学生视角丨浅谈“智慧校园”建设
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编者按：由中国石油大学（华东）万剑华教授主讲的《时空信息与智慧城市》课程已结课，学生们结合自己的兴趣点，通过查阅资料，积极思考，撰写了短文，陆续在【慧天地】“学生视角”栏目刊发。刊发这些短文的目的是鼓励在校大学生、研究生们不要拘泥于书本和课堂，要有独立思考的能力，写出自己的所思所想。尽管这些文章在专家们看来显得稚嫩，甚至或多或少存在一些问题，但考虑他们的身份是学生，还望以育人的初心对他们的文章进行批评指正，谢谢大家。【慧天地】也欢迎全国各高校的同学们向本栏目投稿（点击文末“阅读原文”查看投稿指南）。
自从2008 年“智慧地球”的理念被提出以后，国内有部分学者陆续提出了“智慧校园”的概念和建设思路，智慧校园的建设能够充分发挥校内各种信息的价值，为师生日常学习、工作和生活需要提供人本化、便捷性的信息化服务，同时也为校园运维与管理带来巨大的便利。在智慧校园的建设中引入GIS（地理信息系统）技术，构建时空信息云平台，可以使学校的各项工作更好地与校园时空信息相结合，实现更加精细化的管理和精准化的服务。依托智慧校园时空信息云平台，可以扩展出丰富的应用，为后勤、设备、教务、学工等业务部门提供更便捷、更智慧、更灵活的可视化直观管理，为校内师生提供空间位置的信息化服务。典型的应用包括校内地图、学生消费行为分析、地下管线管理、物联网智能供暖系统、校园绿化系统、智慧校园食堂订餐等。
一、校内实景三维地图
利用三维建模技术对整个校园进行实景三维建模，所得实景三维模型既有具体空间位置信息，又有视觉外观信息，此外，需对地物属性进行标注，最终模型成果加载到校园数字化平台上生成校内实景三维地图。同时开通二维码扫描或者APP接入端口，当用户通过移动终端接入平台后，平台实时获取终端定位信息并与校内实景三维地图的空间位置信息进行比对从而精确定位客户在地图模型上的位置，进而为在校的师生及校外的游客提供校内的实景地图导航定位服务，用户可在校内地图上查找校内楼宇建筑、生活设施、绿化景观的相关信息，或根据自己所在位置实时获取附近的各类地物信息，做到对校内事物的实时感知。区别于现有的商业导航软件，校内定制的校园地图时效性和精确性更高，能够为师生用户提供更加精准化的服务。
二、学生消费行为分析
如今，高校为学生都配备了校园一卡通，通过对其消费数据的分析，可以了解学生的主要消费习惯。比如，可以通过分析学生在食堂的消费时间，可以找出一周中的用餐高峰时段与低谷时段，方便食堂工作人员提前备餐。比如，通过分析学生在食堂的消费窗口频率，可以发现学生钟爱的菜品，进而调整供应量。再比如，通过分析学生每个月的消费总额，可以为贫困助学金的发放提供重要依据。
三、地下管线管理
随着高校招生规模的逐年扩大，在校生人口越来越多，校园规模也越来越大，公共基础设施的地下管线铺设范围越来越广。由于地下管线具有一定的隐蔽性、复杂性，给地下管线的施工和管理带来了诸多挑战，复杂庞大的地下管线使得校园基建等部门管理难度越来越大。但是，随着时空信息越来越成熟的应用，对这一问题也有了新的解决途径，即智慧管网的建设。利用“智慧化”手段，了解管线的属性、数量、位置、运行状态等，将地下不易看到的管线变成数字化、虚拟化、可视化的系统，并对其实现全生命周期的管控，是未来管网建设管理的方向。地下管网系统的建设可对校园基建工程提供横、纵断面分析、开挖分析等功能，有效避免路面反复开挖，解决架空线网密集和管线事故频发等历史遗留问题，同时，也便于在消防救援方面的事故的抢险指挥。
四、物联网智能供暖系统
供暖产生的燃煤污染仍是污染天气的主因之一，同时供暖所消耗的能源也十分巨大，对学校的经济负担相当沉重。为此，需要利用物联网+GIS技术开发物联网智能供暖系统，以实现智能化供暖，避免不必要的能源浪费。在此方面，主要运用的是分时分区的策略。在学生公寓管理方面，可以在每间宿舍安装温度传感器，实时监测室内温度，辅以学生课表信息，在白天学生离开宿舍上课期间，适当减少一点供暖，在晚间以及夜间增加供暖保证学生舒适的休息环境。在使用空调制暖的办公楼，通过对每个房间加装温度传感器以及红外感应器，通过温度传感器，能精确测量每个房间的不同温度，如大型会议室，没人时执行待机温度，当红外感应到有人进入后，将控制空调系统提升温度。在教室管理方面，同样采取分时分区策略，日间上课时间段保证充足的供暖，夜间无人上课时，减少对教室的供暖。
五、校园绿化系统
创造优美的校园环境，可以使我们身心愉悦，提高工作和学习的效率，同时可以增强学校吸引力，提升学校品味。学校绿化面积很大，植物种类繁多，结合植物资源以及其生长周期、空间分布信息建立校园绿化GIS系统，可以对校园绿化进行科学的统筹管理和优化资源配置。
系统将校园的树木、植被、以及植物学相关知识均纳入校园数据模型。同时，在各个绿化区域埋入湿度传感器，实时监控土壤湿度，系统会根据湿度传感器传回的数据及时提示浇水，当园丁浇完一块区域后，系统会根据湿度传感器的实时数据提示已经浇好，避免重复误浇。系统还可以根据植物学相关知识有针对性地对某些特定品种植物提出病虫害预警，提醒园丁及时查看病虫害情况，从而更好地养护植物。此外，在校园绿化GIS系统里面可以清晰地了解到各种植物的具体分布，通过大数据分析，以及植物学相关知识可以掌握它们的生长规律及对环境的影响，便于维护管理。还可以通过三维数据实现环境模拟分析制定绿化方案，实现校园环境的美化布局。校园绿化管理信息系统的建立, 将大大地减轻校园园林绿化规划设计、建设施工和养护管理的工作量以及复杂程度, 同时也提高绿化管理工作的效率, 优化校园园林绿化事业的组织结构和工作流程, 能在合理的利用人力、财力和物力资源投入下, 提高园林绿化规划设计、建设施工和养护管理的质量, 实现科学管理。并能增强学校绿化部门的宏观管理、综合管理和目标管理的力度,强化对校园绿化工作的监查指导, 从而为改善校园生态环, 提高师生工作、学习和生活质量发挥作用。
六、智慧校园食堂订餐
打造智慧校园食堂订餐系统信息化平台，目的一是为了实现在校学生与校内食堂美食信息之间的互通，目的二在于推广绿色食堂，减少餐饮垃圾，建立全民监督体系，保证食品安全，营养均衡膳食，健康生活习惯。随着智能信息时代的到来，越来越多的人接受了手机选购、订餐这种便捷、快速的形式，校园网上订餐系统也因此顺应发展。校园无线网络的全面覆盖，让智慧校园食堂订餐系统能大大减轻就餐压力，在保证和提高自身的服务质量同时，其服务方式也得到了创新发展，将订餐系统布局于智能手机上，不仅能方便地让学生在图书馆、教室、实验室、寝室便可浏览菜单和下单，而且可以节约人工，提高餐厅效率，更加体现了餐厅服务创新和客户至上的理念，最终为校园餐厅发展注入源源动力。
餐品状态可在平台上实时显示，比如制作中、已出餐、开始配送、配送完成。餐品配送途中，系统回以固定的频率获取配送员的空间位置信息，并实时显示在平台上，便于用户掌握订单信息，从而合理安排用餐时间。此外，还可以结合健康膳食推荐相关资料，对每一份菜品进行能量及营养成分标注，并向用户推荐智能菜谱以及营养建议，让学生吃的更健康。系统还可以进行数据统计：提供综合查询、订单汇总、学生就餐记录及账单统计。营养分析：食品营养含量量化分析，为学生提供营养分析报告。
高校通过建设智慧校园平台，在智慧校园的建设中引入GIS（地理信息系统）技术，构建时空信息云平台，可以使学校的各项工作更好地与校园时空信息相结合，实现更加精细化的管理和精准化的服务。一方面能够为广大师生提供医、食、住、行等多方面的智能服务，另一方面，对校园内的基建、供水、供电、供暖、绿化、安防、消防等项目提供了智能化管理模式。第一，利用物联网、大数据、云计算、人工智能、GIS等技术，将高校食堂、公寓、医疗、物业等通过网络加以连接，搭建智慧化校园信息平台。第二，及时响应每个传感器的需求，通过分析加以决策，以便为师生提供信息化、智慧化、人性化的服务创新的服务模式。例如，疫情防控期间，每天记录学生的手机端的位置打卡信息，直接对接校园智慧化平台，辅导员登录平台后即可知道学生有无“私自离校”等现象。
智慧校园建设是一项创新型、改革性的工作，在智慧校园建设过程中，部分高校目前也都是处在“摸着石头过河”的阶段。在这项宏伟工程面前，各高校应不断加强交流沟通，互相学习先进经验，共同推进我国高校智慧校园建设的进程。同时，高校各部门应坚持问计于“师生”，了解师生的具体需求，构建满足自身需求的智慧体系。
参考文献：
[1]孙心怡,张华.基于GIS的智慧校园时空信息云平台设计研究[J].中国教育信息化,2020(01):61-64.
[2]刘艳秋,赵爱华,王崑,杨凤海.基于GIS的校园绿化管理信息系统设计与研究[J].电脑知识与技术(学术交流),2007(02):321-322.
[3]陈江辉,於立杰,李强.智慧校园食堂订餐系统信息化平台的设计[J].网络安全技术与应用,2021(03):43-44.
[4]张馨文,彭阳.高校后勤信息化建设的思考[J].信息与电脑(理论版),2020,32(24):244-246.
作者简介
徐建波，中国石油大学（华东）资源与环境2020级硕士研究生
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