《智慧校园技术框架及数据资产设计标准》

xxxxxxxx

团体标准

XXXX

智慧校园技术框架及数据资产设计标准

Standardfortechnicalframeworkofsmartcampusanddata

assets

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布

xxxx-xx-xx实施

中国城市科学研究会发布

1范围

本标准规定了智慧校园建设的总体框架，包括智慧教学环境、智慈教学资源、智慧校园管理、智慧校

园服务、信息安全体系等的系统架构及基本要求。

本标准适用于智慧校园建设的设计与实施。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注口期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T22240-2008信息安全技术信息系统安全等级保护定级指南。

3.10在线学习onlinelearning

通过有线和无线网络进行授课、自主学习、互动学习等一种互联网学习方式。

3.11--^通onecardpsss

在同一张卡上实现多种不同功能的智能管理。

注：本质上是一套由卡片，器具和上位管理软件所构成的特殊信息管理系统，其核心内容是利用卡片

这种特定的物理媒介，实现从业务数据的生成，采集，传输到汇总分析的信息资源管理的规范化和自

动化。

3.12虚拟校园virtualcamous

基下地理信息系统技术、虚拟现实技术、宽带网络技术、多媒体技术、计算机图形学等高新技术，以

真实校园整体（校园布局设计、交通、景观、教学及生活环境、建筑物内外、人文）为蓝本；将校园

地理空间信息和其属性信息相结合，从而构建产生的三维可视化的逼真校园环境好景观。

4智慧校园总体框架

4.1智慧校园的总体架构

智慧校园总体框架宜采用云计算架构进行部署，如图1所示，分为基础设施层，支撑平台层、应用平

台层、应用终端和信息安全体系等。

智

慧

智

校

慧

园

校

技

园

术统一接口["API接口||B/S耐|c/s接口"]|个性化接口|

信

规

|支撑平台国份认证11权期管理11菜单管理11接口服务|息

范

安

与

|数据服务函据安全服务11数据报表服务|函据共享服务|全

保

体

障|数据处理既据睡I国藏河I数据融合II数据可视化I

系

体

|数据交换画树储存|丽£聚与分类|数抠抓取|傲抠推送|

系

数据库管理数据库用户数据库媒体数据库

服务器应用服务器文件眠务器济源服务器

校园信息化网络基础教学环境教学资源办公自动化校园服务

基础设施设施基础设施基础设施基砒设施基础设施1

图1智慧校园总体架构图

4.2基础设施层

4.2.1概述

基础设施层是智慧校园平台的基础设施保障，提供异构通信网络、广泛的物联感知和海量数据汇集存

储，为智慧校园的各种应用提供基础支持，为大数据挖掘、分析提供数据支撑。包括校园信息化基础

设施、数据库与服务器等。

4.2.2校园信息化基础设施

校园信息化基础设施包括网络基础设施、教学环境基础设施、教学资源基础设施、办公自动化基础设

施、校园服务基础设施等。

4.2.3数据库与服务器

数据库与服务器是智慧校园海量数据汇集存储系统，配置管理数库、用户数据库、媒体数据库警和与

之相对应的应用服务器、文件服务器、资源服务器等。

4.3支撑平台层

4.3.1概述

支撵平台层是体现智慧校园云计算及其服务能力的核心层，为智慧校园的各类应用服务提供驱动和支

撑。包括数据交换、数据处理、数据服务、支撑平台和统一接口等功能单元。

4.3.2数据交换

数据交换单元是在基础设施层数据库与服务器的基础上扩展已有的应用，包括数据存储、数据汇聚与

分类、数据抽取与数据推送等功能模块。

4.3.3数据处理

数据处理单元包括数据挖掘、数据分析、数据融合和数据可视化等功能模块。

4.3.4数据服务

数据服务单元包括数据安全服务、数据报表服务、数据共享服务等功能模块。

4.3.5支撑平台

支撑平台单元包括统一身份证、权限管理、菜单管理和接口服务等功能模块。

4.3.6统一接口

统一接口单元是智慧校园实现安全性、开放性、可管理性和可移植性的中间件，如API接口,B/S

接口、C/S接口和个性化接口等。

4.4应用平台层

4.4.1概述

应用平台层是智慧校园应用与服务的内容体现，在支撑平台层的基础上，构建智慧校园的环境、资源、

管理和服务等应用，为师生员工及社会公众提供泛在的服务。包括智慧教学环境、智慧教学资源、智

慧校园管理、智慧校园服务四大部分。

4.4.2智慧教学环境

智慧教学环境总体架构可以独立部署。

4.4.3智慈教学资源

智慧教学资源总体架构可以浊立部署。

4.4.4智慧校园管理

智慧校园管理总体架构可以浊立部署。

4.4.5智慧校园服务

智慧校园服务总体架构可以浊立部署。

4.5应用终端

4.5.1概述

应用终端是接入访问的信息门户，访问者通过统一认证的平台门户，以各种浏览器及移动终端安全访

问，随时随地共享平台服务和资源。包括用户和接入访问两个方面。

4.5.2用户

用户指教师、学生、管理者知社会公众等用户群体。

4.5.3接入访问

用户可以通过计算机网页浏览器或移动终端系统接入访问以获取资源和服务。

4.6信息系统安全体系

4.6.1概述

信息安全体系是贯穿智慧校园点、体框架多个层面的安全保障系统。

4.6.2系统安全

智慧校园系统的信息安全保护包括物理安全、网络安全、主机安全、应用安全和数据安全。

4.6.3安全等级

智慧校园安全体系不低于GB/T22240-2008规定的三级要求。

5智慧校园数据资产规范

5.1基于大类建模的智慧校园数据模型定义原则

5.1.1基于大类建模的智慧校园数据模型方法论

传统的数据建模是对现实概念进行一对一建表的"硬建模"，是面向对象的细粒度建模，将所有资源

类型独立建模以对应面向对象编程中的object.Action(),概念间的关系分散在现实概念的各个存储表

中：概念的新增和变化都会对数据表造成影响，关系的新增和变化都会对数据表的Schema造成影响。

应用代码冗余，实现效率低下(几T个方法)，任何资源类型或业务约束的变化都将导致应用的调整，

无法快速满足业务需要，不符合经济动力学原理；缺乏稳定的支点，随着网络的发展，新资源类型的

产生将造成数据模型、API呈指数级增长，最级无法控制导致系统崩溃。

本次数据建模方法的出发点：通过归纳寻求一种收敛的模式，实现稳定的映射。从能描述所有现实概

念的E-R出发，按照数学建模抽象进行大类建模，消除新增概念导致数据库停机升级的情况，提高开

发效率和运营效率，提供唯一的新增概念方法，提高需求分析效率。

概念定义是映射现实的起点，划分意味着子集的并运算覆盖超集，同时子集之间不存在重福，一个概

念存在划分，意味着此概念的下级概念都是稳定的划分标准，意味着可以唯一确定新概念由模型中哪

个概念中派生。这样建模的好处有以功能来描述资源概念易于同业务部门沟通、验证概念;以划分描

述资源概念能够保证资源概念的稳定性。划分的标准有利于对功能的进•步细分，从而保持定义的通

用性;划分的标准也有利于卜级概念稳定性。

概念模型对现实概念的覆盖依据：

1.以功能为核心对概念进行定义，确保概念定义明确，不存在模棱两可的概念；

2.如果从某维度对单个概念的分类是一个划分，则说明此概念具备分解的可能，要尽量细分

下去直到无法分解为止：细分可提升IT计克出来的目标概念相对于现实概念的精度为下一步逻

辑模型的大类聚合提供输入。

3.非一一对应，而是基于模型现有概念和关系，进行IT运并实现覆盖:组合、聚合、引用等运

算：用模式与规格适应现实概念。

5.1.2大类建模原则

依据大类建模原理，目标是对象大类、关系大类稳定，其物理存储（主表和关系表）亦稳定：业务对

象及业务关系的扩展，不需要调整物理主表及关系由表，仅做元数据的配置，增加业务对象及对主表

属性的使用关系，必要时增加或使用现有物理扩展表管理属性即可。屏蔽应用代码对数据库的直接访

问，采用元数据进行翻译，确保模型的灵活快速扩展。

智慧校园大类建模数据标准仅指数据库物理存储访问相关的元模型，不含界面展现等应用相关的元模

型。

硬建模大类建模

业务对象—对象关系->物理主表一对象大类一^关系大类T物理关系主表

设

设

计

计继承继承m承

模

模*V

式

式

物理表物理关系表物理扩展表—业务对象一^对象关系

访

问

方

式

1.数据模型的易用R标

对抽象模型进行元数据运算，得到与现实概念等价的IT运算目标，解决模型中哪些抽象类参与运算,

运算目标从模型中哪个抽象类派生出来。

2.数据模型原则

每一层模型概念应是对上层概念是集合意义上的划分，保证运算的唯一正确性。

3.概念模型合并大类的总体思路

a.父子类的划分必须清晰和严详，且遵循智慧校园业务本质，不能存在模棱两可的划分；

b.父子类划分的首要考虑电信网络行为模式上的相似性，其次考虑本身的各种形态；

c.功能一致的直接抽象为一个类，功能相似且能清晰界定的抽象为共同父类的子类；

d.父类的关系必须能够涵盖或者大于子类的关系；

e.以叶子节点作为合并大类的起点，在叶子节点之间构建关系，递归判断叶子节点是否可以

向上合并。

4.概念模型合并大类的具体原则

a.同一个父类下的子类且符合原则2的时候允许合并，跨父类的子类不能合并；

b.叶子节点向上合并带来的外键应用补偿总次数不超过1次时才允许合并：

■两两合并的子类间的关系有一端为1时，需两个子类的所有外部关系均不存在对

端或本端为1(同时对端为1或者本端为1的除外)，且外键应用补偿总次数不超过1次,

才允许合并；

■两两合并的子类间的关系任何一端都不为1时，需两个子类的所有外部关系对端

或者本端为1(同时对端为1或者本端为1的除外)的情况最多1个，且外键应用补偿总

次数不超过1次，才允许合并。

5.1.3稳定易用原则

数据模型应在稳定性和易用性上达成平衡，其衡量标准为模型的实用性。

模型越抽象越稳定。E-R是所有MIS数据模型的起源，可以描述世界上任何东西，最稳定。但模型抽

象度越高意味着越多的工作需要应用来完成，且不易为程序员和用户理解。

模型越贴近现实越容易使用,对现实实体一对一的“硬建模”最容易理解和使用。但建模越“硬”，

则意味着停机改动数据模型的可能性越大，越容易对生产造成负面影响。

模型的实用性取决于应用需要哪个抽象度的管理对象，包括管理对象的粒度——实体(E),管理对象

的功能一关系(R)。从E-R出发，细分实体和关系概念，直到满足各应用的管理要求为止。

应用的管理对象不可能遵循IT的技术原则，模型不会与管理对象一一对应。通过元数据技术对大类

进行划分然后组合后，才会形成管理对象的数据模型。

5.2基于大类建模的智慧校园数据模型定义方式

5.2.1资源元模型

当数据在程序中不是被加工H勺对象，而是被用来对程序的运行起到控制作用，并且可以通过值的改

变而改变程序的行为室，这样的数据称为元数据(metadata)。元数据本身作为实现数据字典的方式、

数据交换的标准、资源管理的建模等。

基于此，基于大类建模的智青校园元数据建模的过程如下：

1.对校园中的业务进行分析，抽象出各个大域特征中稳定的部分和可扩展的部分，构建稳定

的模型框架。

2.对可扩展部分采用分层分类的方式声明扩展的方法和准则。

3.对抽象类和扩展类间的关系进行确定。

本模型在参考《CELTS-34高等学院管理信息标准》和《信息技术学习、教育和培训教育管理基础信

息》(GB/T35298-2017)的建模方法论和已有的建模实践的基础匕构建了统一的智慧校园元数据模

型，元数据模型描述了智慧校园的各种大类、属性以及类间的关联关系，以统一的方式对智慧校园中

的元素进行抽象描述。

5.2.2细类实体扩展

为更好的适应智慧校园的应用需求和管理粒度，在保证元模型实体和关系稳定的基础上，需允许对数

据模型进行灵活的犷展。一方而，需要通过犷展模型适应各专业网络资源对象间的差异性，也为防止

过度抽象导致模型的不可用和应用的复杂度及对系统性能的影响;另一方面，管理粒度的不同主要体

现在各高校对模型各实体的属性管理粒度的区别。

主要划分原则如卜:

1.扩展模型体现在元核心模型之下，即扩展模型应从无核心模型中派生出来，关系在元核心

模型中体现，不派生出新的关系。

2.扩展模型继承无核心模型的属性描述，对于无核心模型中的必选属性要求应予以支持。

3.对于仅为某资源对象才具有的资源类型或资源属性，可以通过纵表的方式予以保存。

5.2.3规格数据

将通用的规则、属性分离出来单独定义，形成实体的规格，事先定义各类实体的类型信息和创建实体

之间的嵌套关系/连接关系的配置规则信息，只需要通过参数化配置就能很快地、批量地形成实例。

并不要求每种类型必须有规格，规格的分类根据类型的不同而不同。

5.2.4顶层业务业务概念与继承关系

类之间的继承关系在类定义［寸描述，继承关系发生在两个类间，发生维承关系的两个类被称为父类和

子类。子类继承了父类的属性，同时也可以具有自己的属性描述。在子类的定义时应指明所继承的父

类。

5.2.5顶层业务业务概念与关联关系

对智慈校园各类实体承载关系、连接关系和管理关系可以采用类的关联关系来表达。在关联关系的定

义过程中应包括以下活动：

1.确定关联类：在已定义的大类中选择需要关联其他类。

2.确定被关联类：在已定义的大类中选择将被关联类美联的类。

3.建立关联关系：建立起关联类和被关联类之间的关联关系。

5.2.6顶层业务业务概念与包含关系

对智慧校园的包含关系可以采用类的包含关系来表达。在包含关系的定义过程中应包括以下活动：

1.确定包含类：在已定义的类中选择需要包含其他类的类。

2.确定被包含类：在已定义的类中选择将被包含类包含的类。

3.建立包含关系：建立起包含类和被包含类之间的包含关系。

5.3人员域

本标准中的人员域包括与人员有关的各类对象，包括人员基本属性、身份、档案等。其中：

1.人员基本属性描述的是人员对象的稳定属性，在生命周期内基本保持不变，如民族、籍贯、

出生日期、性别等；

2.身份包括内部身份和外部身份：内部身份描述的是校园内的身份属性，如教师人事基本信

息、学生学籍基本信息、临时工作人员基本信息等：外部身份描述的是身份证、护照、军官证等校园

外部的身份属性。一个人员可以拥有〜个或多个内部身份，以及一个或多个外部身份：

3.档案/学籍包括学生的学籍信息和教职员工及其他人员的人事档案信息，扩展信息包括学习

或工作的简历信息，奖励扩展信息、惩处扩展信息，科研成果信息，家庭成员信息等。

人员-组织核心域物理数据段型

■wI

IDM.M£»<24)<pk>

VARa<AR2l^a»

■研VAJtCHAJtM))

■俗IDNVMBEJKI3>

tm人WMBt*(刈

DATE

—

同DiATE

*4NVMBMKr)

分片2SVMBER(24>

WTIMt5rAMP

内IUWVAJtCHAltidCO)

*，・，，vAxaiAJUxia»

VAIKCHAK20O)

taaniDNVMBERC24)G

XVMBErn)

MHl.DATE

工音立体SVMBWt)

・史年月VAJtCHAJWS

MMVAJtaiA*»M)

厮♦盯取KVUCHAHW)

AM

任联犬系

加

NlIDNVMMX04)

IPMJMBERC^I<pk>

VARCHAJU42DO)g'VARCHAR2CMW)

・名.VARCHARilWl

VARCHAfU<«»XSARQUIUCW)

««IDNUMBHUI3).研VARCHMGM

MIDNVMBSUI3)

包■人员恪H)NUMBEW13)

NVMM»f24)NVMBER(24)

旬陡打XNVMBMW4I

DZl►DATE

依・“■DATE

MLMMKU4J・十人KL-MB»O4)

・夜时"®AANVMBEIW4)

DATEDATb

母改鸵司DATO

NUMBERflO«4XVMBBllS)

分"NVMBEW1)

分片2NUMBEIU34)HIDNVMHtt(24)

分片O)XUMBEJU24)

nMECTAMPWTIMESTAMP

艮TlMfeSIAMP

NVMKER&)<fk>Ik

AMO>XUMBfiRO4l<ft>

NUMBERfll>«ffSARCHARKIOO)

Q10UDNUMBERO4)<flo

NUMMXiS)ftN

廛生日第awflSVIMBHUt)

DATtDATH

DAIU

DNVMBS3)S>

名密'ARCMARKm

MVARCHAR2(»)

ItttlDWMBMUD)

NUMB»Q4)

«1«KHDATC

UftANUMBHe(34)

W&HRDATC

版&WMBWrt)

分片IDSVMB»T24)

附同■HMIS1AMP

AMIDNUMBS3)<A>

，替IDNUMBIXQ4)<ft>

父DINUMBHUW)<tt>

人员域扩展表物理数据模型

人员基本属性说明

名称编码数据类型主外键备注

IDIdNUMBER(24)PK主表

名称NameVARCHAR2(20D)

编码CodeVARCHAR2(80)

规格IDSpec_idNumber(13)

民族

籍贯

性别

出生日期

创建人IDCREATOR,11)NUMBER(38)

创建时间CREATOR_DATADATE

修改人IDMODIFIER—IDNUMBER(38)

修改时间MODIFY_DATEDATE

版本VERSIONNUMBER(8)应用事务控制

分片IDSI1ARDING_IDNUMBER(6)

时间戳TIME_STAMPTIME_STAMP

身份属性说明

名称编码数据类型主外键备注

IDPK主表

名称NameVARCHAR2(200)

号码CodeVARCHAR2(80)

规格IDSpec_idNumber(13)

人员IDFK

国籍

状态

有效期

创建人IDCREATORJDNUMBER(38)

创建时间CREATOR.DATADATE

修改人IDMOD旧ER」DNUMBER(38)

修改时间MODIFY_DATEDATE

版本VERSIONNUMBER(8)

分片IDSHARDING」DNUMBER(6)

时间戳TIME_STAMPTIME_STAMP

外部身份属性说明

名称编码数据类型主外键备注

证件号码

证件类型varchar2(80)

国籍

IDNUMBER(24)

有效期DATE截止时间

档案/学籍属性说明

名称编码数据类型主外键备注

IDPK主表

名称NameVARCHAR2(200)

编码CodeVARCHAR2(80)

规格IDSpecjdNumber(13)

人员IDFK

身份IDFK

父IDFK

创建人IDCREATOR」DNUMBER(38)

创建时间CREATOR.DATADATE

修改人IDMODIFIERJDNUMBER(38)

修改时间MODIFY_DATEDATE

版本VERSIONNUMBER(8)

分片IDSHARDINGJDNUMBER(6)

时间戳TIME_STAMPTIME_STAMP

档案/学籍基础信息扩展属性说明

名称编码数据类型主外键备注

ID

职称

职级

学历

学位

婚姻状态

宗教信仰