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        義務(wù)教育階段校園智慧環(huán)境基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)計(jì)要求探討

        2019-10-21 19:26:12孫圳
        科學(xué)與財(cái)富 2019年25期
        關(guān)鍵詞:物聯(lián)

        孫圳

        摘 要:目前傳統(tǒng)公辦義務(wù)制學(xué)校建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)很低,不能匹配日益更新的智能平臺(tái)及各類應(yīng)用、終端需求。本文,結(jié)合現(xiàn)有新教學(xué)應(yīng)用,以提高教學(xué)效率和校園管理優(yōu)化為核心,將“華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)前灘學(xué)校智慧校園平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目”(下文簡(jiǎn)稱:華二智慧校園)作為范例,對(duì)智慧校園平臺(tái)軟硬件兩個(gè)維度中的硬件部分設(shè)計(jì)要求及功能概述進(jìn)行分析歸納。

        關(guān)鍵詞:混合部署;超融合;物聯(lián)

        本工程為華東師范大學(xué)第二附屬中學(xué)前灘學(xué)校項(xiàng)目,位于上海市浦東新區(qū)前灘國(guó)際商務(wù)區(qū)55-01地塊。學(xué)校按小學(xué)25班建設(shè)規(guī)模,中學(xué)20班建設(shè)規(guī)模規(guī)劃,占地面積28585平米,總建筑面積53697.5平米.建筑主體最高高度為23.85米. 其中地上建筑面積為43008.5平米,包括1#教學(xué)樓,藝體樓。

        系統(tǒng)構(gòu)成有:視頻監(jiān)控系統(tǒng);一卡通管理系統(tǒng);綜合布線及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);微模塊機(jī)房;信息發(fā)布系統(tǒng);會(huì)議系統(tǒng);智慧校園平臺(tái)

        一、綜合布線及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):

        綜合布線系統(tǒng)是整個(gè)智慧校園建設(shè)的基礎(chǔ)。關(guān)系到整個(gè)智慧校園項(xiàng)目未來(lái)很多年的使用效果,以及系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。所以華二智慧校園本系統(tǒng)綜合布線的設(shè)計(jì)遵循了:標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)、靈活、兼容以及可擴(kuò)充的幾項(xiàng)原則。在系統(tǒng)部署上采用云和本地混合部署的方式。另外,針對(duì)校園用戶環(huán)境,設(shè)計(jì)需考慮校園內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性,在切斷外網(wǎng)情況下,不影響電教類設(shè)備應(yīng)用。防火墻等安全出口的設(shè)計(jì)要求,需確保校園內(nèi)信息的安全及不良信息過(guò)濾。

        1.1數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)

        智慧校園數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)采用分區(qū)域模塊化設(shè)計(jì)??梢栽跀?shù)據(jù)中心中清晰區(qū)分不同的功能區(qū)域,從而方便的根據(jù)不同區(qū)域的功能需求進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)和建設(shè)。區(qū)域邊界,實(shí)質(zhì)上也是不同安全級(jí)別的業(yè)務(wù)的安全邊界,基于區(qū)域邊界可以清晰的設(shè)計(jì)和部署相應(yīng)的安全策略,保證數(shù)據(jù)中心的安全運(yùn)行。每個(gè)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)配置不低于兩臺(tái)服務(wù)器組成群集作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器,實(shí)現(xiàn)主機(jī)系統(tǒng)的雙機(jī)熱備或者負(fù)載均衡,保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)7*24小時(shí)不間斷可用。

        1.2存儲(chǔ)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)

        存儲(chǔ)設(shè)備是云服務(wù)架構(gòu)的基礎(chǔ),需滿足各類應(yīng)用需求。數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)容量的估算應(yīng)包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、虛擬服務(wù)器資源池存儲(chǔ)容量,同時(shí)按照在線、高可用冗余、本地備份、遠(yuǎn)程容災(zāi)復(fù)制等所需要的存儲(chǔ)容量。

        垂直干線子系統(tǒng)包括提供單模萬(wàn)兆室內(nèi)光纖作為數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì),經(jīng)管理子系統(tǒng)配線后,連接至樓層前端設(shè)備,并采用6類非屏蔽雙絞線作為水平子系統(tǒng)配出至各信息插座。水平子系統(tǒng)電纜度應(yīng)為90米以內(nèi)。機(jī)房設(shè)備至弱電井接入設(shè)備均采用雙鏈路結(jié)構(gòu)。

        1.3主要設(shè)備參數(shù)

        部分主要設(shè)備的主要參數(shù),結(jié)合華師大二附中前灘學(xué)校規(guī)模(用戶數(shù)5600人,包含1800名學(xué)生、3600名家長(zhǎng)、200名教師),本節(jié)略作介紹,供參考:

        核心交換機(jī):交換容量≥19Tbps;轉(zhuǎn)發(fā)能力≥2880Mpps,配置24個(gè)以上千兆電口,20個(gè)以上千兆光口,20個(gè)以上萬(wàn)兆光口,主機(jī)需要配置雙主控、雙交流電源,線纜堆疊。下層包括服務(wù)器萬(wàn)兆、千兆交換機(jī)及各樓層交換機(jī)容量等參數(shù)依各終端傳輸量合理配置。

        校園無(wú)線AP:為滿足在高密度接入及高帶寬需求場(chǎng)景提供更豐富的頻譜資源,設(shè)備選用三射頻設(shè)計(jì),整機(jī)協(xié)商速率≥3000Mbps,為保證多用戶接入情況下的用戶體驗(yàn),要求選用產(chǎn)品MU-MIMO流數(shù)不少于6,并帶有物聯(lián)功能,確保無(wú)外網(wǎng)情況下,教室內(nèi)可以正常上課。

        VPN:SSL加密流量≥380Mbps;SSL并發(fā)用戶數(shù)≥2200;SSL新建用戶數(shù)(每秒)≥220;具備6個(gè)千兆電口;1U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架式設(shè)備,支持網(wǎng)關(guān)模式、單臂模式部署兩種方式;出口防火墻:整機(jī)吞吐量≥6Gb,應(yīng)用層吞吐量≥800Mb,并發(fā)連接數(shù)≥1,800,000,每秒新建連接數(shù)≥6萬(wàn),應(yīng)用防火墻(核心參數(shù)不高于出口防火墻參數(shù));上網(wǎng)行為管理:吞吐量≥1Gb,并發(fā)會(huì)話數(shù)≥350,000,硬盤≥1TB。

        1.4超融合一體機(jī)應(yīng)用

        在本項(xiàng)目中,值得一提的是超融合一體機(jī)的選用,鑒于很多學(xué)校目前都是處于已經(jīng)建成的情況,增設(shè)機(jī)房在供能及場(chǎng)地選用,以及機(jī)房施工都存在難處,且一次建設(shè)后續(xù)擴(kuò)展存在問(wèn)題,超融合技術(shù)應(yīng)用對(duì)解決這類問(wèn)題提供了一條途經(jīng)。針對(duì)這類情況,超融合技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯:架構(gòu)設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)單、性價(jià)比更高、部署更簡(jiǎn)單。包括備份軟件、快照技術(shù)、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、在線數(shù)據(jù)壓縮等元素,多套單元設(shè)備可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聚合,實(shí)現(xiàn)模塊化的無(wú)縫橫向擴(kuò)展(scale-out),形成統(tǒng)一的資源池,它的擴(kuò)展方式橫向增加節(jié)點(diǎn)即可。

        1.5模塊化機(jī)房設(shè)計(jì)的要求

        項(xiàng)目的機(jī)房設(shè)計(jì),需綜合考慮了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全、可擴(kuò)展以及建設(shè)本身的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵設(shè)備采用硬件備份、冗余等可靠性技術(shù),并增加事故監(jiān)控與安全保密等技術(shù)措施。機(jī)房須具備支持多種網(wǎng)絡(luò)傳輸、多種物理接口的能力,提供技術(shù)升級(jí)、設(shè)備更新的靈活性。

        機(jī)房的設(shè)計(jì)照明常規(guī)照度要求為500Lux。制冷采用風(fēng)冷加新風(fēng)方式,保持恒溫恒濕,溫度在20-24攝氏度之間、相對(duì)濕度控制在40%-60%之間、靜態(tài)條件下,空氣中0.5nm的塵粒數(shù)少于18,000粒/升。機(jī)房?jī)?nèi)配置煙感、溫感和濕度測(cè)試儀器,機(jī)房值班人員可全年24小時(shí)巡視查看相關(guān)數(shù)據(jù)。機(jī)房?jī)?nèi)配備空調(diào)控制系統(tǒng)、環(huán)境濕度監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)空調(diào)和環(huán)境狀況進(jìn)行不間斷監(jiān)控,同時(shí)考慮到已建成的學(xué)校,機(jī)房位置不一定是最理想,需考慮漏水報(bào)警,較高權(quán)限的門禁以及必要的末端監(jiān)控。

        機(jī)房配電系統(tǒng)需配置主要運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)技術(shù)和備用電源系統(tǒng),便于運(yùn)行管理及應(yīng)急供電維持。機(jī)房應(yīng)急電源配置上,考慮到目前上海市市政電源供應(yīng)較穩(wěn)定,本項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)置總?cè)萘坎恍∮?0KVA的UPS電源,滿足停電情況下60分鐘的設(shè)備運(yùn)行。

        二、會(huì)議系統(tǒng)

        本項(xiàng)目的會(huì)議系統(tǒng)設(shè)計(jì)了錄播系統(tǒng),主要針對(duì)除了常規(guī)會(huì)發(fā)生的重要會(huì)議,還考慮到一些公開(kāi)課,和未來(lái)可能的優(yōu)秀課程資源儲(chǔ)備,用于范例課程的傳播及共享,技術(shù)難度不高,但是意義重大。同時(shí),為了進(jìn)一步響應(yīng)建設(shè)綠色校園的要求,應(yīng)設(shè)計(jì)一定量的無(wú)紙化會(huì)議室。

        三、監(jiān)控及一卡通系統(tǒng):

        監(jiān)控屬于當(dāng)前較為成熟的建筑智能化系統(tǒng),針對(duì)義務(wù)教育階段學(xué)校的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理基本相同,主要強(qiáng)化安全防控。當(dāng)整個(gè)校區(qū)監(jiān)控大量覆蓋的情況下,機(jī)房監(jiān)控顯示器的布置及畫面滾動(dòng)頻率,以及監(jiān)控監(jiān)視人員的數(shù)量配置需要一個(gè)較好的平衡,兼顧人力和功能。就華二前灘的監(jiān)控配置為例,除了衛(wèi)生間等隱私場(chǎng)所,基本監(jiān)控全覆蓋,所有攝像機(jī)圖像通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻存儲(chǔ)設(shè)備(NVR/磁盤陣列)進(jìn)行存儲(chǔ),存儲(chǔ)時(shí)間45為天。

        針對(duì)未成年的學(xué)生,一卡通系統(tǒng)除了傳統(tǒng)的身份認(rèn)證以及校內(nèi)消費(fèi),增加了一項(xiàng)進(jìn)出校門信息采集的功能,學(xué)生進(jìn)出校門即發(fā)送信息告知家長(zhǎng)或指定人員,提高學(xué)生安全管控。

        結(jié)束語(yǔ):成熟的智慧化校園,讓施教者對(duì)學(xué)生知識(shí)全體系的掌握程度有科學(xué)、高效的統(tǒng)計(jì)和管理,對(duì)管理者有更便利的全局支撐。在系統(tǒng)化平臺(tái)和應(yīng)用的支撐下,對(duì)教育公平化、個(gè)性化有巨大的促進(jìn)意義。

        參考文獻(xiàn):

        [1]基于1000Base-T的以太網(wǎng)IEEE 802.3U標(biāo)準(zhǔn)

        [2]IEEE-802.3ae–10吉比特以太網(wǎng)

        [3]GB/T 36342-2018 智慧校園總體框架

        [4]JY/T 1002—2012《教育管理信息教育管理基礎(chǔ)信息》

        [5]JY/T 1004—2012《教育管理信息普通中小學(xué)校管理信息》

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