高校如何以微服务构建数据门户？
大数据作为信息技术发展的新趋势，已经渗透到学习、工作、生活的各个环节。在高校中，学习信息、学生信息、管理信息等数据逐渐增多，在这些数据中蕴藏着广泛的应用价值。
利用数据挖掘和学习分析技术，构建教育领域的相关模型，探索教育变量之间的相关关系，为教育教学决策提供有效的支持，将成为未来教育的发展趋势。
高校拥有大量因业务产生的数据，数据的应用必将为高校的发展带来巨大的变革动力。
近年来，国家陆续颁布关于教育数据管理与应用的文件，积极推动教育信息资源整合，促进数据互联、共享、开放，发力数据汇集和挖掘，创新教育大数据应用、规范数据管理，以及建设标准体系。
学校在信息化发展过程中，经历了校园网络建设、信息系统建设、业务流程优化和服务整合等一系列工作之后，已经开启了数据治理的新阶段。
哈尔滨工程大学（图源学校官网）
数据支撑学校管理服务
所面临的问题
当前，许多高校已经开展了数据治理和数据管理与服务建设，但大部分处于探索阶段，仍然存在多种问题，具体如下：
由于历史原因，大多数高校的各信息系统是使用部门在不同时期开发或购买的，数据分散在各业务系统，或者是以线下台账的方式进行管理，形成大量数据孤岛，造成了存储空间的浪费和利用率不均衡，对需要跨部门协同的业务更是不利。
高校的运转需要各个业务部门的协同配合，然而，各业务部门在使用和共享数据时存在数据口径不一致的情况，在学校信息管理中容易造成混乱。
现有的数据质量不理想，普遍存在数据缺失、数据不规范、不准确、数据更新不及时等问题。这些问题导致学校无法对数据进行深度挖掘并形成有效信息。
有些学校没有对积攒的数据进行归口管理，或缺乏协同管理机制，对数据的存放、使用、维护和深入应用缺少统一的指导和规划。
广大师生在教学、科研、业务管理、校园生活等各个方面需要填写大量的表单，表单中的姓名、性别、证件号码、所在部门、工作经历、学习经历等基本信息往往需要在不同表格中重复输入，给教职工和学生增加了很多重复工作。
师生需要查询数据时，不知道相应的数据由哪一个部门负责，数据应该通过什么方式获取，甚至需要登录多个系统多次收集数据，这给师生获取数据带来了极大不便。
当前大多数高校的数据分析和应用工作还停留在各业务系统之间进行简单数据交换的阶段，对于教学、科研、管理决策中的数据分析和应用还有待开发和改进。
网上数据中心系统建设理念
依据信息化发展新阶段对高校数据管理和服务建设的新需求，针对数据治理和数据管理与服务建设过程中亟需解决的问题，哈尔滨工程大学推进数据治理工作和网上数据中心的建设。
建设贯通全校数据的网上数据中心，实质是对基础数据资源的共同建设和综合利用，建设集成统一的数据管理与服务门户，面向学校、单位、师生个人，提供数据查询、数据纠错、数据管理、报表填报、数据状态监控、综合校情分析展示等数据服务。
通过数据和服务的梳理、贯通与优化，为报表填报模式改革创新、数据资源完善和共享改革创新、管理决策模式改革创新提供充分的信息化服务保障。网上数据中心系统建设，坚持如下理念：
以服务师生为目标，切实解决师生及各单位重复填表问题，竭尽所能节省每一位师生的宝贵时间。网上数据中心可以为我校师生提供更为便捷、统一、先进的信息化服务，实现“让数据多跑路，让师生少跑腿”，有效减轻师生及各单位填表负担，提升师生获得感、幸福感。
以学校管理和服务为核心，以体现学校数据治理成果和特色为重点，持续完善数据资源共享、推进报表填报规范管理、实时监督评价各单位“一表通”工作，优化完善工作机制，提升学校数据治理能力。
紧跟技术发展，融合信息服务，并提供一个集中式的数据管理与服务的通道，注重创新性和时效性，发挥新兴互联网技术、大数据的优势，做到业务数字化、数据共享化、服务在线化，通过网上数据中心提升管理和服务效率。
在为师生提供基本信息服务的同时，利用大数据分析技术全面采集、整理、反馈、吸收师生体验建议，了解、预测师生行为特征，实现公共决策机制更加规范化、合理化、精准化与高效化，有效提升制度设计的科学化、法治化水平，为战略决策和提升资源转化率提供支持，真正做到服务学校发展。
系统架构
1.微服务架构
系统采用微服务架构，实现各种业务系统和管理系统在同一技术平台进行开发管理，实现业务模块统一管理，基础数据和业务数据统一标准、统一管理，确保一数一源，一次采集，终身可用，系统间数据高度共享，实现灵活配置业务服务和数据开放服务；确保各系统正常运行及数据的完整性、一致性和安全性。技术上要求先进、成熟、可靠。降低业务模块耦合度，提高容错能力，同时实现敏捷迭代开发，独立部署。微服务架构如图1所示。
图1 微服务架构
2.系统架构
网上数据中心由权威数据和历史报表数据作为底层数据源，通过数据中心提供的校级数据支撑平台的数据交换、存储、计算处理以及数据发布能力，构建起由校级数据管理、个人/部门数据管理、数据分析展示、一表通填报等系统组成的数据支撑平台，为全校师生、管理者、教学院系、机关、直属单位提供其角色权限范围内的个性化数据服务。网上数据中心架构如图2所示。
图2 网上数据中心架构
3.技术实现
数据连接。数据网关API是除了ETL数据交换以外的一种常见的数据服务模式，行业中一些厂商的解决方案为了解决ETL数量增多后的工作量问题和开发门槛问题，提供了类似“API市场”等通过自动生成的API向应用系统提供数据共享的服务。
基于REST或SOAP的每一个API只能提供一个固定结构的数据共享，应用系统使用时的灵活度低、需求变更时需要有更大工作量的调整，更严重的是在应用广泛推行后，同样存在需要维护大量为应用定制的API，这个数量不低于ETL的数量，同样有严重的维护问题，大幅增加了诊断问题的代价。
数据目录。实现校级数据资源目录，基于数据目录通过可视化配置工具实现数据的查阅与管理功能。数据范围涵盖学生管理、教学管理、教职员工管理、科研管理、财务管理、资产与设备管理、办公及公共服务管理、国际交流与合作管理、图书及档案管理、基建及后勤管理、资产管理、办学资源拓展等十二类数据。
数据映射。支持数据目录中数据内容的可视化呈现。用户可以可视化地在Web端预览、搜索、排序、导出数据目录中的数据。对于支持修改操作的数据，用户可以对数据进行修改和删除。管理员可以配置可见的数据列与搜索条件。支持通过权限规则，配置院系和部门的二级管理权限。支持数据使用审核的日志及统计功能。支持数据导入的历史记录查询。支持数据标准体系的展示与管理。
4.分级管理
支持数据资源目录的分级管理。包括学校和部门两级的数据分级管理，校级管理员具有全校数据资源目录的管理能力，各部门管理员具有权限内的数据资源目录管理能力。校级管理员具有全校数据资源的查询、管理能力；各院系、部门管理员具有权限内的数据查询、管理能力。
5.数据建模
针对业务流程产生的数据以及业务系统管理后的数据，想要对智慧校园的数据分析利用产生推动作用，就必须包含分析型数据建模的能力。项目中分析型数据建模将采用业界主流的BI技术和工具，形成和网上办事中心整体架构打通并融合的整体方案，能够直接对接符合标准的数据分析工具，实现可由业务人员配置的个性化的数据分析指标体系，实现由业务领域的专业人员而非技术人员，进行数据分析工作。
网上数据中心建设内容
学校“网上数据中心”研究分为前后端设计，后端依托学校已建成的共享数据库、数据交换平台和数据资源管理平台，将高校内大量零散数据收集起来进行存储和计算，挖掘出数据背后的意义，掌握校内资源使用情况，描绘出师生行为数据画像，为师生的学习、工作、教学、科研、生活提供帮助，也为学校管理者提高管理质量提供参考。
前端设计了四大中心：个人数据服务中心、部门数据服务中心、综合校情展示中心，以及集成数据监控平台。
1.个人数据服务中心
为教职工提供个人基本信息、通信信息、学历学位信息、工作经历信息、职务职级、我的教学、我的科研、我的成果、我的财务、我的资产、我的出差、我的图书、校园卡、校园网和教师个人主页等15个类别的个人数据信息查询和下载服务。
为学生提供个人基本信息、学籍信息、联系方式、家庭信息、学习经历、我的课程、我的成绩、我的奖励、我的财务、我的资助、勤工助学、校园网和校园卡等15个类别的个人数据信息查询、下载、纠错服务。
2.部门数据服务中心
向各单位提供部门归口数据管理、统计数据填报、教职工基本信息、专业技术职务信息、年度考核信息、科研项目信息、科研论文信息、科研获奖信息、学生基础信息、学籍信息、奖学金信息、排课信息、选课信息、成绩信息、资产信息等类别的单位数据信息查询、下载、完善服务。
3.综合校情展示中心
面向校级决策层、中级管理层和广大师生个人，及时动态提供教学、科研、学生、教师等不同主题的学校建设、发展、管理的数据，并提供图文并茂的数据分析结果报告，包括学校师资队伍、学生情况、科研项目情况、经费情况、成果情况、教学情况、学科专业情况、招生情况、就业分析等信息，支撑决策、执行、反馈、改进提升的管理全过程，为决策层和管理层的决策及具体事务管理、运转提供动态数据支撑。
4.集成数据监控平台
面向师生、各单位实时展示数据总体情况（包括数据总量、数据表数、数据字段数、数据条数）、数据共享使用情况、各单位归口数据管理情况、各单位归口数据质量情况、线上工作报表情况、数据需求情况、用户反馈数据问题情况等信息，实现监督评价各单位“一表通”工作落实情况。
研究成果
智慧校园网上数据中心的研究和建设对学校改革与发展具有深远意义，它是高校数据建设和治理的重要内容，是学校全面深化改革的关键环节，是学校信息化建设水平的重要标志。
一方面，通过网上数据中心为师生提供便捷的数据查询和报表填报服务，另一方面，完善的数据为学校的管理和工作决策提供了支撑，形成校园内数据生态闭环，校园治理决策通过师生的行为数据来检测，师生数据反哺校园决策治理。
网上数据中心将为学校广大师生提供多终端、一体化的信息化服务，网上数据中心体系架构将为其他高校提供有益的参考。
1.提升数据质量
通过引入国际先进、成熟的数据治理技术和理念，规划设计统一的数据标准体系、构建统一的数据质量检查体系、构建统一的校级共享数据仓库，用以加强数据管理能力，从而极大地提升数据质量。
2.加强数据管理
基于数据标准体系进行统一的数据管理和治理，可确保数据的完整性、准确性、一致性，既方便向师生们收集数据，又便于向上级部门提供统一的数据报表，全面提高全校师生日常工作和学习效率，同时也有利于对数据的进一步挖掘与操作，从而提高学校的数据处理及应用能力。
3.强化数据应用
通过建设成熟且稳定的数据服务平台，建设统一的数据资源管理发布系统及数据资源分析和展示系统，使得数据的利用过程更便捷、更高效、更安全，为后续更深入地开展大数据平台建设工作，提供坚实可靠的数据支撑、技术支撑和服务支撑，充分发挥数据资源在智慧校园建设中的重要作用，从而提升信息化条件下学校的治理能力和公共服务水平。
4.支持智慧校园建设
数据标准体系的建设是高校智慧校园建设过程的关键环节，是关乎高校智慧校园建设成败的决定因素。建设符合学校实际需求的数据标准体系，也将减少智慧校园建设过程中的重复投入，降低建设成本，加速建设进程。
*基金项目：黑龙江省教育科学“十三五”规划2020年度重点课题（编号：GJB1320066）
作者：吴宇平、曲英涛、朱彦（哈尔滨工程大学信息化处）
责编：陈荣
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