基于数据中台和服务中台的智慧校园框架设计与应用

徐望 董剑峰

摘   要：鉴于互联网、物联网和人工智能技术的快速发展，目前我国高校的信息化建设处于从数字校园进入智慧校园的过渡期和转型期。文章提出了基于数据中台和服务中台的智慧校园的总体框架和技术架构设计，介绍了以数据为关键、以服务为支撑、以师生为核心的建设原则，阐述了具体的层次化结构和功能，对数据和服务应用等多方面融合进行了研究和探讨。

关键词：智慧校园; 数据;服务应用

中图分类号：G647 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2021）15-0076-03

一、引言

近年来，我国高校的信息化建设处于从数字校园进入智慧校园的过渡期和转型期，遇到了挑战，也遇到了机遇。由于互联网、物联网和人工智能技术发展迅速，以往的信息化建设已经不能满足用户对服务应用和智能体验的使用需求，浙江省高等教育“十三五”发展规划中，明确提出了全面建设智慧校园的目标，并已将全面推进智慧校园的建设纳入“十四五”发展规划的撰写中。智慧校园是数字校园的高端形态，是对数字校园建设的进一步深化与提升，是高校信息化发展融合创新阶段的产物。[1]作为高校战略发展的重要支撑，智慧校园的建设具有非常重大的意义。

本文将对基于数据中台和服务中台建设的新型智慧校园进行研究，结合高校特性和互联网技术，基于用户服务的视角，深化智慧校园建设的内涵，以“大中台、小前台”为组织机制和业务机制，全方位关联数据结构、服务体系和评价指标体系，以用户体验为中心，进行顶层设计，构建智慧校园应用模型，实现其自身能力与用户需求持续互联的架构，打造全方位融合的智慧校园体系。

二、智慧校园的架构模型

智慧校园的架构是对智慧校园建设的总体规划，采用了层次化的体系结构，基于数据中台和服务中台确定层级结构和逻辑关系，以用户需求为中心，将数据开发与管理、服务应用与入口、活动场景和需求等多方面进行融合和协调，遵循数据标准和服务标准的规范化原则，具体框架设计如图1所示。

从整体架构中可以看出，数据中台和服务中台是智慧校园建设的重要支撑，总体架构和框架按照自底向上的形态结构，平台和服务都应遵循总体规划和整体设计，按照标准进行统一化，加强信息安全保障和信息化运维服务，逐步达成智慧校园的全面建设目标。在整个框架中，数据中心和服务组件与服务应用都可以进行数据共享利用，师生在不同的活动场景中产生的数据，可以进行获取和推送，获取行为数据，推送相应的服务。从根本上打破了原有的信息化建设思路，将数据和应用分离，抽取服务流程，统一服务入口，根据不同需求为师生提供个性化和定制化服务。根据制定的數据标准和服务标准，将各个业务系统或应用服务的接口数据进行统一化和标准化，改变传统垂直的业务系统和垂直的数据中心，为共享服务组件和服务应用做好基础构建。共享服务组件中，如消息中心、日程中心等，建设了统一的服务标准，服务类应用可以调用这些服务组件作为服务支撑，将科研、资产、财务、图书、保卫、新闻、工作、学习和场景等职能部门，网络、设备和水电等固定场景生产的数据存储共享到数据中台，将整个校园的资源和资产转化为数据进行流转和共享。目前，移动互联网已经进入成熟期，网络和存储等基础平台已经非常成熟并且日渐云化，我们的智慧校园建设重点应该从IT时代转向DT时代，从管理转向服务，从重应用转向重数据。因此，在这样的背景下，我们重新构建了智慧校园的框架，围绕数据这个核心，利用管理部门和各类硬件感知系统获取管理数据，利用用户端的应用与服务覆盖学校所有用户所有场景，获取各场景的活动数据，形成一个能够自我进化的数据生产共享回馈的应用框架。

三、数据生产管理

在智慧校园建设中，数据是所有应用和服务的基础，是最重要的核心部分。数据生产的管理分为基础数据生产、过程数据生产和固定场景数据生产三个部分。其中，基础数据来自职能部门，比如人事、财务、学工、教务、资产、科研和办公等;过程数据来自后勤、保卫、图书馆、质量监测、二级学院和宣传等部门;固定场景数据来自水控、电控、安防、监控、设备和网络等相关部门。师生在办公室、教室、宿舍和公共空间产生的相关的服务数据，也会更新同步到数据中心，进一步为师生提供工作、生活、学习、娱乐方面相应位置的推送。我们把职能部门和相关部门学院在各自的业务系统中产生的数据，同步存储在数据库中，形成数据仓库，同时对数据进行更新和共享，为上层的服务中台做准备。这些数据都是与师生的工作、学习和生活息息相关的，当数据类型和数据量储备到一定程度的时候，根据需求对存储的数据进行统筹、分析和利用，大数据平台就此形成了。因此，数据的产生与学校里的每一个部门（学院）、每一位师生都形成了不可分割的关系。

四、数据中台

数据中台就是要构建更具创新性、灵活性的“大中台、小前台”的组织机制和业务机制，数据中台的实质是构建全域数据共享的中心，提供数据采集、数据萃取、数据服务等全链路一体化的服务，提供面向业务应用的数据智能平台，其关键职能与核心价值是，大数据从业务视角而非纯技术视角出发，智能化构建数据、管理数据资产，提供数据调用、数据监控、数据分析与数据展现等多种服务。[2]对全域数据进行采集和仓储，进而统一管理，与服务中台进行共享并加以利用。以数据中台内核价值为中段的数据中台业务模式不是纯数据，不是纯技术，也不是纯业务，而是智能化数据、技术提升和数据智能化的业务应用支撑，是数据技术应用的整体提升。[3]数据中台起到了汇聚数据和承上启下的作用，可以解决数据“存”、“通”和“用”的问题，让业务数据化，让数据业务化，连接数据孤岛，根据不同的需求对数据进行处理和筛选，最终获得可使用的数据价值，对数据进行展示和决策分析，其中包含了领导的关注点、职能部门的关注点和师生个人的关注点。[4]针对不同的人群、活动场景和活动空间，可以提供千人千面的个性化服务。

原则上，职能部门产生的数据应按照数据中心的标准和规则同步获取，便于将不同来源的数据进行标准化和规范化。按照标准将数据进行收集、整合和存储，是我们正在做的工作，在早期信息化建设中，业务系统数据来源不同、标准不同，并且数据繁多且结构复杂，历史数据的准确性也需进行排查。所以，在数据整合期间，要求达到规范性和统一性的标准，才能保证数据中台的顺利运行、保证和服务中台的顺利打通。目前，在规划中的数据开发和数据展示部分还未启动。在未来的智慧校园发展中，这一部分内容是非常重要的，对数据进行开发，从而进行数据展示，支持决策分析，提供具有针对性的个性化服务，是智慧校园的前进方向。

要达到数据生产共享回馈的目标，重点在数据中台的建设，包括数据标准、生产源确定、更新频率、使用授权等机制，同时还要提供 “服务中台”，将校园场景下具有公共服务属性的功能抽象出来，进行整体设计，该部分是强耦合、高性能、高稳定性的。在此基础上，将传统的垂直化应用系统打破，分割为面向业务部门的负责数据生产的基础应用系统、各自面向普通用户提供服务的小应用，然后整体连接数据中台和服务中台，并且利用入口导入用户行为，使整个校园场景形成了一个闭环。

五、服务中台

有了数据中台的支撑，我们将共享服务组件、服务类应用和服务入口整合为服务中台，这是智慧校园建设中最为重要的部分。其中，共享服务组件如统一身份认证、消息中心和日程中心、组织架构和流程中心等，作为数据仓储和顶层服务类应用的连接，需要制定智慧校园架构的服务标准，采用统一的接口标准进行对接。服务组件承载了数据、流程和应用。当服务类应用面向用户时，就需要调用这些组件，保证应用的完整性和个性化的体验。但是，需求的突发、不明确、变化频繁是目前服务建设面临的主要痛点之一。

在以往的信息化建设中，公共服务存在于各个业务系统中，无法对接导致信息化平台的整合无法实现，这实际上是信息化建设过程中的一个痛点，除了存在信息孤岛，还存在公共服务孤岛，厂家也没有很好的解决方案。于是，我们建设了共享服务组件，前期梳理了大量的公共服务内容，但不涉及具体的业务工作，只是将公共服务独立出来。共享服务组件之间是强耦合的，每一个单元都不是独立存在的，却又可以独立于服务应用，任何一个应用都可以调用服务组件，与服务应用形成相辅相成的关系。我们的目的是通过服务组件将整个信息化平台进行整合，将共享服务组件建设成为具有稳定性、可靠性和开放性的服务体系。在整个架构框架设计中，共享服务组件的作用至关重要。

采用了PaaS（Platform as a Service）平台即服务的模式构建服务中台，统一管理，统一标准，独立于服务应用项目，提供平台模块化服务，但同时和基础数据共享互用。PaaS的实质是将互联网的资源服务化，为第三方提供资源和服务平台。有了PaaS平台的支撑，也有了具体的业务逻辑，为开发带来了极大的方便，不但提高了开发效率，还节约了成本。有了PaaS平台的支持，应用能够快速响应用户的需求，最终也为用户带来了可见性的体验。[5]当共享服务组件作为中间层模块服务构建完成后，需搭建自己的上层应用。采用PaaS模式，可以加速推动服务类应用的发展和建设。在建设服务应用时，尽量脱离原本业务系统，抽取单支服务流程、业务规则和流程管理，为师生提供一系列的智慧型服务应用，改进师生的工作、学习和生活的活动方式，使师生在办公区域、教学区域、宿舍区域和公共区域都能够享受到相应的服务。当然，这是一项庞大复杂的工程，需要一步一步实现。

采用了SaaS（Software as a Service）软件即服务的模式。随着云计算技术的发展和应用软件的成熟，在21世纪开始兴起了一种完全创新的软件应用模式，它是一种通过Internet提供软件的模式，支持多用户在线，实现最大程度上的资源共享，这种模式具有安全性、稳定性和可扩展性，同时资源得到了合理、充分和有效的利用。[6]在共享服務组件中，统一身份认证目前是为师生提供便利服务的第一步，消息中心联通了师生用户和服务应用的关系，不再是单纯地使用软件的方式，师生在使用应用的同时会收到相应的待办消息提醒、节点消息提醒和抄送消息提醒。比如，预约类的图书馆座位预约和会议室预约等，预约成功会发送消息以及相关流程的节点消息提醒，这一点在移动端的应用具有非常实际和重要的意义，也是较为迫切的需求。服务中台搭建的服务应用数量不断增加，需要规划制定业务标准、搭建业务中台，将业务从服务中台中分离出来。根据高校的特性，业务标准的制定较为困难，还需进一步梳理和设计。

六、结语

智慧校园的建设任重道远，需要融入多方资源、采用多种技术、投入大量的资金和专业人员，并且需要领导的大力支持和推进，才能取得较好的效果。坚持以人为本、以师生为核心、以服务为目的，促进校园用户环境感知，体验实时性和多面性，体现智慧校园的个性化和人性化，丰富智慧校园的内涵与应用，仍然需要进一步研究和探索。 在“互联网+智慧校园”中，应配合高校智慧校园建设评价指标体系，创新信息化发展理念，转变信息化建设与应用方式，推进教育信息化转型升级，为智慧校园高效、稳定和安全地运行提供了保障。加强建设标准的推广和完善，使高校信息化建设得以持续有序发展。

参考文献：

[1]蒋东兴，付小龙，袁芳，等.高校智慧校园技术参考模型设计[J].中国电化教育，2016（9）：108-114.

[2]李巍巍.数据中台技术在业务系统中的应用研究[J].现代信息科技，2019，21（3）：108-110.

[3]谭虎，陈晓勇.详解阿里云数据中台[J].中国信息化周报，2019（14）.

[4]张旭.袋鼠云数据中台专栏（一）：浅析数据中台策略与建设实践[EB/OL].https：//yq.aliyun.com/articles/604571.

[5]PAAS[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/PAAS/219931？fr=Aladdin.

[6]邢承杰，杨旭，姜宁，等.基于SaaS的软件开发模式在高校中的应用研究与实践[J].华东师范大学学报（自然科学版），2015（z1）：324-329.

（编辑：王天鹏）