智慧校园是数字化校园的发展方向,是数字园区在特定空间中的应用。构建数字孪生校园,打造智慧化、智能化校区,提高学校信息化水平是高等职业院校深入推进教育现代化、践行“管理体制、保障机制改革”必不可少的基础支撑和重要保障,也是“双高”建设的主要内容之一。在工程标准方面,《中国教育现代化2035》提出要“加快信息化时代教育变革”。国家标准对以学校为单位的智慧校园架构进行了整体性的规划,包含由基础设施层、支撑平台层、应用平台层、应用终端组成的四层架构[1],为单校智慧校园平台建设提供了基础,还在智慧城市场景下定义了数据融合概念模型,规范了数据汇集及应用的问题[2]。《职业院校数字校园规范》从教育教学、管理服务等方面规定了支撑职业教育教学模式和管理服务体系的技术体系,为职业院校的智慧校园建设提供了标准和支撑。在学术研究方面,曹晓明[3]通过对人工智能教育应用的技术基础进行系统分析,提出了数据层、技术层、算法层、框架层、应用层5个部分的框架模型。陈锋[4]就平台化学习和“端、边、云”协同的智能化计算架构进行了研究。黄艳等[5]从智慧服务体系等维度设计了一套智慧校园建设评价指标体系。现代职业教育数字校园平台体系大多都是单级单校构建,本文根据职业院校常见的业务属性和数据流向规则,提出一种多级智慧校园平台构建体系。1平台结构我国高等职业院校大多以省(自治区、直辖市)为边界,接受所在地的省级教育主管部门管理。部分共管共治的高等职业院校,其人事聘用、招生就业等多项业务也划归到省级教育主管部门。因此在多级平台构建时,实质上是校级与省级教育主管单位组成的两级平台。学校是绝大部分业务数据的产生地,校内各部门通过角色权限管控不同的业务,实现校内跨部门间的业务和数据往来。主管部门是必要业务数据的使用和汇集地,通过对各个学校同类数据的汇集,产生一些管理属性的业务。两级平台构建的关键在于数据的共享,在校级平台产生的数据中,教育主管单位要能实现对具备管理需求业务数据的共享共通,跨校数据之间的流转也需要主管单位授权。两级平台结构如图1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.018.F001图1职业院校智慧校园两级平台结构结构化数据是可以由二维表结构来逻辑表达和实现的数据,也称为行数据。结构化数据严格地遵循数据格式与长度规范,主要通过关系型数据库进行存储和管理。非结构化数据是指不方便用数据库二维逻辑表达的数据,数据结构不规则或不完整,没有进行预定义的数据模型,如图片、视频以及音频等。视频图像采集系统(VICS)位于两级平台。下级平台用作接入高清相机、抓拍机等视频图像采集设备,对视频和图像两类非结构化数据进行采集;上级平台用作对各下级平台的接入设备进行级联管理。该系统可配合提供校园安防、车辆管理、人员轨迹等视频图像支撑的应用。例如某省组织考试时,省级教育主管部门可通过级联数据进行多校统一视频巡考。视频图像分析系统(VIAS)位于两级平台,将本级VICS采集的非结构化数据解析成结构化数据,可参照《公安视频图像分析系统》(GA/T 1399.1—2017)标准构建。对于下级VIAS,需要将本级VICS采集的所有视频或图片数据中的人、车、物等信息进行特征提取,提供特征比对的功能。对于上级VIAS,一般仅用作支撑本级图片特征解析、特征比对等少量智能化应用。VIAS提取的结构化数据量级较大,一般需要用基于大数据和云存储技术构建的大数据管理系统进行存储和管理。VIAS为课堂考勤、门禁管理、校园安防等下级平台智能化功能提供能力支撑。大数据管理系统(BMS)位于两级平台,下级平台管理本校所有结构化数据,是本级所有业务开展的数据来源。上级平台管理所有级联学校指定的结构化数据以及部分上级平台产生的数据,支撑高职院校和主管单位之间的业务往来以及不同高职院校之间的业务往来。BMS管理数据量极大,通常依赖大数据技术和云存储技术使用和存储数据。物联网终端接入系统(I-TAS)位于下级平台,接入了各校诸如火警探测器、一卡通刷卡机等所有物联网终端设备。该系统用于采集校内人、车、物所产生的结构化动态数据,采集数据通过消息队列推送至本级BMS。跨网域边界系统(CDBS)位于智慧校园系统与其他系统之间,将VICS和BMS中的数据发送到诸如公安视频专网、智慧城市专网等其他网域的第三方平台,实现跨网域之间的数据流动,完成智慧校园作为智慧城市一部分的特定使命。级联网关(C-GW)位于上下级平台之间,将下级VICS、I-TAS和BMS中的数据级联推送到上级相应系统,实现跨层级之间的数据流动。2校级平台功能架构在构建的智慧校园两级平台中,因主要业务需求的差异,高职院校所在的下级平台与主管单位所在的上级平台功能差异较大。根据业务需求导向的应用功能构建也需要分开进行,但其数据管理和智能化能力的基础设施基本一致。校级平台的功能构建以校内业务开展为主,同时兼顾与上级部门和兄弟院校之间的部分业务。校级平台的功能架构由感知层、基础资源层、平台层和应用层构成。校级平台功能架构如图2所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.08.018.F002图2校级平台功能架构感知层包含校内各类采集、感知数据的专用设备及供师生、管理者等用户使用的智能终端、设备或场所,还包含用于执行智能决策命令的控制终端。感知层是校内业务开展和自动化执行的基础。基础资源层包括用作数据传输、计算、存储的实体或虚拟资源。例如服务器、计算设备、存储设备和交换机等实体资源以及固定或移动宽带、虚拟机、容器等虚拟资源。平台层包括提供数据融合、ETL等数据处理的数据服务平台;提供算法管理、任务调度等视频图像解析比对的智能图像分析平台;提供用户、角色权限、统一认证等功能的综合管理平台;终端设备运维、平台或数据安全、数据开放共享等功能。应用层分为业务中台和一站式服务大厅。业务中台基于中台思维构建,为一站式服务大厅中的微服务提供API或直接在其门户网站中进行功能开放。一站式服务大厅是直面用户、最朴素便捷的智慧校园使用窗口,其中分级分类集合了整个系统能支撑的所有服务入口。一站式服务大厅中的每个服务均使用微服务构建,直接调用平台层或业务中台的API完成局部功能的构建。每个类别的业务通常需要根据其业务特征开放多个微服务供用户使用,各微服务或业务中台服务的数据实质上在平台层互通。初期投入大量聚焦在平台层和部分基础资源层,后期可根据实际业务需求逐步部署相应的感知设备和应用。3上级平台功能架构职业院校主管单位的上级平台一般都是省级教育主管单位,是省级教育行政部门,其行政属性较强,且大多省(自治区、直辖市)都统一规划了各个行政部门的政务平台,因此作为智慧校园上级平台,其构建思路主要围绕上级与下级平台间的业务需求以及不同下级平台间的业务需求。上级平台的功能架构仍然由感知层、基础资源层、平台层和应用层构成,其功能架构与校级平台功能架构相似。上级平台的感知层是辅助其完成下级平台管理的数据采集和控制执行等设备的集成,基础资源层是支撑上级管理平台运行的计算、存储、网络等设备资源的集成。上级平台不参与实际动态业务数据的感知和传输,因此相应资源会被弱化。但数据汇集后对计算和存储资源的依赖一般高于下级平台。上级平台的平台层功能分类与下级平台基本一致,都是各自平台数据应用和智能化应用的中枢。但因为其业务需求的差异,上级平台的平台层功能也需要差异化构建。上级平台的应用层仍然包含业务中台和一站式微服务大厅,各自的构建方法也与下级平台基本一致,差异在于上级平台应用层汇集的是上、下级之间的业务以及支撑不同下级之间业务开展的业务。例如上、下级平台均有科研管理,如果上级平台发布某项目申报通知,相应通知会根据送达范围自动下发到各下级平台,各职业院校师生在下级平台的科研管理中进行项目申报,学校组织评审后在下级平台给出推荐结果,相关推荐项目将会直接流转到上级平台的科研管理模块,以接受项目发布单位的再次评审。4结语本文在分析现代职业院校智慧校园构建方式的基础上,提出了高等职业院校智慧校园多级平台体系构建的方法。针对我国职业院校管理的模式,围绕学校所在的下级平台和主管部门所在的上级平台进行两级平台构建,以充分支撑院校内部、院校与主管单位、院校与院校之间的数据和业务。在平台功能的构建上,提出了校级平台功能架构和上级平台功能架构,对各架构中的功能特征和差异点进行了说明,从逻辑上对本文所述多级平台构建方式进行了功能验证。在构建方式上,可进一步对智慧校园平台与外部第三方平台的联系和方式进行研究。

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