智慧校園需要以物聯網、大數據、雲計算、人工智能、移動互聯，對校區的人、車、資產設施進行全聯接，實現數據全融合、狀態全可視，業務全可管，事件全可控，打造高水平校園。

　　華南理工大學廣州國際校區智慧校園中央管理平台融合物聯網、大數據、人工智能、數據呈現、GIS、BIM等技術，將不同功能的信息化係統，如網絡設備、樓宇自動化、消防、視頻監控、門禁、廣播、照明、節能、停車場、智慧課室、校務係統等，通過統一的信息平台實現數據融合和應用集成，並向第三方提供應用接口，支持智慧校園可視化管理、信息共享、係統聯動及資源調配，形成具有信息彙集、資源共享及優化管理等綜合功能的係統。

　　平台將校園內的建築、房間、設備等物品三維虛擬與校園網和智能專網相連接，通過傳感網絡對物品進行智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理，實現信息交互的主體由人到物的延伸，使得人與校園內的“物”有機地集成，構成一個智能化的整體，其核心內容除了有信息集成化的特點外，更主要的是實現這些“物”的智能化。

　　基於此平台的智慧校園可更好地實現物聯網技術，更有效地實現師生和校園資源相互交互，提高交互的明確性、靈活性和響應速度，從而實現智慧化服務和管理的校園模式。

平台架構

　　智慧校園中央管理平台架構如圖1所示，分為基礎子係統、數據使能平台、應用平台三個技術層次。

圖1 智慧校園中央管理平台架構

　　（1）基礎子係統

　　基礎子係統指智慧校園的各個物聯網和信息化子係統，包括網絡設備、BA(樓宇自動化)、消防、視頻監控、門禁、背景音樂、照明、節能、停車場、智慧課室、校務係統等18個係統。

　　其中，校務係統實際上是校園的數據交換平台。各子係統單獨建設，通過數據接口向數據使能平台提供數據，也接受數據使能平台下發的指令。

　　（2）數據使能平台

　　數據使能平台提供智慧校園應用的各類功能組件，如地理係統、地圖引擎、BIM模型、位置信息、視頻分析與身份認證等，提供人員、設備、資產、車輛、資源、時空、組織、事件等主題庫，並提供API集成拉通，存量係統服務化改造，數據路由等功能。

　　（3）應用平台

　　應用平台是校區智慧運營中心，以物聯網、大數據、雲計算、人工智能、移動互聯、GIS/BIM等新型數字化技術為基礎，對校區的人、車、資產設施進行全聯接，實現數據全融合、狀態全可視，業務全可管，事件全可控，使校區運營更安全、更舒適、更高效。

　　平台依靠多個智能化子係統提供數據支撐，支持多種接入方式，能有效消除各係統間的信息孤島，從全局的角度對數據進行邏輯分析與處理，實現高級別、跨區域的設備聯動控製，提高係統的自動化和智能化。實現智慧安防、智慧樓宇、智慧能源、智慧物業、智慧校務等應用場景。

數據采集和融合

　　數據使能平台需要從基礎子係統采集數據，並下發指令，需要和各個基礎子係統進行數據對接和融合。

　　（1）打通多異構數據源

　　係統需要打通視頻監控、門禁、消防、BA等10多個智能化子係統，而眾多子係統的係統建設、數據結構都完全獨立，因此係統設計需要支撐包括ORACLE、SQL Server、MySQL等20多種主流數據庫間，實現多種異構係統間數據訂閱和定時增量數據遷移；

　　支持不同類型數據源的抽取，包括對各種主流數據庫等結構化數據源、非結構化數據源、實時數據流等多種數據類型。

　　（2）打通多協議設備

　　需要平台提供硬件網關和多種軟件SDK，適配MQTT、HTTP、Modbus、BacNet、OPC UA等多設備和數據協議。

　　（3）打通多校區工控平台

　　通過API集成等方式，對接校區內部存在的多校區工控平台。

　　（4）數據融合

　　對各子係統采集的數據進行轉換、標準化、融合等處理，形成智慧校園的數據中心。

數據使能平台

　　數據使能平台主要由華為公司ROMA基礎管理平台構成，實現多係統集成、異構數據采集、API集成拉通，存量係統服務化改造，數據路由等功能。

　　由於校區對接了多個子係統，存在海量數據需要進行接口處理、運算處理，才能進行存儲與應用。

　　因此，對於平台的設計采用了公有雲平台的強大計算能力和豐富的係統對接能力，實現與各子係統進行對接。利用華為物聯網雲計算平台提供“采-存-算-管-用”全生命周期處理能力，同時統一數據標準和口徑，將數據資源轉變為標準數據資產，再進行存儲，通過服務開放進而提供高效數據服務。

　　然後經過對接和轉換的各子係統數據存儲在校區私有雲平台，也保證了數據的私有應用性及安全行，便於進行本地化可視化處理。

BIM的應用及其輕量化處理

　　建築信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM）可應用於智慧校園中，打造三維可視化校園，服務於學校教學管理、校園管理及校區宣傳，實現物聯設備、校內各類數據的可視化配置、管理與呈現、遠程控製等。

　　利用BIM技術通過軟件接口從各智能化子係統中獲取數據統計分析的前提下實現主動性運維，充分提高管理效率。

　　BIM模型應用於智能化係統數據的呈現需要確保係統運轉平滑，因此需要對BIM模型進行輕量化處理，抽取滿足必要的展示所需要的BIM三維位置數據等，實現弱電係統及設備可視化、人員定位可視化、建築設施可視化運維、建築空間管理。

應用場景

　　平台應用層與數據層獨立，通過API函數，第三方可開發不同場景的應用。

　　1. 智慧安防

　　通過打通所有的安防係統，包括門禁、入侵報警、視頻監控等安防係統，使這些分散、孤立的設備進行聯網，可以有效地發揮安防係統整體效果，並提高應急事件的處理速度。主要實現校園安全態勢感知模型、人員軌跡、人員布控、車輛軌跡、車輛布控、報警聯動等功能。

　　2. 智慧樓宇

　　主要的管理功能包括全麵掌握建築內設備的實時狀態、報警和故障；建築能耗分析，通過采集設備的運行狀態，累計各類設備的用電情況，超過計劃用量時實時報警；統計分析各類設備的運行工況和用能情況；通過統計設備的累計運行工況，及時提醒對各類設備進行維護，避免設備的故障；智能照明管理與照明係統通訊，完成對照明配電的集中控製和管理。

　　3. 智慧能源

　　主要包括提供能耗報告，幫助用戶掌握能源消耗情況，找出能源消耗異常值；提供多種相關能耗指標報告為能耗統計、能源審計提供數據支持；溫度、濕度參考功能幫助分析能耗數據與環境數據的相關性；進行不同時間範圍內能源管理組能耗值的比較；讀取能源計量設備和重點用能設備的數據，並在BIM界麵顯示，實現能源動態監測。

　　4. 智慧物業

　　支持以3D校園模型的方式，對校園全貌、局部進行360度瀏覽，支持在三維空間視圖上集成校園內主要設備及傳感器，包括空調、攝像頭、溫濕度傳感器、水電表、門禁等，還包括停車場監測、設施設備監控管理、資產全生命周期管理、後勤運維管理。

　　5. 智慧校務

　　覆蓋黨政管理、人事管理、學生管理、財務管理、資產管理、教學管理、實驗管理、科研管理、安全管理等領域象限的校情指標展示和推送，結合各領域權重賦值，展現綜合校情態勢；

　　打通各業務係統及數據的場景化應用，提供基於大數據、機器學習等技術手段，建設麵向教學管研的智慧類應用，包括領導決策分析、教師綜合分析、學生綜合分析、科研綜合分析。

　　華南理工大學廣州國際校區智慧校園中央綜合管理平台目前已初步完成係統部署，並已實現與安防、消防、門禁、BA等10多個子係統的數據對接，已建設的樓宇大部分子係統都可以在校區三維模型上呈現，另外已完成消防聯動報警、人員軌跡及布控等智慧應用場景。

　　下一階段將繼續完善剩餘子係統的數據整理，重點完成智慧能源、智慧校務等應用場景的實現。

　　（本文刊載於《中國教育網絡》雜誌2019年度 高等教育信息化專刊，作者：華南理工大學信息網絡工程研究中心 葉昭 陸以勤 鍾培俊 ）

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