《教育管理大数据治理与智能服务关键技术及应用》

该项目属计算机科学技术领域。

湖北省作为国家首批教育信息化建设试点省,在教育管理信息化方面已实施了众多硬软件系统,积累了海量的教育数据资源,数据记录多达800亿条,数据容量高达248TB。如何有序规划系统建设、消除数据壁垒、保障服务运维、支撑教育决策、提供智能服务,湖北省已经探索成功了“湖北模式”。该项目汇聚湖北省教育管理信息化建设的牵头力量,总结近十年的工作和技术经验,以教育管理大数据治理和智能服务为突破点展开研究,形成系列关键技术。主要创新如下:

(1)面向教育管理大数据的时空数据模型及智能化治理方法。针对海量教育管理数据中存在的虚假、错误及不完整等异常问题,提出了一种针对教育管理大数据的智能化质量检测方法,提高了教育管理大数据的治理效率;同时采用时空网格单元对海量教育管理数据进行组织和管理,形成时空数据对象模型,支撑了高效的教育数据治理和智能化服务。

(2)基于知识图谱的教育管理数据自动关联及智能匹配技术。以互操作性元模型框架为指导,提出了一种基于知识图谱的教育管理数据自动关联及智能匹配技术,完成多来源、多格式、异质、异构教育管理数据的深度融合、聚类和重组,实现了教育信息资源的语义互操作和深层次治理。

(3)多算法融合的跨虚拟机协同智能调度模型。借助一种对贪心算法、模拟退火算法、粒子群优化算法等高性能算法进行融合的复合云调度模型,实现教育管理大数据云平台中虚拟机资源的高效利用和系统负载均衡。进而采用Openstack代理部署方法并结合Docker容器技术,完成教育大数据平台中任务的弹性部署和最优调度。

(4)多元化、个性化的教育发展预测及智能服务技术。提出了一种基于多变量灰色理论模型的预测方法,实现各类教育主管部门的教育管理大数据应用中的常态化评估和发展趋势的动态预测;提出了一种基于离群用户过滤的服务推荐方法,辅助实现面向不同教育主管部门的教育管理资源的精准推送;综合多因素分析与城市时空轨迹挖掘,提出了一种校车路线智能预测方法,综合多因素分析与城市时空轨迹挖掘,提出了一种校车路线智能预测方法,缓解了智慧校园建设中的校车安全出行问题。

该项目在服务社会与经济方面具有以下特点:

(1)从国家层面,服务教育部多年,其中首创的“教育基该项目网络直报系统”系列项目,管理全国8000多所各级各类学校的新建项目,监管教育专项资金1200多亿元,培训来自全国的教育管理人员5000余人次,系列项目受到教育部的高度赞扬,时任教育部党组书记、教育部部长袁贵仁称赞“网络直报系统做了一件开创性的工作”。

(2)从湖北省层面,全面服务该省教育信息化建设,其中“湖北省教育信息网”为该省教育管理信息化的主阵地,是发布高考招考等核心教育管理信息的官方门户网站,日均点击量500万次以上,最高日点击量达1.3亿次,形成了良好口碑的“e21”全国品牌;“湖北省教育资源公共服务平台”是省级唯一官方的“互联网+教育”平台,为全省17个市州教育管理部门和学校、师生提供湖北特色的教育资源服务与推荐;“湖北省高中课程改革网络管理平台”引领该省课程改革实践,为全省120万高中学生、8万高中教师和近5千名管理者提供了互联网智能管理服务;2017年“湖北省学科点申报和评审系统”服务全省高校的博士和硕士学科授权点的申报和评审工作,协助完成了全省学科点的布局与评估。众多工作汇聚成教育管理信息化建设的“湖北模式”,获得了民众的认可,被《人民日报》、《光明日报》、《中国教育报》等多家媒体广泛报道。

(3)从企事业单位层面,服务湖北省教育信息化发展中心(湖北省电化教育馆)的“教育信息化实时评估监测系统”、历年的《湖北省基础教育信息化发展报告》白皮书、《湖北省义务教育大班额问题分析报告》、《湖北省教育系统市州网络安全情况报告》,均被教育决策部门采纳,“大数据支撑教育决策”的相关成果受教育部委托,在《中国教育报》上进行了宣传。

近三年与多家完成单位和应用单位联合研发、部署和运维了一系列教育管理大数据治理和智能服务应用示范平台,累计新增销售8.94亿元,新增利润1.48亿元。项目已获授权国家发明专利4项,软件著作权56项,申请国家发明专利6项,发表相关论文49篇,其中SCI论文12篇。专家评价认为,整体技术达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。

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