智慧校园视频服务体系设计研究

黄照翠 陈晖 张鹏亮 吴强 敖江帆

摘   要：视频服务在智慧校园公共服务中占据着重要的分量，基于实践调研和需求论证，智慧校园应能够提供优质、便捷、智能、丰富的视频服务。文章围绕一个理论支撑、六个标准、两个保障、两个特色和一个系统平台，系统化架构了一个稳健、高效、安全的绿色生态可持续发展的智慧校园视频服务体系，并设计了集智慧与创新于一身的统一视频综合服务门户，以用户服务为中心，融合媒体直录播系统、媒资管理播控系统、媒体监控系统为一体，通过视频智能分析处理系统和统一认证用户与权限管理系统展现个性化门户的视频服务模型，为校园各类角色用户提供全方位个性化视频服务，以此为契机助力智慧型、创新型人才培养，为高校智慧校园视频服务体系设计与建设提供借鉴。

关键词：视频服务;体系架构;智慧校园;服务模型

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2019）19-0054-06

一、引言

近年来，智慧校园建设是教育信息化的重要组成部分，智慧校园建设更注重顶层设计、全局设计和体系架构与标准研究。智慧校园提供系统化全面多元便捷智能的校园服务，视频服务为智慧校园的重要服务之一，视频服务平台在智慧校园中扮演着越来越重要的角色，视频在高校校园中的应用越来越广泛，校园教学、科研、管理、公共服务都少不了视频，教师、学生、管理者都需要视频，特别是翻转课堂、智慧课堂、文娱活动、校园安防等都急需视频服务平台提供优质、安全、便捷、智能、丰富的服务，因此，智慧校园视频服务更应体系化设计、高层次高要求建设，这样才能满足校园未来对视频的需求。

二、智慧校园与视频服务

自2010年南京邮电大学宗平等[1]公开提出智慧校园概念后，学术界、企业界以及实践主体的高校纷纷投入智慧校园领域研究、设计研发和建设。智慧校园源于IBM 公司提出的“智慧”地球（Smarter Planet），在“智慧地球”的概念提出后，国内不少学者提出了“智慧校园”的概念、特征、设计架构和建设思路等。高校智慧校园建设也如火如荼，但智慧校园建设是一项系统工程，没有一套统一的衡量标准，笔者曾探究过智慧校园的真谛，提出了广义智慧校园，即智慧靶概念体系。[2]既强调支撑各种智慧活动的信息化、智慧化新环境新空间，提供各种智慧化服务的外部条件建设（Smart建设），也强调理念创新、模式创新、融合创新、人才创新的内部条件建设（Intelligence建设、Wisdom建设）。

视频服务在Smart层面上，能够提供网络优畅联通、基于用户权限的视频灵活自由发布与在线播放下载、视频智能检索与推送、视频智能分析与处理等服务。在Intelligence层面上，能够提供用户与视频大数据分析服务，为师生和管理者提供信息支撑服务，提高用户分析问题、解决问题的能力。在Wisdom层面上，侧重于视频服务内容、质量和体系的建设，校园视频用户素养的提升，能够提供基于Smart和Intelligence服务基础之上的智慧型、创新型人才培养。

作为智慧校园建设要素之一，视频服务体系建设需进行系统化架构，研究一套实用、合理的标准，给出视频服务模型，遵循“用户、服务、智慧、创新”四个核心关键理念，旨在使视频服务体系完整完善，稳健、高效、安全、可持续发展，建设模式方便推广应用。

三、视频服务体系架构

视频服务体系是一个完整的、系统的架构，如图1所示，体系架构包括一个理论支撑，即人本主义理论;体系建设的六个标准，即制度标准、文化标准、组织标准、安全标准、技术标准、评价标准;保障系统稳健、可持续发展的两个保障，即运维保障、监督保障;推进系统平台良性循环持续运行的两个特色，即智慧与创新;体系设计与建设的核心围绕一个系统平台，即视频服务系统，辐射八个智慧应用，即智慧教学、智慧学习、智慧科研、智慧管理、智慧社交、智慧文化、智慧决策、智慧生活，为智慧校园提供全方位的优质视频服务。

1.一个理论支撑

姜联众[3]（2018）阐述人本主义教育思想以个体的整体发展与自我实现为最终目的，突出强调个体的价值、主体地位与自主作用，强调安全自由的空间，团队有效协作和解决问题的能力以及教育中的对个体的人文关怀。钟启泉等[4]（1993）指出，“个体在他们自身内部就有巨大资源，如果能提供一定的具有推动作用的心理气氛，那么，这些资源就能被开发”。视频服务体系设计、建设与运维的始终，应该以人本主义理论为支撑，牢记视频服务系统不是一个冰冷的平台，而是一个有温度的平台，不只是给用户提供一个灵活自由发布视频、浏览播放视频的系统，还要能够从用户的实际需求和潜在需求出发，提供一个能够激发用户内在的巨大潜能、挖掘用户自身的巨大资源的空间与环境，能够真正做到以人为本，基于用户提供优质视频服务，无论宏观上还是微观上，用户体验良好，学习者用户在享用视频服务的同时，能够衍生出更多内在的认知、情感和动作技能。系统视频服务使教师和管理者用户工作更加便捷、自由、灵活、高效和富有创想。

2.六个标准

任何一项系统工程的设计与建设都少不了标准，标准是系统工程高效、按质按量完成和后续稳健、可持续运行的基石。视频服务体系设计、建设与运维需遵循六个标准，即制度标准、文化标准、组织标准、安全标准、技术标准、评价标准。

（1）制度标准

习近平总书记多次强调“制度问题带有根本性、全局性、稳定性、长期性”。从国家层面上，制度是治国理政的根本;从高等教育層面上，制度是高校治理的关键，是实现高等教育现代化的基础和保障;[5]从系统工程建设层面上，制度依然是视频服务体系建设和运维的根本。视频服务体系制度标准由视频服务体系建设工作组召集相关领域专家制定，形成一套行之有效的体系建设和系统运维的管理制度和机制。制度标准制定需考虑的因素有体系建设人员分工与职责、需求论证与梳理分析、建设经费分配使用原则、功能目标设定与服务保障、内容监管机制与质量保证等。

（2）文化标准

文化是智慧群族的一切群族社会现象与群族内在精神的既有、传承、创造、发展的总和，[6]大致可以表述为两方面，一是广泛的知识并能将之活学活用，二是内心的精神和修养。视频服务体系架构、系统平台是骨架、桥梁，而系统内的各类视频、交互、智能统计信息等则是体系内的血液，体系是否健康有活力取决于体系内的文化活动，视频服务体系总体设计文化标准的制定尤为重要。每所高校的优势和特色各不相同，视频服务平台为校园文化和校本特色发展提供了一个契机，而校园文化同时也为视频服务平台健康可持续发展提供指导，使视频服务体系成为校园的名片。视频服务体系文化标准制定需考虑的因素有设计上凸显校本特色文化，内容上限制低级趣味视频、信息散播，行为上鼓励良性互动交流与评价等。

（3）组织标准

管理学上，组织即由若干个人或群体所组成的、有共同目标和一定边界的社会实体，为了实现目的，他们拥有一套计划、控制、组织和协调的流程。[7]为了实现视频服务体系建设目标，需要设置视频服务体系建设组织机构，机构设置领导小组、办公室、专家咨询组等，每个分级机构下设组长（主任）、副组长（副主任）、成员。视频服务体系组织标准制定需考虑的因素有机构设置原则、人员分工与权责对等、统一指挥与弹性结构、目标统一与灵活授权等，充分发挥组织中各部门积极性，有助于视频服务体系圆满建设与运维。

（4）安全标准

视频服务体系安全问题是重中之重，安全包括硬件基础设施安全、系统安全、网络安全、资源安全、信息安全等，为了保障视频服务系统持续不间断运行，保证涉密信息资源不外泄，视频服务体系需要制定、遵守、执行一定的安全标准。安全标准需考虑的因素有硬件基础设施定期检测与性能测试，及时进行系统漏洞修复与补丁升级，系统程序与数据库、各类信息资源附件等实时备份，网络安全与流量监控，信息资源内容检测与质量把关，体系安全分工与职责等。

（5）技术标准

视频服务体系设计与建设需遵循一定的技术标准，以保障系统提供优质视频服务。技术标准从系统平台功能和服务目标角度出发，考虑系统总体规划规范、各类子系统功能架构，硬件基础设施（包括计算、网络和存储）配置标准等，技术标准既要从宏观上考虑，也要从微观上细化，分层分类分级由专业技术人员对照系统服务需求评估进行合理制定。

（6）评价标准

视频服务体系评价包括系统建设质量评价和系统运维绩效评价，系统建设质量评价侧重系统功能性指标，系统运维绩效评价侧重运维过程中系统使用率、用户体验、满意度调查，以及视频、信息资源、交互活动等服务性指标。

3.两个保障

两个保障，即运维保障和监督保障。视频服务体系的核心是视频服务系统平台，这个系统平台的建设和运维需要有专人和团队进行监督和保障，监督保障职责侧重于系统建设中系统架构与总体设计、功能目标达成、标准制定与实施、经费预算与分配管理以及系统运行过程中对信息资源和用户行为的监督等。运维保障职责侧重于系统平台的日常维护、升级和管理等，具体分为硬件设施日常维护、网络联通与流量监控、网络安全与信息安全防护、系统及数据安全与备份、故障排查与处理等。

4.两个特色

智慧校园视频服务体系在设计之初，便要定位体系特色，即智慧与创新，致力于服务用户。早前，高校均提供过各类视频服务系统，但在后期运行使用过程中存在各类问题，大概的结果是系统缺乏生气和活力，久而久之，用户食之无味，系统夭折，停止运维。[8]智慧校园视频服务体系设计、建设与运维全程凸显智慧关键词，使系统平台更加智能，视频发布自由灵活，视频播放优畅，视频检索智能便捷，信息资源推送恰当，视频智能分析与处理准确及时，用户行为与交互提供大数据分析服务，用户体验良好，系统聚焦人气，视频、信息资源优质，提供个性化用户中心，系统做到设计理念创新、功能创新、服务创新、内容创新，通过智能分析不断挖掘系统资源，发挥用戶积极性、主动性、创造性，实现用户既是视频、信息资源的使用者，又是生产者、提供者，提升用户素养，衍生智慧，系统才会生生不息。

5.一个系统平台

系统平台集媒体直录播子系统、媒资管理播控子系统、媒体监控子系统于一体，融入校园网统一认证用户与权限管理系统，基于视频智能分析处理，为用户提供个性化的统一视频综合服务门户。

智慧校园视频服务体系设计与建设围绕一个中心，即视频服务系统平台，解决校园视频服务的瓶颈，旨在建设安全、稳健、绿色、可持续发展，为智慧教学、智慧学习、智慧科研、智慧管理、智慧社交、智慧文化、智慧决策、智慧生活打造以“用户、服务、智慧、创新”为特征的视频服务系统平台。[9]

四、视频服务模型设计

智慧校园视频服务模型如图2所示，集智慧与创新于一身的统一视频综合服务门户，以用户服务为中心，融合媒体直录播系统、媒资管理播控系统、媒体监控系统于一体，通过视频智能分析处理系统和统一认证用户与权限管理系统展现用户个性化门户，为校园教师、学生、管理者和其他用户等各类角色用户提供全方位个性化视频服务。

1.统一视频综合服务门户

统一视频综合服务门户提供视频分级分类链接、个性化通知公告和消息提醒、统一认证入口、智能检索、个性化视频推荐、分类视频列表，以及媒体直录播系统、媒资管理播控系统、媒体监控系统、网上社区和增值应用集成服务。

分级分类链接提供分类链接、学科链接和课程链接，分类链接包括教育教学、学术科研、行管后勤、政工教育、原创基地、校内新闻、专题活动、校外媒资、电视点播等一级分类，每个一级分类下有二级分类。学科链接包括计算机、心理学、文学历史、艺术设计、理学、工学、生命科学、哲学、法学、教育学等。课程链接包括校园重点课程、精品课程和热门课程，校园所有开设课程都可以在智慧校园视频服务系统中视频资源库建设相应课程分类。

个性化通知公告、消息提醒在用户登入系统后，显示与该用户相关的通知公告、消息提醒，如视频资源库中数据结构课程分类下发布了系列视频教学课件，用户基本信息中专业信息为计算机专业的学生用户，访问门户时，此处显示数据结构课件更新信息提示;网上社区数据结构课程讨论区，发布新主题、作业提交时限提醒、发布的主题回复人数等都可以显示在此处。用户未登入前，显示通知公告和消息提醒，如最新课程视频发布、学术讲座视频直播预告等。

统一认证入口，支持账号和微信登录，用户登入模块基于智慧校园用户系统（全校所有平台、应用系统、网站登入都基于统一的智慧校园用户系统，一次登入，所有平台、应用系统、网站免登入，[10]即可进入相应的用户中心和后台管理中心），而用户基本信息来源于智慧校园用户系统，首次登入智慧校园视频服务系统，提示选择用户角色、填写用户扩展信息和专业信息，如兴趣爱好、个人经历、从事专业、研究方向、导师等，提交至智慧校园视频服务系统数据中心用户数据库。

智能检索可以按照图片、文本、声音、短视频示例进行检索。实施例1，搜索数据结构授课老师A的教学视频，可以用A老师的头像图片作为示例搜索，只要视频中有A老师的视频都能被搜索到。实施例2，检索框中输入“计算机网络”，可以搜索到与“计算机网络”相关的视频和网上社区主题、文档等。实施例3，点击声音智能匹配按钮，说“B老师的管理心理学”，结束后，全部管理心理学和B老师开设课程的视频和B老师发布的主题、回复的主题等内容都能够被搜索到。实施例4，拍摄或上传一个短视频，系统可以根据该短视频的颜色、纹理、形状、运动特征以及短视频镜头、场景、情节等在不同层次上进行检索。

个性化推荐模块实现智慧校园视频服务系统视频推送，根据基本信息、扩展信息、近10次视频检索历史分析、点播历史分析、观看直播频道节目分析和课程学习情况分析等用户内容智能推荐视频信息。

分类视频列表包括新闻资讯视频、教育教学视频、学术科研视频、思想政治视频、行管后勤视频、文娱活动视频、专题视频、电视点播视频等，按视频发布时间顺序呈现视频资源库中的分类视频。统一视频综合服务门户中，视频可以由门户管理员在个性化门户系统中灵活设置，也可以根据视频的置顶等属性或视频与用户的相关性展现。

网上社区分级分类如同视频资源库，网上社区新建版块，可以选择视频资源库分类联动新建库分类，网上社区所上传视频，将传至视频资源库，发布到Web服务器，为统一视频综合服务门户提供点播，在网上社区该版块主题或回复区域中可以在线播放。

增值应用包括网络游戏、电子商务、在线投票、在线调查等，增值应用可以部署在增值应用服务器。增值应用数据来源可以是视频资源库或媒体直录播系统中的视频信息，如投票是获取用户对系统使用，对视频资源、活动等评价、态度的最直接的数据来源。

数据挖掘主要针对增值应用中的数据，比如参加网络游戏的用户性别、年龄、专业等分析，电子商务售卖商品类目分析，在线投票、调查数据挖掘分析。

2.媒体直录播系统

媒体直录播系统包括网络电视直录播系统、活动现场直录播系统、智慧教室直录播系统、视频会议直录播系统。媒体直录播系统在直播的同时管理员可以选择设置将视频或音频的声音识别转化为文本，存储到视频文本库，终端用户可以查看视频文本，具有权限的用户可以对视频文本进行矫正审核修改。

媒体直录播系统前台为分类直播频道播放，包括网络电视直播、活动直播、智慧教室直播、视频会议直播，用户任意点击其中一个直播频道，即可在页面嵌入式播放器内播放直播内容。网络电视直播频道的排序算法数据依据来自用户个人点击观看数、频道总点击观看数。活动直播、智慧教室直播、视频会议直播总共设置12路直播频道，智能判断每一路直播信号有无，没有直播信号流的频道在前台隐藏，可以根据需要添加编码器等设备，添加远程视频流，增设直播频道。直录播管理员（具有直录播管理權限的管理员用户在个性化门户系统中可以看到直录播管理模块）可以远程在线设置12路直播频道的信号源。媒体直录播系统前台录播节目可以按照节目播放量和发布时间排序，内容呈现于所述统一视频综合门户的“电视点播视频”模块。

媒体直录播系统后台嵌入个性化门户系统，媒体直录播系统管理权限分为直录播管理员、CDN管理员、直录播社区管理员、系统管理员和超级管理员。直录播管理员具有视频码流、视音频配置文件、频道组、频道、节目录制、远程流管理和直播日志查看、直播监控的权限。CDN管理员具有内容分发网络策略管理和边缘服务器管理的权限。直录播社区管理员可以进行直录播视频交互评价管理和弹幕管理。系统管理员具有节目栏目、视频栏目、模版管理、专题管理和节目库、视频库、关键字、热字、敏感字、资源库、水印管理的权限。超级管理员具有所有管理权限。各级管理员具有各自个性化的功能模块。

3.媒资管理播控系统

媒资管理播控系统包括节目编辑系统、视频播控系统、视频资源库、共享虚拟演播室。

节目编辑系统包括若干台非线性编辑工作站，非线性编辑工作站是由非线性编辑软件、实时编辑硬件组成的非编系统，非线性编辑工作站以Grass Valley EDIUS Broadcast为核心，包含视音频接口、字幕软件、媒体资产管理、远程服务客户端、系统保护等多种工具，具有视音频剪辑、图文效果制作、音频录制、视音频资料归档管理等多种功能的高性能视音频图文编辑工作站，系统USB接口具备病毒隔离功能，有效保护系统运行。节目编辑系统的视频素材输入与成品输出均指向智慧校园视频服务系统的视频资源库。视频素材库是视频资源库的一级分类，二级分类根据需要可由节目编辑人员进行新建、修改、删除管理，普通用户在统一视频综合服务门户和视频资源库中均不可见。节目成品入视频资源库相应分类栏目，用户可在统一视频综合服务门户和视频资源库中在线播放或下载。

视频播控系统可以将非编系统编辑好的节目视频、演播室采集视频、光盘节目视频、视频资源库节目视频按照时间顺序排放自动播放，可以控制节目播出的时间，便捷地控制视频信号的切换。

视频资源库位于智慧校园视频服务系统视频云平台的数据中心，是用户发布视频的目的地和点播视频的源头。其重点是资源开放性、共建共享，其核心是灵活的分级分类管理，价值提升在于视频资源的智能检索与推送。视频资源库视频来源可以是媒体直录播系统录制的视频、媒资管理播控系统的编辑成品、上传的非校本视频资源、演播室视频采集录制的内容、上传的各级用户自创自制视频。入库工作是各级管理权限人员在各自的个性化门户系统操作或设置自动上传入库与发布稿件。普通用户自创自制视频需要进入转码服务器进行转码后入库，把视频编码成能够在计算机网络和移动网流式传输、在各类终端顺畅播放的格式。

虚拟演播室具有虚拟演播、录播、直播、制作的全能化采编录播功能，可以完成节目信号切换、字幕叠加、节目播出、信号录制、虚拟布景、流媒体发布全部流程。

4.媒体监控系统

媒体监控系统包括媒体直录播监看系统、校园安防监控系统。

媒体直录播监看系统主要包括智慧校园视频服务中心视频矩阵直录播监看、教学指挥中心视频监看和用户终端视频监看，可以用于各类大型校园活动监看、课堂教学实时监看等。

校园安防系统前台核心是分类安防，校园安防分为门禁监控、机房仓库设备监控、机柜布线监控、危险区域监控、人体监控、烟雾火灾识别监控、教室监控，具有安防管理权限的人员登入系统前台，可以选择分类安防，呈现相应类别的校园安防地图。实施例1，点击机房仓库设备监控，呈现校园所有机房仓库监控地图，任意点击某个点，可以监看相应的机房仓库视频，并能智能识别出机房仓库的安全状况，一旦发现陌生人、烟雾火灾等，立即将异常情况推送到安防员手机，同时在地图上闪烁、警示。实施例2，点击教室监控，呈现校园所有教室监控探头地图，任意点击一个教室探头，可以监看到该区域内人员，并能自动识师生的表情、行为、姿态、唇语以及教室资源使用情况，比如教室空位，经过智能分析，一方面如果异常，会将异常情况图文通过微信或手机短信方式发送至教学管理人员和安防员，另一方面，为校园学生选择自修教室提供参考，为教师课堂上课出勤率提供智能分析结果。

后台嵌入个性化门户系统，具有不同权限的用户看到各自相关的信息，比如，安防员可以看到各类异常推送消息，教学管理人员可以看到教室与课堂相关推送信息，具有权限的管理人员还可以做相关操作，如安防管理员可以在个性化门户系统中设置安防网络视频监控探头录制存储周期和录制分辨率参数。

视频服务模型以用户服务为中心，即服务于校园内的教师、学生和管理者以及其他用户，不同用户具有不同角色，不同角色个性化门户呈现内容不同、操作权限级别不同，系统各个模块可以设置使用和管理操作权限，旨在为智慧校园用户提供完善的、各取所需的视频服务，视频服务体系中的用户互为启迪智慧的源泉，共同打造創新的基地，模型体现了“用户、服务、智慧、创新”的理念，以此为基础，不断推进视频服务体系的建设、发展与应用。

五、结束语

视频服务在智慧校园公共服务中占据着重要的分量，视频服务体系架构和视频服务模型设计关系到视频服务体系建设的质量与服务水平，决定了视频服务体系的用户体验和设计应用效果，完善全面合理的视频服务体系设计为系统平台的稳定、安全、高效和持续发展提供了保障。体系设计与建设既要从宏观上做顶层设计，又要从中观上做系统规划，还应从微观上考虑细节，细节影响用户体验，决定成败，一切以智慧校园用户为中心，为教师、学生、管理者和其他用户提供个性化、智能化视频服务，系统设计融入智慧思维，营造一个智慧的视频服务环境，以此为契机为智慧型、创新型人才培养提供助力。

每所高校在教育教学、学术科研、思想政治、行管后勤方面既有共性也有差异性，本视频服务体系设计适用于高校视频公共服务建设，同时也要根据高校自身的特色发展需要进行个性化设计，比如学科专业设置影响着视频分级分类、校园文化特色融入体系架构文化标准等，旨在构建绿色生态可持续发展的视频服务体系。后续将在视频服务系统平台在智慧校园中的典型应用方面做进一步研究，以期发挥视频服务体系最大效益。

参考文献：

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[2]黄照翠，陈晖，王海涛等.高校智慧校园的智慧真谛探究[J].中国教育信息化，2018（1）：53-59.

[3]姜联众.人本主义教育思想的理论内涵与实践意义[J].教学与管理（理论版），2018（27）：5-7.

[4]钟启泉，黄志成.美国教学论流派[M].西安：陕西人民教育出版社，1993.

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[6]文化[DB/OL].https：//baike.baidu.com/item/%E6%96%87%E5%8C%96/23624？fr=aladdin.

[7]组织[DB/OL].https：//baike.baidu.com/item/%E7%BB%84%E7%BB%87/5105529.

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[9]黄照翠，陈晖，张鹏亮等.一种异地多校区分布式智慧校园视频服务系统设计研究[J].中国教育信息化，2018（21）：80-85.

[10]张建伟.基于统一身份认证平台的局域网安全设计[J].计算机技术与发展，2019（1）：124-129.

（编辑：王天鹏）