心位置，校園網網絡中心機房、數據機房可以布置在圖書館建筑內。

（2）信息化設計要求：根據圖書館智能化系統要求，按照綜合布線設計標準進行設計，合理確定數據和語音點位，如自習區、閱覽區桌子預留數據點位，出入口門禁、道閘預留數據點位，電梯廳、出入口、閱覽區、需要懸掛LED 大屏位置、觸摸查詢機預留信息發布點位，安裝自助借還機位置預留點位等。

其他單體建筑按照智能建筑標準設計，有特殊需求預留點位。

4 結語

智慧校園建設是一項復雜的系統工程，其基礎設施層、支撐平臺層和部分應用系統的設備間、管控房間以及管線都需要在校區規劃中設計，尤其采取直埋的地下管線和單體建筑預埋管線，必須與校區建設同步進行，否則，只能重新開挖、開鑿、改造等重復施工，增加投資，造成浪費。 通過對新校區規劃技術經濟分析[7]，將智慧校園規劃設計作為新校區規劃的專項規劃，一次規劃，同步建設或分期實施，可以有效降低建設成本，同時為高標準建設智慧校園提供保障。 本文闡述的智慧校園的基礎網絡（校園網）和應用系統，都是建設智慧校園必須用到的或常用的網絡設施和應用系統，與其相應規劃和建設的功能用房、綜合布線以及信息點位等， 也是智慧校園建設的基本條件，智慧校園其他應用系統基本是依托校園網和設備網，在大學在新校區智慧校園規劃設計內容中，充分考慮上述基礎設施和應用系統設計，為智慧校園建設奠定基礎條件。