教育数字化知识图谱

多年来，大多高校相继建设了众多业务应用平台，涵盖教学、行政、服务三大方面，主要有教务、学生、网课、办公OA、人事、财务、资产、科研、图书、一卡通等管理平台，各平台逻辑功能具有专门性，技术架构各异，聚纳的业务数据各具特点，且拥有独立的查询统计功能。事实上，除非综合性大数据关联分析，业务平台大部分数据无需同步共享。然而，对于学校公共基础数据，如若应用平台各自录入维护，则会引发不少问题：增加了工作量；难以保证一致性和完整性；用户ID不统一，难以实现统一认证；从业务抽取平台的数据缺乏关联性，难以进行全校性统计分析。总之，没有公共数据的互联互通，就没有校园的智慧化。

经过多年集成实践，发现各业务平台需要统一同步的公共数据并不太多，一般有教师基本信息、学生基本信息、部门机构信息、班级信息、专业信息、课程信息、房屋信息等，不同业务平台的需求未必尽然，而教工和部门信息几乎是所有平台的必需。

图1 数据同步中心原理框

数据同步一般方法及问题

对于数据同步，目前，主要有以下几种方法。

表格导入法： 从标准数据源系统（如人事系统）导出EXCEL表格（如人员信息），再使用相关业务系统自带的导入功能，实现最简单的数据共享。这需要人工操作，也有业务系统不支持导入导出，现在逐步被淘汰。

代码直读直写法： 由软件集成商编写程序代码，连接源系统数据库，读取数据记录，再连接目标业务系统数据库，向相关表直接写入数据。一方面，需要各系统平台厂商技术支持，提供表结构和字段说明及数据库连接账号，协商过程繁琐；另一方面，对于新建系统，仍需专门开发接口，需持续依赖集成商。

中间库共享法： 学校分析整理公共数据特征，建立校本中间库和表视图，手工或定 时从相关标准源操作平台读取数据，更新中间库。同时，编写表及字段说明文档，提供给业务平台厂商。业务平台厂商二次开发，连接中间库，手动操作或定时从校本中间库读取数据，同步更新到各自系统中。此方法强化了业务平台同步自主性，克服了对集成商的依赖，但是，难以适应某些异构平台和互联网云平台，也不能实现数据实时更新。

本文提出，开发搭建校本API数据接口及同步中心平台，并配套制定同步协议，同步执行操作从厂商平台交由校本数据同步中心调用触发，可以克服以上方法的不足，比较完整地回答数据同步面临的问题。

数据同步中心的实现

1.公共数据源的选择

公共数据源是一类标准信息，是向各业务平台进行分发的来源，通常由专门业务系统建立，相关职能部门维护。比如职工和部门信息取源人事系统，学生信息取源学工系统，房屋信息取源后勤系统，课程信息取源教务系统。数据API作为只读接口，且加设了授权认证，

并不需要将这类标准信息取出，汇聚成为中间库，而是可以直连读取数据源，减少了时滞，也是实现实时同步的重要一环。

2.公共数据接口的实现

Web应用的HTTP虽是传统协议，但一直广为应用，具有很好的跨平台访问特性。基于HTTP协议，开发校本公共数据接口API的基本方法是以get或post向对应接口URL提交请求，并携带必要的输入参数，接口收到请求后，可以直接连接源平台数据库，查询记录并转换格式，输出为JSON结果。

如GET方法批量获取员工信息，接口URL为：http://xxx.xxx.xx/api/EmplorerSyn/EmplorerListauthkey={authkey}&bzdm={bzdm}&gwztdm={gwztdm}。输入参数有三个：authkey表示授权码，bzdm表示员工编制代码，gwztdm表示岗位状态代码；输出为多行JSON数据，输出字段个数，由各校根据自身情况定义，尽可能丰富，以满足各类业务平台的取舍。如下为员工信息的一部分字段：

[

{　　"sysid":"05555",

"bzlb":"10",

"xm":"张三",

"xbdm":"1",

"sfzh":"420202*********","mobile":"135*******","bmdm":"022",

"xldm":"012",

....

},

....

]

在数据安全性方面，接口平台部署了公网IP，暴露于公网，有被非法获取校本数据的风险。为此，定义每个接口输入参数须包含授权码，后台认证通过后，生成数据输出。业务平台的授权码互不相同，由校方发给软件厂商，也可动态生成。

3.接口描述及测试帮助

数据接口API本身以服务形式提供，没有可视化界面。然而，同步中心平台提供帮助界面，展示接口索引和说明文档，具有接口测试功能，帮助业务平台厂商技术人员掌握各接口参数，正确进行同步数据开发。用.NET开发API，其IDE提供一个非常便捷的功能，可以将程序代码对象的注释编译成为参数说明，并按对象分类索引public方法，自动生接口查询和测试界面。如图2和图3所示。

图2 接口方法索引和说明导航

图3 接口描述及测试

4.同步触发协议

厂商业务平台利用校本API接口，不必主动运行同步模块定时获取全量数据，进行自我更新，以避免消耗大量计算和网络资源。同步触发协议约定：厂商业务平台提供一个同步触发接口；数据中心调用厂商接口，并按协议生成接口参数；业务平台被动响应，取出参数，按协议辨析接口，运行相关数据同步模块，对应调用校本API接口，下拉数据进行同步。

厂商业务平台提供同步触发接口，如http://xxx.xxx.xxx.xxx/CallSyn，数据同步中心以http请求方式调用该接口，并添加get参数，形成如下URL串：

http://xxx.xxx.xxx.xxx/CallSyn?authkey={authkey}&datatype={datatype}&syndma={syndma}&syndmb={syndmb}

参数名称及其设值约定：

authkey： 由数据中心动态生成，业务平台取出，作为从API获取数据的认证授权码。

datatype： 数据标识字，以约定选择校本API数据同步接口。

syndma、syndmb： 同步接口所需的参数值。

不同的数据同步类别，datatype、syndma、syndmb的取值对应见表1。

表1 不同的数据同步类别情况

5.同步配置和集中批量操作

业务平台厂商按协议完成接口开发后，在校本数据中心，登记触发同步接口URL，配置其申明的同步标识字，是实现集中手动批量同步和自动实时触发同步的基础，如图4所示。

新系统部署和新生入学后，常常需要批量向业务平台导入数据。所以，在数据中心，有必要开发集中式批量同步操作功能，不同数据类型对应不同批量操作模块。在操作界面，按配置的同步标识字，自动列出目标业务平台；手工点选源数据和目标平台，确定同步时，后台逐个调用唤醒业务平台接口，进行数据导入更新，如图5所示。

图5 手工批量操作同步

6.单记录实时轻量同步

在日常应用中，公共数据的变更常常发生为单条记录。相关源平台系统操作变更后，能即时将变更的记录分发到各业务平台，则为一种实时轻量的同步方式。为此，同步协议对各类数据定义了单记录接口和同步标识字，各业务厂商提供相应调用接口，并在数据中心进行登记，如图6所示。

图6 登记单记录业务平台接口

数据中心提供实时同步服务接口，进行数据分发。同时，对有限的几个数据源平台，需要进行必要改进，嵌入数据中心的服务接口。当源平台（如学工系统）操作变更信息（如增加一名学生）后，随即调用数据中心接口，数据中心查询对应同步标识字，逐个唤醒业务平台接口，进行单记录数据同步，从而实现更新数据的实时分发，如图7所示。

图7 实时同步时序

本文提出的思考和探索，在湖北工程职业学院16个业务平台进行了成功的应用。实践表明，虽然前期需要进行API和数据中心的必要开发，但建成后，面对新业务平台不断引入，在公共基础数据同步方面，将为学校后续信息化工作带来很大益处。