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高校物聯(lián)網建設挑戰(zhàn)與思考
【網絡安全】 加入時間:2023年04月20日 信息來源:本站原創(chuàng) 作者:admin 訪問量:

伴隨信息技術的迭代更新,物聯(lián)網在高校的應用現(xiàn)狀如何?部署過程中面臨哪些挑戰(zhàn),該如何解決?校園物聯(lián)網應用又肩負著哪些使命?針對這些問題,近日我們采訪了相關人士。

 

  探索中求發(fā)展

 

  “當前物聯(lián)網在高校的應用仍處于探索發(fā)展階段,但已逐漸出現(xiàn)感知設備智能化、物聯(lián)接入專網化、資源整合平臺化、物聯(lián)業(yè)務支撐標準化、業(yè)務應用智慧化等趨勢。”西安交通大學網絡信息中心主任鎖志海表示,物聯(lián)網在高校的應用場景涵蓋教學、后勤、資產及安保等眾多業(yè)務領域。例如,課堂教學中的互動傳感、后勤能源中的遠傳計量、資產管理中的RFID標識、校園安保中的人體感應等。

 

  江南大學網絡及基礎設施科科長趙讓表示,當前高校物聯(lián)網應用可以說是“苔花如米小,也學牡丹開”,即校園物聯(lián)網應用雖然不如信息系統(tǒng)建設、數(shù)據存儲等傳統(tǒng)信息化應用那般火熱,但整體發(fā)展態(tài)勢向好。

 

  目前高校物聯(lián)網主要應用于能源監(jiān)管、校園智能卡、安防消防和樓宇自控等。但由于后三者相對比較傳統(tǒng)且架構差異較大,而能源監(jiān)管系統(tǒng)的架構比較符合物聯(lián)網層次模型,爭議較少,成為高校開展較為廣泛的物聯(lián)網應用。

 

  江南大學物聯(lián)網主要應用于能源監(jiān)管方面,自2006年開始,學校就自主設計、研發(fā)了國內高校首個基于物聯(lián)網架構的數(shù)字化能源監(jiān)管平臺。

 

  趙讓感慨地說:“這些年來,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年我們剛開始做學生宿舍能源管理時,市面上找不到一款能夠滿足我們需求的電表。當時,我們對這款電表的功能要求比較多,即具備計費功能,能定單價、改單價,具有計免費額度的功能,并且要對宿舍用電進行功率控制,還能進行惡性負載的識別等。最后,我們主動出擊,找到電表廠家,在經過協(xié)商之后,廠家最終根據我們的要求定制了一款電表。這款電表后來在高校的使用效果很好,成功更新了國內高校學生宿舍電費管理模式?!?/p>

 

  可見,高校物聯(lián)網應用場景廣泛,可部署的業(yè)務領域眾多。目前大部分高校物聯(lián)網應用仍處于探索發(fā)展階段,對于正在行動或觀望的高校而言,物聯(lián)網部署的注意事項則成為眾多信息化工作者研究的重點課題。

 

  抓住“三個”注意事項

 

  物聯(lián)網技術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,專家表示,應從以下五個角度慎重考慮:

 

  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)網建設中,為了保證通訊質量,對感知實時性要求較高的業(yè)務(如實時控制),應盡量采用有線接入的方式;對于實時性要求不高的業(yè)務(如計量監(jiān)測類等),若不具備有線接入條件,可考慮采用無線接入方式。對此,趙讓做了進一步補充,即在組網及通信方式上,能用有線就不要用無線,能用以太網(TCP/IP)就不要用其他,能用校園網就不要自建網絡。同時,物聯(lián)網應用由于牽涉到大量硬件和施工,成本相較于軟件系統(tǒng)建設要高許多。

 

  第二,是否考慮技術成熟度和足夠擴容能力?

 

  “相較于傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng),物聯(lián)網應用出現(xiàn)較晚,技術還處于快速發(fā)展和迭代階段,不同應用之間的技術路線差異較大。”趙讓表示,很多高校信息化中心精通網絡、軟件的人很多,但精通物聯(lián)網的人很少。對于物聯(lián)網系統(tǒng)不熟悉,就會導致建設的積極性不高,平時工作中對物聯(lián)網建設的主動思考和工作規(guī)劃也會較少。

 

  鎖志海指出,校園物聯(lián)網建設是一項長期持續(xù)性工作,若在建設之初未考慮后續(xù)的協(xié)議擴展與數(shù)量擴容,將極大地制約后續(xù)建設工作的開展。因此,校園物聯(lián)網建設前應結合當前及后續(xù)可能出現(xiàn)的應用場景,制定包含后續(xù)發(fā)展的建設方案,并在實際建設中考慮一定的接入數(shù)量、帶寬、設備供電等方面的冗余。

 

  第三,是否支持分步建設、逐步集成?

 

  鎖志海表示,校園物聯(lián)網建設作為一項長期持續(xù)性工作,可考慮采用“小步快跑”的建設方式,分業(yè)務領域、分樓宇逐步推進,同時考慮后續(xù)的逐步集成,盡量避免碎片化建設導致業(yè)務發(fā)展又回到“煙囪式”上來。

 

  難關不再難

 

  針對當前的建設現(xiàn)狀,專家指出,校園物聯(lián)網應用部署面臨如下四項挑戰(zhàn):

 

  首先,技術標準難以統(tǒng)一與協(xié)調。

 

  鎖志海表示,雖然目前物聯(lián)網已有部分業(yè)界標準與規(guī)范,但尚未完全覆蓋。校園物聯(lián)網感知層不同的設備有不同的接口、不同的協(xié)議,產生的數(shù)據多源異構,對統(tǒng)一集成帶來困難。校園物聯(lián)網傳輸層也可能由于缺乏統(tǒng)籌,各類物聯(lián)分項使用的網絡類型不同,存在不同的網絡協(xié)議,對統(tǒng)一承載帶來困難。

 

  針對物聯(lián)網傳輸層,西安交通大學在國內高校首創(chuàng)“四網融合”,將“有線網、無線網、物聯(lián)網、運營商5G”統(tǒng)一使用一張物理網承載,采用VXLAN虛擬機化技術進行邏輯隔離,通過構筑的一張校園物聯(lián)網實現(xiàn)物聯(lián)傳輸層的集約化和標準化。同時,趙讓也指出,由于校園物聯(lián)網缺乏統(tǒng)一的標準,導致通用性不強,建設和運維成本高,不利于項目的可持續(xù)發(fā)展。

 

  其次,業(yè)務應用開發(fā)“煙囪式”。

 

  鎖志海表示,校園物聯(lián)網應用層由于開發(fā)技術標準不一、涉及業(yè)務領域的不同而存在不同的體系架構,難以統(tǒng)一管理。如果未考慮統(tǒng)一的管理平臺,就會出現(xiàn)大量重復建設工作和數(shù)據冗余,造成資源浪費。

 

  西安交通大學制定了“物聯(lián)網應用開發(fā)方法與規(guī)范”,引導各類業(yè)務應用借助物聯(lián)網平臺提供的標準化北向數(shù)據與服務支撐能力進行快速構建。

 

  一方面由物聯(lián)網平臺保證了基礎感知數(shù)據采集、傳輸及儲存的實時性和準確性,另一方面物聯(lián)網平臺實現(xiàn)了全校大量傳感器資源和物聯(lián)網數(shù)據的共享和重用及跨業(yè)務的互聯(lián)、互通、互操作,新建業(yè)務應用可復用物聯(lián)網平臺已有的能力,減少感知層、傳輸層及部分應用層基礎功能的重復性建設。以上工作使得校園物聯(lián)應用開發(fā)從“煙囪式”逐步過渡到“水平式”上來。

 

  再次,安全隱患較多。

 

  校園網的體系架構雖然已趨于成熟,有各類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)網在近些年才被廣泛應用,安防體系仍未成熟,因而安全問題更加突出。

 

  一是絕大多數(shù)傳感設備暴露在外,存在較高非法侵入風險;二是傳感數(shù)據往往包含用戶位置、行為、習慣和偏好等信息,若被非法獲取,將可能對師生的個人隱私造成較大損失;三是若設計建成的物聯(lián)網平臺納入了較多重要業(yè)務管理功能、存儲了海量傳感數(shù)據,其自身出現(xiàn)安全隱患將可能對業(yè)務管理帶來重大損失。

 

  對此,西安交通大學一是建立健全管理制度,即參與物聯(lián)網建設的廠商必須簽署具有法律效力的保密協(xié)議,使用數(shù)據的單位需要經過申請、審批并通過審核后方可對接使用;二是完善技術保障措施,“西安交通大學物聯(lián)網平臺”從南向感知設備接入、物聯(lián)數(shù)據傳輸、物聯(lián)數(shù)據存儲到數(shù)據的北向輸出服務,全過程都有安全保障措施。

 

  最后,投資績效評估困難。

 

  鎖志海表示,物聯(lián)網快速發(fā)展和大規(guī)模應用雖然得到國家政策扶持,也能提高業(yè)務運行管理的精準性與便捷性,有效改善用戶的使用體驗。但不可否認的是,物聯(lián)網建設投資成本較高且需持續(xù)進行,如何針對物聯(lián)網對生產業(yè)務效益的提升作出準確評估以指導后續(xù)發(fā)展規(guī)劃,也是目前面臨的挑戰(zhàn)。

 

  西安交通大學在物聯(lián)網平臺建設之前開展了廣泛的兄弟院校建設情況調研,并與眾多知名信息化建設企業(yè)多次研討,結合學校的業(yè)務特點,制定了“物聯(lián)網建設頂層規(guī)劃與實施方案”。并以此為依據,遵循“小范圍示范到全校推廣”“粗粒度到精細化”,由點及面、穩(wěn)步推進的原則,分業(yè)務領域、分區(qū)域、分期開展建設。

 

  每一期建成后,學校采用量化績效評估指標體系,針對物聯(lián)網在學校教育教學科研、后勤資產管理業(yè)務開展、師生滿意度等維度的效益進行科學評估,以決定是否推動下一步建設,保證每期建設的合理性,避免建設資金的浪費。

 

  教育物聯(lián)網的未來使命

 

  當前物聯(lián)網技術的應用為教育教學高質量發(fā)展拓寬了路徑,開辟了新的渠道。面向未來,鎖志海認為,物聯(lián)網技術在高校的應用主要集中在三個方面:

 

  第一,物聯(lián)網技術可作為提升教育教學的方法和手段,例如利用物聯(lián)傳感技術、增強現(xiàn)實技術、虛擬現(xiàn)實技術等使得復雜的學習內容可感知、可量化,并進行可視化呈現(xiàn)與展示;

 

  第二,物聯(lián)網技術可助力教育教學不斷優(yōu)化提升,例如通過采集刷卡消費、考勤、人臉識別等物聯(lián)傳感數(shù)據實時跟蹤課堂到課率、未到課學生去向,以及學生對課堂講授內容現(xiàn)場反饋情況,推動因材施教理念的落地實施;

 

  第三,物聯(lián)網技術可改進教學質量評價、督導與幫扶體系,例如通過物聯(lián)技術應用,采集學生在校期間學習生活的全過程狀態(tài)數(shù)據,做到課堂狀態(tài)智能分析、課程反饋定量評估等,實現(xiàn)教學質量評價科學化、課程督導精準化、學生個性幫扶主動化。

 

  他表示,西安交通大學物聯(lián)網下一步建設將圍繞學?!笆奈濉毙畔⒒?guī)劃開展,堅持發(fā)現(xiàn)問題、確立目標、制定方案、實施建設、評價結果全過程統(tǒng)籌推進,堅持技術與管理機制創(chuàng)新,發(fā)揮物聯(lián)網在學校智慧校園建設中的重要支撐作用,驅動更多的智慧應用開花結果,扶持更多的教育新理念生根發(fā)芽。

 

  總之,物聯(lián)網技術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習、生活體驗,是打造孿生校園的必由之路。未來,校園物聯(lián)網與人工智能、大數(shù)據等技術將逐漸融合,校園“萬物互聯(lián)”將不再是夢。

 

  撰文:陳永杰

  責編:陳永杰


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