基于大數(shù)據(jù)平臺的智慧校園建設(shè)研究

趙倩瑩

（西安工業(yè)大學(xué)，陜西 西安 710021）

0 引言

大數(shù)據(jù)技術(shù)的存在，提升了校園信息化平臺對數(shù)據(jù)收集和處理的能力，為校園平臺提供了更好的決策依據(jù)。智慧校園具備的管理功能決定了平臺的工作性質(zhì)，根據(jù)實際需求開展平臺建設(shè)的過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用過程中的相關(guān)問題，也是保障平臺運行和功能發(fā)揮必須注意的方面。

1 學(xué)校智慧校園的功能需求

1.1 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的可利用性

首先，明確數(shù)據(jù)交換規(guī)范，確保各部門之間形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換，基于數(shù)據(jù)具體來源，對校園的數(shù)據(jù)分布情況、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系做出盤點和梳理。其次，保障數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)集中管理，通過對數(shù)據(jù)進行采集，將其錄入到數(shù)據(jù)庫進行集中存儲，制定分類標(biāo)簽，使倉庫內(nèi)的數(shù)據(jù)更加清晰化，便于查找和調(diào)用，為全校提供維度完整的數(shù)據(jù)服務(wù)，依靠“數(shù)據(jù)引擎”，進一步推動學(xué)校發(fā)展。在這一過程中，應(yīng)始終秉承數(shù)據(jù)推動學(xué)校發(fā)展的思路，積極引導(dǎo)學(xué)校在教學(xué)、科研等方面開展活動[1]。

1.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可積累性

在保證教學(xué)活動順利開展的基礎(chǔ)上，應(yīng)加強對應(yīng)數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)和應(yīng)用場景優(yōu)化，以便基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集全面便捷。例如各項支付繳費、出行卡辦理等問題，都可采用人員身份信息核實的流程對其信息進行確認(rèn)。此外，學(xué)校各部門的信息模塊之間普遍缺少緊密的關(guān)聯(lián)性，導(dǎo)致各部門存在一定的孤島現(xiàn)象，數(shù)據(jù)系統(tǒng)的建設(shè)，有助于減少人工檢索，為對象提供更優(yōu)質(zhì)的信息資源，保障數(shù)據(jù)的共享性，避免孤島現(xiàn)象。

1.3 數(shù)據(jù)之間有效兼容

數(shù)據(jù)之間要具有有效兼容性，這樣才能更加自由的傳遞數(shù)據(jù)[2]。基于分項數(shù)據(jù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)化，保障數(shù)據(jù)的完整。數(shù)據(jù)具備的兼容性更有利于加強學(xué)校師生日常教學(xué)與管理活動的數(shù)字化辦事效率。例如，學(xué)校為校內(nèi)師生訂購一批書籍，在上傳信息的過程中，數(shù)據(jù)存儲與師生電子設(shè)備端查閱程序之間可能存在差異，當(dāng)系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)兼容性較差時，會對查閱對象的查閱效率造成影響，出現(xiàn)數(shù)據(jù)亂碼等現(xiàn)象，給師生正常使用資料帶來嚴(yán)重的影響。對此，學(xué)校建設(shè)智慧校園時，需要注重數(shù)據(jù)兼容性的問題，建立可靠的智慧應(yīng)用平臺。

1.4 應(yīng)用數(shù)據(jù)的智能化

智能服務(wù)是依靠多項技術(shù)集成實現(xiàn)操作，其中包含了技術(shù)和與之對應(yīng)的理念。大數(shù)據(jù)時代，學(xué)校的方方面面都需要借助智能服務(wù)，以智能化的視角優(yōu)化數(shù)據(jù)，是對智慧校園建設(shè)提出的新要求。例如，學(xué)生在對校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的瀏覽過程中下載資料，傳統(tǒng)的信息化平臺中，學(xué)生需要先登錄驗證信息，才能從資源庫中提取自己需求的資料。當(dāng)同時訪問的人數(shù)較多時，就會導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)卡頓等情況。因此，建設(shè)平臺時，應(yīng)保障管理控制與數(shù)據(jù)共享可以相對獨立且保持聯(lián)系，通過建立網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一門戶、辦事大廳等形式，有效緩解認(rèn)證流程的壓力，提高學(xué)校網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的服務(wù)能力。

2 核心技術(shù)

2.1 SDN網(wǎng)絡(luò)

上述提及的兼容性等功能，是建設(shè)智慧校園的基本訴求。SDN技術(shù)被用于平臺的網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境，這里SDN網(wǎng)絡(luò)是指軟件自定義網(wǎng)格格局。作為Emulex網(wǎng)絡(luò)中的新型網(wǎng)絡(luò)，SDN網(wǎng)絡(luò)借助OpenFlow成功實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化。該技術(shù)可有效將控制與數(shù)據(jù)兩種板塊分離開來，進一步提升智慧平臺的可操作性，推動學(xué)校網(wǎng)絡(luò)更好的發(fā)展。例如，學(xué)生在需要校園網(wǎng)內(nèi)的資源時，可以自主下載資料；當(dāng)無課期間，很多學(xué)生同時訪問網(wǎng)絡(luò)平臺，會造成資源下載量短時間內(nèi)猛增，平臺會自動根據(jù)校園網(wǎng)的網(wǎng)速需求做出調(diào)整，優(yōu)先滿足學(xué)生的實際需求；在下載量達(dá)到巔峰的時刻，結(jié)合相關(guān)網(wǎng)速，對網(wǎng)速作出調(diào)整，可最大程度保障智慧校園的服務(wù)質(zhì)量。

2.2 通信技術(shù)

學(xué)校擁有大量的平臺應(yīng)用對象，為了簡化應(yīng)用流程，會借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，提升數(shù)據(jù)處理效率。將師生的基本信息進行收集和整合，包含基礎(chǔ)信息和其他信息，借助通信技術(shù)與校園的系統(tǒng)結(jié)合，借助高新技術(shù)為智慧校園構(gòu)建提供技術(shù)支撐，有效實現(xiàn)各業(yè)務(wù)之間的數(shù)據(jù)共享。同時，智慧校園應(yīng)對業(yè)務(wù)加以整合，提升系統(tǒng)綜合性能。系統(tǒng)在Web Service的環(huán)境下運行，與其他數(shù)據(jù)庫之間產(chǎn)生一定耦合性。這樣系統(tǒng)內(nèi)部的各個數(shù)據(jù)庫，既能相對獨立的存在，又能相互結(jié)合，并且在運行期間，各數(shù)據(jù)庫之間不會產(chǎn)生影響。

2.3 數(shù)據(jù)安全

數(shù)據(jù)的安全性可以保障系統(tǒng)的安全。當(dāng)系統(tǒng)遭到病毒等入侵時，系統(tǒng)會出現(xiàn)失靈和無法識別等現(xiàn)象。外界人員入侵網(wǎng)絡(luò)，實施不法的行為，也會對系統(tǒng)安全造成嚴(yán)重的影響。為有效保護系統(tǒng)與數(shù)據(jù)的安全，應(yīng)安裝防護軟件。

2.4 身份認(rèn)證技術(shù)

為保障師生私有數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性，需要對師生身份設(shè)置認(rèn)證，例如指紋和密碼驗證，在科技不斷發(fā)展的過程中，虹膜、人臉識別等識別技術(shù)也相繼出現(xiàn)[3]。對此，基于數(shù)據(jù)平臺，可以根據(jù)使用場景，選擇或綜合應(yīng)用各類識別技術(shù)。例如，學(xué)生歸寢的時候，可以通過面部識別，對學(xué)生的信息進行識別，同時判斷學(xué)生是否屬于這棟寢室樓，保障學(xué)生的安全。

3 智慧校園建設(shè)

3.1 基本架構(gòu)

建設(shè)智慧校園的基本架構(gòu)，其關(guān)鍵點在于保障信息實現(xiàn)交互，并且為全校師生提供個性化的智能信息服務(wù)，提升學(xué)校的管理能力，有效促進學(xué)校各部門之間的信息資源實現(xiàn)整合。完整的智慧校園系統(tǒng)中，應(yīng)該包含信息應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則、運行維護等，基于此模塊又分成基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用支撐、業(yè)務(wù)分類、終端展現(xiàn)等，如圖1所示。

圖1 智慧校園基本框架

智慧校園平臺應(yīng)用的數(shù)據(jù)流向具體情況如圖2展示，建立數(shù)據(jù)中心主要是為了數(shù)據(jù)可以有效共享。在整合相關(guān)數(shù)據(jù)的過程中，可以基于整合后的條件，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)信息。同時，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部引擎中存儲的數(shù)據(jù)能有效保證實時更新?；跀?shù)據(jù)中心庫，對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)進行分析，通過選擇有效的數(shù)據(jù)存儲硬件與軟件，提升系統(tǒng)接受、輸入數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咝?，避免發(fā)生數(shù)據(jù)難以兼容的問題。

圖2 智慧校園應(yīng)用平臺的數(shù)據(jù)流向

3.2 數(shù)據(jù)清洗

數(shù)據(jù)清洗是對數(shù)據(jù)庫的文件進行分析，而后進一步檢查其正確性，通常借助計算機對數(shù)據(jù)存儲缺失、無效值等作出智能化處理[4]。經(jīng)過清洗后的數(shù)據(jù)，能進一步提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，減少系統(tǒng)中數(shù)據(jù)殘缺不全的現(xiàn)象。應(yīng)用數(shù)據(jù)清洗技術(shù)，可以有效地將學(xué)生在校期間的相關(guān)數(shù)據(jù)完整保留，為日后工作提供有利的參考，促進學(xué)校良性發(fā)展。

3.3 信息整合

智慧校園在建設(shè)期間，對數(shù)據(jù)的整合處理有著極高的要求。在采集學(xué)生信息時，應(yīng)在學(xué)生入校的初始階段，就告知學(xué)生注冊智慧校園賬號[5-8]。便于校園日后開展各項活動，學(xué)生可以不受限制地參與進來，從智慧平臺中獲得各種資源。另外，采集信息有助于加強學(xué)校對學(xué)生的管理能力，學(xué)校收集學(xué)生信息，一般需根據(jù)學(xué)生的實際情況進行分組，學(xué)生采集項目包含基礎(chǔ)信息與其他信息。信息收集完成后，將學(xué)生的信息根據(jù)分組錄入到平臺對應(yīng)的各個系統(tǒng)中，實現(xiàn)信息的交互。例如，學(xué)生會分成住校和走讀兩種情況，通過分組校方更加明確學(xué)生的實際情況，可以更有效率地對其進行管理，提升智慧校園的服務(wù)性能。

3.4 蛛網(wǎng)式管理體系

基于智慧校園平臺的構(gòu)建，采用蛛網(wǎng)式的方式對各方面進行管理，借助蛛網(wǎng)式特點形成點到面的管理延伸服務(wù)。盡可能涵蓋更多的服務(wù)模塊，并基于SDN網(wǎng)絡(luò)，保障平臺面對大量學(xué)生請求的條件下，實現(xiàn)系統(tǒng)的有效運行。對此，學(xué)校建立蛛網(wǎng)式管理模式，通過多層次響應(yīng)，有效保障最短時間內(nèi)給予學(xué)生響應(yīng)回復(fù)。例如，學(xué)生在訪問校內(nèi)圖書館系統(tǒng)時，若下載等請求數(shù)量過大，校園網(wǎng)將難以承受龐大的申請要求，會造成網(wǎng)絡(luò)崩潰等情況。此時，便可借助蛛網(wǎng)式管理系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行分析，根據(jù)專業(yè)建立分類數(shù)據(jù)庫，減輕網(wǎng)絡(luò)擁堵的壓力。借助分庫管理，更科學(xué)地對教學(xué)資源進行分配，高效保障學(xué)生的下載需求。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著大數(shù)據(jù)自身采集整合、分類利用功能的不斷深入，大數(shù)據(jù)被更廣泛應(yīng)用于智慧校園平臺構(gòu)建過程中。如何有效促進大數(shù)據(jù)技術(shù)與平臺建設(shè)相融合，成為當(dāng)前學(xué)校打造智慧校園的重點。通過近幾年的建設(shè)，平臺的整體框架已清晰明確，下一步需要切實發(fā)揮大數(shù)據(jù)平臺的作用，更好滿足學(xué)校構(gòu)建業(yè)務(wù)、信息的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)綜合需求，進一步促進學(xué)校智慧校園建設(shè)。