以数据聚合为核心的高校智慧校园体系建设
2019-02-19邓嘉明叶忠文王荣华
邓嘉明 叶忠文 王荣华
关键词: 数据聚合; 共享目录; 中间件; 数据仓库; 应用呈现; 智慧校园
中图分类号: TN915?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2019)03?0134?05
Abstract: On the basis of establishing the business system for various departments of digital campus, the three platforms are used to realize the communication of information island, but the pure data communication has become meaningless with the increase of business system and data accumulation. The intelligent campus data open system is improved by means of data aggregation and management. The intelligent campus application presentation taking service innovation as purport is established by means of business stripping, service opening and application integration. The system can change the tight coupling mode of digital campus, and provide the open service for intelligent campus, convenience service for teachers and students, and lay a foundation for the next generation of intelligent campus.
Keywords: data aggregation; shared directory; middleware; data warehouse; application presentation; intelligent campus
0 引 言
随着信息化技术的快速发展,近10年来各行各业的信息化实现了跨越式的发展,在国家积极推进“互联网+”行动后,更是掀起以融合、创新为特点的新一轮科技革命和产业变革。纵观各高校,校园信息化建设经过几年的连续投入建设,不但建设了面向各个部门业务的信息化系统,还通过统一门户、统一身份认证、统一数据库,实现了信息门户平台与部门管理系统的业务整合和数据集成,完成了“打通数据,消除信息孤岛”的数字校园基本目标。但随着业务系统的不断增多,数字校园越来越庞大,数据越来越复杂,单纯的数据打通已经变得没有意义。本文从数据聚合与治理,业务剥离与服务开放等角度建立新一代智慧校园开放体系。
1 智慧校园建设思路
1.1 数字校园建设存在的问题
在数字校园的基础上,各高校都提出了智慧校园建设目标与建设规划,出现的问题包括以下几个方面:
1) 系统越来越多,每年都有不同的业务部门提出建立新的业务系统,而这种分步建设各业务部门仅从自身业务角度出发,信息化建设多数为现有业务流程的数字化,只是将纸质文件变成数字文件的过程,并未进行流程优化,更不提流程改造。
2) 数据越来越多,各个业务系统建设周期不同,有些业务系统已经运行了近10年,里面有大量无价值数据,如最早数字化的教务系统中还存有毕业多年的学生数据,而这些数据并未进行合理归档,导致在数据打通后,其他新建系统同步了大量无用数据。而且数据越来越多并不代表就是大数据,各大厂商之前提出的一卡通数据与教务学业数据进行数据挖掘[1],上线运营后才发现这并不能提供有效的智慧校园决策辅助。
3) 运维越来越困难,数字化校园基本都是B/S架构,随着浏览器核心的不停升级,原有系统中复杂的框架会出现各种兼容性问题,运行几年的系统被迫需要全盘推翻升级。
1.2 智慧校园的改革思路
在总结数字校园建设中的诸多问题后,需要重新定位智慧校园的建设理念。智慧校园的改革思路包括:
1) 智慧校园应该是教学、管理的支撑体系,面向全校师生提供服务,不应该被现有流程所束缚,充分利用信息化技术,实现流程再造。
2) 智慧校園并不是粗犷式仅利用门户跳转的应用系统集中,应用系统要对应细化到每一个服务流程进行聚合,在复杂庞大的系统中做减法,充分贴合师生使用习惯,以短流程服务为主进行呈现。
3) 智慧校园的服务应该与应用剥离,面向师生用户应用场景完成服务短流程的梳理和建立,面向业务部门完成跨部门数据流转。
4) 智慧校园的数据打通并不是在统一库上做几百甚至上千条ODI命令和触发器将各个系统的数据存在一起强行推送[2],而是建立数据聚集和数据治理,将数据分类汇总,按照数据标准清洗,建立数据仓库、数据共享目录,实现数据流转与交换,完成挖掘和服务。
5) 充分考虑信息技术的发展,一方面利用技术简化流程减少人工操作,另一方面在被动输入数据的基础上增加基于人工智能、物联网的主动采集方式,在逐步增加数据类别的基础上实现有意义的数据挖掘,在智慧校园的基础上填补学生数字画像,为下一代智能校园提供基础,逐步实现全方位无感知地提供各类智能化服务[3]。
2 以数据聚合为核心的智慧校园数据基础建设
2.1 基于共享目录的数据开放与共享
数字校园到智慧校园的建设是从大而全的系统建设向以数据开放为核心、以数据服务为主旨的数据生命周期建设[4]。建设将根据各业务部门、管理部门的数据管理职责和需求,设定数据资源提供方、数据资源管理方、数据资源使用方、平台管理运维单位,围绕数据采集、组织、分类、保存、发布与使用等信息生命周期,在各环节建立对应的共享规范和标准,建立共享规则,建立数据共享目录,按照严格的流程进行数据开放,提供数据服务[5]。
规范和标准包括信息资源相关规范、技术平台对外服务接口规范、交换中心环境相关规范、技术平台内部各模块接口规范、编码规范等。共享规则数据共享目录是根据数据的采集责任和使用范围规定共享和开放的管理规则。共享目录建立指定的目录,分为有条件共享、无条件共享和不予共享,严格根据共享规则执行。目前,学校已建立全套的规范和标准共12大项,221个小项,建立共享目录23项,共享数据约70 GB。数据共享目录如图1所示。
2.2 基于数据仓库的数据归档与治理
在建立数据共享目录的基础上,完善数据仓库的管理功能。在数字化校园整合各个厂家的各类业务系统时,数据同步是最大的问题。各类业务系统中的数据存在同一值的不同表示、数据格式、命名习惯、拼写错误、不合法值、空值等各种情况的脏数据,多个系统数据开放共享时,基本无法使用。通过对各个系统调研后,在原有统一数据库和共享目录的中间加入中间件,主要利用交换规则、清洗规则完成对脏数据的清洗(见图2),数据中间件和数据仓库保证数据的一致性、解决数据冲突、进行有效的元数据管理,并且根据共享规则在清洗过程中完成脱敏处理,将满足数据质量要求的数据分类别、分主题、分维度存入数据仓库中,由数据仓库为共享目录提供共享数据,为各业务信息系统提供一致、稳定的共享用户数据源[6]。目前,学校实现核心的业务数据实时公开和共享。既完成OA、人事、站群、一卡通、综合运维等新建系统的对接,也完成教务、教学平台、邮件、财务等原有系统的对接,开发了22类共136个数据集成交换接口,建立公开共享机制,实现数据交换三大统一。通过已建立交换规则、清洗规则共348条,已完成63 845条数据清洗,建立学生学业主题、学生综测主题、学生日常消费主题、教师主题等的数据仓库用于数据共享开放[7]。
2.3 基于数据中间件的数据流转与交换
在建立统一数据库、数据仓库、共享目录后,对数据归档方式进行调研,根据学校的业务特点,在共享目录确定了共享数据源、共享规则后,建立周期性的数据流转与交换模式[8]。数据的流转与交换是师生教学规律、日常生活的体现。以新生入学为例,新生入学从招生到迎新,数据需要同步到招生系统、教务系统、财务系统、迎新系统、宿舍系统、一卡通系统、图书馆系统等,需要各部门互相传学生档案Excel表,需要各业务系统重复导入数据。建立数据可视化操作的数据中间件,新生入学数据流转流程直接根据各业务部门参与的时间,由数据中间件设立流转与交换时间节点,根据交换规则完成数据流转与交换,在保证数据准确一致的基础上,更加提高了各部门的办事效率[9]。新生数据流转交换见图3。目前学校已经完成学生入学数据流转、学生年度转结数据流转与教师入职数据流转等数据交换流程的制定。在学校迎新业务中,各部门仅需要在业务系统中办理主管业务,数据会自动流转到别的部门使用,例如学生在各学院办理入学业务时,学生仅需要在微信上支付相关费用,系统自动将缴费信息同步到宿舍管理系统,学生即时可以完成宿舍房間分配,无需到多个部门办理。
2.4 基于数据审计的数据采集与监控
在建立了数据库、数据流转过程后,学校对应用系统的数据又提出了全新的要求。在数字校园中建立的各类应用系统,数据多数是结果数据,在线下办理业务后,将结果数据录入各应用系统中[10]。在智慧校园建设中,在数据逐渐完善的基础上,提出全过程数据采集与监控的需求,真正实现业务办理数字化、智能化。以学生在校每学期都要完成的综合测评为例,综合测评需要将学生成绩绩点进行换算,加上学生参加比赛、参加活动、获得奖励等日常表现的数据量化,完成综合测评。数字校园建立的综合测评系统仅仅是将综合测评的结果数据录入系统保存,而真正繁琐的事情却依然在线下完成。在完成数据流转、数据挖掘的基础上,提出真正智慧化的综合测评,通过教务系统、学工系统等日常数据采集,数据不再来源于结果数据输入,而是来源于各个环节过程的自动采集,实现整个评测过程智能运行。在采集的过程中,引入数据审计,通过对系统数据库的严格审计,保证结果的正确性。数据采集监控效果如图4所示。
2.5 基于数据模型的数据挖掘与服务
随着统一数据库、数据仓库和共享目录这些数据的日益完善,需要考虑的是如何挖掘这些数据背后隐藏的信息,缓解“数据爆炸、知识贫乏”的局面,提高数据利用率,适时提供预测性和指导性的信息。数据仓库建立后,可以根据不同需求进行数据挖掘。目前,学校利用学生日常消费主题数据,通过对消费时间、消费地点、同时段消费人群进行排查,建立孤僻学生预警事项,利用数学模型将数据转化成知识,真正实现智慧校园[11]。
数据挖掘关联参数设置如图5所示。数据挖掘模型运行效果如图6所示。
3 基于数据聚合的智慧校园服务呈现改革
3.1 数字化校园应用服务与业务管理剥离
在统一数据库、数据仓库和共享目录建立的基础上,快速、高效地进行应用汇聚和开发更具吸引力的增值服务,在建立数据仓库的基础上,以实现数据共享和高效管理为目的,数字化校园软件体系建设进入新的阶段,一个服务与业务管理剥离的阶段。服务与应用剥离的核心应用场景是:服务对象不再需要通过主页登录、门户登录、业务系统跳转、具体业务办理等多个复杂流程,直接通过微信小程序直达业务界面,完成免登录、免填基础信息,完成短流程的具体业务办理;业务人员通过原业务系统按流程完成业务办理。
剥离过程分为以下步骤完成:一是将原有业务系统流程需要办理的前置数据、必填数据进行归类;二是在数据仓库中建立相关维度的数据集,在对应的业务系统建立中间表;三是在数据中间件中建立数据流转、交换过程;四是尝试将数字校园的PC端应用延伸到移动端,进而构建平台多样的移动校园应用,在微信小程序端开发H5的页面[12]。通过开发各类增值服务小程序提供了可靠、稳定的数据服务,提升了各业务系统的信息资源利用率,从而提高了办事效率,同时将业务过程数据采集汇总,为后期实现数据挖掘功能起到了支撑作用。
3.2 跨部门服务整合与网上办事大厅的建立
按照应用服务与业务管理剥离的思路,理清学校部门间信息流分布规律,进而通过社会网络分析软件构建学校各部门共享网络图进行分析,对全校师生访问量较大的业务流程进行梳理[13]。通过实际业务调研和数据访问日志梳理,将服务整合分维度进行,并移植到微信小程序中,提供丰富化、多媒介、多渠道、多形式的服务内容,方便师生随时随地、便捷地获取各类服务,提升为师生提供服务的效率和质量。服务整合主要包括新生入学服务、综合应用、学生学业应用、学生生活应用、教师办事业务、教师管理业务、教师教学应用等, 通过在腾讯微校所提供的虚拟微信校园卡入口,实现身份识别、消费支付等功能,在此基础上建立网上办事大厅[14]。网上办理大厅包括综合办事大厅、学生大厅和教工大厅三部分。
整个数字化校园共建成有40个业务系统,每个业务系统能够提供专门的服务,但很多服务需要多个业务系统协同办公才能完成。在数据聚合的基础上,梳理智慧服务的要素,基于关联数据构建了“人?事件?信息”三元框架,以此为基础分析智慧服务过程中的信息协同机制,打破业务系统之间的壁垒和鸿沟,利用数据流转实现跨部门各业务系统的协同服务。
4 结 语
以数据聚合与治理为核心的智慧校园开放体系通过数据聚合的方式实现业务部门(服务提供者)、聚合平台(智慧校园)和服务使用者(广大师生)的松散式集成,改变了数字校园中的紧耦合模式,为智慧校园提供了开放式的服务,为师生提供面向场景的便利服务,为下一代智能校园的开发打下基础。
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