高職院校全量數據中心建設研究與實踐*

孫 兵，劉 賀

（揚州工業職業技術學院，江蘇 揚州 225127）

1 高職院校數據中心建設現狀

隨著之前數字化校園建設工作的全面展開，高校在網絡基礎設施和線上系統建設等方面進行了大量投入，信息化水平得到顯著提升，但是在數據層面的建設成效卻不明顯，不少院校甚至沒有建設數據共享交換平臺，數據依然還是以線下單點交換的方式進行共享交換；即使部分學校建設了數據共享交換平臺，但由于受限于其技術架構，使用過程中問題也日益突出。

1.1 缺乏統一管理架構

學校在數字化校園建設時期沒有認識到校級數據資產的重要性，沒有建立起一套自上而下、再自下而上的數據管理組織架構[1]，用以統籌和規劃學校信息化建設中的數據管理和使用規范。

1.2 缺乏統一數據標準

在推動線上業務系統建設過程中，學校并未建立起一套在國家信息化標準統一下的校級數據標準加以規范，或已建標準但沒有落地執行，導致各個業務系統在建設時依然各自為政，數據孤島問題依然突出。

1.3 缺乏統一數據管理

在前期信息化建設過程中，數據共享交換平臺只進行了部分數據的集中，未對歷史數據進行采集和留存，導致數據集中層面的空間和時間維度欠缺很多，不能支撐智慧校園頂層應用對數據的需求。此外，數據從采集到管理，直至對外共享開放，整個環節均呈現“黑盒化”狀態，學校信息化部門難以對其進行統一全程管理，導致數據建設的成效無法復用。

1.4 缺乏統一數據共享

數字化校園建設時期，部分數據實現了初步的整合。但是數據的共享交換方式較為單一，即通過發布表或者視圖的方式來進行數據共享，這種方式需要通過大量的數據庫連接配置工作，增加了數據共享管理的工作量和難度，以及數據運維成本，而且數據共享開放過程難以有效監管，在數據安全管理層面會造成極大的風險。

智慧校園建設時代，各種應用分析系統對數據有著更為強烈的需求，需要更多維度、更高質量、更加便捷的數據，而許多高職院校還沒有自己的全量數據中心，難以支撐智慧校園建設需求。因此，構建一個全維度、高質量、可管控、開放性的全量數據中心，對高職院校當下信息化建設有著極為重要的意義，對提高學校治理能力現代化水平有著不可或缺的支撐作用。

2 校級全量數據中心建設思路

充分利用信息化手段、大數據分析等技術對高職院校的線上業務系統、線下表格、日志設備及系統、物聯網系統等結構化數據和非結構化數據進行統一采集、治理、管理和開放，構建全鏈路數據體系的全量數據中心。

1） 以支撐智慧決策、提升教學管理、服務人才培養為宗旨。對標教育部發布的《教育信息化2.0行動計劃》，并綜合考慮高職院校的診改工作要求，校級全量數據中心的建設要以目標為導向，始終堅持將“支撐智慧決策、提升教學管理、服務人才培養”作為核心任務，要能夠實現統一標準、上下聯動、資源共享，能夠消除信息孤島，能夠為學校教學管理水平提升、人才培養提供數據底層支撐。同時，以精準的數據統計分析，為學校的智慧決策提供輔助手段。

2） 以構建數據管理架構、完善數據管理制度為保障。全量數據中心的建設涉及到學校的大部分業務部門和工作流程，僅靠技術層面難以實現，還需從頂層規劃數據管理的組織架構和管理制度作為保障，做到技術和管理兩條線并行，推動數據中心的建設工作。

組織架構方面，建議成立數據中心工作小組[2]。決策層：由信息化分管校領導擔任總協調人和責任人，負責提出總體建設目標、確定協調機制、進行重大決策等工作；控制層：由信息化部門負責整個數據中心建設的過程控制工作，具體負責技術層面標準的制定、工作環境的搭建、核檢數據質量等內容；執行層：由各業務部門、二級學院、系統開發商等單位組成，主要負責部門間數據協調、數據字典提供、錯誤數據修正等工作。只有建立了這樣自頂而下的數據管理組織架構，才能將信息化部門、業務部門、二級學院、系統開發商等各個單位融合在一起，讓每個部門都有明確的職責，各司其職，才能保障數據中心的建設工作高效推進。

數據管理制度方面，每個學校可根據自身的實際情況，建立一套完善的數據管理制度，從頂層規范全校數據的交換、質量、共享開放、安全等方面，并下發給全校各部門執行。

3） 以制定數據標準為手段，逐步消除數據孤島。學校已經建設的線上業務系統，大部分都是根據自身業務要求設計開發的，在建設時并沒有考慮到數據層面的融合問題，每個系統都是相互獨立的，信息呈“煙囪”式、“孤島”化。隨著線上系統建設越來越多，信息孤島的問題日益突出，嚴重制約了學校信息化建設的發展。因此，通過校級數據中心的建設，要想達到徹底打通數據壁壘、消除信息孤島的目的，首先就是要標準先行。在進行數據集中和治理之前，通過業務部門的調研，參考教育部標準，再結合學校實際情況，制定符合學校實際的校級數據標準，在元數據、編碼規則等方面構建統一的數據標準體系和準入機制，為后面數據中心標準數據倉庫層建設提供依據。

4） 以建設全量數據中心為目標，保證數據維度全面性。對高校而言，有價值的數據不僅包括線上業務系統數據，還有很多線下數據往往容易被忽略，比如一些未建線上系統的線下數據，這部分數據大多存在于管理人員的線下表格中；還有網絡設備和系統產生的日志數據，這部分數據作為行為動態數據，具有極高的分析價值，但是這部分數據有別于傳統的業務數據，數據體量很大，且不是常見的關系型數據結構，因此需要經過基于Hadoop 的大數據技術處理才能納入數據中心并產生價值；還有一部分數據從時間維度上看是歷史切片數據，這部分數據在以前的共享交換平臺中是不被留存的，但是在構建大數據分析應用時，這部分數據因帶有時間軸屬性，非常具有分析價值。在構建校級全量數據中心時，要充分考慮到學校當前及未來的需求，將上述這些不論是空間維度的多源異構數據，還是時間維度的歷史切片數據，在采集層都進行全量集中，以保證數據維度的全面性，為未來的數據應用與分析提供有力支撐。

5） 構建全鏈路數據監控體系，持續提升數據質量。數據經過全量集中后，需要對數據的全鏈路進行監控，尤其是對數據的質量要進行核檢，這也是數據治理工作的重要環節。核檢出的數據問題一般分為技術性問題和內容性問題兩種。其中，技術性問題如身份證號碼長度錯誤、手機號碼長度錯誤、學號含有不應該出現的字符等，這一類技術性問題可以通過數據中心平臺的數據質量檢測模塊檢測出來，并形成數據質量報告，通過流程平臺反饋至數據源頭部門，進行對應修正；另一類內容性問題，如身份證號碼與實際不一致、教職工號數字錯誤、教師論文統計數量錯誤等，這一類問題需要通過建設個人數據中心、領導駕駛艙等數據統計分析應用，讓數據對個人、部門可見，通過個人或者部門對相關數據進行查驗核對，并提交數據源頭所在部門進行修正，保障數據及時更正和準確。通過上述兩種問題的閉環修正流程，可為學校建立起一套完整的數據質量持續提升體系，確保智慧校園頂層應用對數據的高質量要求。

6） 數據統一便捷開放，切實降低數據使用門檻。就數據來講，共享與分析即價值。之所以把各種空間維度和時間維度的數據都納入全量數據中心，并且對數據質量進行閉環提升，最終目的是進行數據應用與分析，只有數據分析了、使用了、與部門和師生見面了，這個數據才有價值。因此為了使智慧校園的應用生態更加繁榮，需要通過構建全量數據中心提高統一數據開放能力，切實降低數據使用門檻，讓數據的使用變得更加便捷、更加快速，使用者和審批者可通過輕量級的API 接口等方式進行數據的申請、審批、獲取，保證應用系統快速上線。同時，在數據開放過程中，建立統一的安全管控通道，可對數據對外發布的全過程進行安全監控，防止出現數據安全問題。

7） 建設相關數據應用，檢驗數據中心能力。全量數據中心的建設核心是要為教學管理、科研管理、人才培養、智慧決策提供服務，數據中心的建設成效需要通過這些應用的構建去實際檢驗。因此，在建設數據中心的同時，可構建1~2 個與數據強相關的應用，如綜合校情、師生個人數據中心、師生綜合數據查詢服務中心等，通過這些應用驗證數據維度、數據質量、數據開放等核心能力。

3 全量數據中心平臺落地實踐

揚州工業職業技術學院在前期的信息化建設歷史浪潮當中也做了很多的基礎建設工作。新形勢下，高校信息化建設產生變革，對學校的智慧校園建設又提出了新的要求，尤其是一些政策方向，不管是教育部的《教育信息化2.0 行動計劃》以及學校的“十四五”建設規劃，還是學校黨政工作要點、高職院校診改工作的要求等，都對學校的信息化工作提出了更高的要求。學校在2018 年就開始考慮以診改工作為抓手建設全量數據中心平臺（見圖1），實現校園數據互通共享，在教師發展、學生成長及云課堂資源、一站式流程等建設方面都發揮了非常重要的推動和促進作用，并逐步建立起以軟件硬件環境平臺為支撐的“統一高效、資源整合、信息共享、智能監管、便捷服務”的“智能校園”信息體系。

3.1 數據統一標準、統一集中、統一管控、統一開放

統一標準：全量數據中心建設需以“標準先行”為牽引，在建立校級數據管理組織架構的基礎上，統籌各部門制定符合學校實際情況的校級數據標準，并以此為標準，指導后續標準數據倉庫的構建以及新業務系統的接入，構建起學校的數據準入制度[3]，并在后續系統與應用建設中嚴格遵守執行。校級數據標準包括代碼標準、編碼規范、命名規范等方面，標準制定完成后，以正式發文和平臺展示的方式在全校范圍內進行發布，發布后將數據標準、版本說明進行保存備案，并將其作為成果數據存儲的格式規范進行統一的管理。

統一集中：校級數據標準制定發布后，需要對全校數據進行匯聚。通常，學校范圍內的數據主要為關系型數據庫（含業務系統、物聯網數據）、日志數據（含機器設備、軟件系統） 以及Excel 文件等數據形態。需要通過全量數據中心的不同采集工具，針對上述不同形態的數據進行全量采集與存儲，保證各類數據在數據湖層面做到數據全量、維度集中，確保能夠滿足智慧校園上層應用與系統對數據使用的需求。

統一管控：通過建設數據治理平臺，對數據湖中的數據和標準數據倉庫中的數據進行質量檢查。根據數據的業務特性，對數據進行字段級質量規則綁定，配置相關的數據檢測規則，一般可分為非空性、唯一性、值域有效性、枚舉有效性、關聯一致性、正則規則等幾個方面。通過數據治理平臺定時生成數據質量報告，并推送至相關源頭業務部門，進行數據質量閉環提升[4]。同時，元數據作為全量數據中心最核心的部分，支撐了整個數據資產管理的全過程，可以完整地呈現數據全生命周期的鏈路，因此全量數據中心需要提供專業的元數據管理功能，通過元數據采集、版本管理等技術手段對技術元數據、業務元數據、管理元數據進行綜合管理與呈現。

統一開放：數據對外開放是數據中心建設的重要一環，通過構建統一數據開放平臺，定制了基礎數據集和指標類數據集，提供了針對不同業務場景的多種數據服務方式：輕量級API 接口、文本訂閱、數據庫直連等，通過數據集市方便第三方開發者使用數據。針對數據對外發布的全流程，都可進行數據脫敏加密和安全監控，保障數據使用安全，并能在出現問題時追蹤溯源。同時，基于統一數據開放平臺構建校級數據資源目錄，可面向數據管理中心、各職能部門、校內師生和軟件開發者提供數據資源查看使用、數據事務處理、狀態監控、授權管理的功能，為數據使用者（包括部門、崗位、師生） 和數據管理部門提供數據資源查看、申請、管理和訪問入口，實現數據資產管理、供給、審核的一體化管控，提升公共數據服務能力，加快業務應用的快速落地。

3.2 建設數據分析應用

為檢驗全量數據中心平臺建設成效和將數據資產可視化，充分挖掘數據價值，釋放數據紅利，以精準的分析應用為學校的校務治理工作提供輔助手段[5]，學校還同期建設了大數據領導駕駛艙，以人事、科研、教學、學工、資產等不同主題將數據從多種維度進行直觀化的展示，為校領導決策提供支持（見圖2）。

3.3 未來建設規劃

全量數據中心需要持續深化建設，在前期建設基礎上，需要不斷夯實數據中心的運營能力，充分釋放出數據的價值，為學校建設服務。具體如下：第一，持續建設完整的校級數據資產目錄體系，深度解決數據質量“最后一公里”問題。第二，做有溫度的信息化建設，發揮數據中心的作用，解決師生重復填報問題；基于已采集和治理的數據，更多地為部門和師生做一些數據分析，為教學、科研和管理服務。第三，建設個人數據中心和師生綜合數據查詢服務中心，讓數據“活”起來，讓數據見到人，這樣既能讓數據對師生個人有價值，也能保證數據質量工作的常態化提升。

4 結束語

本文分析了高職院校數據中心建設現狀及智慧校園建設需求，結合學校現有業務系統數據、線下數據、日志類型數據，對全量數據中心建設進行研究，并根據揚州工業職業技術學院的實際建設經驗提出建設思路，為其他高職院校的全量數據中心建設提供參考借鑒。