大学新校区智慧校园规划设计探讨

任志国

（山东第一医科大学，山东 济南 250000）

0 引言

大数据给教育带来革命性的变化， 网络在线教育和大规模开放式网络课程新的教学模式改变了传统教学环境，物联网大数据推动了校园智慧化发展。随着我国经济社会发展，对人才需求日益增多，高等教育快速发展，许多高校建设新校区，以此改善办学条件、扩大办学规模。 智慧校园是高等教育内涵式发展的重要支撑条件，也是校区建设的重要内容。新校区规划建设须将智慧校园建设纳入新校区总体规划内， 对智慧校园“物理空间”[1]做出科学合理的规划，与新校区建设同步进行，或为智慧校园分期建设留足条件。

1 智慧校园建设基本内容

智慧校园建设目标是构建以网络基础设施、云数据平台、智慧应用平台和一卡通为依托的智慧化校园管理、智慧化校园服务、智慧化校园教学科研，以实现校园全面感知和智慧应用，实现教学智能化、服务便捷化、管理精细化[2]。

智慧校园建设整体架构：基础设施层、支撑平台层、应用层、应用终端和信息安全体系等。 其中，基础设施层包括校园信息化基础实施、 数据库和服务器等，应用层包括智慧教学环境、智慧教学资源、智慧校园管理、智慧校园服务。 校园信息化基础设施包括网络基础设施、教学环境基础设施、教学资源基础设施、办公自动化基础设施、校园服务基础设施[3]。智慧校园是通过物理空间和信息空间有机衔接，便捷地为师生资源和服务。

智慧校园的基础设施与校区规划建设密切相关，支撑和承载智慧校园的物理空间包括网络机房、数据机房、管控中心用房、地下管线、单体建筑中的管线等，须在新校区规划设计中充分考虑，如规划设计考虑不足或滞后于校区建设进展， 将大量增加工程量，造成巨大浪费。 本文结合新校区建设工作实践，列举有关校区总体规划的智慧校园基础设施、 和基本应用，以及满足智慧校园基础设施和基本应用的规划设计条件。

1.1 校园基础网络——校园网

校园网是智慧校园的基础设施和支撑平台层，是承载智慧校园的基础网络，有线、无线、监控、物联全融合的校园一张网。 实现人、 物泛连接互联互通；有线、无线全覆盖的校园网网络；满足需要的校园网出口；完备而又有扩展能力的数据机房；建成的可观、可测、可控的精细化校园网络管理；设置核心层、汇聚层、接入层三层的网络结构，校园网采用“千兆到桌面，万兆到汇聚，万兆到核心”的链路设计。

1.2 智慧校园应用系统建设

智慧校园应用系统包括教学、科研、管理、服务等多方面具体应用。 有些应用系统依托校园网实现，有些应用系统依托楼宇智能设备网络实现。以下列举与校区地下管网和单体建筑建设密切相关的应用系统。

1.2.1 智慧教学系统： 构建桌面与移动客户端同步、一站式公共教学服务平台

智慧教室能够整体实现课上学生手机签到、老师移动授课、学生手机互动、移动端交互讨论、智能考勤点名、无线投屏移动授课等新模式的教和学场景。

一体化智慧教学运行中心包括大屏幕显示、解码器、管理工作站、网络交换机等设备，用于开展设备管理、录像管理及教学技术服务，用于教学检查、教学管理。

1.2.2 标准化考场系统

标准化考场主要建设内容为：标准化考场监控系统、考试专网网络系统、身份验证系统、标准化考点无线电防作弊系统、 四六级听力广播系统、 标准化考试信息发布系统、标准化试卷保密室等。

1.2.3 平安校园

平安校园规划安防监控和消防联动系统、车辆管理系统、门禁等。建设安防智能平台，具备指挥、调度、查询、统计、监视、跟踪、报警、控制等功能；学校大门口和校内停车场应使用高清数字化车牌识别系统，公寓、实验室等重点要害部位应使用人脸识别系统。

1.2.4 能源监测管理

对水、电、气、供暖、空调、热水实施在线监控和智慧管理，运行情况实时呈现和分户计量。

能够监控水、电、暖、空调、燃气等。 水、电计量到房间，供暖计量到建筑单体，实现监控、调节功能。

水、电计量采用网络集中抄表，学生公寓实现防止恶性负载、网络售电、一卡通支付功能。

1.2.5 校园一卡通

实现身身份认证、食堂消费、图书馆借阅、门禁、考勤、水控、电控、缴费、查询等各种生活服务；形成师生行为数据，送入大数据分析平台。

1.2.6 校园广播

校园广播按照教学区、生活区、运动区分区布置，室外合理布置音柱位置，建筑单体按需求设置音响。

1.2.7 综合管网监测管理系统

生成三维的地下管网可视系统，实现查询统计、工程管理、生命管理、故障管理、隐患管理及历史管理。

2 智慧校园综合布线规划设计

校园规划必须对智慧校园布线做出专项规划，满足校园网和应用系统传输要求，预留充足冗余，满足学校发展需要。

（1）弱电综合布线系统采用开放式的网络拓扑结构，能支持语音、数据、图像、多媒体等业务信息的传递：通信管道网络系统为网状或半网状结构，能够覆盖全校各个楼宇，拥有较高冗余性，充分满足需求[4]。

（2） 综合布线系统均需要综合考虑包括网络、固话及移动通信、数字安防、能源管理、楼宇智能化、多媒体教学、电子考场、数字广播、校园一卡通等各类应用系统在内的所有需求，避免重复建设，同时考虑充足的备份，满足可靠性及对后续新业务的支撑[5]。室外光缆： 每个楼宇至少敷设72 芯单模光纤与校园网核心机房相连。

（3）地下管网包含：网络通信管网、安防系统管网、电信运营商通信管网、备用通信管网等。 校园网、校园一卡通、安防监控、停车管理、消防联动、能源监控系统、 综合管网监测管理系统等网络通信线路，预埋主管网结合道路、综合管廊敷设，各建筑物预埋分支地下管线与主管网联结并留有足够预留量。

3 单体建筑智慧校园弱电系统设计

单体建筑设计充分考虑智慧校园规划， 规划设计弱电机房、管控中心等功能房间，设计弱电管线、各种信息点位。 本文列举部分有关智慧校园应用系统较多的单体建筑， 重点阐述该部分单体建筑信息化设计要点。

3.1 教室、实验室

教室、实验室需要设计的应用系统：智慧教学系统，标准化考，教学实验设备管理系统，建筑设备智能管理系统等。满足智慧教学系统和标准化考场系统的弱电设计主要考虑以下内容：

（1）校园网要求：教室、实验室均须实现无线网络覆盖，根据面积大小、人数情况确定无线AP 数量。 每间教室设计有线网络信息点，另外敷设两芯单模光纤及电源至中控台处（讲台位置）。普通实验室设计六类网络接入点，分别在相应的对端墙上预留点位，并设计光缆接入点。教室内综合布线系统设置按照建设智慧教室、标准化考场等要求设计点位，包括各类教学设备、监控等安装位置[6]。

（2）智慧教学系统、标准化考场系统：教室、实验室门口预留电子班牌接入信息点，电子班牌按照供电方式预留电源。 每间教室、实验室需预留监控摄像机管线。 教学楼主入口设置人脸识别摄像机，实现陌生人入侵自动报警功能。 实验楼内设重点库房（易燃易爆、危险品库房）按照防爆要求设计灯具、开关和插座，并按公安部门要求设置监控摄像机及门禁控制系统。 教室多媒体系统预留远程控制管线，教室中控台预留IP 电话，系统需要中控室（集中设一处）。 教室内预留多媒体黑板、投影仪等设备数据点及电源，实验室内预留电子白板、超短距投影仪等设备数据点及电源，电子LED 屏、电子白板、投影仪等设备预留数据点及电源。

3.2 学生公寓

学生宿舍按照本科生4 人间、 硕士生2 人间、博士生一人间标准设计，独立卫生间、洗浴间，校园网有线、无线覆盖。

（1）网络要求；有线网络点位按照人数设计。每间宿舍内均设置无线AP，实现无线网络全覆盖。

（2）平安校园系统：公寓出入口门禁采用人脸识别方式；非主要出入口通过门禁系统设定权限，控制人员出入，并与消防系统实现联动。 公寓主入口设计人脸识别通道闸机。

（3）能源监测系统：宿舍内热水采用刷卡计费方式；水、电计量远程采集。

3.3 学生食堂

（1）食堂有线电视系统采用网络电视形式，前端点位预留网络插座。AP 数量满足信号覆盖要求，满足学生满员状态下的需求。

（2）达到阳光厨房的标准，餐厅内能直接播放后厨操作情况。

3.4 图书馆

（1）图书馆应用系统：图书馆通常都是学校的核心建筑，建筑体量大，智慧化程度标准高。除楼宇智能系统外，图书管理系统是重要的应用系统，包括电子标签转换子系统、自助借还子系统、安全门禁子系统、推车式盘点子系统、空间预约子系统、自助文印子系统、自助借还柜、研讨室预约系统。图书馆一般布置在校区的核心位置，校园网网络中心机房、数据机房可以布置在图书馆建筑内。

（2）信息化设计要求：根据图书馆智能化系统要求，按照综合布线设计标准进行设计，合理确定数据和语音点位，如自习区、阅览区桌子预留数据点位，出入口门禁、道闸预留数据点位，电梯厅、出入口、阅览区、需要悬挂LED 大屏位置、触摸查询机预留信息发布点位，安装自助借还机位置预留点位等。

其他单体建筑按照智能建筑标准设计，有特殊需求预留点位。

4 结语

智慧校园建设是一项复杂的系统工程，其基础设施层、支撑平台层和部分应用系统的设备间、管控房间以及管线都需要在校区规划中设计，尤其采取直埋的地下管线和单体建筑预埋管线，必须与校区建设同步进行，否则，只能重新开挖、开凿、改造等重复施工，增加投资，造成浪费。 通过对新校区规划技术经济分析[7]，将智慧校园规划设计作为新校区规划的专项规划，一次规划，同步建设或分期实施，可以有效降低建设成本，同时为高标准建设智慧校园提供保障。 本文阐述的智慧校园的基础网络（校园网）和应用系统，都是建设智慧校园必须用到的或常用的网络设施和应用系统，与其相应规划和建设的功能用房、综合布线以及信息点位等， 也是智慧校园建设的基本条件，智慧校园其他应用系统基本是依托校园网和设备网，在大学在新校区智慧校园规划设计内容中，充分考虑上述基础设施和应用系统设计，为智慧校园建设奠定基础条件。