張巖

（天津市教育委員會(huì)教育綜合服務(wù)中心 天津市 300191）

1 引言

近幾年，在市教委和中心領(lǐng)導(dǎo)的正確指導(dǎo)下，我市校舍信息化工作取得了快速發(fā)展，發(fā)揮了校舍系統(tǒng)在校舍管理工作中的作用，為廣大師生生命安全提供了保障。目前使用的有《全國(guó)中小學(xué)校舍信息管理系統(tǒng)》和《天津市學(xué)校校舍管理系統(tǒng)》，由于系統(tǒng)功能側(cè)重點(diǎn)不同，前者全面反映我市中小學(xué)校舍的面貌和校舍安全等狀況，后者主要是管理學(xué)?；拘畔⒑烷e置教育用地動(dòng)態(tài)。

隨著日常業(yè)務(wù)的開(kāi)展和變化，臨時(shí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)有發(fā)生，仍需將學(xué)?；蛐Ｉ嵊嘘P(guān)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，以人工方式進(jìn)行Excel報(bào)表設(shè)計(jì)、下發(fā)、錄入、收集、匯總和統(tǒng)計(jì)。因Excel等數(shù)據(jù)處理軟件單機(jī)局限、業(yè)務(wù)工作人員因?qū)I(yè)技術(shù)、能力水平不同、本單位與其他委辦局因異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)不易綜合查詢分析等限制已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)工作人員對(duì)大數(shù)據(jù)采集、分析等處理的需求。在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，以電子郵件傳遞工作表、人工數(shù)據(jù)匯總、被動(dòng)等待數(shù)據(jù)的工作方式效率低下，數(shù)據(jù)共享不便，統(tǒng)計(jì)匯總耗時(shí)耗力，且不能保證數(shù)據(jù)的及時(shí)性與準(zhǔn)確性。須進(jìn)一步運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化手段開(kāi)展學(xué)校后勤校舍管理工作，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，推動(dòng)校舍信息化與管理工作的深度融合，為提高學(xué)校校舍安全管理水平和防災(zāi)減災(zāi)能力提供保障，是堅(jiān)持以人為本、落實(shí)國(guó)家防災(zāi)減災(zāi)總體部署的必然要求，是堅(jiān)持教育優(yōu)先發(fā)展、辦好人民滿意教育的重要內(nèi)容。

2 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

教育信息化2.0時(shí)代，在現(xiàn)有校舍信息化建設(shè)成果之上，筆者按照“充分調(diào)研、總體規(guī)劃、階段實(shí)施、試點(diǎn)先行、逐步推廣”的思路，以“突出應(yīng)用和不重復(fù)建設(shè)”為原則，采用軟件體系架構(gòu)風(fēng)格和面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）思想，基于企業(yè)服務(wù)總線（ESB）和學(xué)校代碼系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)研究和實(shí)踐，通過(guò)與數(shù)據(jù)可視化進(jìn)行交互（如圖1），自定義數(shù)據(jù)類型、格式等，將采集、分析、過(guò)濾、挖掘的符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的數(shù)據(jù)映射為可識(shí)別、易于感知的圖形、網(wǎng)頁(yè)或表單。通過(guò)報(bào)表服務(wù)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的電子郵箱傳遞工作表，用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)制作模板表單或模板報(bào)表后上傳至報(bào)表服務(wù)系統(tǒng)并下發(fā)至使用對(duì)象，從而快速完成數(shù)據(jù)的采集與分析。制作模板表單或模板報(bào)表有兩種方式，一是由計(jì)算機(jī)技術(shù)人員開(kāi)發(fā)模板表單或模板報(bào)表并指定數(shù)據(jù)更新關(guān)系，發(fā)布后由業(yè)務(wù)人員使用；二是由業(yè)務(wù)人員自定義模板表單或報(bào)表，發(fā)布使用并可自動(dòng)匯總，無(wú)需計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)人員參與。因此，對(duì)于業(yè)務(wù)人員能設(shè)計(jì)自己所需要的報(bào)表，而且無(wú)需掌握計(jì)算機(jī)編程等相關(guān)知識(shí)。對(duì)于信息化部門，能夠快速響應(yīng)和設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)部門提出的緊急需求。

圖1：架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于數(shù)據(jù)可視化采集分析技術(shù)（如圖2），可抽取已有系統(tǒng)《全國(guó)中小學(xué)校舍信息管理系統(tǒng)》、《天津市學(xué)校校舍管理系統(tǒng)》和市網(wǎng)信辦政務(wù)共享平臺(tái)等系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)工作人員通過(guò)自我定義數(shù)據(jù)、自動(dòng)存取數(shù)據(jù)和自由挖掘數(shù)據(jù)，再將所需數(shù)據(jù)回寫(xiě)到已有系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)或增加到新數(shù)據(jù)庫(kù)，此過(guò)程不再受限于技術(shù)和依賴于技術(shù)人員，從而加快校舍數(shù)據(jù)傳遞速度，快速獲得所需業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，整合全國(guó)校舍系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源，共享學(xué)校和校舍基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，深度挖掘和發(fā)揮校舍大數(shù)據(jù)在學(xué)校校舍年檢、預(yù)警等方面的價(jià)值。

圖2：數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

原來(lái)很多需要專業(yè)人員要進(jìn)行復(fù)雜的SQL語(yǔ)句編寫(xiě)、視圖制作甚至編程進(jìn)行預(yù)處理的工作，通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在報(bào)表服務(wù)系統(tǒng)中變?yōu)榭梢杂煞菍I(yè)人員操作就可輕松完成，降低表單、報(bào)表應(yīng)用的開(kāi)發(fā)成本，使得更多的業(yè)務(wù)人員可以參與到表單、報(bào)表設(shè)計(jì)中來(lái)，從而更及時(shí)地滿足實(shí)際業(yè)務(wù)管理的需要。改進(jìn)后工作模式（如圖3）為業(yè)務(wù)人員自主設(shè)計(jì)制作表單、報(bào)表模板，然后上傳至報(bào)表系統(tǒng)并發(fā)布，數(shù)據(jù)使用者訪問(wèn)系統(tǒng)并錄入數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和匯總。

圖3：改進(jìn)后工作模式

2.1 自我定義數(shù)據(jù)，自主設(shè)計(jì)制作表單、報(bào)表模板

通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，業(yè)務(wù)工作人員即使不具備計(jì)算機(jī)編程、高等數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)建模和軟件開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)庫(kù)等專業(yè)知識(shí)，采用類Excel的可視化網(wǎng)格式進(jìn)行報(bào)表的繪制和編輯（如圖4,圖5，自主設(shè)計(jì)制作表單、報(bào)表模板，不僅可所見(jiàn)即所得地繪制出復(fù)雜表樣，而且可免去傳統(tǒng)控件拖拽式編輯方式對(duì)齊數(shù)據(jù)項(xiàng)的繁瑣，在保證格式的整齊美觀的同時(shí)大幅提高繪制效率，不再受限于技術(shù)和依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)人員，讓業(yè)務(wù)工作人員自主設(shè)計(jì)表單、報(bào)表的暢想變成了可能。根據(jù)業(yè)務(wù)的不同，可設(shè)計(jì)制作多種多樣的填報(bào)表，如網(wǎng)格式填報(bào)表、行式填報(bào)表、自由格式填報(bào)表、交叉填報(bào)表、主子填報(bào)表以及填報(bào)表組。所謂網(wǎng)格式填報(bào)表指類似普通的網(wǎng)格式報(bào)表，不過(guò)多了從其他數(shù)據(jù)庫(kù)讀取數(shù)據(jù)二次填報(bào)的功能，錄入的數(shù)據(jù)以清單列表形式縱向列出，一條記錄一行數(shù)據(jù)，逐條錄入后點(diǎn)擊提交將多行數(shù)據(jù)保存至服務(wù)器。行式填報(bào)表不僅僅能在留白處錄入數(shù)據(jù)，還可以對(duì)已經(jīng)填寫(xiě)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，并在此基礎(chǔ)上再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行添加，刪除。自由格式填報(bào)表：對(duì)于單條數(shù)據(jù)信息量比較大的填報(bào)表，數(shù)據(jù)分布在多行采用此報(bào)表會(huì)顯得更直觀。數(shù)據(jù)報(bào)表的核心在于非線性報(bào)表數(shù)學(xué)模型，采用了多源關(guān)聯(lián)分片、不規(guī)則分組、自由格間運(yùn)算、行列對(duì)稱等技術(shù)，使得復(fù)雜報(bào)表的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化，以往難以實(shí)現(xiàn)的報(bào)表可以輕松實(shí)現(xiàn)，避免了大量的復(fù)雜SQL編寫(xiě)與前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，報(bào)表設(shè)計(jì)的效率提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

圖4：表單模板設(shè)計(jì)

圖5：報(bào)表模板設(shè)計(jì)

2.2 表單、報(bào)表模板上傳報(bào)表系統(tǒng)并發(fā)布

數(shù)據(jù)管理服務(wù)為系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、同步控制等服務(wù)，系統(tǒng)在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)上構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)池，集中系統(tǒng)所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、信息資源，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃管理和數(shù)據(jù)維護(hù)，是系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中、抽取、管理、同步、備份、交換、傳輸、存儲(chǔ)的集散地，有效解決在海量的信息管理、業(yè)務(wù)處理、數(shù)據(jù)檢索的服務(wù)中對(duì)數(shù)據(jù)并發(fā)、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新、數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)高速響應(yīng)、數(shù)據(jù)集成及數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)負(fù)載管理等一系列問(wèn)題，應(yīng)用數(shù)據(jù)并發(fā)、數(shù)據(jù)冗余技術(shù)保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩⒓皶r(shí)、準(zhǔn)確、有效，保持?jǐn)?shù)據(jù)同步傳輸和實(shí)時(shí)更新的有效性。數(shù)據(jù)管理主要關(guān)注數(shù)據(jù)實(shí)體上的動(dòng)作，數(shù)據(jù)實(shí)體上的各種操作聚合多個(gè)不同數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，使用多種協(xié)議簡(jiǎn)化多個(gè)平臺(tái)的數(shù)據(jù)接口、邏輯接口和物理接口之間的映射，以及數(shù)據(jù)服務(wù)錯(cuò)誤的處理，通過(guò)數(shù)據(jù)服務(wù)工具為用戶提供數(shù)據(jù)供給、大數(shù)據(jù)提取的轉(zhuǎn)換等數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)管理服務(wù)引入并發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)機(jī)制，從應(yīng)用層面來(lái)說(shuō)具有事務(wù)大規(guī)模集中并發(fā)處理能力和處理效率高的特點(diǎn)。

原工作流程中Excel電子表格設(shè)計(jì)完成后，通過(guò)電子郵箱下發(fā)至數(shù)據(jù)使用對(duì)象，此環(huán)節(jié)由業(yè)務(wù)人員將制作完成的表單或報(bào)表模板上傳至數(shù)據(jù)管理報(bào)表系統(tǒng)并發(fā)布（發(fā)布的對(duì)象可以是區(qū)教育局或各級(jí)各類學(xué)校，如圖6，圖7）取代，區(qū)教育局或?qū)W校登錄報(bào)表系統(tǒng)后即可操作，工作效率和質(zhì)量大大提高。

圖6：表單、報(bào)表模板列表

圖7：發(fā)布表單或報(bào)表模板

2.3 數(shù)據(jù)錄入

表單、報(bào)表模板通過(guò)報(bào)表系統(tǒng)發(fā)布后，使用者訪問(wèn)時(shí)以HTML5 方式輸出，以Web形式展現(xiàn)（如圖8），不僅支持在 PC端展現(xiàn)，也支持在手機(jī)端展現(xiàn)，并且在手機(jī)端展現(xiàn)時(shí)可以在手機(jī)端自適應(yīng)。具有編輯框、復(fù)選框、上下載文件、下拉列表、下拉數(shù)據(jù)集、下拉日歷、下拉樹(shù)等多種編輯風(fēng)格，同時(shí)具備合法性檢查功能，對(duì)客戶端輸入的信息通過(guò)設(shè)置單元格的填報(bào)數(shù)據(jù)類型和單元格校驗(yàn)屬性自動(dòng)進(jìn)行合法性檢查，如檢查輸入是否為數(shù)字或符合規(guī)定的格式等，使用者根據(jù)頁(yè)面展示內(nèi)容錄入信息后提交即可，類似于在傳統(tǒng)Excel中編輯數(shù)據(jù)，使用者不再受限于技術(shù)和依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù)人員，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取數(shù)據(jù)，獨(dú)立完成網(wǎng)上填報(bào)等工作。

圖8：數(shù)據(jù)填報(bào)Web展現(xiàn)

Web 端發(fā)布采用 Taglib 方式，在 jsp 內(nèi)引入標(biāo)簽庫(kù)，調(diào)用具體的標(biāo)簽（如，report：html）發(fā)布即可，可嵌入任何 jsp 頁(yè)面。通過(guò)定義Tag標(biāo)簽的屬性及其值，在不需用戶調(diào)用API情況下，用tag標(biāo)簽完成報(bào)表的解析及運(yùn)算，并按配置的屬性要求將HTML文件流輸出到客戶端。具體過(guò)程如為定義一個(gè) jsp 文件、引入報(bào)表發(fā)布標(biāo)簽庫(kù)、定義標(biāo)簽屬性，發(fā)布報(bào)表。

2.4 數(shù)據(jù)分析與匯總

傳統(tǒng)的用Excel方式處理數(shù)據(jù)，只能將全部Excel收集后再分別處理數(shù)據(jù)，對(duì)于全市所有學(xué)校來(lái)說(shuō)工作量相當(dāng)大，且不能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)數(shù)據(jù)可視化分析技術(shù)，業(yè)務(wù)人員根據(jù)業(yè)務(wù)需求自主設(shè)計(jì)報(bào)表模板（如圖9），通過(guò)參數(shù)模板的形式，靈活定義各種查詢界面和查詢條件，很方便將教育局或?qū)W校上報(bào)的數(shù)據(jù)自由展現(xiàn)，輕松實(shí)現(xiàn)了隨著客戶端數(shù)據(jù)變動(dòng)而后臺(tái)數(shù)據(jù)變動(dòng)的動(dòng)態(tài)性。

圖9：數(shù)據(jù)匯總模板

數(shù)據(jù)分析與匯總通過(guò)Tag標(biāo)簽發(fā)布通用查詢，由查詢功能和報(bào)表功能兩部分共同組成，模塊間相互獨(dú)立，互不影響。元數(shù)據(jù)JSON的生成方式多種多樣，查詢功能用于對(duì)元數(shù)據(jù)JSON做自定義過(guò)濾分析，最終的查詢結(jié)果是一個(gè)json串，通稱查詢JSON。報(bào)表功能用于將查詢功能返回的json轉(zhuǎn)換的結(jié)果集或結(jié)合單表得到數(shù)據(jù)，展現(xiàn)在報(bào)表頁(yè)面。

通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)自定義報(bào)表取代人工統(tǒng)計(jì)和紙質(zhì)統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)自由解放了很多繁瑣低價(jià)值的工作，大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)的查詢、共享和匯總統(tǒng)計(jì)工作，極大提高了工作效率、數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

3 數(shù)據(jù)可視化在校舍管理中的應(yīng)用成效

通過(guò)數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在校舍安全情況統(tǒng)計(jì)中的應(yīng)用（如圖10，圖11，圖12），從設(shè)計(jì)制作數(shù)據(jù)填報(bào)表單模板和查詢統(tǒng)計(jì)匯總模板到抽取《全國(guó)中小學(xué)校舍信息管理系統(tǒng)》中校舍安全鑒定結(jié)論（A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)和D級(jí)）為C或D級(jí)的校舍基本信息，如學(xué)校名稱、建筑物名稱、用途、面積、綜合防災(zāi)鑒定結(jié)論、綜合鑒定結(jié)論等信息，再將表單、報(bào)表模板上傳至報(bào)表系統(tǒng)并發(fā)布至各區(qū)教育局，各區(qū)教育局完成所有學(xué)校信息錄入，成功實(shí)現(xiàn)了校舍數(shù)據(jù)的二次填報(bào)和匯總分析。最重要的是期間因業(yè)務(wù)需求的變化，新增未鑒定情況和有無(wú)附屬幼兒園情況，只需修改表單、報(bào)表模板重新上傳即可。使用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)很方便的實(shí)現(xiàn)了對(duì)1976年底前建成的校舍未進(jìn)行鑒定、已鑒定校舍存在安全問(wèn)題等各類校舍安全狀況（因數(shù)據(jù)涉密，此處省略）的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和信息化管理，為領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策和審批財(cái)政資金提供了數(shù)據(jù)支撐，發(fā)揮了非常重要的作用。

圖10：校舍安全情況匯總分析

圖11：校舍安全情況明細(xì)

圖12：校舍安全情況統(tǒng)計(jì)

4 我們的展望

教育信息化2.0時(shí)代，為更好的服務(wù)教育教學(xué)，我們將進(jìn)一步用習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想武裝頭腦，充分運(yùn)用數(shù)據(jù)可視化采集與分析技術(shù)開(kāi)展校舍管理和智慧后勤管理工作，提高業(yè)務(wù)工作人員對(duì)數(shù)據(jù)獲取的時(shí)效性、準(zhǔn)確性和利用率。對(duì)各區(qū)教育局或?qū)W校而言，不用再花費(fèi)“人”、“財(cái)”和 “物”重復(fù)建設(shè)后勤信息化，業(yè)務(wù)人員通過(guò)自我定義數(shù)據(jù)、自動(dòng)存取數(shù)據(jù)和自由挖掘數(shù)據(jù)加快數(shù)據(jù)傳遞速度，推動(dòng)學(xué)校后勤信息化與管理工作的深度融合，整合各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源，深度挖掘和發(fā)揮后勤校舍大數(shù)據(jù)在學(xué)校建設(shè)、定期維修校舍和校舍年檢、預(yù)警等方面的價(jià)值，做到及時(shí)分析、預(yù)警和校舍安全科學(xué)預(yù)測(cè)，發(fā)掘潛在需求和問(wèn)題，確保校舍安全使用，扎實(shí)推進(jìn)校舍事業(yè)科學(xué)發(fā)展，切實(shí)提高學(xué)校校舍安全管理水平和防災(zāi)減災(zāi)能力，保障師生生命安全。