高等學校學生管理智能化決策支持系統設計與構建

李文姍，馬勝文，姜宇琪，曹文超★

（1.牡丹江醫學院，黑龍江 牡丹江 157011；2.牡丹江醫學院附屬紅旗醫院，黑龍江 牡丹江 154011）

0 引言

近些年來，隨著普通高校招生規模不斷擴大，大學生招生數量逐漸增多。尤其是受互聯網自媒體等因素的影響，新一代的大學生思想更為多元化、行為管理更為復雜化。高等學校的學生管理業務產生大量的數據，而學生管理本質上屬于決策層面的管理。學生管理數據真實的反映出學校的定位、具體管理的健康狀況。

高等學校的信息化建設進程導致學生管理的數據增多，學生事務一直處于學校管理的重心，學生事務管理方面的決策需要有效的數據提供決策支撐。基于學校的教學、科研、管理、發展的動態數據，可供學校學生管理人員做出綜合分析、專項分析、學業預警分析及個體化定制分析，即支持學生管理人員智能化決策。

因此，高校學生管理智能化決策支持系統須具備：學生管理數據動態變化；學生管理數據來源多元化；學生管理數據分析需要開放性與個體化定制；用戶可自主選擇決策支持的類型。

1 系統架構設計

1.1 高校學生智能化決策支持系統的功能架構設計

在高校學生管理智慧化、信息化、數字化進程中，大量學生相關的數據由此產生，這些數據有靜態、也有動態的，是學生管理中的業務的具體體現和工作支撐，更是高校學生智能化決策支持系統的主要支撐。高校學生智能化決策支持系統面向不同的工作場景，需要對數據進行交換、處理，以可視化的形式提供給決策者。決策的主要功能架構[1-3]詳見圖1。

圖1 高等學校智能化決策支持系統架構

1.1.1 數據庫建立

學生事務管理過程中產生大量的數據，有的數據是冗余的、無效的，有些數據是非健壯的，數據來源也十分多樣化。因此為建立健壯、穩定、有效的數據平臺（數據庫），需要對不同來源、不同類型的數據進行接入、存儲、規范、清洗、挖掘、關聯并且建立合適的數據接口[4]。

1.1.2 數據的挖掘與處理

數據挖掘與處理的目的是將孤立的數據間建立關聯，挖掘出數據的對應關系和因果關系，確定其內在的規律和供智能決策的價值。高等學校的學生管理決策有其內在的階段性目標，需要對學生管理的目標決策進行定向分解業務，在學生管理的執行層面，能夠真實的反映出決策業務的執行過程中。

1.1.3 數據的可視化

數據的可視化目的在于通過直觀的形式向用戶展現決策信息，使決策者便捷的聚焦在關鍵性數據，以利于用戶精準的、動態性的把握事務判斷。

2 高校學生管理智能化決策支持系統的技術實現

高校學生管理智能化決策支持系統的業務支撐，需要實現數據采集、數據存儲、數據挖掘、數據可視化。系統的技術還須保證智能決策過程中穩定可靠、數據健壯、應用靈活等。系統的技術實現需要集成多種API接口技術、基于網絡的數據庫、動態數據采集、數據結構化和半結構化處理、爬蟲技術、網絡拓撲和訪問等。系統集成多種技術，目的在于發揮數據價值，實現高校學生管理決策的智能化[5-6]。

2.1 數據采集層構建

數據采集層應用數據采集工具對需要采集的數據進行抽取及抓取，按照目標數據進行自動更新，數據具備開放性、健壯性等忒按。數據采集支持對不同數據來源進行自動化抓取，抓取機制可自行配置。

2.2 數據存儲

數據類型分為結構化、非結構化、半結構化三種。數據存儲層對各類數據進行存儲。在數據庫選擇上，可已利用結構化和非結構化以及半結構化的數據庫如ORACLE、MySQL（結構化）、NFS（半結構化）。

2.3 數據處理與數據緩存

數據處理即規范數據標準，實現數據蘊含的流程，實現數據價值挖掘，為用戶進行分析包括興趣分析、網絡行為分析、情感語義分析等。數據緩存目的是提高數據讀取的速度、讀取的效率、數據展示的速度，其過程為從傳統數據庫中抽取數據的方式[7-8]。

2.4 數據的接口層

由于學生管理智能化決策支持系統的數據來源于學生事務的多個環節，直接對數據平臺進行數據請求，將令數據安全受到挑戰。在數據和使用者間建立數據接口，通過用戶鑒權、白名單、數據加密、脫敏等技術，對訪問進行有效控制，以確保核心敏感數據的安全性。此外，為使數據的分析有效，對數據進行分離，不同層級的訪問請求，應通過接口獲取數據結果。

2.5 數據展示與微服務

數據展示技術包括圖像處理、計算機視覺、交互界面，應用數據處理技術和建模技術，利用數據結構的解釋，使用戶充分利用圖形化界面。用戶可自行數據選擇和自主分析。微服務，即用戶根據業務目標創建應用。數據采集、數據處理、數據接口彼此保持獨立性，在業務分離過程中，數據流轉相互獨立，相互之間的松耦性有利于數據在流傳過程中不發生干涉。

3 系統的技術實現

高校學生管理智能化決策支持系統是智慧校園、數字化校園、信息化管理的重要組成部分，該系統以學校的業務系統為支撐，數據采集、數據清洗、數據處理、數據歸類等過程應用學校的主數據系統、數據交換平臺進行實現。

在數據分析層面，學校業務、學校決策采用上-下多層機分析場景，滿足不同用戶的分析需要。利用數據的可視化界面，為用戶展現自定義分析的工具。

高校學生管理智能化決策系統的數據傳輸是利用智能決策系統底層庫-主題庫-Echarts和Tableau進行圖形化展示。并且利用密匙加密，控制訪問權限。其技術架構如圖2所示。

圖2 學生管理智能化決策支撐系統技術架構

3.1 數據處理

數據處理包括數據采集模塊，該模塊面向不同類型的數據來源、數據采集需求，對數據進行標準化、規范化、結構化，可做到新數據源、新采集的需求進行實時配置，不對系統內其他采集任務產生影響[9-10]。

3.2 數據存儲

MySQL集群用于存儲采集到的結構化數據，并定時向Hadoop集群中同步。在此過程中，系統將產生大量數據，系統自動進行備份日志、文件。數據集群存儲中心用于數據存儲、保存已有的數據，并按維度進行歸檔。在此集群中，數據的一些處理包括修改、清洗、存儲都得以執行。

3.3 學生管理智能化決策支持系統的管理

該系統的管理功能包括任務管理、權限管理、日志管理、可視化配置等。管理模塊采用。Net開發框架搭建，包括主題構建、場景嵌入、前端訪問等。任務管理能夠實現數據采集、治理、自動化過程，權限管理，支持用戶建立角色和權限配置。日志管理為在系統運行過程中，對系統的運行狀態進行自動監控、記錄用戶訪問信息[11-12]。

圖3 學生管理智能化決策支持系統數據存儲

4 結束語

學生管理智能化決策支持系統在技術上采用了分層總體架構設計、數據處理采用微服務架構，數據清洗、處理過程中支持熱插拔、平滑擴容。決策輔助的數據分析平臺支持自動化去、自動統計、自動分析數據的功能。后臺管理包括采集、清洗、處理、管理、配置、日志記錄等。在用戶權限管理上，支持統一身份認證，實現單點登錄。安全防護方面對系統內的訪問進行安全認證，隱藏實際訪問路徑。日志對系統的運行進行監控與記錄，并支持訪問記錄，確保系統的操作有跡可循。支持系統本地-異地-異機等多種形式的備份。

學生管理智能化決策支持系統以學校的學生事務管理為出發點，應用數據挖掘算法、精準智能分析學生的各方面數據，對學生管理效能的提高提供資源配置決策。未來的研究將在此基礎上增加心理評估、學業預警等功能。