智慧党校数字化平台解决方案

一、建设理念     结合XX党校市目前教育信息化建设的现状以及未来教育信息化建设的发展趋势，借鉴国内外具有代表性的智慧党校建设经验，我们对XX党校基地规划提出“智慧党校”的建设理念。     “智慧党校”是通过无处不在的智能化传感器组成的物联网，实现对物理校园的全面感知随时获取信息，并通过网络技术实现物联网的整合，借助云计算、决策分析优化等技术对感知信息进行智能的分析和处理，对智慧党校中的各种需求做出预测和智能的决策，提高校园教学、管理效率，创造一个高效、智能、幸福的校园环境。    智慧党校建设的过程不能简单地认为是信息机器、信息技术的引入过程。智慧党校建设的过程是教育思想、教育观念转变的过程，是以信息的观点对教育系统进行分析认识的过程。在这样的基础上指导信息技术的教育应用，才是真正的智慧党校。X X党校智慧党校是一个整体的管理和应用平台，其建设思想主要以面向服务为中心，覆盖范围包括：校园管理、教学过程、校园生活等方面。二、建设目标    XX党校基地将建成由政府、企业、学校三方联办的职业教育基地。市政府领导已明确提出了“打造世界石油城”的构想，提出了XX党校“632”战略，建设六大基地、发展三大产业和搭建两个平台的城市建设新理念；在六大基地建设中，石油资源是前提，人才是关键，XX党校基地的建设处于重要的战略位置。    依据国家、政府的战略定位和政策导向以及教育行业信息化发展趋势，结合XX党校的地方特色和教育发展现状，借鉴国内外智慧城市建设的成功经验，立足当前，顺应未来社会发展趋势，我们的目标就是将XX党校基地建设成为以云计算、物联网技术为依托的校园综合管理平台，突出“石油”和“实训”两个教学特色，构建高效的校园管理、智能的教学过程和幸福的校园生活三大功能应用体系，把XX党校基地打造成高效、智能、幸福的智慧党校。概括起来就是“一个平台，两个特色，三大体系”。    “一个平台”    党校云计算产业发展座谈会在乌鲁木齐召开。自治区经信委与曙光信息产业集团、XX党校市与华为技术有限公司分别就云计算产业发展签订了合作协议。    云计算产业是新一代信息技术的核心,是最具活力和代表性的战略性新兴产业。自治区第八次党代会明确提出了“加快数据中心基地建设,推进云计算产业发展,加快国际通信建设,提高社会信息化水平,努力构筑向西开放的国际通信和信息传输大通道”的战略要求。作为XX党校“天山云计划”的重要组成部分，XX党校将建“云计算”产业基地，2020年将建成“云计算”行业应用国家级示范区。XX党校在发展“云计算”产业方面具有得天独厚的优势和条件，发展“云计算”符合打造“世界石油城”的目标。    XX党校基地作为“632”战略的建设重点，必须满足XX党校市的“云计算”产业规划和行业应用，这也是我们把“云计算”作为XX党校基地智慧党校建设的技术支撑的原因所在。我们建设的XX党校基地将以物联网为信息采集、流通、交换的网络基础，以云计算为数据存储、挖掘、分析的核心技术，打造一个信息汇集、资源共享、应用整合和综合运营的智慧党校统一管理平台。    智慧党校统一管理平台的功能应用模块将采取开放式的标准接口，方便与XX党校市的云数据中心进行对接和相融，或者平台的硬件基础设施、开发环境等采取直接租赁区域云数据中心的业务服务，满足XX党校市“数字城市”建设和“云计算”产业发展的统一规划，实现最大化资源共享和利用。    “两个特色”    未来XX党校基地的生源将由XX党校XX党校、XX党校XX党校以及XX党校石油学院三所学校的在校生组成，预计到2015年，在校学生人数规模为15000人。XX党校基地的主体功能将包括：①从事石油主体专业职业教育全系列学历教育；②为石油石化产业工人提供岗位技能培训；③石油技术工人职业技能鉴定；④培训非石油专业技能人才等几个方面。    XX党校基地建设和办学目标将突出“石油”和“实训”两大特色，职业教育覆盖石油石化及相关专业，建立起大学专科、本科、工程硕士等多层次学历教育培养体系。在职业培训方面贯通钻、采、炼、输等石油石化行业的专项技能培训，为XX党校及西部地区石油石化企业培养所需的熟练操作工和高技能人才。    因此，在XX党校基地智慧党校的系统设计中，我们力求与校园的实际功能相贴切，通过前期的实地调研，在几所学校原有的信息系统上引入了更多针对石油职业教育和专业技能培训鉴定等方面的管理应用系统，实现对“石油”和“实训”等教学过程的智能化。    “三大体系”    利用现代高新信息技术、实用的通信系统、创新的整合理念，建立高效、智能、幸福的智慧党校应用体系，从而满足校园发展中各个层面日益增长的各种需求，在智慧党校统一的管理平台上，实现校园管理的高效化，教学过程的智能化，提高师生校园生活的幸福感。    高效的校园管理体系：通过校园基础网络、安全防范、日常办公、信息安全、能源资产管理等涉及校园各个方面的应用系统建设，实现对校园基础服务、安全、行政办公、教务后勤、能源资产、空间地理等方面进行实时、高效的统一管理和控制；    智能的教学过程体系：通过智能教室、远程教育、虚拟实验室、电子考场、实训教学、职业培训认证等应用系统的建设，从职业培训的学历教育和实训教育两个方面，实现对校园教学过程的主体活动进行智能化的管理和控制；    幸福的校园生活体系：通过校园一卡通、数字图书馆、校园电视广播、校园信息发布、校园公共应用、校园医疗、校园环境监测等应用系统的建设，从日常生活中的出、行、住、娱等方面提高师生校园生活的幸福指数。    智慧党校的三大应用体系并不是彼此独立的，他们之间必不可少的会出现交叉汇集，这也是信息系统建设的普遍特征之一。建成的XX党校基地智慧党校，除了满足校园内师生的学习、生活、管理等服务需求，还将直接服务于XX党校地方经济，为XX党校乃至西部和中亚地区石油石化行业培养所需的熟练技术工人、高技能人才和科研人才，是一所集科研、学历教育、职业技术培训、石油旅游为一体的大型职业教育基地。最终目标是发展成为具有国际影响力的石油技术人员培养基地，建成具有国际影响力的XX党校工程技术学院。三、项目特色    新技术的使用    随着信息与通讯技术的不断发展,新技术层出不穷，在教育中应用越来越普遍，产生的效果也越来越明显，越来越受到教育界的重视。云计算、物联网、虚拟现实技术、流媒体、触控技术及网络技术使教育达到了更新的高度，构建出一体化的、适应变化和发展的学校教育组织新体系，实现以教师和学生的发展为核心价值的有机教育信息生态系统。（1）校园云计算    云计算（cloud computing），是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。“云”其实是网络、互联网的一种比喻说法。云计算的核心思想，是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度，构成一个计算资源池向用户按需服务。提供资源的网络被称为“云”。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。    云计算描述了一种基于互联网的新的IT服务增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算常与网格计算、效用计算、自主计算相混淆。（网格计算：分布式计算的一种，由一群松散耦合的计算机集组成的一个超级虚拟计算机，常用来执行一些大型任务；效用计算：IT资源的一种打包和计费方式，比如按照计算、存储分别计量费用，像传统的电力等公共设施一样；自主计算：具有自我管理功能的计算机系统。）    云计算的特点：首先，云计算提供了最可靠．最安全的数据存储中心，用户不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。其次，云计算对用户端的设备要求最低，使用起来也最方便。此外，云计算可以轻松实现不同设备间的数据与应用共享。    校园网中云计算的应用：    云计算系统可用来构建普及计算环境，用于大规模的客户机需要安装大量常用软件的场景。非常适合用于校园网环境中构建全局计算环境，教学用计算机部署等应用，可充分利用现有设施的潜能，满足师生在教学科研中的实际需求，大大提升校园网的应用和管理水平。1）教学系统开发支持    在云计算环境下，需要构建支持网络学习的“云计算”服务，学生通过Ｗｅｂ浏览器或手机等移动设备，获得互动性、体存储与处理－浏览器一客户端用户服务与数据验性，移动性和存储服务。服务和数据町以在最大范围内共享，避免了教育信息系统的重复开发。2）建设校园网教育信息系统    在各大高校日常办公、教学和科研方面的硬件设施投入都是一笔巨大的开支，软硬件不断的更新升级，成本不断增加困扰了很多高校的发展，由于云计算对使用的终端计算机本身的要求并不高，并且将设备更新换代的任务统统丢给服务的提供者——数据中心的建立者或者是相关服务的提供商。教育机构数据中心、网络中心的相关任务将可以选用云计算服务来完成，通过云计算提供的ＩＴ基础架构，可以节约成本，不用再投资购买昂贵的硬件设备，负担频繁的维护与升级。3）构建网络学习环境，提高学习效率    云计算技术允许人们随时随地从任意终端访问信息及其它服务，增强了嘲络学习的灵活性和敏捷性，能够实现学习资源和学习工具的“按需而用、即需即用、快速聚合”，降低Ｗｅｂ学习资源与服务的成本与难度，创建灵活敏捷的学习方式，从而有助于提高学习生产力，最终提高学习效果。4）建立校园云计算安全平台    云计算给校园提供了最可靠、最安全的数据存储中心。我们不用再担心数据丢失、病毒入侵等麻烦。云计算严格的权限管理策略可以帮助你放心地与你指定的人共享数据。同时，数据的集中存储更容易实现安全监测：通过将信息存储在一个或者若干个数据中心，对应的管理者可以对数据进行统一管理，负责资源的分配、负载的均衡、软件的部署、安全的控制，并有效降低使用者的成本。5）数据共享    院系联合和应用教育信息资源共建和共享校园网现有设备的多样化和复杂化，考虑到不同设备的数据同步方法种类繁多，操作复杂。比如要在这许多不同的设备之间保存和维护最新的一份联系人信息，需要为此付出难以计数的时间和精力。这时，我们就可应用云计算来让一切都变得更简单。在云计算的网络应用模式中，数据只有一份，保存在“云”的另一端，你的所有电子设备只需要连接校园网，就可以同时访问和使用同一份数据。这样可以达到数据更深一层次的共建共享。共同应用云计算扩展性非常强，各院系可以将现有的硬件资源共同加入到一个云中，减少单院校的资金和时间上的投入，并实现真正意义上的资源共享。    校园云计算建设有助于学校提升整个校园管理和公共服务，可以有效提高教育、科研水平和质量，创造一个更加和谐的校园环境。其应用优势为：   ①统筹共享校区系统资源   ②促进数据交换，应用协同   ③按需的基础设施服务   ④一体化的数据管理分析   ⑤加速应用服务提供   ⑥便捷化的第三方应用集成（2）校园物联网    物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。    从技术架构上来看，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层由各种传感器以及传感器网关构成，包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢，它是物联网获识别物体采集信息的来源，其主要功能是识别物体，采集信息，并且将信息传递出去。网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用。    校园物联网是在传统校园信息化的基础上，以信息网络为依托，利用数字化手段借助物联网技术对校园环境（包括设备、教室等）、资源（如图书、讲义、课件等）、活动（包括教学、管理、服务、办公等）等各个方面和环节进行综合管理。在该平台里，可根据新校区的规划，设计整体架构，在硬件、网络基础上运用丰富的软件信息系统，高效便捷地实现学校的教学、科研、管理和服务等活动的全部过程，从而达到提高学校教学质量、科研水平和管理水平，促进实现学校办学宗旨的目的。物联网在学校中的应用大概可以分成下面几个领域：    1）信息化教学    利用物联网建立泛在学习环境。可以利用智能标签识别需要学习的对象，并且根据学生的学习行为记录，调整学习内容。这是对传统课堂和虚拟实验的拓展，在空间上和交互环节上，通过实地考察和实践，增强学生的体验。例如生物课的实践性教学中需要学生识别校园内的各种植物，可以为每类植物粘贴带有二维码的标签，学生在室外寻找到这些植物后，除了可以知道植物的名字，还可以用手机识别二维码从教学平台上获得相关植物的扩展内容。    2）教育管理    物联网在教育管理中可以用于人员考勤、图书管理、设备管理等方面。例如带有RFID标签的学生证可以监控学生进出各个教学设施的情况，以及行动路线。又如将RFID用于图书管理，可通过RFID标签可方便地找到图书，并且可以在借阅图书的时候方便地获取图书信息而不用把书一本一本拿出来扫描。将物联网技术用于实验设备管理可以方便地跟踪设备的位置和使用状态，方便管理。    3）智慧党校    智能化教学环境，控制物联网在校园内还可用于校内交通管理、车辆管理、校园安全、师生健康、智能建筑、学生生活服务等领域。例如，在教室里安装光线传感器和控制器，根据光线强度和学生的位置，调整教室内的光照度。控制器也可以和投影仪和窗帘导轨等设备整合，根据投影工作状态决定是否关上窗帘，降低灯光亮度。又如对校内有安全隐患的地区安装摄像头和红外传感器，实现安全监控和自动报警等。（3）信息决策辅助分析   1）智能视频分析    视频分析技术就是使用计算机图像视觉分析技术，通过将场景中背景和目标分离进而分析并追踪在摄像机场景内出现的目标。用户可以根据的视频内容分析功能，通过在不同摄像机的场景中预设不同的报警规则，一旦目标在场景中出现了违反预定义规则的行为，系统会自动发出报警，监控工作站自动弹出报警信息并发出警示音,用户可以通过点击报警信息，实现报警的场景重组并采取相关措施。    2）能耗分析    通过记录校区用能情况，如用水、用电等的习惯和集中的区域，通过数据或者图形的形式表现出来，为决策提供参考依据，从而采用适合的政策措施去优化。    3）网络使用分析    通过对校区网络使用情况与使用习惯来进行网络评估分析，发现网络使用的不当之处，进而制定适合校区的网络政策，如是否需要扩展网络容量，是否需要限制端口与晚上断网等措施。 （4）无线校园    随着教学设施的完善，越来越多的便携式计算机终端被带进了教室，越来越多的学生也开始拥有了带有无线网卡的计算机终端。教师和学生对校园网的依赖性相当之高，“随时随地获取信息”已成为广大师生们的新需求。但是，传统的有线校园网存在着诸多“网络盲点”，比如在图书馆、食堂等许多不宜网络布线的场馆设施如何联网？在教室、实验室等场合如何突破网络节点限制、实现多人同时上网的问题？这就需要我们在建设有线网络基础上充分扩展和利用无线网络来解决。   无线在学校中的发展与应用如下：   1）教学网络    通过校园无线网络覆盖机房、多媒体教室等。为广大师生提供了一个更为有效的网络互动平台，加强了学习生活的交流，同时为学生在教室内的自习提供一个方便的查询资料的网络环境。   2）图书馆网络   通过无线校园网覆盖整个图书馆内所有的区域，教师和学生可以很方便地利用无线网络查阅网络上的相关资料和浏览数字图书。   3）行政办公网络   通过无线校园网覆盖学校的各系、院办公楼和行政办公区，通过对办公区域提供无线网络，提高了各职能部门的效率，满足了教职员工的在线查询能力，大大提高了各职能部门的服务质量。   4）教工、学生宿舍网络    在教工宿舍和学生宿舍提供了无线局域网无线覆盖，满足了教工和学生临时上网的要求。   5）无线应急网络    在出现需要突发性大规模网络服务要求的场合，提供临时性的无线网络服务，满足用户对网络的需求。    学校采用无线组建校园网，学生们不仅可以在宿舍和实验室固定的地方上网，还可以在课堂上、图书馆等许多地方很方便的接入，甚至根据自己的合理时间安排，在学校宽阔空旷的花园草坪上上网查阅学习资料。在考试前夕更可以减少机房、学校网吧等可以有线上网园区的压力，改进学校的学习环境，提高了学生的学习效率与成绩。所以，对于学校来说，一方面教学的互动性增强了，另一方面，教学的信息量大大增加了；在课堂上，学生不再仅仅是被动的听者，也是互动教育的参与者，学生可以用自己的资料来参与教学，同时这些数据可随时共享，在课堂上现场做演示，并允许老师和同学们共享文件。回到宿舍，学生也不再为找网络接口而发愁，躺在宿舍的床上既可用笔记本无线上网，享受最前沿科技带来的便捷和乐趣，周末期间可在多个宿舍之间自由共享文件进行学习探讨、学术交流、音乐视频点播等自由娱乐。  （5）节能教室    节能教室是通过实时监控室温、光线强度、空气质量等，并结合教室实际人数自动控制教室电灯、空调、风扇、报警系统等，起到自动节能、防盗效果。系统具有三种模式：上课模式、自习模式、夜间防盗，根据系统时间以及校园自定义进行切换。   1）上课模式在此模式下，防盗系统、人体检测模块不工作，光照传感器、温度传感器工作，此时不对教室中的人数进行检测，在此模式下系统根据温度、空气质量控制风扇的开关，通过光照控制灯的开关。   2）自习模式    在此模式下防盗系统不工作，人体检测模块、光照传感器、温度传感器工作，此时将对教室中的人数进行检测，并根据人数、空气质量和温度来控制对应灯和风扇的开关，起到节能健康的作用。   3）防盗模式    在此模式下防盗系统工作，人体检测模块、光照传感器、温度传感器不工作，系统自动启动红外报警装置来实行对整个教室的安全状况的监控。当有人进入教室时，警报器会自动启动报警。