云南省大姚县实验中学数据中心建设方案文档格式.docx
《云南省大姚县实验中学数据中心建设方案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《云南省大姚县实验中学数据中心建设方案文档格式.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
2、可以方便地管理和存储学校发展过程中产生的各类源数据，并可对各类源数据进行采集、清洗、转换、质量处理，构建大数据数据仓库。
3、采用数据挖掘、数理统计等相关技术，构建大数据分析框架和模型，提取数据资源中隐含的、未知的、具有潜在应用价值的信息和规律，用于精准化进行人员管理和人才培养工作，提高学生服务质量，支撑领导辅助决策，提升学校核心竞争力。
第三章系统设计
云南省大姚县实验中学大数据系统通过技术挖掘，收集学生学习行为、生活行为、社交行为、上网行为数据进行分析，通过对行为大数据的综合分析，可以让教育更加个性化、精细化、智能化；
使得个性化学习成为可能，真正做到因材施教；
促进教学创新，提高教学质量；
优化行政管理，实现各个体系互通互联、数据共享。
1.学校现状
随着我国教育改革的不断深化、教育领域信息化取得了长足的进步，学校购买或研发了一些教育信息化应用系统。
但大多为“按需、逐个、独立”的建设，另外由于独立进行数字校园建设，导致学校各中心、级部的资源无法进行共享，最终形成了以“数据孤岛”、“应用孤岛”、“硬件孤岛”、“资源孤岛”组成的“孤岛架构”：
（1）硬件资源（比如服务器，网络资源等）不能共享，当本身资源剩余的时候，无法分配给其他应用系统，而当本身资源不足时，也无法从其他服务器获取资源；
（2）每个系统都有独立的安全、管理标准，增加运维管理的难度，造成管理混乱；
（3）各自有独立的数据库，数据无法共享与交换，无法形成有效的统计报表；
（4）独立的展现层，信息分散，用户获取信息要在不同的系统间穿梭往返，“人找事”，增加了使用难度；
2.建设目标
利用物联网和云计算，强调对教学、科研、校园生活和管理的数据采集、智能处理、为管理者和各个角色按需提供智能化的数据分析、教学、学习的智能化服务环境。
通过以用户为中心，以需求驱动为目标，智能化的满足校园网络用户的个性化需求和功能服务。
从学校发展、教师发展、学生发展、教育改革发展的实际需求出发，结合智能一卡通、电子班牌、电子阅览室等物联网产品，通过统一用户中心的数据同步及单点登录，为教育管理部门、学校、教师、学生、家长提供“一站式”教育应用服务。
其技术特点是数字化、网络化、智能化和多媒体化，基本特征是开放、共享、交互、协作。
以教育信息化促进教育现代化，用信息技术改变传统教学模式。
3.建设原则
①统筹规划、分步实施
统一规划，明确工作任务，有序推进信息化综合应用平台建设。
顶层设计，合理分工，分步实施，既能做到上面区县公共服务平台兼容，又有学校独立平台，形成资源互通，防止重复建设，避免资源浪费。
②先进性原则
保证建设的先进性，数据通过应用自动产生，安全、稳定，不需要单独建设。
应用多级私有云和大数据分析技术，将学校打造成一流的、实用的、满足未来信息化应用的智慧校园。
③可靠性原则
系统运行稳定、可靠，数据分析准确。
④高效性原则
系统运行必须高效。
⑤资源最优化原则
节约人力、资源等投入，充分利用原有网络、硬件、软件资源，实现最低的投入，最大的收益。
⑥统一标准、保障安全
标准规范是教智慧校园建设的重要前提，建设应在统一应用开发标准和数据交换接口标准的前提下，在统一的网络平台下，实现各业务系统的互联互通、数据共享。
在系统建设和应用过程中，严格按照国家网络与信息安全的要求，采取相应措施，建立有效的安全保障体系和规范的安全管理体系，保护个人隐私和政务安全。
⑦兼容性和可扩充性原则
新建系统必须兼容原有系统，又有利于今后系统的扩充。
⑧节能环保要求
系统规模大，耗电量大，节能环保不但能降低运维成本，同时也是响应国家节能减排、绿色低碳的号召。
4.建设思路
整体设计采用弹性构架，所谓弹性架构是将所有的硬件设施集中起来，根据各系统的忙闲情况，动态分配（最下层）；
统一管理服务、安全服务、标准、规范和扩展接口（左右两侧）；
统一数据管理，建立统一的数据规范（基础软件服务层）；
统一展现层。
①通过对网络流控数据和访问数据的分析，追踪不同用户的上网习惯、访问内容、软件使用等情况。
②实时采集AP数据，获取实时上网信息，关联基本学生信息。
③根据学生在校的行为轨迹、上网时长、以及学习异常学生等行为进行校园预警。
④采集图书馆各管理系统以及学校其它系统相关数据，对读者的行为数据进行统计、分析、展示。
⑤针对不同群体学生的消费特点，分析学生的日常用餐和生活消费方式，分析食堂消费的总体趋势。
第四章功能介绍
大姚县实验中学大数据系统包括以下功能：
1.学生画像
综合评定学生能力，因材施教学生每天学习多少，每天运动多少时间，多少时间在图书馆有几次消费，成绩如何，一眼便知
2.行为预警
关注学生在校期间的异常表现，通过学生生活数据实现对学生的管、查、控一体化主要从学生疑似未住宿预警、疑似不在校预警、预警趋势分析、就业预警等方面进行数据挖掘
3.精准资助
通过对学生各维度数据进行聚类分析对历史数据的深度学习，帮助学校识别真正的贫困生甄别出伪贫困生
4.高基报表
系统在建设高可用数据质量的同时可以结合每年的数据标准自动生成高基报表还可支撑教学评估
5.校本数据
管理者可以全面、及时的掌握学校的重要情况将校园管理工作提升到一个新的高度
大姚县实验中学大数据系统包括以下模块：
1.数据模块
①校园数据中心
校园数据中心是核心，它就如同一栋大楼的地基和框架。
数据中心是各应用系统公共运行的环境，提供底层及集成服务，各类应用系统运行于平台之上，实现统一的系统登录、安全认证、数据交换与共享、服务入口。
②统一用户中心
所有软件只有一个用户中心，即学校添加和管理师生信息，只需在用户中心进行操作即可。
不需要在多个软件中进行操作。
用户中心采用实名制管理。
对教师职务、任课信息等进行设置。
实现用户身份的全生命周期管理。
③统一认证中心
统一身份认证是平台门户网站功能的重要特征,是为用户提供“一站式”服务的基础和前提。
根据自身特点和条件制定统一认证方案（IP认证、帐号加密码认证、第三方系统认证等）,包括认证整合、统一用户授权和单点登录。
所有软件实现充分互联，即师生在任何一个模块登陆后，都可以无缝进入到他所拥有的其他软件模块，不需要重复登录。
实现单点登录。
同样，选择退出系统时，所有其他能操作的业务系统都将同时退出。
④统一数据中心
为了避免各应用系统反复录入数据，消除各应用系统间的“信息孤岛”局面,我们采用统一数据中心。
所有子系统，各模块之间是高度集成的，且可以和学校其他的第三方系统进行集成，也可以兼容以后的第三方系统。
本平台有多种标准接口，使各数据中心之间可以进行数据传输和转换，实现数据的交换、共享与整合。
实现上下贯通、左右衔接、互联互通、信息共享、互有侧重、互为支撑、安全畅通的智慧校园应用平台。
⑤大数据报表中心
提供一站式大数据分析产品及解决方案，综合各业务系统数据，结合大数据算法，对数据进行统计、分析、输出，使之对老师、学生、管理者的工作、学习提供支撑作用可以帮助用户快速搭建大数据分析平台，敏捷制作专属分析报告，并为用户提供灵活的交互式分析操作，在业务协作过程中快速释放数据价值。
2.管理模块
①OA办公管理
教育OA管理系统，是为配合学校内部办公自动化的实施而研发的一套稳定、安全、灵活、实用的办公自动化管理系统。
OA办公管理系统由我的桌面、办公应用、事务管理、个人办公、系统设置、后台配置六个功能模块构成，实现网络协同办公、个人日常事务管理等，解决学校各部门之间沟通有效性，实现校园“无纸化，零电话”的高效率办公。
②资产管理
主要管理学校资产的出入库、调拨、盘点等。
可为老师在线申领申购物品提供方便，并为学校管理者管理学校物品提供依据。
系统采用当前流行的B/S模式，针对学校及上级主管部门对使用、管理等实际使用需求而开发的应用管理软件。
学校应用端可实现对学校对资产编目、流通、查询、统计、订购、报损、数据上报等功能。
通过本系统的使用，可以充分发挥装备为一线教学服务的作用，做到装备管理规范，设备利用率高，统计报表便捷准确。
同时有利于对本地装备应用水平的监督、指导及管理等，推动装备应用管理工作数字化和网络化的高效开展。
③教师业务档案管理平台
教师业务管理系统主要是实现对教师任课信息、个人信息、教师获奖、论文、进修培训、教学成果等综合信息的管理，给学校提供教科研、课题管理，工作统计，建立教师的工作档案，动态了解教师全方面的准确数据资料。
为学校对人才的培养、使用和综合评估及职称评定提供准确依据。
④设备管控
设备管控主要包括了对核心MCU设备，教室端的终端、录播、互动录播一体机的在线状态监控、版本查询、远程操作等；
包括了对监控设备的管理和配置；
包括了对触控一体机的远程监控、信息发布、文件传输、远程维护、数据查询等。
3.学校资源模块
①教学资源中心
整合学校各种教育教学资源。
充分发挥互联网科技力量优势，定位于为中小学教师、学生提供专业的教育资源，融教育资讯、互动交流、在线拓展于一体，内容涉及试卷、试题、课件、教案、导学案、素材、视频等，可最大限度满足教师教学及学生学习对资源的需求，同智慧资源管理平台结合，采用在线教育“资源分享—资源传播—交流互动的资源模式，以用户为核心，主打由学校和教师第一时间上传分享独家资源，精打名师原创策划精品资源，支持新课程改革，支持课程深度整合。
②电子图书
电子图书馆精选的书目，除专业书籍之外,还涵盖了学生必读课外书目，包括语古今中外的文学名著，诗词鉴赏，理工类科普读物等等。
为学生老师节省了一大笔费用及选择读物的时间。
学校建设数字图书馆，不仅惠及老师学生的学术研究，也为学生的课余生活提供了选择，不仅为学校提供丰富数字图书资源，还可以将学校的特色教育资源数字化，建立特色的教育平台。
③音视频超融合
该模块满足了日常教学、教研、课堂等应用之外，还对校园监控系统应用进行了整合。
可以在管理界面对不同的监控镜头进行实时的图像抓取，远程查看各个监控点的实时状态（主要包括学校大门、校园周届、校园主要道路、教学楼道等），并可以有效的控制监控镜头的相关指令。
对于系统建设的平台，互动录播教室数量较多，领导会希望通过远程的方式对所建设的每一个互动录播教室进行实时观看。
另外，主管基础教育的部门利用该应用也可以更好的进行巡课，与传统的巡课相比，现在的在线巡课更为方便快捷，涉及内容更为全面，更为有益的是在线巡课系统可以及时帮助分析师生的课堂行为，有利于规范学校的课堂教学行为，提高学校的课堂教学效率。
4.教学质量大数据监测平台
①师生评价系统
评价教师及学生模块：
包含对教师、学生的评价两个子模块。
②学生成绩分析
成绩分析系统可以提供强大的成绩管理和对成绩数据处理的强大分析功能，也方便学生家长在线查询，及时了解学生学习进步情况。
具备“增长率”计算功能，体现“标准分”，并纳入学校现行的成绩统计模式。
还应具备作业收交统计。
③其他模块
教育满意度模块、学生课业负担模块。
5.综合评估模块
①教师综合评估平台
教师综合评估管理平台从教师的育人、教学常规管理、教学质量、教师业务学习、教师业务获奖及课堂教学等考核项出发，通过灵活预设评价项，支持领导评价、同行评价、学生评教等多维度评价方式，以教师个人发展为立足点，建设的一款促进教师间交流分享的全方位校园成长平台。
②学生综合素质评价平台
学生综合素质评价管理致力于培养学生综合素质的能力，帮助学生客观的认识自我、规划人生；
辅助学校切实转变人才培养模式；
推动教育主管部门转变以考试成绩为唯一标准评价学生的做法。
平台设计科学、全面、智能、灵活、简明、实用。
采用规范化的评价流程、多元化的评价主体，以自评、组评、师评、互评、家长评等方式，结合定量评价和定性评价、形成性评价和终结性评价对学生日常表现进行客观公正的评价。
平台还提供学业成绩、体质健康、荣誉申报以及实践活动等个性化的模块，对学校、教师、学生及家长等多方
数据进行实时的采集和记录，遵循过程与结果并重的原则，最终形成涵盖学生德、智、体、美、劳等各方面的学生综合素质报告单。
③学生体质测评
依照教育部提出的《国家体质健康标准（2014年修订）》文件，并且与国家体制健康数据上报平台实现数据同步对接，科学有效地记录、分析、统计学生的体质健康情况。
系统提供不少于15项国家评分标准表，输入原始实际评测数据，按照国家标准自动转换成百分制分数，并提供各项数据分析。
④学生学业测评
学业测评是由学科任课教师在每次考试结束后，导入学生的成绩到学业测评功能模块中，云平台可以统计和分析学生在学业成绩的总体情
况，为学生个人在各个科目中的考试情况，为教师提供各个年级和班级的成绩对比分析，为教务处提供全校学生、班级、年级的成绩统计分析。
6.师生成长辅助模块
①荣誉申报
荣誉申报是学生将学校内外所获得荣誉上报到云平台中，那么学生上传的荣誉自动进入班级的荣誉墙和学校荣誉墙，在每学期期末自动统计汇总到学生成长档案袋中。
学生和家长可以随时随地上传学生每学期的荣誉获奖情况，在选择获奖类型时可以选择国家级、省级、市级、区县级和校级，通过审核后上传的荣誉将自动记录在班级荣誉墙。
②远程教研培训系统
教师远程教研培训系统，主要为方便教师的日常教研培训活动，而研发的一款管理系统；
通过信息化手段，打破传统的教研工作方式，使教研工作可以不受时间、地域的影响，随时随地根据工作需要开展。
教研小组的教研工作，教师之间的互相学习、集体备课，教师的公开课评鉴，都可以通过在线教研应用来实现。
同时，还可以提供专门定制的评分标准模板，来有效的根据教研工作、公开课效果、备课质量等进行客观有效的评分，帮助教师提高工作效率，提升教学质量。
第五章系统拓扑
第六章设备清单
1.主要硬件：
产品名称
型号
数量
管理节点
曙光：
1620-620或以上产品
浪潮：
NF5270M4或以上产品
惠普：
HPProLiantDL380Gen9或以上产品
IBM：
X3650或以上产品
1台
计算节点
3台
千兆用络
24口千兆交换机以及所需线缆
操作系统
企业版操作系统RedhatLinux，64bit（预装）
1套
集群软件
开源HDFSZooKeeperHBaseMap/ReduceHiveNagiosPigGanglia
2.以下软件为确保计算集群快速安装、便捷管理所必备的软件系统
基本要求
提供与集群软件兼容的正版操作系统或使用开源操作系统
大数据软件系统
部署开源的分布式文件系统（HDFS）、分布式协同工作系统（ZooKeeper）、分布式数据库（HBase）、分布式计算框架（Map/Reduce）、分布式数据仓库（Hive）、数据转栘工具（Sqoop）、网络监视工具（Nagios）、分布式数据处理（Pig）、分布式监控工具（Ganglia）等套件
第七章方案特色
1.打造全学段、全学科、全场景智能教学
2.落地大数据，提效减负，打造智能教学
3.用内容和数据两大王牌为教育伙伴赋能
4.“大平台、小应用”的开放生态模式，平台需要采用一体化的集成策略，内置标准或者数据模式和数据操作接口，把行业积累转化为一个个领域模型，并以API方式对外提供，实现传统紧耦合、封闭式架构到分布式、开放架构的转变，实现从“数据集成”向“服务集成”的转变，满足学校业务开发快速响应的需求。
第八章技术优势
1.数据兼容性
支持针对不同类型、不同结构的数据，采用对应的数据接入技术与工具进行数据采集，并存入对应主题库中。
采用XML、WEBService作为数据传输的标准。
采用JMS消息传递机制建立统一的数据传输与数据交换规范，实现不同类型、不同结构的数据交换，具有良好的扩展性。
2.可视化采集
支持可视化采集功能，通过可视化采集工具，可以看到不同的业务系统的数据抽取情况，形成采集报告，做整体的可视化监控。
可视化内容包括：
对象类型、对象名称、采集类型、采集状态、采集开始时间、采集结束时间、执行时间、总量、新增等维度。
实现数据异常自动发现、推动告警给相关维护人员、异常消失后自动清除告警、数据变更后自动提醒功能。
3.数据存储
主题数据以云存储、分布式文件存储等方式进行存储，可保证数据组织与读取效率。
产品适应于大数据处理要求，能支持PB级数据管理。
4.数据治理
对数据进行治理，如数据缺失、数据重复、数据错误、数据不可用等，对缺失数据提供从业务系统中再次导入、手工补入、根据逻辑补值、放弃等治理方法，对重复数据提供自动去重、手动去除、根据时间和业务逻辑去除等治理方法，对错误数据提供区间限定去除、规则修复、人工干预、历史数据近值等治理方法，对数据不可用提供按规则适配、关键字匹配、枚举转换等治理方法。
5.数据分析
统计与分析主要利用分布式数据库，或者分布式计算集群来对存储于其内的海量数据进行普通的分析和分类汇总等，以满足大多数常见的分析需求。
6.数据挖掘
与统计和分析过程不同的是，数据挖掘一般没有什么预先设定好的主题，主要是在现有数据上面进行基于各种算法的计算，从而起到预测的效果，实现一些高级别数据分析的需求。
7.大数据管理
大数据分析离不开数据质量和数据管理，高质量的数据和有效的数据管理，无论是在学术研究还是在商业应用领域，都能够保证分析结果的真实和有价值。
8.技术创新
①准确性：
将数据文件分割成多个数据块存储在每个数据节点上，每个数据节点存储着来自多个文件的数据块，同时每个数据节点上也会存储这些数据块的多份副本，保证后续数据操作的准确性。
②开放性：
提供基于oauth2.0的开放接口，可集成第三方的BI分析产品（如Tableau、Qlik、PowerBI等），用于学校更好地开展数据分析、建模工作。
③灵活性：
支持包含特征工程、统计算法、分类算法、回归算法、时序分析、关联推荐等多种优化的数据挖掘算法。
④安全性：
平台设计充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，包括数据存取的权限控制、数据防篡改等。
⑤数据地图：
面对校领导和业务部门，以动态化、形象化的方式实时展示各部门数据生产、共享、调用与预警情况，方便工作人员介入校园数据交换过程。
形成项目建设成果的可视化呈现，从而进一步激发各部门数据共享热情，推动数据质量提升。
⑥快速全文检索：
在传统全文检索引擎Lucene的倒排索引的基础上，实现了分块索引，能够针对新的文件建立小文件索引，提升索引速度。
然后通过与原有索引的合并，满足检索响应快、实时高性能、海量存储等要求。
⑦预警报告单：
可提供学业预警报告单，支持报告在线预览、打印、批量打印，以及导出。
第九章施工组织
1.信息标准初始建设
依托教育部标准，以学校人财物建设“人优先，财和物偏后”为指导思想，构建信息标准。
建设过程中以服务内容为落脚点，明确各部门间数据提供和数据使用的供需关系。
2.材料收集准备
包括：
基础代码标准、数据模式标准、数据流向标准，高校数据应用表格.本科教学基本状况数据，高校整体基础数据采集结构等。
3.明确数据设计规范
4.做好业务模型、主数据模型、代码标准规范等内容
5.数据集成实施及运行监控
2020年5月20日
升级会员 