王理想 廖永红

（广东轻工职业技术学院，广东 广州 510000）

教育部先后发布的《教育信息化十年发展规划（2011—2020年）》《教育信息化2.0行动计划》，以及国务院发布的《新一代人工智能发展规划》都明确提出，以教育信息化带动教育现代化是我国教育事业发展的战略选择，是落实中央决策部署的必然要求。这些政策明确了下一阶段教育信息化建设的目标是智能化，智慧校园建设迎来新的机遇[1-3]。

智慧校园是广东轻工职业技术学院（以下简称“广轻”）“十三五”规划的重点建设内容，是学校发展的重要条件和动力，是实现教育现代化的重要组成部分，是实现学校“国内一流、国际知名”发展目标的重要手段。通过建设智慧校园，为学校各类业务提供技术、平台、信息化人才的支撑，促进学校内涵发展、创新发展、特色发展，打造学校新优势、新空间，形成新气象，引领职业教育全面和创新发展。

高校经过前期的数字化校园建设，已经建立了涵盖教学、科研、管理、服务的信息化平台[4]，为全校师生员工提供了良好的信息化支撑与服务。高校普遍制订了学校数据标准和编码规范，建成智慧校园开放平台，实现统一身份认证、网上服务大厅、主数据管理和校园总线管理等功能，促进了各种资源的有效集成、整合和优化，提高了相关部门的工作效率和管理服务水平。但信息化应用还普遍存在一些问题：①智慧校园应用建设缺少顶层设计，存在系统分散、信息不能联动的现象。②信息化应用“重管理、轻服务”，管理和服务缺少“智慧”。③校园信息安全压力巨大，消耗大量人力、物力、财力。④数据质量不高，对数据的利用不充分，信息孤岛严重。⑤学校各种系统按照传统的“项目式”模式开发和运营，横向间缺少统一的架构规划和组件复用，造成系统间的集成、打通成本高。这样的“烟囱”式系统开发模式已经越来越不适合当前教育行业IT系统的发展需求，需要按照厚中台、薄前台的先进架构思想进行改造。⑥传统的业务系统开发模式厚重，不能快速响应内部需求和外部变化。

基于上述背景，急需创新智慧校园应用模式、完善信息化服务、整合业务系统、重构业务流程、颠覆传统应用开发模式[5]，采用“大平台+微服务+云架构”模式构建智慧校园应用平台。

2015年，阿里巴巴宣布启动“阿里巴巴2018年中台战略”，构建符合DT时代的灵活的“大中台、小前台”组织机制和业务机制[6]。阿里中台战略的成功转型成为IT企业纷纷效仿的目标，并且近两年成功地在其他行业得到复制推广。

中台是一个平台化解决方案，具有解决IT能力的复用提升、打通数据壁垒实现数据融合、提高后续开发的敏捷性、灵活响应业务变化等功能，如图1所示。

图1 智慧校园中台解决方案

业务中台围绕“积累、标准、迭代”三步以实现核心业务能力的固化，并通过产品化的方式打造可供各业务单元调用的接口（一致的、标准的核心业务产品资源包），便于不同前台直接调用。数据中台围绕“打通、整合、共享”三步将企业海量、多维的数据资产盘点、整合、分析，为前台提供数据资产、数据定制创新、数据监测与数据分析等服务，最终实现数据资产的“活化”。

智慧校园融合中台架构采用业界领先的“中台+微服务”架构。中台架构是整体维度、整体框架，将智慧校园看做是一个统一的资源池、数据池、业务池、能力池，实现整个智慧校园真正意义的一体化，以及“一数一源”“三大一强”院校治理模式。微服务在业务层面，是业务组织的技术架构，将智慧校园业务按照业务领域拆分为多个高内聚低耦合的微型服务。每个微服务可独立运行，通过微服务API相互调用，实现智慧校园业务的弹性伸缩、快速重构。

智慧校园融合中台架构实现高校数据治理、业务治理，推动高校智慧校园建设实现“整体化、个性化、服务化、智能化”，助力教学管理全场景数字化落地[7]。

（一）融合中台架构整体设计

智慧校园融合中台提供基础设施（IaaS）、平台（PaaS）、软件（SaaS）三个层次的服务。广轻智慧校园3.0融合中台基于阿里公司技术进行一体化设计。总体概述如下：一入口（业务统一入口）；
两中心（阿里数据中心+校园数据中心）；
三中台（业务中台+数据中台+云基中台）；
四体系（信息标准体系+安全防护体系+项目协同体系+伴随服务体系）。融合中台架构如图2所示。

图2 智慧校园融合中台架构图

（二）一入口：业务统一入口

广轻智慧校园3.0以微服务架构一体化重构校园业务系统，实现校园业务统一入口，支持PC与移动端接入，使用前后端分离方式开发部署，实现语音交互式搜索。

通过微服务架构减少访问通道数量，将各单体应用按微服务前端方式拆分，然后按照业务需求通过微服务重组、业务流重定义[8]，组合成一个个完整的业务单元，所有业务单元整合到一个APP、Web PC中，成为覆盖所有业务的集装箱。通过多租户、用户权限体系分配教务处、学生处、保卫处、人事处等可用的子业务系统、业务单元功能、功能数据范围；
也支持组、角色方式分配可使用的业务单元功能，做到按需提供。

使用前后端分离方式，明确前后端职责分工，解耦前后台业务流程。前端专注于Web PC、移动App页面表现相关的内容，通过API网关调用专属中心的业务服务。服务可复用，提升了管理效率。前端静态内容使用CDN缓存、流量分流减少服务调用频次，并且在分离模式下，对注入式攻击有很好的规避。

使用语音交互的方式，能够更智能、更灵活、更便捷地检索出所需功能、数据，减少操作步骤及查找困难问题。

（三）两中心：阿里数据中心+校园数据中心

智慧校园3.0利用阿里三大中台技术重构校园业务系统，进行公有云部署。通过高速链路通道与原有校园私有云互通，实现数据交互，以及公有云、私有云的混合云架构，并基于阿里云混合云管理平台实现公有云、私有云统一管理。云主机在混合云中可上可下，存储空间弹性扩容，云上云下协同计算，数据协同分发。

使用阿里云的“一揽子”开箱即用基础资源与中间件技术，构建业务中台与数据中台，使整个中台具有云的优势（安全、永远在线、无限扩展），同时使用VPN与NAT网关等技术打通了云上网络与校园网的互通，构建了整个大中台的混合云网络。从信息安全、数据安全、业务稳定等方面实现智慧校园整体的安全性、高可用性。

（四）三中台：业务中台+数据中台+云基中台

1.业务中台

业务中台承载了校园所有的通用业务，将业务场景流程标准化、数据化，抽象并封装成微服务、通用组件，提供规范一致的接口，实现各业务板块之间链接和协同。业务中台基于领域驱动设计理念，构建业务服务中心、通用中心、技术组件三大模块；
以微服务方式拆分各大子系统业务，依据高内聚、低耦合、服务间松耦合原则划分业务服务。服务与服务间关系使用阿里云“EDAS”进行服务管理、发布、治理。服务可弹性扩展、动态扩容，支持服务限流、服务路由、服务降级特性。

业务中台将校园的业务规则、流程、逻辑与业务进行隔离，再整合封装成微服务、组件等前台友好的可复用共享能力，将一切业务数据化，提高整体业务的灵活性和响应速度。业务中合实现后台资源到前台敏捷复用转化的能力，使业务快速孵化上线。业务中台包含学生、教师、科研、资产、教学、管理等业务服务中心，以及统一认证、统一用户、内容、问卷、消息、项目、流程、表单等通用服务中心，并以独立应用服务产品的方式提供一套完整的服务API，前台可组合调用构建一个完整的业务模块。

2.数据中台

数据中台主要解决数据开发不能满足应用开发的速率，导致出现数据响应力跟不上的问题。学校通过数据中台技术将学校各系统数据采集到数据仓库，经过大数据计算服务、大数据研发套件等中间件，对数据进行计算、存储、加工，形成统一的数据集市和资产目录。中台通过数据API的方式提供数据服务，基于数据服务实现数据化管理，进而发现问题、分析问题、解决问题、跟踪问题。依托阿里云DataV、QuickBI数据可视化平台，通过调用数据服务，一步实现数据可视化与移动化应用，生成可视化决策数据、高基汇报数据、质量诊改数据等。可视化平台主要功能特性包括：专业的电子表格（30余种图表）、灵活的报表集成方案功能（100多种可视化图表）。

数据API技术能够将数据表快速配置生成对外服务的API，加速数据业务化的过程，实现新业务的快速上线，以及数据的多业务入口、唯一化数据归口，落实“一数一源”数据治理要求。

数字资产目录让所有人知道自己需要的资产在哪里、是什么格式。数据申请者根据目录申请所需的资产[6]，通过数据中台一键生成数据API，实现业务开发部门的数据自服务能力。

数据中台是构建数据智能的全流程平台，提供数据汇聚、规范设计、指标与标签体系构建、数据质量管控、数据资产管理、数据资产服务与共享、智能分析等核心功能，实现数据资源统一管理，挖掘潜在规律，优化业务决策，助力高校完成数字化转型。

3.云基中台

公共管廊系统的构成十分复杂，在分析评价前需要划分管段，评价结果取决于管段划分的粗细程度。划分程度越细，结果越准确，但评价费用也随之提高，具体划分方法由评价人员做决定。针对公共管廊，管段划分时常参考以下基础参数: 管道直径、壁厚、管材属性、输送介质种类、设计及运行压力、区域管理归属等。

云基中台是整体体系架构的底层技术核心引擎，包括文件服务（OSS）、应用计算服务（ECS）、数据计算服务（Maxcompute）、存储服务（RDS）、直播服务（LIVE）、加速服务（CDN）、负载均衡服务（SLB）、网络服务（EIP）、专线服务（VPN）、数据集成服务（dataworks），以及分布式应用服务、分布式数据服务、混合云网络服务等，为业务中台和数据中台提供技术能力支撑，重构了基础设施的建设标准和运行逻辑[9][10]，为信息化发展及企业数字化转型提供基础的技术支撑能力。同时依托阿里云计算打造SaaS智慧校园平台，通过多租户技术，开通不同SaaS账号共享一个平台实例，免去规划、采购资源带来的一系列工作，利用阿里云的弹性伸缩特性，实现按帐号动态扩容资源。

（五）四体系：信息标准+安全防护+项目协同+伴随服务

1.信息标准体系

信息标准体系围绕数据标准、业务流程两个层面进行构建，数据标准规范体系是实现信息流融合、开放、共享、治理的重要基础保障，保证信息在采集、处理、交换、传输的过程中有统一的规范，最大限度地实现信息资源共享。业务流程规范是通过设计业务流程，对各业务流程节点进行梳理、优化，以减少不必要的环节，明确流程节点任务和目标。

2.安全防护体系

构建符合国家要求的等级保护二级系统，从网络和系统安全、应用安全、数据安全、管理安全等多个层面，采用硬件设备和系统软件相结合的方式，满足等保专项检查等级保护制度要求，提供完备的DDoS高防、Web应用防火墙、企业主机安全、漏洞扫描、SSL证书以及安全专家服务等跨云可用的安全产品。通过DDoS、Web应用防火墙对企业业务流量进行统一把控；
通过站点扫描服务对网站漏洞进行全面发现。

3.项目统一协同体系

由学校与承建单位联合成立项目联合开发组织，协调多方组织人员，明确各方工作职责，发挥各单位在业务、数据、技术、协同、领导、管理层面的优势，整合组织资源，业务资源、数据资源，拟定组织协同机制、项目推进机制、数据治理机制、程序发布机制等工作机制，将最终目标拆解为多个小目标，逐个完成。同时又将每个小目标拆为多个子项目，每个小团队各自负责一个子项目，所有团队并行开发，协同向前推进，并使用敏捷研发协同平台，让研发效率更高效、更敏捷。

深入业务场景，提供完整智慧校园解决方案，打造的“伴随式”服务新体系，引入“咨询+产品+服务”业务模式，解决学校缺乏实施的技术团队和服务能力，推动信息化支撑应用与校园服务工作两结合两融和，为教育应用信息化提供优质的业务托管服务、数据托管服务，设施托管服、知识托管服务，实现高校数据整合、业务协同、服务体验升级，强化服务的有效落地。

（一）智慧校园数据闭环

数据中台将业务中台、财务系统、人事系统、主数据平台等数据采集到数据仓库，经过大数据计算服务、大数据研发套件等大数据中间件，对数据计算、存储、加工、形成统一的标准和口径，提供数据服务，支撑数据应用要求，应用产生的数据再次沉淀至数据中台，被再一次循环利用。中台架构的智慧校园数据闭环如图3所示。

图3 中台架构的智慧校园数据闭环

数据中台是聚合和治理跨域数据，将数据抽象封装成服务，提供给前台业务价值的逻辑概念。其主要支撑的数据应用场景包括：支持高基报表数据生成导出，为数据平台提供各维度基础、指标数据；
满足各业务归口应用系统的数据分析需求，通过数据分析及展现工具实现数据的可视化。

（二）智慧校园服务快速上线

中台架构的智慧校园以数据资产地图形式提供数据的快速定位，以数据API形式提供数据的快速获取与使用，聚合和治理跨域数据，将数据抽象封装成服务，实现快速的数据开发。业务中台建设全局共享的业务服务中心，通过共享业务中心确保基础数据的全局统一，采用微服务开发架构将业务拆分抽象为一个个单体服务，独立开发部署实现服务快速上线，独立升级迭代减少对平台影响，支撑高并发配饰。广轻现在已在全校提供14类、274项服务，且仍有大量服务准备上线，如图4所示。

图4 智慧校园服务

（三）智慧校园建设模式复制

标准化中台一体化建设的智慧校园建设模式可快速实现复制，通过采购“云基础设施+一次性安装教育融合中台+积木式安装标准信息化应用+提供数据中心/资产治理服务”实现中台架构的智慧校园建设快速复制。

云基础设施复制：在公有云上安装，向上支撑融合中台，对环境没有特殊依赖，只需要开通阿里云账号，按应用要求采购匹配的云资源，包括：ECS、RDS、云数据库Redis、SLB、OSS、CDN、点播、直播、NAT网关、虚拟专线、EDAS、MQ、DRDS、Dataworks（数加分析）、DTS（同步）、Logservice（日志）、DATAV（可视化）、Quickbi（统计分析）。

数据治理模式复制：以数据中台为抓手，结合数据治理平台工具，复制广轻形成的数据治理机制、模式、经验，基于广轻沉淀的数据信息标准共识，通过标准动作+定制化适配，复制数据标准、广轻数据治理经验及模式，成立联合治理团队，通过数据迁移、数据填报手段共通推进数据治理工作，让业务应用可用，让数据呈现价值。

教育融合中台复制：在云基础设施上安装，向上支撑业务应用建设，不依赖业务应用。在职业教育信息化数据标注、业务标准、安全标准、数据标准要求下，将共性业务、数据、流程抽象，形成“业务中台+数据中台+云基中台”融合，与上层应用通过API解耦，共享能力，具备可复制性。

标准业务应用复制：将广轻的教育信息化需求进行系统分析、梳理，按使用部门、业务边界划分为25个以上标准版信息化应用，以适应职业教育教、学、管、评、研信息化建设要求，在微服务开发框架支撑下，融合低代码开发技术，通过表单、流程调整、个性化定制开发快速适应校园特定需求，体现学校特色应用。

（四）智慧校园治理模式

在新一代信息技术的支撑下，广轻智慧校园3.0建设采用中台技术架构，践行“互联网+教育”，重构高职院校的结构与业务，全面提升院校治理水平，发展成为现代职业教育的特色模式——新一代信息技术支撑下的“三大一强”高职院校治理模式，如图5所示。

图5 智慧校园治理模式

在应用层面，建设标准化、中台化、微服务化、总线化、新兴技术化的高校教育信息化业务平台。采用新兴技术，云上重构，提出不同于传统的垂直IT系统需求，重新定义系统边界，实现业务扁平化，建设了独具广轻特色的“大教学、大管理、大保障、强督察”院校治理模式。

在数据层面，将不同系统中的数据进行全面汇集和管理。通过数据提炼分析、集中化管理，形成校园数据资产和洞察，服务于业务，解决校园内系统间的数据孤岛问题，解决数据“汇管用”的问题。

在业务层面，对各业务线的模块去重和沉淀。共享通用模块，让前台业务更加敏捷地面向市场，实现校园新业务的快速上线与迭代更新，服务更多场景，提升业务响应力。

在技术层面，避免重复开发。技术迭代升级更高效，可按需扩展服务，让整个技术架构更开放。融合中台最终的应用价值是在充分市场竞争下，保持并提升校园的运营效率和创新能力。

中台技术作为一种新的创新架构，可以帮助高校快速构建创新校园应用生态，按照“服务全局、融合创新、深化应用、完善机制”的原则，基于“大平台、微服务、云架构”的思路进行智慧校园应用开发。本文以“互联网+职业教育”为理念，通过新一代信息技术与职业教育的深度融合，构建“三大一强”的智慧校园系统，推进全校数据、业务、服务三个打通。中台技术架构下的智慧校园建设体现了整体化、个性化、服务化、智能化四个特色，为学校教育事业提供全方位、一体化、智慧型的信息化服务，充分发挥教育信息化在学校教育事业发展中的“推手、帮手、抓手、助手、旗手”作用，有效提升学校人才培养质量和教育治理能力。

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