數據價值開發的校園大數據生態治理研究
時間:2022-06-02 11:28:36
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摘要:挖掘與提升數據價值是智慧校園發展的原動力。智慧校園建設已步入深水區,各高校均已累積了相當數量的數據資產。梳理數據資產各要素之間的關系,幫助高校完善數據治理生態,可以提升數據資產的價值。通過校園大數據生態治理要素研究,構建大數據智慧服務平臺,為實現高校數字化轉型、建設高質量發展的智慧校園提供理論支持和決策參考。
關鍵詞:大數據;數據治理;數據資產;數據價值
高校智慧校園經過多年建設逐漸步入深水區,由起步階段的煙囪式系統建設、提升階段的集成式系統建設,邁入以校園大數據為核心的“智能+”系統建設階段。這個過程所依托的新技術層出不窮,無線定位、人臉識別、態勢感知、行為分析、深度學習等技術的應用為學校積累了大量不同類型的數據。但是,目前校園大數據從采集產生,到匯聚清洗,再到存儲查詢,最后到挖掘與應用的整個過程中,最深層次的矛盾是對數據的認識、管理、運用的方式和能力與數字化發展的要求不匹配,缺乏系統、有效的治理,使得校園大數據蘊藏著的巨大價值難以得到體現。因此,亟須深化數據治理,釋放數據效能,助推學校真正實現數字化轉型。
一、智慧校園數據治理現狀
數據治理是推動高校治理體系和治理能力現代化的有效抓手。在教育信息化加速發展的新形勢下,營造安全的環境,通過數據治理實現數據的高效利用并提升數據價值,已成為教育現代化的底層邏輯和學校高速發展的動力引擎。
(一)治理依據
數據治理是推動學校治理體系和治理能力現代化的必然要求,是“互聯網+”教育深度融合的必然要求。要通過有序匯聚高質量數據,最大化釋放數據價值,實現治理體系和治理能力現代化,構建系統完備、科學規范、運行有效的制度體系。數據作為智慧校園的基礎,是一種新型的生產要素。2021年,教育部發布了《高等學校數字校園建設規范(試行)》和《職業院校數字校園規范》,均提到“教育信息化過程中產生、使用和積累的各種結構化、半結構化和非結構化數據統稱為信息資源”,信息資源在高校數字校園建設中起到關鍵作用。高校在數字校園建設中應將信息資源建設放在關鍵位置,逐步形成內容完善、數據準確、組織有序、廣泛關聯、更新及時、安全可靠、服務優質的全域信息資源庫,為學校、師生以及社會公眾提供優質信息服務。
(二)治理方向
《中國教育現代化2035》提出“統籌建設一體化智能化教學、管理與服務平臺”目標,要求我們在智慧校園建設過程中進一步革新理念、統一認識、放眼未來、大膽創新,將云計算、人工智能、物聯網、大數據等高新技術與教育教學深度融合,讓信息技術真正有效融入學校發展的每個環節,為學校業務管理、教學創新跨越式發展提供信息化深度支撐,實現“持續的創新”“智慧的場景”“智慧的數據”“智慧的教學”等一體化的智慧校園發展目標。數據驅動和基于數據的創新是教育信息化2.0的主要特征,特別是在抗擊新冠肺炎疫情期間,學校管理層面需要掌握更多精準的數據來決策。智慧校園建設正逐漸由需求驅動向數據驅動轉變。目前,許多高校都在探索適合發展現狀的數據治理之路:一是依靠數據血緣關系,在學校層面開展多維度、深層次的數據治理。數據血緣能夠確認數據的來源、數據的加工方式、映射關系以及數據出口,適合業務流程類的數據治理。二是依靠數據標準動態更新,實現數據循環優化,適合由上往下推動的校園數據治理過程,但容易忽視內部的治理需求。
二、校園大數據生態治理體系構建
(一)總體思路
“校園大數據生態治理”是面向教育信息化進程中校園大數據治理的內生需求,基于智能定位、無線傳感網絡通信、人臉識別、深度學習、分布式存儲、安全認證、智能分析與決策等新一代信息技術的綜合應用研究。該研究方向是物聯網、大數據、機器學習、數據安全、人工智能等新一代信息技術的綜合應用領域,對支撐學校教育教學,促進師生發展,提升學校內部治理能力,促進校企合作,深化產教融合,加快學校數字化轉型具有重要意義。在校園大數據治理的數據價值管理、數據質量管理、數據安全管理、數據架構管理等四個工作領域的基礎上,搭建以元數據管理體系為基礎、標準體系為核心、流程體系為關鍵、價值體系為重點、安全體系為保障的數據治理框架,創建眾籌群智、共生自洽、有機協調的數據生態治理環境,挖掘數據價值,提高教育服務的參與度和透明度,提高教育決策的科學性與預見性;以提升校園大數據價值為宗旨,以校園大數據安全技術與數據血緣關系的研究為切入點,完善設計數據安全與數據標準的動態更新機制,研究校園數據全量覆蓋與全量共享技術,構建自動化、可視化、分布式、生態化的智能數據池,服務校園數據的開放及開發,建立校園大數據智慧服務平臺,實現數據共享、價值提升、應用升級。
(二)主要研究內容
1.以元數據模型為基礎研究動態更新機制大數據融合了計算機、云計算、互聯網等新興產業技術,以數據為基礎,圍繞大數據的采集、整理、挖掘、處理分析等活動,各數據主體交互協作,通過數據流動的串聯形成了類似于生物生態鏈條的大數據生態鏈。以元數據模型為基礎,研究數據間的安全技術與血緣關系,從以業務為核心向以數據為核心轉變,制訂校園大數據發展規劃與標準。從業務數據化的角度,全面梳理學校系統數據流、業務流程和部門UC矩陣,建設一套符合職業院校實際的信息標準體系,保證信息在采集、處理、交換、傳輸的過程中有統一、科學、規范的分類和描述,確保大數據治理體系的建設、使用、管理及維護規范有序,并且形成校園數據標準、校園數據模型、校園數據資產、校園數據服務和校園數據管理等方面的制度性文件。2.采用數據同步框架DataX設計智能數據池基于數據同步框架DataX,實現結構化、半結構化和非結構化等不同類型校園數據的共享與交換,采用分布式數據采集實現海量數據實時處理,實現異構數據源的數據同步……這些研究工作將使數據同步任務變得簡單可控。設計可彈性擴充的Hive數倉,采用高容量的分布式存儲來承載治理完成后的海量數據。實現數據治理與管理過程自動化,自動發現數據流向與依賴關系,自動識別元數據,自動創建數據的約束規則。同時,還考慮采用小型數據倉庫和數據集市,設計分布式關系型數據庫TiDB,提供高性能、低延時的數據分析,最終形成校園高質量的智能數據池。3.以Spark數據挖掘分析技術設計智慧服務平臺校園大數據生態治理形成的高質量數據資產,需要實際應用才能體現價值,因此可采用數據接口、數據推送、數據直連、數據下載等方式對外部用戶開放、提供服務,實現共享。對于校園多個業務系統產生的大量多維度過程化和結果性數據,應基于Spark搭建數據挖掘分析平臺來實現可視化編輯頁面,降低數據挖掘門檻,如通過拖拽式流程設計和MLlib內置算法庫,快速實現各類數據挖掘應用。可通過平臺數據挖掘建模,滿足不同用戶、不同場景的分析需求,幫助用戶參與業務數據價值挖掘,高效輔助和驅動高校業務決策。另外,還可以利用數據挖掘分析平臺開發“學生學業預警”“校情駕駛艙”“數據資產利用”“運營分析報表”等數據應用模塊,幫助高校管理者進行科學決策,實現全面精準化的管理。
(三)數據價值提升
數據智慧化能夠將高校內部數據資源變為核心競爭力戰略中的重要資產,而科學有效的數據治理體系則是保障戰略資產形成的重要條件。以元數據管理體系為基礎、標準體系為核心、流程體系為關鍵、價值體系為重點、安全體系為保障的數據治理框架,其創新點在于研究并構建業務應用與數據治理的內在循環,以及治理后的數據衍生新興應用、業務分析指導和業務應用改進的外部循環。通過不斷雙循環迭代,逐漸提升數據質量,最終營造良性、可持續的校園大數據治理生態環境。1.基于Flink的大數據實時分析校園業務系統的復雜性和多樣化使得數據實效性要求變高,針對大數據的實時分析愈顯重要。Flink作為新一代分布式計算引擎,為實時流數據分析和批量數據處理提供了統一的編程模型和執行引擎,研究并優化Flink的多表連接作業,可提高生產數據的采集和分析效率,從而解決不同數據源的差異性所帶來的問題,為數據治理提供支撐。2.基于DAG模型的分布式任務調度研究遵照有向無環的DAG構建任務配置,實現任務無縫漂移、順序觸發,完成精準、實時、穩定、高效的多任務調度,以及任務的切分和編排。任務調度中心通過進行分布式部署,讓每個節點根據consistency-hash算法進行任務分配,確保計算與存儲資源越多、定時任務越多、各個任務聯系越緊密的情況下,任務正常進行。
三、校園數據安全保障措施
可采用Kerberos協議來實現大數據平臺的身份認證;采用基于角色訪問控制(RBAC)模型來實現大數據平臺的訪問控制功能;應用DES、RSA等加密算法進行身份認證、訪問控制、數據傳輸以及數據存儲。打造校園大數據治理全過程、全周期的安全體系,圍繞活動的主體,為使用者提供可靠的認證、授權、訪問與審計功能,實現對非敏感數據、敏感數據脫敏、隱私數據保護工作的運營管理。總之,數據治理工作對高校數據規范化建設至關重要,其本質上屬于高校數據開發和利用的基礎性工作。通過構建全域數據中心建設與數據生態治理體系,打破傳統的“存、管、治、用”數據資產管理桎梏,能夠有效整合數據資產,全面提升數據利用率,完成數據在價值流里的有效循環,達到不斷挖掘數據價值、全面提升學校綜合競爭力的目的。
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作者:姜建峰 單位:江蘇經貿職業技術學院
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