伴隨信息技術(shù)的迭代更新，物聯(lián)網(wǎng)在高校的應(yīng)用現(xiàn)狀如何？部署過(guò)程中面臨哪些挑戰(zhàn)，該如何解決？校園物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用又肩負(fù)著哪些使命？針對(duì)這些問(wèn)題，近日我們采訪了相關(guān)人士。
探索中求發(fā)展
“當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在高校的應(yīng)用仍處于探索發(fā)展階段，但已逐漸出現(xiàn)感知設(shè)備智能化、物聯(lián)接入專(zhuān)網(wǎng)化、資源整合平臺(tái)化、物聯(lián)業(yè)務(wù)支撐標(biāo)準(zhǔn)化、業(yè)務(wù)應(yīng)用智慧化等趨勢(shì)。”西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息中心主任鎖志海表示，物聯(lián)網(wǎng)在高校的應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋教學(xué)、后勤、資產(chǎn)及安保等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域。例如，課堂教學(xué)中的互動(dòng)傳感、后勤能源中的遠(yuǎn)傳計(jì)量、資產(chǎn)管理中的RFID標(biāo)識(shí)、校園安保中的人體感應(yīng)等。
江南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)及基礎(chǔ)設(shè)施科科長(zhǎng)趙讓表示，當(dāng)前高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用可以說(shuō)是“苔花如米小，也學(xué)牡丹開(kāi)”，即校園物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用雖然不如信息系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等傳統(tǒng)信息化應(yīng)用那般火熱，但整體發(fā)展態(tài)勢(shì)向好。
目前高校物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于能源監(jiān)管、校園智能卡、安防消防和樓宇自控等。但由于后三者相對(duì)比較傳統(tǒng)且架構(gòu)差異較大，而能源監(jiān)管系統(tǒng)的架構(gòu)比較符合物聯(lián)網(wǎng)層次模型，爭(zhēng)議較少，成為高校開(kāi)展較為廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
江南大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)主要應(yīng)用于能源監(jiān)管方面，自2006年開(kāi)始，學(xué)校就自主設(shè)計(jì)、研發(fā)了國(guó)內(nèi)高校首個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的數(shù)字化能源監(jiān)管平臺(tái)。
趙讓感慨地說(shuō)：“這些年來(lái)，我們持續(xù)探索，雖然步履蹣跚，但能取得今天的成就，也倍感欣慰！印象最深的是，2008年我們剛開(kāi)始做學(xué)生宿舍能源管理時(shí)，市面上找不到一款能夠滿(mǎn)足我們需求的電表。當(dāng)時(shí)，我們對(duì)這款電表的功能要求比較多，即具備計(jì)費(fèi)功能，能定單價(jià)、改單價(jià)，具有計(jì)免費(fèi)額度的功能，并且要對(duì)宿舍用電進(jìn)行功率控制，還能進(jìn)行惡性負(fù)載的識(shí)別等。最后，我們主動(dòng)出擊，找到電表廠家，在經(jīng)過(guò)協(xié)商之后，廠家最終根據(jù)我們的要求定制了一款電表。這款電表后來(lái)在高校的使用效果很好，成功更新了國(guó)內(nèi)高校學(xué)生宿舍電費(fèi)管理模式。”
可見(jiàn)，高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，可部署的業(yè)務(wù)領(lǐng)域眾多。目前大部分高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用仍處于探索發(fā)展階段，對(duì)于正在行動(dòng)或觀望的高校而言，物聯(lián)網(wǎng)部署的注意事項(xiàng)則成為眾多信息化工作者研究的重點(diǎn)課題。
抓住“三個(gè)”注意事項(xiàng)
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)雖然能夠使智慧校園更加智能，但也不能急于求成、生搬硬套，專(zhuān)家表示，應(yīng)從以下五個(gè)角度慎重考慮：
第一，是否具備物理部署條件和足夠成本？
鎖志海表示，在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，為了保證通訊質(zhì)量，對(duì)感知實(shí)時(shí)性要求較高的業(yè)務(wù)（如實(shí)時(shí)控制），應(yīng)盡量采用有線接入的方式；對(duì)于實(shí)時(shí)性要求不高的業(yè)務(wù)（如計(jì)量監(jiān)測(cè)類(lèi)等），若不具備有線接入條件，可考慮采用無(wú)線接入方式。對(duì)此，趙讓做了進(jìn)一步補(bǔ)充，即在組網(wǎng)及通信方式上，能用有線就不要用無(wú)線，能用以太網(wǎng)（TCP/IP）就不要用其他，能用校園網(wǎng)就不要自建網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用由于牽涉到大量硬件和施工，成本相較于軟件系統(tǒng)建設(shè)要高許多。
第二，是否考慮技術(shù)成熟度和足夠擴(kuò)容能力？
“相較于傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用出現(xiàn)較晚，技術(shù)還處于快速發(fā)展和迭代階段，不同應(yīng)用之間的技術(shù)路線差異較大。”趙讓表示，很多高校信息化中心精通網(wǎng)絡(luò)、軟件的人很多，但精通物聯(lián)網(wǎng)的人很少。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)不熟悉，就會(huì)導(dǎo)致建設(shè)的積極性不高，平時(shí)工作中對(duì)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的主動(dòng)思考和工作規(guī)劃也會(huì)較少。
鎖志海指出，校園物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)長(zhǎng)期持續(xù)性工作，若在建設(shè)之初未考慮后續(xù)的協(xié)議擴(kuò)展與數(shù)量擴(kuò)容，將極大地制約后續(xù)建設(shè)工作的開(kāi)展。因此，校園物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)前應(yīng)結(jié)合當(dāng)前及后續(xù)可能出現(xiàn)的應(yīng)用場(chǎng)景，制定包含后續(xù)發(fā)展的建設(shè)方案，并在實(shí)際建設(shè)中考慮一定的接入數(shù)量、帶寬、設(shè)備供電等方面的冗余。
第三，是否支持分步建設(shè)、逐步集成？
鎖志海表示，校園物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)作為一項(xiàng)長(zhǎng)期持續(xù)性工作，可考慮采用“小步快跑”的建設(shè)方式，分業(yè)務(wù)領(lǐng)域、分樓宇逐步推進(jìn)，同時(shí)考慮后續(xù)的逐步集成，盡量避免碎片化建設(shè)導(dǎo)致業(yè)務(wù)發(fā)展又回到“煙囪式”上來(lái)。
難關(guān)不再難
針對(duì)當(dāng)前的建設(shè)現(xiàn)狀，專(zhuān)家指出，校園物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用部署面臨如下四項(xiàng)挑戰(zhàn)：
首先，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一與協(xié)調(diào)。
鎖志海表示，雖然目前物聯(lián)網(wǎng)已有部分業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，但尚未完全覆蓋。校園物聯(lián)網(wǎng)感知層不同的設(shè)備有不同的接口、不同的協(xié)議，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)多源異構(gòu)，對(duì)統(tǒng)一集成帶來(lái)困難。校園物聯(lián)網(wǎng)傳輸層也可能由于缺乏統(tǒng)籌，各類(lèi)物聯(lián)分項(xiàng)使用的網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型不同，存在不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，對(duì)統(tǒng)一承載帶來(lái)困難。
針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)傳輸層，西安交通大學(xué)在國(guó)內(nèi)高校首創(chuàng)“四網(wǎng)融合”，將“有線網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、運(yùn)營(yíng)商5G”統(tǒng)一使用一張物理網(wǎng)承載，采用VXLAN虛擬機(jī)化技術(shù)進(jìn)行邏輯隔離，通過(guò)構(gòu)筑的一張校園物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)傳輸層的集約化和標(biāo)準(zhǔn)化。同時(shí)，趙讓也指出，由于校園物聯(lián)網(wǎng)缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致通用性不強(qiáng)，建設(shè)和運(yùn)維成本高，不利于項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。
其次，業(yè)務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)“煙囪式”。
鎖志海表示，校園物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層由于開(kāi)發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不一、涉及業(yè)務(wù)領(lǐng)域的不同而存在不同的體系架構(gòu)，難以統(tǒng)一管理。如果未考慮統(tǒng)一的管理平臺(tái)，就會(huì)出現(xiàn)大量重復(fù)建設(shè)工作和數(shù)據(jù)冗余，造成資源浪費(fèi)。
西安交通大學(xué)制定了“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)方法與規(guī)范”，引導(dǎo)各類(lèi)業(yè)務(wù)應(yīng)用借助物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)提供的標(biāo)準(zhǔn)化北向數(shù)據(jù)與服務(wù)支撐能力進(jìn)行快速構(gòu)建。
一方面由物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)保證了基礎(chǔ)感知數(shù)據(jù)采集、傳輸及儲(chǔ)存的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，另一方面物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了全校大量傳感器資源和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的共享和重用及跨業(yè)務(wù)的互聯(lián)、互通、互操作，新建業(yè)務(wù)應(yīng)用可復(fù)用物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已有的能力，減少感知層、傳輸層及部分應(yīng)用層基礎(chǔ)功能的重復(fù)性建設(shè)。以上工作使得校園物聯(lián)應(yīng)用開(kāi)發(fā)從“煙囪式”逐步過(guò)渡到“水平式”上來(lái)。
再次，安全隱患較多。
校園網(wǎng)的體系架構(gòu)雖然已趨于成熟，有各類(lèi)安全措施和管理制度保障，但依舊存在各種安全隱患，如敏感信息泄露、感染挖礦病毒，甚至重要信息被加密遭到勒索等安全事故。
鎖志海表示，校園物聯(lián)網(wǎng)在近些年才被廣泛應(yīng)用，安防體系仍未成熟，因而安全問(wèn)題更加突出。
一是絕大多數(shù)傳感設(shè)備暴露在外，存在較高非法侵入風(fēng)險(xiǎn)；二是傳感數(shù)據(jù)往往包含用戶(hù)位置、行為、習(xí)慣和偏好等信息，若被非法獲取，將可能對(duì)師生的個(gè)人隱私造成較大損失；三是若設(shè)計(jì)建成的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)納入了較多重要業(yè)務(wù)管理功能、存儲(chǔ)了海量傳感數(shù)據(jù)，其自身出現(xiàn)安全隱患將可能對(duì)業(yè)務(wù)管理帶來(lái)重大損失。
對(duì)此，西安交通大學(xué)一是建立健全管理制度，即參與物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的廠商必須簽署具有法律效力的保密協(xié)議，使用數(shù)據(jù)的單位需要經(jīng)過(guò)申請(qǐng)、審批并通過(guò)審核后方可對(duì)接使用；二是完善技術(shù)保障措施，“西安交通大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)”從南向感知設(shè)備接入、物聯(lián)數(shù)據(jù)傳輸、物聯(lián)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)的北向輸出服務(wù)，全過(guò)程都有安全保障措施。
最后，投資績(jī)效評(píng)估困難。
鎖志海表示，物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用雖然得到國(guó)家政策扶持，也能提高業(yè)務(wù)運(yùn)行管理的精準(zhǔn)性與便捷性，有效改善用戶(hù)的使用體驗(yàn)。但不可否認(rèn)的是，物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)投資成本較高且需持續(xù)進(jìn)行，如何針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)生產(chǎn)業(yè)務(wù)效益的提升作出準(zhǔn)確評(píng)估以指導(dǎo)后續(xù)發(fā)展規(guī)劃，也是目前面臨的挑戰(zhàn)。
西安交通大學(xué)在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)建設(shè)之前開(kāi)展了廣泛的兄弟院校建設(shè)情況調(diào)研，并與眾多知名信息化建設(shè)企業(yè)多次研討，結(jié)合學(xué)校的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，制定了“物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)頂層規(guī)劃與實(shí)施方案”。并以此為依據(jù)，遵循“小范圍示范到全校推廣”“粗粒度到精細(xì)化”，由點(diǎn)及面、穩(wěn)步推進(jìn)的原則，分業(yè)務(wù)領(lǐng)域、分區(qū)域、分期開(kāi)展建設(shè)。
每一期建成后，學(xué)校采用量化績(jī)效評(píng)估指標(biāo)體系，針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)校教育教學(xué)科研、后勤資產(chǎn)管理業(yè)務(wù)開(kāi)展、師生滿(mǎn)意度等維度的效益進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，以決定是否推動(dòng)下一步建設(shè)，保證每期建設(shè)的合理性，避免建設(shè)資金的浪費(fèi)。
教育物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)使命
當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為教育教學(xué)高質(zhì)量發(fā)展拓寬了路徑，開(kāi)辟了新的渠道。面向未來(lái)，鎖志海認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高校的應(yīng)用主要集中在三個(gè)方面：
第一，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可作為提升教育教學(xué)的方法和手段，例如利用物聯(lián)傳感技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等使得復(fù)雜的學(xué)習(xí)內(nèi)容可感知、可量化，并進(jìn)行可視化呈現(xiàn)與展示；
第二，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可助力教育教學(xué)不斷優(yōu)化提升，例如通過(guò)采集刷卡消費(fèi)、考勤、人臉識(shí)別等物聯(lián)傳感數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤課堂到課率、未到課學(xué)生去向，以及學(xué)生對(duì)課堂講授內(nèi)容現(xiàn)場(chǎng)反饋情況，推動(dòng)因材施教理念的落地實(shí)施；
第三，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)、督導(dǎo)與幫扶體系，例如通過(guò)物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用，采集學(xué)生在校期間學(xué)習(xí)生活的全過(guò)程狀態(tài)數(shù)據(jù)，做到課堂狀態(tài)智能分析、課程反饋定量評(píng)估等，實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)科學(xué)化、課程督導(dǎo)精準(zhǔn)化、學(xué)生個(gè)性幫扶主動(dòng)化。
他表示，西安交通大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)下一步建設(shè)將圍繞學(xué)校“十四五”信息化規(guī)劃開(kāi)展，堅(jiān)持發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、確立目標(biāo)、制定方案、實(shí)施建設(shè)、評(píng)價(jià)結(jié)果全過(guò)程統(tǒng)籌推進(jìn)，堅(jiān)持技術(shù)與管理機(jī)制創(chuàng)新，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)在學(xué)校智慧校園建設(shè)中的重要支撐作用，驅(qū)動(dòng)更多的智慧應(yīng)用開(kāi)花結(jié)果，扶持更多的教育新理念生根發(fā)芽。
總之，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于提升校園管理能力和治理水平，能夠有效提升師生學(xué)習(xí)、生活體驗(yàn)，是打造孿生校園的必由之路。未來(lái)，校園物聯(lián)網(wǎng)與人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將逐漸融合，校園“萬(wàn)物互聯(lián)”將不再是夢(mèng)。
撰文：陳永杰
責(zé)編：陳永杰
