山东大学青岛校区位于青岛鳌山湾畔，占地面积3000亩，一期建设60多万平米，在校学生人数近万人。山东大学把青岛校区定位为学校“双一流”建设的新引擎，在校区建设过程中，同步实施了智慧校园建设项目，尝试将校园总体规划与智慧校园规划衔接整合，打通信息孤岛，梳理数据体系，融合多种规划要素，构建数字孪生校园，以实现推进学校数字化转型、有效配置资源、提高校园治理能力和服务水平的目标。

　　青岛校区智慧校园遵循高起点规划、高标准建设、高质量管理运维的原则，本着统筹规划、分步实施、大平台建设、资源共享的理念，以设施物联化、网络泛在化、数据可视化、管理服务智能化为切入点，一期重点建设了校园网络基础设施、数据中心、三维可视化基础平台、可视化安防消防智能管理平台、可视化能源管理平台、可视化资源管理平台、智能教室系统、视频公共服务平台等多个子项目，初步形成了全面感知、数据融合、服务创新的智能化体系，营造了方便快捷、安全有序、绿色环保的校园环境，提供了具备示范和推广效应的高校智慧校园建设与应用案例。

　　一、强化顶层设计，完善标准体系

　　智慧校园建设是一个庞大的系统工程，具有投资高、建设难、周期长、涉及部门和人员多等特点，因此必须站在整个学校的层面，做好项目分析和顶层规划设计工作，整体考虑、统一规划，确保统一的组织管理、统一的基础架构、统一的技术路线和统一的信息标准。

　　为高质量规划建设青岛校区智慧校园，山东大学由信息化工作办公室与校区建设指挥部共同牵头，联合学校相关职能部门共同组成了智慧校园的建设领导小组和工作组，负责建设全生命周期的统筹、决策、管理、协调工作，并引入了专业的第三方公司一起开展智慧校园规划工作。一方面，规划团队对国内外具有代表性的智慧校园建设案例进行了认真考察；另一方面，到学校各管理业务部门及教学科研单位进行了充分的需求调研。由于学校相关职能部门都有人员参与到规划团队中，因此得到了各单位的广泛支持配合，确保了调研的准确性和沟通的及时性。在此基础上，形成了青岛校区智慧校园未来5年的总体规划和子系统及平台规划，对建设投资和生产成本进行初步估算，组织完成必要的校内外专家技术论证，并最终报学校领导层通过，形成了智慧校园建设的纲领性文件。

　　智慧校园是一个多学科、多专业、长周期、高风险的投资实现过程，在实施过程中可能会收到外界各种因素的干扰，包括规划以及设计变更、国家或地方法规的变化、专业技术的革新、组织及其他人为等因素，这些因素都会对智慧校园项目建设的成功与否产生巨大影响，可能导致项目出现工期和费用不可控，超出合同规定事项等风险。为了保证项目按照既定目标顺利实施，智慧校园建设工作组在项目实施前期进行了详细的项目策划，制定了较为完善的标准体系。编制了完备的“智慧校园项目管理实施规划”，用于指导设计-施工-试运行-验收等各个过程。为校区内管廊、室外光缆和每一个单体建筑相应制定了《管廊智能化设计任务书》、《光缆设计任务书》和《XX楼宇智能化设计任务书》，对各单体及组团项目的智能化系统设计建立统一的标准和规范；结合校区实际，制订了《智能化施工工艺指导书》，用于规约各单位施工工艺，统一施工标准，保证了施工质量和方便后期运维。建立了完备的《智慧校园调试运行大纲》，用于验证与规划设计功能的一致性。为了确保标准的贯彻，山东大学还聘请了专业的项目管理团队实施过程中的专业化管理，包括审核图纸和工程量、协调各参与单位、进行质量控制、把控实施进度和参与验收等工作。通过以上前期的预控及周密的过程管理，青岛校区智慧校园项目达到了以下目的：

　　（1）投资估算与实际工程结算价相差不大，较少的设计变更及现场签证，达到了到控制投资的目的；

　　（2）科学推进项目进度，实施过程中建设单位、设计单位、监理单位、供应商等协调通畅，确保了按期完工，完全符合青岛校区总体施工进度计划；

　　（3）严控工程的技术、质量、安全等方面的内容，有些关键部位的质量标准已经高于国家标准；

　　（4）信息资料真实、准确、及时、规范，符合政府建设工程资料管理规程的要求，并在智慧校园信息化应用上起到一定的支持作用。

　　二、构建创新型校园网络

　　青岛校区智慧校园较为超前的规划建设了地下管网系统、弱电综合布线系统等底层物理设施，实现了对所有智能化系统的统一支撑和基础资源的弹性可伸缩，避免各自为政和管理混乱的问题。超过5公里贯穿校区南北的综合管廊和四通八达的弱电管道构成了校区完善的地下弱电管网系统。光缆和楼宇综合布线系统统筹设计，充分考虑了网络、移动通讯与各类智能化业务的应用需求，其中光纤总里程已经超过200缆公里，室外部署了监控摄像头、校园广播音柱和无线AP共用的抱杆和灯杆，共享光纤和供电；室内各类信息点统一设计建设，数量超过4万个，支撑了所有的智能化系统，既避免了重复建设，也考虑了充足的冗余。结合GIS和BIM技术，建设了三维可视化资源管理系统，实现了对弱电底层物理设施统一的可视化管理。

　　山东大学三地校园网络遵循一体化原则。首先是统一规划，三地遵循一致的校园网建设目标和建设标准，对IP地址、路由协议和业务专网统一规划设计；其次是高速互联，三地构建起了10G互联线路，从济南统一接入教育网和CNGI-CERNET2网络，并实现跨地域的出口备份和流量调度；最后是统筹管理，三地一体化认证系统和使师生可以在三地各校园使用唯一的账号密码登录校园网，一体化IT运维管理系统实现网络资产的统一管理和分级运维，目前三地正在共同进行ISO20000和ISO27000的认证。

　　在一体化校园网的原则下，青岛校区校园网构建起了有线无线融合的高速、泛在、智能、安全网络。校园核心网络在国内率先实现了100G互联，楼宇上联支持扩展到40G/100G，多万兆到楼层弱电间，校区内所有教室、教学和科研实验室、大型报告厅和会议室全部实现光纤入室，并由学校统一提供网络接入设备，纳入统一管理，所有的网络终端都实现了千兆接入。超过7300台无线AP实现了校区无线网络的全面、深度覆盖，基本实现了室内外网络泛在接入的目标，校内师生可以随时随地通过各类终端体验优质的无线服务。通过在室外区域部署LoRa基站和在特定室内区域部署支持RFID、Zigbee、蓝牙等物联网模块的AP设备，实现了校园网与物联网络的融合，目前已经承载资产定位、温湿度监测、土壤监测、有害气体监测、PM2.5监测和远传水电表等多种无线物联终端，并实现了对终端的统一监控管理。

图1 校园网络架构

　　青岛校区网络架构如图1所示，在物理拓扑上为大二层结构，广泛的使用了设备虚拟化和链路聚合技术，使得拓扑结构更加简洁。BRAS作为有线无线上网用户的集中业务控制设备，所有终端既需实名制认证上网，同时也实现了与账号及IP地址的自动绑定，确保了用户无论采取什么方式接入，始终获得相同的带宽保障、服务质量和安全策略，打破了业务接入与物理位置紧耦合的僵化网络服务模式，使得精细化策略管理得以有效实施。

　　青岛校区在校园网物理结构基础之上，在国内率先使用了采用SDN+VxLAN技术，构建起了一个Overlay的分布式扁平化物理+逻辑大二层多业务承载网。在接入层，通过部署单独的设备管理网交换机，实现与普通上网业务的隔离。通过SDN控制器进行业务预定义，在汇聚层实现VRF的自动创建以及与业务VxLAN 的关联。智能化业务与IP地址组实现一对一映射，网络属性与业务结合更直观，IP即用户、网段即业务，借助VxLAN的分布式网关特性，业务终端在任何位置接入网络均不需要更改IP地址。SDN控制器自动使用MAC地址作为智能化终端的接入账号和密码，实现终端的接入认证以及终端类型、业务、IP地址和MAC地址的绑定。智能化业务的服务策略和安全管控策略可以在SDN控制器上通过图形化界面进行拖拽式定义，相关配置会自动下发；终端新接入网络或发生位置变更，接入交换机配置都会自动变更，实现终端的即插即用。通过此种方式，实现了业务专网的自动化构建、设备自动部署、物联网终端自动化上线和智能化业务数据的安全稳定传输。

　　三、建设智能化管理大平台

　　青岛校区智慧校园在前端部署摄像机、门禁、智能水电表、各类传感器、信息发布终端、温湿度及气体探测等几十种接近1.5万个物联终端，实现对校园各类数据的全面感知。秉承大平台的建设思路，在后端构建了数据中心、校园三维可视化平台、可视化安防消防智能管理平台、可视化能源管理平台、可视化资源管理平台、智能教室管控平台等多个集成管理平台，实现数据融合、远程控制、智能分析决策等功能，通过整合各类平台数据创新管理服务模式。

　　利用GIS和BIM等技术建设的校区三维可视化平台，实现了校园及所有楼宇内部的二维和三维展示，支撑校区设备设施与信息的可视化，目前已经支撑了校园导航、安防消防设备设施、能源管理设备设施、管网及弱电设备设施以及贵重资产设备的可视化展示等功能。

　　可视化安防消防智能管理平台实现了所有技防设备设施与消防可视化设备设施的统一管理和展示，构建了线上应急指挥中心，有效助力平安校园建设。4000多个监控设备基本实现校园公共区域全面监控，安全事件发生自动触发告警，并根据处理预案启动弹出相应监控画面、告知保卫人员等联动措施。实现入校车辆的全周期管理。车辆进出车牌识别控制，车辆在校区内的轨迹能够在平台一目了然，出现超速、违停等违章行为自动告警，停车场实现诱导停车。实现了对人员出入的有效管理，校区大门部署了具备人脸识别功能的通道，实现了对进出校园人员的严格管控；近3000套门禁实现了所有楼宇大门和教学办公区域所有房间的出入控制，门禁系统可以分级分区域管理，所有的房间门禁都能够在智能安防平台上显示出来，并可以进行远程开门与开门日志的实时查询。消防可视化报警与安防设备实现完美联动，出现消防报警，监控中心自动弹出相关区域监控画面，自动打开相关门禁，并通过应急广播和短信自动显示与提醒人员最佳逃生路线。

　　如图2所示，可视化能源智能管理平台有效控制校园运行成本。青岛校区实现了变电站、开闭所、楼宇、楼层配电间和房间五级的远程电力监控，实现了对电力消耗的精确计量，并为实现能源成本分级承担提供了准确的依据。通过部署在管路中的压力与流量传感器和到楼智能水表，实现了对管路故障的智能定位和非正常用水的分析判断，便于及时进行故障修复和采取节水措施。通过部署在楼宇的热力表和电动阀，实现了对供暖的准确监测和自动调节。另外，校区还实现了对所有室内外公共照明的远程控制。通过智能能源管理平台，青岛校区完成了校区、区域、楼宇三级能耗精确分析，实现了能源的精细化管理和决策支撑，同时为校内师生提供了个人能耗在线查询、能耗告警主动推送、在线缴费等服务。

图2 可视化能源智能管理平台

　　可视化资源管理平台实现管网和弱电设施的智能化管理。所有地下各类管网、楼内室内外设备设施都可以在三维地图上进行直观展示，并对管网和设备类型、所在的位置（包括埋深等）、资源使用情况等进行查询，实现管网及设备资源精细化管理，掌握建设及使用效果。可以准确分析待施工区域管网埋设情况并模拟开挖，评估是否会对业务造成影响，对于管网或设备出现问题，可以及时进行故障定位，并实现对设备维护维修的全流程管理。

　　依托可视化物联网管理平台，山东大学青岛校区构建了多场景的物联网应用系统，多种类型的物联网应用创新了学校管理服务。通过物联网实现实验室用电安全、有毒有害气体、水浸等风险监测预警，并实现对贵重仪器的定位管理，通过物联网探测学校温湿度、降雨、风速、光照等信息，并通过微信向校内用户推送，实现物联服务的融入式、贴心化，如图3所示。

图3 可视化物联网管理平台

　　青岛校区智慧校园还遵循山东大学的智能网络交互教室建设标准，建设了30余间不同类型的智能教室，所有的多媒体教室全部都可以作为视频会议室使用，为校区学生跨地域选修课程和讲座提供了便利条件，有效实现了与济南、威海的优质教育教学资源共享。通过建设分布在校区的多间视频会议室和网上视频会议平台，为广大师生提供了“天涯若比邻”的沟通交流环境，有力支撑了学科交叉和科研协作。

　　四、一体化运维 实现智慧校园可持续发展

　　智慧校园初步建成后，由于系统复杂，技术含量高，并且各系统之间还需要经常联动，因此对于使用人员和运维管理的水平也提出了更高的要求，而由于使用单位（如保卫、后勤、教务等部门）和普通物业均不具备相应的专业技术人员，所以传统的“谁使用谁管理”和普通物业维护的模式已经远远不能满足精细化管理服务的要求。因此，青岛校区创新管理思维，按照管用分离、专业运维的模式，组建了一只由校区信息化人员、第三方运维团队和学生管理员团队等多方构成的专业化综合运维管理团队，并按照ISO20000与ITSS的标准建设了智慧校园的运维管理体系，规范了管理和服务流程，构建了一站式服务平台，对整个智慧校园系统实施一体化的运维管理，包括对各系统资源进行统筹运维管理、对设备设施进行日常维护、对故障进行及时排查维修、对数据进行专业分析，以及为师生提供上门服务等，从而确保了各系统能稳定高效运行，功能达到规划设计目标，为智慧校园长期稳定的发挥效益打下了良好的基础。

　　青岛校区智慧校园建设，是山东大学信息化建设的有益探索和标志性成果。目前，青岛校区根据学校的总体部署，已经开始了智慧校园二期的规划和建设，期望能够在不久的将来实现“智慧山大（青岛）”，为学校“双一流”建设带来更大驱动力。

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