智慧校园大数据平台建设和运营整体解决方案.docx

智慧校园大数据平台建设和运营一体化整体解决方案 V6.0智慧校园大数据云平台建设方案1目录第 1 章 建设思路和建设目标201.1 、1.2 、总体建设内容概述20总体建设理念211.2.1 、1.2.2 、1.2.3 、1.2.4 、1.2.5 、1.2.6 、搭平台21定标准22上应用23成体系24集中管26特色建261.3 、总体目标271.3.1 、1.3.2 、1.3.3 、培养人才目标27推动教育治理体系和治理能力现代化目标27平台建设目标281.3.3.1 、 智慧校园平台建设标准化281.3.3.2 、 平台云化291.3.3.3 、 业务能力云化291.3.3.4 、 服务集中化291.3.3.5 、 应用移动化291.3.3.6 、 应用扩展化291.3.3.7 、 资源可持续化301.3.3.8 、 管理可视化301.4 、总体架构设计301.4.1 、1.4.2 、1.4.3 、总体架构30云平台整体架构32系统技术路线设计32第 2 章2.1 、智慧校园大数据总体规划34智慧校园大数据建设背景34智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2.1.1 、2.1.2 、战略机遇34大数据产业政策支持362.2 、智慧校园大数据的来源372.2.1 、2.2.2 、2.2.3 、2.2.4 、2.2.5 、2.2.6 、个体智慧校园大数据38课程智慧校园大数据38班级智慧校园大数据39学校智慧校园大数据39区域智慧校园大数据39国家智慧校园大数据402.3 、2.4 、智慧校园大数据采集技术图谱40智慧校园大数据建设面临问题412.4.1 、2.4.2 、2.4.3 、2.4.4 、2.4.5 、2.4.6 、2.4.7 、2.4.8 、2.4.9 、产品同质化严重41分析端是整体短板42缺乏统一的行业标准42大数据价值尚未体现42数据模型的科学性不足43数据的权利制度未明确43数据规模日益庞大43缺乏稳定高效的大数据环境43数据利用不充分442.4.10 、 数据驱动带来的科研新挑战442.5 、智慧校园大数据云平台建设原则442.5.1 、2.5.2 、2.5.3 、2.5.4 、2.5.5 、要提前规划设计45要有清晰的边界46要保持连续性和规范性46采集粒度要尽可能小47智慧校园大数据数据源分析482.5.5.1、数据涉及面窄.482.5.5.2、有效数据量少.482.5.5.3、数据接口不完善.49智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2.5.6 、2.5.7 、智慧校园大数据服务用户分析49智慧校园大数据建设责任制问题502.5.7.1 、 校 领导512.5.7.2 、 教师512.5.7.3 、 学生512.5.7.4 、 家长512.5.7.5 、 校园环境512.5.7.6 、 教学管理与服务512.5.7.7 、 社会522.6 、建设目标522.6.1 、2.6.2 、2.6.3 、实现数据的共享和交换52大数据的采集和存储52大数据分析与决策522.7 、智慧校园大数据平台建设意义532.7.1 、2.7.2 、2.7.3 、2.7.4 、2.7.5 、2.7.6 、实现个性化学习53实现教育评价体系重构53实现科学研究范式转型54开启“大数据 创客”新模式54实现教学模式改革54实现科学化教育管理542.8 、智慧校园大数据需求分析552.8.1 、政府部门552.8.1.1 、 资源分配552.8.1.2 、 教育管理562.8.2 、教师562.8.2.1 、 教学资源精准投放562.8.2.2 、 教师教学评价572.8.2.3 、 云题库建设572.8.2.4 、 教师综合评估572.8.3 、学生57智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2.8.4 、2.8.5 、教学管理58教育技术服务商592.8.5.1 、 平台技术服务商592.8.5.2 、 语音识别技术服务商602.8.5.3 、 物联网技术服务商602.8.6 、教育平台服务商612.8.6.1 、 教育资源平台612.8.6.2 、 教育管理平台612.8.6.3 、 O2O 平台612.8.6.4 、 学习交流平台622.8.7 、2.8.8 、用户62采集过程要符合伦理道德632.9 、智慧校园大数据应用场景分析642.9.1 、政府部门642.9.1.1 、 生师比场景举例642.9.1.2 、 农村学生寄宿生比例场景举例652.9.1.3 、 教室、实验室的空置率/利用率场景举例652.9.1.4 、 学生体质健康达标率场景举例662.9.1.5 、 改革教学标准场景举例662.9.2 、教育机构672.9.2.1 、 教师场景举例672.9.2.2 、 学生场景举例682.9.2.3 、 教学管理场景举例692.9.3 、教育服务商702.9.3.1 、 技术服务商场景举例701、平台技术服务商702、语音识别技术服务商712.9.3.2 、 平台服务商场景举例713、教育资源平台714、O2O 平台72智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案5、学习交流平台722.9.4 、2.10 、用户73智慧校园大数据架构752.10.1 、 基础硬件层752.10.2 、 数据集成762.10.3 、 数据计算与分析挖掘762.10.4 、 数据安全762.10.5 、 服务器集群772.10.6 、 大数据技术标准772.10.7 、 大数据数据中心772.10.8 、 大数据业务开发平台782.10.9 、 大数据业务可视化分析782.11 、智慧校园大数据平台标准体系782.11.1 、 基础标准802.11.2 、 数据表示标准802.11.3 、 数据处理标准812.11.4 、 数据存储标准812.11.5 、 大数据服务标准812.11.6 、 大数据安全和隐私标准812.11.7 、 行业大数据应用标准822.11.8 、 大数据产品测试标准822.12 、智慧校园大数据业务开发平台822.12.1 、 智慧校园大数据业务开发平台架构图832.12.2 、大数据数据中心842.12.3 、 大数据业务平台层852.12.3.1 、 组件852.12.3.2 、 大数据处理引擎852.12.3.3 、 APP862.12.3.4 、 BI 引擎862.13 、智慧校园大数据平台建设关键技术86智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2.13.1 、 Hadoop 技术862.13.2 、 HDFS 技术872.13.3 、 MapReduce 技术882.14 、智慧校园大数据平台建设效果892.14.1 、 开展大数据顶层设计，以大数据应用全面推进学校发展892.14.2 、 快速推进教学和管理工作的信息化，建立丰富的数据来源902.14.3 、 基于个性化服务需求，建立大数据分析模型912.14.4 、 综合应用大数据成果，推动学校全面创新912.15 、2.16 、智慧校园大数据常见业务系统93智慧校园大数据服务用户类型962.16.1 、 校 领导962.16.2 、 院 领导962.16.3 、 校 工会962.16.4 、 设 备处972.16.5 、 图 书馆972.16.6 、 校 医院972.16.7 、 老师982.16.8 、 学生982.16.9 、 企业982.17 、大数据教学创新应用1002.17.1 、 教学质量评估1002.17.2 、 上网行为1012.17.3 、 学生成绩分析1012.18 、大数据科研创新应用1022.18.1 、 科研成果1022.18.2 、 科研项目1032.18.3 、 科研经费1042.19 、大数据管理创新应用1042.19.1 、 招生分析1042.19.2 、 就业分析105智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2.19.3 、 住宿分析1062.19.4 、 资产数据统计分析1062.20 、大数据创新应用1072.20.1 、 学生轨迹分析1072.20.2 、 学生画像1082.21 、2.22 、智慧校园大数据建设模块109学校概况模块1092.22.1 、 全校一卡通消费情况1102.22.2 、 学生生源分布地图1112.22.3 、 教师职称统计图1112.22.4 、 各学院学历分布图1122.22.5 、 全校学历分布情况1122.22.6 、 全校成绩统计图1132.22.7 、 全校/各院学生综合分析1132.22.8 、 各院逃课率占比1132.22.9 、 全校上网信息1142.22.10 、 学校舆情情况1142.22.11 、 各省成绩分布图1142.22.12 、 综合预警平台1152.23 、我的大学模块1152.23.1 、 学生成绩详情分析1162.23.2 、 学生图书借阅分析1162.23.3 、 学生详细当前借阅信息1172.23.4 、 学生课程表1172.23.5 、 我的消费1172.23.6 、 我的网络1182.24 、2.25 、2.26 、2.27 、行为画像模块119综合预警模块121舆情分析模块123招生就业模块124智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2.28 、第 3 章3.1 、数据安全模块126智慧校园大数据云平台及应用系统技术128云平台技术介绍1283.1.1 、3.1.2 、3.1.3 、公共云技术132区域教育云技术134虚拟化技术1343.1.3.1 、 虚拟化的优势1352.降低成本，节能减排，构建绿色 IT1353.1.3.2、虚拟化实现.1363.1.4、超融合设计.1393.1.4.1、超融合概述.1393.1.4.2、存储虚拟化.1406、存储整合.1407、持续数据保护.1428、同城/同机房应用高可用.1443.1.5、云存储.1473.1.5.1、基于 NCS 分布式海量存储系统 .1473.1.5.2、聚合存储.1493.1.5.3、线性可扩展性.1503.1.5.4、具有弹性的存储.1503.1.5.5、通过 I/O 并行提升性能.1513.1.5.6、数据保护和恢复能力.1523.1.5.7、磁盘 IO 加速.1523.1.6、云灾备.1533.1.6.1、云灾备概述.1533.1.6.2、云灾备方案.1563.1.6.3、数据实时云备份.1571)源端服务器异常157智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案5)数据恢复完成后，工作机继续提供服务1583.1.7 、软件定义网络设计1593.1.7.1 、 规划预期效果1593.1.7.2 、 软件定义网络规划1603.1.8 、软件定义存储设计1623.1.8.1 、 预期规划效果1623.1.8.2 、 软件定义存储规划1633.2 、应用系统技术介绍1703.2.1 、3.2.2 、3.2.3 、虚拟仿真实验室170网络直播课堂170智慧课堂173第 4 章4.1 、智慧校园大数据云平台及系统设计规划175设计原则与思路1754.1.1 、设计原则1754.1.1.1 、 标准性原则1754.1.1.2 、 安全性原则1764.1.1.3 、 先进性原则1764.1.1.4 、 系统性和可实施性1764.1.1.5 、 可用性原则1764.1.1.6 、 可扩展原则1774.1.1.7 、 可升级原则1774.1.1.8 、 全开放性原则1774.1.1.9 、 可管理性原则1774.1.1.10 、 灵活性和兼容性原则1784.1.2 、设计思路1784.1.2.1 、 教育信息化的建设思想1784.1.2.2 、 教育信息化的设计方法论1794.1.2.3 、 从办教育要回答的根本问题看教育信息化内容1794.1.2.4 、 从课程和学习理论看教育信息化的着力点180智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2、教育信息化的着力点1804.1.2.5 、 教育信息化要求教育流程再造1812） 微观层面的教育流程再造1824.2 、建设目标与规模1834.2.1 、设计目标1834.2.1.1 、 总体目标1834.2.1.2 、 阶段目标计划1844.3 、教育云平台基础设施建设1854.3.1 、教育城域网建设1854.3.1.1 、 教育城域网建设1851、概述1852、规划方案1905.3.1.1.1.3.1.2 各县区学校接入1925.3.1.1.1.3.1.3 使用动态路由 OSPF 实现电路热备1925.3.1.1.1.3.2 线路建设方案1923、组网优点.1934.3.2、技术详解.1944.3.2.1、OTN 技术 .194(1) 多种客户信号封装和透明传输195(2) 大颗粒的带宽复用、交叉和配置196(3) 强大的开销和维护管理能力196(4) 增强了组网和保护能力1964.3.2.2 、 OSPF 协议197（3）开销控制将协议自身的开销控制到最小1984.3.2.3 、 校园无线网建设1991、总体规划思路199智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案2、无线网规划总体目标1993、设计原则2004、开放学习环境2015、师生个性服务2016、集中云管控2037、全市教育无线城域网建设规划2034.3.2.4 、 统一监管平台建设规划2044.3.2.5 、 统一认证平台建设规划2054.3.2.6 、 城域网有线网络建设规划2054.3.2.7 、 城域网无线网络建设规划2064.3.2.8 、 整体网络扩展及兼容2064.3.2.9 、 全市教育无线城域网建设标准2074.3.2.10 、 统一监管平台建设标准2074.3.2.11 、 统一认证平台建设标准2104.4 、智慧校园系统总体技术方案2114.4.1 、4.4.2 、智慧校园平台系统功能框架212系统开发设计模式215（1） 具有成熟的设计开发方法和工具。经过多年的研究和积累，基于 C/S 模式的系统设计开发方法已被用户所掌握，并且，众多的数据库和软件生产厂商提供了各种可视化工具和编 程语言来扶持它的开发，而目前 B/S 模式的应用及其开发方法仍处于发展过程，特别是还不具备特别完善的开发工具。2154.4.3、智慧校园系统整体架构.2184.4.3.1、系统模块架构.2184.4.3.2、物理架构.2214.4.3.3、存储管理逻辑架构.2234.4.3.4、实施架构.224SCCM 服务器（或增加虚拟机构建集群）；225SCVMM 服务器（或增加虚拟机构建集群）；225智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案4.5 、平台软件设计方案2274.5.1 、4.5.2 、指挥平台软件应用扩展和开发的必要性228智慧校园平台梯度扩展和开发解决方案2284.6 、智慧校园平台技术实现方法和路线2304.6.1 、4.6.2 、4.6.3 、计算模式技术选择云计算230应用架构技术选择SOA/WOA232设计模式技术选择基于 SOA/WOA 架构的 MVC234MVC 设计模式图2354.6.4 、应用接口技术选择REST 和 SOAP 服务2374.7 、4.8 、教育云主要子系统238基于 HADOOP的云计算应用2404.8.1 、4.8.2 、4.8.3 、4.8.4 、4.8.5 、4.8.6 、个人虚拟门户240云教学系统241云文件系统243云储存系统244云资源系统246云办公系统250OA 办公自动化的作用2504.8.7 、云统计系统2534.9 、教育云平台应用系统建设2544.9.1 、教育资源公共服务平台2544.9.1.1 、 实验教学现状2564.9.1.2 、 用户需求257( 二) 实验的安全性与便捷性257( 三) 实验资源建设，如何服务于所有师生257( 五) 实验教学模式固定，教学模式需要创新2584.9.1.3 、 建设目标2594.9.1.4 、 建设原则260智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案4.9.1.5、仿真实验室系统总体解决方案 .2611、虚拟仿真试验云平台（物理） .2632、虚拟仿真试验云平台（生物） .2663、虚拟仿真试验云平台（化学） .2674、虚拟仿真试验云平台（小学科学） .2685、管理中心.2686、用户列表.2687、系统授权访问.2698、仿真实验室系统优势.2691. 高效率性2702. 实践操作和 3D 交互模型2703. 内置独特引擎，高自由度2704. 危险度为零2705. 理想实验环境2706. 情景交互性2717. 多终端跨平台2718. 器材零损耗2714.9.1.6、在线直播课堂.2714.9.1.7、智慧课堂.2711、智慧课堂建设理念.2712、智慧课堂建设目标.2723、智慧课堂建设的意义.2731） 平等2732） 交流2733） 参与274第 5 章智慧校园大数据应用系统275智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案5.1 、5.2 、智慧校园云服务平台应用平台建设方案一览表275基础平台2795.2.1 、5.2.2 、认证中心279用户中心281用户身份数据同步2815.2.3 、5.2.4 、5.2.5 、5.2.6 、即时通讯282搜索引擎282应用管理282数据服务2835.3 、学生综合素质评价管理系统2835.3.1 、5.3.2 、5.3.3 、5.3.4 、5.3.5 、5.3.6 、5.3.7 、建设目标283符合教育部的五大评价维度284软件特点286功能简介287应用场景287产品首页290系统特色功能2905.4 、教师发展评价管理系统3015.4.1 、5.4.2 、5.4.3 、系统概述301建设目标302系统特点303支持远程运维3045.4.4 、系统功能3055.5 、OA 办公管理系统3265.5.1、系统概述.3265.5.2、系统框架.3275.5.3、系统功能.3275.5.4、移动办公系统.3345.5.5、体系结构.335智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案5.6 、网络电子备课系统3385.6.1 、5.6.2 、系统概述338系统功能339定位到课堂的素材库及习题库3435.6.3 、角色权限3475.7 、智能排课管理系统3495.7.1 、5.7.2 、系统概述349功能特点349初始化方便3495.8 、资源共享管理平台3515.8.1 、5.8.2 、5.8.3 、系统概述351系统框架353角色与权限3535.8.3.1 、 教师3535.8.3.2、 校级教研组长3545.8.3.3 、 学生3555.8.3.4、 管理员3565.8.3.5 、 家长3575.8.4 、建设内容3575.8.4.1 、 系统信息门户3575.8.4.2 、 资源中心3585.8.4.3 、 在线学习3595.8.4.4 、 资源评价3615.8.4.5 、 资源收藏3625.8.4.6 、 资源下载3625.8.4.7 、 微课推送3625.8.4.8 、 资源管理3635.8.4.9 、 个人资源管理3645.8.4.10 、 资源上传364智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案5.8.4.11 、 资源审核3655.8.4.12 、 教材目录中心3675.8.4.13 、 统计报表3695.8.4.14 、 移动平台3705.9 、智能巡课系统3725.9.1 、5.9.2 、5.9.3 、5.9.4 、5.10 、系统概述372系统框架373系统功能374手机端380数据上报系统3825.10.1 、 系统概述3825.10.2 、 开发背景3825.10.3 、 建设目标3835.10.4 、 系统特点3835.10.5 、 系统流程架构3845.10.6 、 系统角色权限3855.11 、3.4 教育云平台统一门户与接入层3905.11.1.1、 3.4.1 个人空间3905.11.1.2、 3.4.2 教师空间39110)家校互动信息3935.11.1.3、3.4.3教研员空间.3945.11.1.4、3.4.4管理者空间.3955.11.1.5、3.4.5学生空间.3965.11.1.6、3.4.6综合信息统一门户 .3975.12 、3.5 教育云“端”建设内容3985.12.1.1、 3.5.1 优视多媒体智慧教室3984、3.5.1.1 方案概述3985、3.5.1.2 优视多媒体智慧教室的主要设备构成3993.5.1.2.1 多媒体投影机400智慧校园大数据云平台建设和运营整体解决方案3.5.1.2.2 互动电子白板4003.5.1.2.3 优视智能教学一体机. 4003.5.1.2.4 视频输入系统4013.5.1.2.5 中央控制系统4013.5.1.2.6 远程管理平台4016、3.5.1.3 多媒体互动教室的系统功能402接收、播放影视信号，播放录像带、VCD 等音像内容。A.402投影实物和书本资料，进行现场实物讲解。实物展台可以将书稿、图表、照片（包括B.负片）、文字资料（包括教材）、实物及教师当时书写的文字投影到银幕上。由于具有变焦功能，对被摄物体没有严格的尺寸要求，局部特写很容易实现。. 402投影计算机的数字信号，进行计算机的教学、培训和演示。使用计算机进行多媒体教C.学能呈现教学内容的文、图、声、像。. 403D.可以进入校园网，进行网上联机教学，从网中调出自己需要的教学资料。403使用幻灯、投影进行常规化教学。教师可以利用原有的幻灯片、投影片等常规电教软E.件进行教学。. 403具有多媒体课件制作功能。在优视多媒体智慧教室中，各种文字、图片、图像、声音F.等资料可以通过视频展台和录像机等设备转换成视、音信号，再由图像卡、声卡等转换成数据文件，因此可以制作不同类型的多媒体课件。. 403能够让使用者简单地操作大量复杂的设备。G.403可以进行传统教学，也可多媒体互动教学。H.4037、3.5.1.4 智慧教室示意图4045.12.1.2、 3.5.2 优视云录播教室4068、3.5.2.1 设计目标.4069、3.5.2.2 课程拓扑图.40610、3.5.2.3 设计功能效果.40711、3.5.2.4 系统组成.4085.12.1.3、 3.