王敏，胡國強(qiáng)

（西北農(nóng)林科技大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)與教育技術(shù)中心，陜西 楊凌 712100）

2019年李克強(qiáng)總理首次在政府工作報(bào)告中明確提出“智能+”一詞，“智能+”是指人工智能與物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、區(qū)塊鏈、5G 技術(shù)信息技術(shù)的耦合，代表著數(shù)字技術(shù)發(fā)展的新階段和新維度，與“互聯(lián)網(wǎng)+”相比，“智能+”對傳統(tǒng)行業(yè)的改造更具顛覆性?！爸悄?”對智慧校園發(fā)展來說是難得的助力，在此背景下運(yùn)用“智能+”技術(shù)重構(gòu)智慧校園服務(wù)體系，形成“智慧教學(xué)、智慧科研、智慧管理、智慧服務(wù)、智慧運(yùn)維”的一體化智慧體系，是當(dāng)下高校智慧校園發(fā)展的重要任務(wù)。

一、智慧校園服務(wù)類型與技術(shù)分析

智慧校園面向不同類型用戶提供不同服務(wù)，提供服務(wù)主要涉及基礎(chǔ)、人事、教學(xué)、學(xué)工、科研、公共、生活服務(wù)。以對智慧校園用戶群體的分析為基礎(chǔ)，文章介紹了高校智慧校園各業(yè)務(wù)系統(tǒng)和服務(wù)平臺的服務(wù)類型及內(nèi)容，并依據(jù)已有研究成果對現(xiàn)有的服務(wù)類型進(jìn)行了技術(shù)創(chuàng)新。

（一）基礎(chǔ)服務(wù)

基礎(chǔ)服務(wù)是智慧校園用戶登錄其他應(yīng)用系統(tǒng)和服務(wù)平臺的基礎(chǔ)，主要由統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺、校園信息門戶及共享數(shù)據(jù)庫提供。統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺基于CAS（Central Authentication Service）為多個(gè)相互信任的應(yīng)用系統(tǒng)和服務(wù)平臺提供認(rèn)證服務(wù)的接口，結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)認(rèn)證的“去中心化”。未來校園信息門戶可利用用戶畫像建立用戶特征庫，并利用人工智能算法對用戶特征進(jìn)行識別，識別后根據(jù)用戶特征智能推送相應(yīng)服務(wù)。共享數(shù)據(jù)庫通過采用云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高校各業(yè)務(wù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、音視頻文件、日志等海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的存儲、共享與管理?；?G 的移動邊緣計(jì)算，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)在信息技術(shù)發(fā)展的智慧化階段安全性、實(shí)時(shí)性以及帶寬、算力、存儲等方面的不足，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了物理校園與虛擬校園的有機(jī)融合。

（二）人事服務(wù)

人事服務(wù)主要由人力資源管理平臺提供。人力資源管理平臺結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)可分析出人事數(shù)據(jù)之間或人事數(shù)據(jù)與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，不僅能提升高校人事管理效率和質(zhì)量，而且可獲取有參考價(jià)值的數(shù)據(jù)信息，提升人事服務(wù)用戶滿意度。平臺可結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對現(xiàn)有人事管理數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和預(yù)測，科學(xué)合理地進(jìn)行人力資源規(guī)劃，提升人才崗位配比的精確性，進(jìn)而推動高校人力資源管理目標(biāo)的落實(shí)。

（三）教學(xué)服務(wù)

教學(xué)服務(wù)由智慧教學(xué)云平臺、在線教育平臺、本研一體平臺、實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)、本科教學(xué)評價(jià)系統(tǒng)、研究生教學(xué)評價(jià)系統(tǒng)提供。

智慧教學(xué)云平臺不僅可錄制教師上課視頻，還可將錄好的視頻上傳至云平臺進(jìn)行教學(xué)資源共享，甚至可根據(jù)管理需要分配管理教室軟硬設(shè)備權(quán)限。此外，智慧云平臺還提供教室教學(xué)活動大數(shù)據(jù)集成分析，為師生推送個(gè)性化的教學(xué)和學(xué)習(xí)資源，分析結(jié)果可為高校管理層決策提供參考。

在線教育平臺可結(jié)合5G 和VR/AR 開展多種類型教學(xué)方式，結(jié)合雙因子模糊認(rèn)證和區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)中學(xué)習(xí)者身份認(rèn)證。在線教育平臺主要由教學(xué)功能、教學(xué)播客、資源中心、精品課程、研究型教學(xué)、專業(yè)建設(shè)等功能模塊組成，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)分析在線綜合教學(xué)平臺的數(shù)據(jù)已成為當(dāng)前在線綜合平臺研究的熱點(diǎn)，已有國內(nèi)學(xué)者在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)行為挖掘與分析上取得成效。

本研一體平臺由本科教學(xué)綜合管理與服務(wù)、研究生管理與服務(wù)、本研一體管理與服務(wù)三個(gè)系統(tǒng)組成，旨在建立“面向?qū)W生成長、教師發(fā)展、教學(xué)服務(wù)”的一站式綜合教學(xué)服務(wù)平臺，充分發(fā)揮人工智能、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)優(yōu)勢，基于學(xué)校各類校務(wù)管理系統(tǒng)、教學(xué)應(yīng)用，積極引進(jìn)和整合校外優(yōu)質(zhì)服務(wù)，逐步建立“線上線下混合、多終端、全場景、校內(nèi)外服務(wù)融合、信息/流程/數(shù)據(jù)服務(wù)等多種類”的一站式教學(xué)服務(wù)體系。

實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)結(jié)合RFID 和Zigbee 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對儀器設(shè)備的精細(xì)化管理，結(jié)合Wi-Fi 嗅探技術(shù)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室人員的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室開放管理，結(jié)合5G 技術(shù)構(gòu)建遠(yuǎn)程開放的實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)現(xiàn)大型儀器遠(yuǎn)程操作與共享。本科教學(xué)評價(jià)和研究生教學(xué)系統(tǒng)可結(jié)合支持向量機(jī)的數(shù)據(jù)挖掘算法，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)過程中對教師教學(xué)水平公正、準(zhǔn)確、快速地評價(jià)。

（四）學(xué)工服務(wù)

學(xué)工服務(wù)由學(xué)工系統(tǒng)、迎新系統(tǒng)、離校系統(tǒng)提供。學(xué)工系統(tǒng)結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)可精準(zhǔn)挖掘貧困生，鑒別虛假貧困生，發(fā)現(xiàn)隱形貧困生，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)資助，及時(shí)對困難學(xué)生進(jìn)行幫扶。學(xué)工系統(tǒng)還可結(jié)合用戶畫像技術(shù)繪制學(xué)生用戶畫像，可根據(jù)學(xué)生用戶畫像定制個(gè)性化的培養(yǎng)方案，提升育人效果。楊眾利用人臉識別技術(shù)優(yōu)化了原有的迎新系統(tǒng)，增加了網(wǎng)上預(yù)報(bào)到、繳納學(xué)費(fèi)和人臉識別功能。徐巖等運(yùn)用Web 系統(tǒng)分層技術(shù)、MVC 設(shè)計(jì)思想以及Hadoop 數(shù)據(jù)云存儲技術(shù)研發(fā)了基于Hadoop 的數(shù)字迎新系統(tǒng)。李勃辰研發(fā)了基于微信的畢業(yè)離校系統(tǒng)，學(xué)生不僅可通過微信辦理離校手續(xù)，還可通過微信隨時(shí)查詢畢業(yè)離校手續(xù)的辦理流程和自己離校手續(xù)辦理進(jìn)度，方便了學(xué)生，提升了離校服務(wù)質(zhì)量。

（五）科研服務(wù)

科研服務(wù)由科研管理系統(tǒng)提供。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了科研項(xiàng)目管理、科研成果管理、科研獎勵核算及科研數(shù)據(jù)可視化分析統(tǒng)計(jì)等功能，關(guān)聯(lián)人事與財(cái)務(wù)系統(tǒng)，形成了各級各類科研項(xiàng)目、經(jīng)費(fèi)、成果、獎勵等活動的階段性數(shù)據(jù)的可視化管理。科研管理系統(tǒng)下一步的發(fā)展趨勢是將成果管理功能擴(kuò)展為機(jī)構(gòu)知識庫，機(jī)構(gòu)知識庫通過互操作技術(shù)或與出版商合作等方法，將成果數(shù)據(jù)由自存檔轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣犹峤唬踔量山Y(jié)合人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，構(gòu)建語義搜索，從海量成果數(shù)據(jù)中精確檢索用戶所需數(shù)據(jù)，提升成果數(shù)據(jù)服務(wù)水平。

（六）公共服務(wù)

公共服務(wù)由國資管理平臺、網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)平臺、圖書館管理系統(tǒng)、檔案館管理系統(tǒng)提供。國資管理系統(tǒng)結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)解決了目前資產(chǎn)管理過程中所遇到的安全、效率、成本及信任缺失等問題。其結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備的數(shù)字化管理、資產(chǎn)清查、動態(tài)監(jiān)測，也可結(jié)合RFID、Zigbee、云端運(yùn)算結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決條碼標(biāo)簽帶來的不便和資產(chǎn)維護(hù)的問題，提升了資產(chǎn)管理效率。

網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)平臺可利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對運(yùn)行過程中的日志數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，得到故障診斷模型，對網(wǎng)絡(luò)故障進(jìn)行定位與診斷，解決網(wǎng)絡(luò)故障診斷和檢測難的問題，可結(jié)合深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)基于IPv6 的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維機(jī)器人系統(tǒng)，提高問題排除速度、用戶滿意度和服務(wù)人員的工作效率，可結(jié)合人工智能技術(shù)建立IT 知識庫，實(shí)現(xiàn)用戶問題的智能處理，提升IT 服務(wù)供給水平。

圖書館管理系統(tǒng)運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了智能檢索功能，運(yùn)用人臉識別和機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了無感借閱，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了圖書智能管理，運(yùn)用機(jī)器人和人工智能實(shí)現(xiàn)了虛擬咨詢功能，運(yùn)用智慧圖譜技術(shù)和深度學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了智能學(xué)科服務(wù)、知識服務(wù)，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化科研空間，運(yùn)用用戶畫像和爬蟲技術(shù)實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化精準(zhǔn)推送服務(wù)。

檔案館管理系統(tǒng)包括檔案生命周期管理和數(shù)據(jù)庫兩個(gè)模塊，其中，檔案全生命周期管理包括檔案收集、檔案審核、檔案信息獲取、檔案利用與評價(jià)、檔案銷毀。檔案館管理系統(tǒng)可結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)，對多元化檔案資源進(jìn)行智能化管理。

（七）生活服務(wù)

生活服務(wù)主要由財(cái)務(wù)系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、后勤服務(wù)平臺提供。財(cái)務(wù)系統(tǒng)可利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)經(jīng)費(fèi)監(jiān)管，有助于改進(jìn)財(cái)務(wù)管理，提高高校內(nèi)部治理水平。

一卡通系統(tǒng)可采集各個(gè)場景的師生行為數(shù)據(jù)，促進(jìn)學(xué)校內(nèi)部數(shù)據(jù)資源的交換與共享，在其運(yùn)行時(shí)也積累了大量的各類數(shù)據(jù)。針對這些大規(guī)模、多模態(tài)數(shù)據(jù)，學(xué)者進(jìn)行了深入研究。夏楊和王芳基于大數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘建立了基于一卡通數(shù)據(jù)的校園大數(shù)據(jù)分析平臺，能夠?yàn)閷W(xué)生管理工作提供決策。韓澤峰等基于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了基于Consume2Vec 模型的校園一卡通大數(shù)據(jù)分析模型，解決了現(xiàn)有模型忽略消費(fèi)數(shù)據(jù)的時(shí)序性和缺乏對數(shù)據(jù)深度表達(dá)的問題。

后勤服務(wù)平臺利用條形碼、二維碼、RFID 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)對物體的識別與管理；依靠Zigbee、Lora、NB-IOT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了校園環(huán)境信息和能源信息監(jiān)測，并結(jié)合大數(shù)據(jù)分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)了用水用電預(yù)測；通過云計(jì)算技術(shù)實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)智慧服務(wù)，如智慧餐飲服務(wù)、智慧公寓管理、智慧物業(yè)管理、智慧車輛服務(wù)、智慧快遞服務(wù)、智慧校園安全等。

綜上所述，“智能+”背景下人工智能與其他信息技術(shù)的交叉融合，改進(jìn)了智慧校園的各項(xiàng)服務(wù)，使得服務(wù)的質(zhì)量與效率大為提升，具體服務(wù)及所應(yīng)用的新技術(shù)如下：基礎(chǔ)服務(wù)應(yīng)用人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、用戶畫像、區(qū)塊鏈技術(shù)；人事服務(wù)應(yīng)用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)；教學(xué)服務(wù)應(yīng)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、5G、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、Wi-Fi 嗅探技術(shù)；學(xué)工服務(wù)應(yīng)用人工智能、云計(jì)算、用戶畫像、人臉識別技術(shù)；科研服務(wù)應(yīng)用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)；公共服務(wù)應(yīng)用人工智能、用戶畫像、爬蟲、物聯(lián)網(wǎng)、人臉識別、機(jī)器人技術(shù)；生活服務(wù)應(yīng)用人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)、混合現(xiàn)實(shí)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)。

二、智慧校園用戶服務(wù)體系構(gòu)建

“智能+”背景下，在對各項(xiàng)服務(wù)應(yīng)用技術(shù)分析的基礎(chǔ)上，研究結(jié)合“數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)傳輸→數(shù)據(jù)存儲→數(shù)據(jù)挖掘與分析→數(shù)據(jù)服務(wù)”數(shù)據(jù)鏈條，秉承模塊化設(shè)計(jì)理念，提出“智能+”智慧校園服務(wù)體系，并設(shè)計(jì)出由基礎(chǔ)設(shè)施層（數(shù)據(jù)采集）、網(wǎng)絡(luò)傳輸層（數(shù)據(jù)傳輸）、數(shù)據(jù)資源層（數(shù)據(jù)存儲）、技術(shù)支撐層（數(shù)據(jù)挖掘與分析）、應(yīng)用服務(wù)層（數(shù)據(jù)服務(wù)）、用戶層、技術(shù)保障體系（運(yùn)維保障體系和安全標(biāo)準(zhǔn)體系）組成的智慧校園服務(wù)體系總體架構(gòu)。

（一）基礎(chǔ)設(shè)施層（數(shù)據(jù)采集）

IPv4/IPv6 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施包括IPv4/IPv6 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施包括校園部署的各種傳感器和支持RFID、Zigbee、Lora、6Lowpan、NB-IoT 等物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的通訊設(shè)備，運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施是指用于提供2G/3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架設(shè)的基站，服務(wù)器指為校內(nèi)用戶提供服務(wù)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)與服務(wù)平臺的各種服務(wù)器，云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備指提供云服務(wù)的硬件設(shè)備與軟件，人機(jī)交互設(shè)備指人與機(jī)器交互的設(shè)備。智慧校園服務(wù)體系基礎(chǔ)設(shè)施層可提供物聯(lián)網(wǎng)感知數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)日志、視頻數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)部門與服務(wù)平臺系統(tǒng)數(shù)據(jù)等內(nèi)部數(shù)據(jù)和外部招生系統(tǒng)數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)等外部數(shù)據(jù)。該層實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集與感知，為數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)挖掘分析與數(shù)據(jù)服務(wù)打下基礎(chǔ)。

（二）網(wǎng)絡(luò)傳輸層（數(shù)據(jù)傳輸）

網(wǎng)絡(luò)傳輸層由物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、局域網(wǎng)組成，負(fù)責(zé)將基礎(chǔ)設(shè)施層采集的數(shù)據(jù)傳輸至資源服務(wù)層。物聯(lián)網(wǎng)由RFID、Zigbee、Lora、6Lowpan、NB-IoT網(wǎng)絡(luò)組成，移動互聯(lián)網(wǎng)由2G/3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)組成，互聯(lián)網(wǎng)由IPv4/IPv6 網(wǎng)絡(luò)組成，局域網(wǎng)由無線局域網(wǎng)（WLAN）和有線局域網(wǎng)（LAN）組成。

（三）數(shù)據(jù)資源層（數(shù)據(jù)存儲）

數(shù)據(jù)資源層依托數(shù)據(jù)資源池實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)據(jù)資源池由各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、資源庫、信息資源目錄等組成。數(shù)據(jù)資源層構(gòu)建覆蓋全校所有業(yè)務(wù)與服務(wù)的多類型（關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle 或MySQL 和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫HBase 或Mongodb）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的混合使用既發(fā)揮了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存放管理及處理結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的優(yōu)勢，又突出了非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲及管理半結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特色。

（四）技術(shù)支撐層（數(shù)據(jù)挖掘與分析）

技術(shù)支撐層利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、用戶畫像、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析，并與區(qū)塊鏈、機(jī)器人、地理信息系統(tǒng)、Wi-Fi 嗅探技術(shù)協(xié)同為數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)層提供技術(shù)支持，為“智能+”智慧校園服務(wù)體系各項(xiàng)服務(wù)的正常開展提供技術(shù)支撐。

（五）應(yīng)用服務(wù)層（數(shù)據(jù)服務(wù)）

應(yīng)用服務(wù)層由智慧校園業(yè)務(wù)系統(tǒng)和服務(wù)平臺組成，可分為基礎(chǔ)服務(wù)、人事服務(wù)、教學(xué)服務(wù)、學(xué)工服務(wù)、科研服務(wù)、公共服務(wù)、生活服務(wù)七類，旨在為師生提供全方位、個(gè)性化、智慧化的服務(wù)。

（六）用戶層

用戶層由智慧校園服務(wù)的對象組成，包括在校學(xué)生、教學(xué)人員、科研人員、教輔人員及行政人員。

（七）技術(shù)保障體系

技術(shù)保障體系由運(yùn)維保障體系和安全標(biāo)準(zhǔn)體系組成，是智慧校園各項(xiàng)服務(wù)穩(wěn)定、安全、高效運(yùn)行的重要保障。

三、結(jié)語

人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、用戶畫像、區(qū)塊鏈、機(jī)器人、人臉識別、IPv6、機(jī)器學(xué)習(xí)、地理信息系統(tǒng)、Wi-Fi 嗅探等技術(shù)的應(yīng)用重構(gòu)了智慧校園的服務(wù)體系，豐富了智慧校園的功能。文章依據(jù)服務(wù)類型應(yīng)用不同技術(shù)，結(jié)合信息鏈重構(gòu)高校智慧校園服務(wù)體系，為“智能+”時(shí)代智慧校園服務(wù)建設(shè)提供了新的思路。