左海春，顧志平，曾利娟

（廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院，廣東廣州 510900）

1 引言

2016年10月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》這一推進(jìn)健康中國建設(shè)的行動(dòng)綱領(lǐng)，隨著全民健身時(shí)代的來臨以及體育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，體育管理、體育康復(fù)等方面的專業(yè)人才尤其緊缺，高校要完成創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，專業(yè)設(shè)置和人才培養(yǎng)要瞄準(zhǔn)社會(huì)需要和人民群眾需求，這就要求辦學(xué)模式、教學(xué)計(jì)劃、課程體系、培養(yǎng)途徑都要進(jìn)行大的變革，以期待體育管理信息系統(tǒng)有健康體育教育的大數(shù)據(jù)指導(dǎo)能力。同時(shí)，目前高校體育健康數(shù)據(jù)增長非?？?，面對(duì)擴(kuò)展能力不強(qiáng)的傳統(tǒng)體育管理信息系統(tǒng)，顯得有些力不從心，體育管理信息系統(tǒng)需支持海量數(shù)據(jù)以及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的處理能力,以期待提升科學(xué)決策和提高教學(xué)管理工作效率。

隨著云計(jì)算大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，把云大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)引入到體育教學(xué)過程，提出基于大數(shù)據(jù)的高校體育管理云信息系統(tǒng)研究，將依托大數(shù)據(jù)和整合優(yōu)質(zhì)體育資源，構(gòu)建體育大數(shù)據(jù)環(huán)境，建設(shè)大數(shù)據(jù)的高校體育管理云信息平臺(tái)，提升高校體育管理信息系統(tǒng)的決策能力以及智能化水平，培養(yǎng)社會(huì)所需體育人才以及共享體育大數(shù)據(jù)、協(xié)同創(chuàng)新等具有非常重要的意義。

2 基于大數(shù)據(jù)的體育云信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文針對(duì)目前高校體育管理信息系統(tǒng)的應(yīng)用需求進(jìn)行技術(shù)分析，提出高校體育管理云信息系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)及集成方案，建立基于高校大數(shù)據(jù)的體育數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)。

2.1 高校體育管理云信息系統(tǒng)總體規(guī)劃

通過對(duì)廣州各高校進(jìn)行系統(tǒng)需求調(diào)研分析，統(tǒng)籌規(guī)劃云信息系統(tǒng)的學(xué)生體質(zhì)監(jiān)控與教學(xué)實(shí)施是十分重要的，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮規(guī)劃期內(nèi)的所有可能需求，進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，然后可以根據(jù)高校實(shí)際情況和需求分步實(shí)施，從而保證了系統(tǒng)在規(guī)劃期內(nèi)的一致性、先進(jìn)性和可擴(kuò)展性。以下從系統(tǒng)功能層次劃分、工藝子系統(tǒng)劃分和地理位置區(qū)域劃分三個(gè)方面，分別進(jìn)行總體分析介紹。

（1） 系統(tǒng)功能層次劃分采用金字塔式三層體系結(jié)構(gòu)，自底向上分別為大學(xué)生體能監(jiān)控層、教學(xué)實(shí)施系統(tǒng)監(jiān)控層和體育云信息管理層，如圖1所示。

基于大數(shù)據(jù)的大學(xué)生體能系統(tǒng)監(jiān)控層是高校體育管理云信息管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它由多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的功能子系統(tǒng)組成，這些子系統(tǒng)可能是按照體育管理類別劃分子系統(tǒng)，也可能是按區(qū)域位置或高校劃分子系統(tǒng)，該子系統(tǒng)通過智能終端穿戴設(shè)備進(jìn)行體能信息自動(dòng)采集，通過設(shè)計(jì)存儲(chǔ)、顯示、語音提示、無線發(fā)射以及無線接收模塊連接計(jì)算機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)者的狀態(tài)并收集學(xué)生個(gè)人運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)等模塊組成一個(gè)監(jiān)控子系統(tǒng)，可以完成不同類型或區(qū)域高校的體育數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控，并為體育管理系統(tǒng)教學(xué)實(shí)施系統(tǒng)層提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

圖1 三層體系結(jié)構(gòu)

圖2 體能監(jiān)控層設(shè)計(jì)

教學(xué)實(shí)施系統(tǒng)層是體能系統(tǒng)監(jiān)控層與云信息管理系統(tǒng)的中間層。由各類體育類項(xiàng)目子系統(tǒng)組成，包括田徑子系統(tǒng)，球類子系統(tǒng)，健美子系統(tǒng)等競技體育和娛樂體育系統(tǒng)。對(duì)底層采集的數(shù)據(jù)時(shí)行分類，分析，并反饋給底層。同時(shí)根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理判斷，結(jié)合云信息管理層下達(dá)的命令或設(shè)置的參數(shù)。它是體育資源信息大數(shù)據(jù)平臺(tái)的核心，是實(shí)現(xiàn)體育教學(xué)的關(guān)鍵。平臺(tái)可向教學(xué)管理者，教師，還可以向體育管理部門、健身中心及學(xué)生，社會(huì)個(gè)人提供各類大數(shù)據(jù)服務(wù)。譬如，教師可根據(jù)授課內(nèi)容，時(shí)間發(fā)布授課地點(diǎn)，學(xué)生根據(jù)教學(xué)內(nèi)容選課，教學(xué)管理部門可以對(duì)所屬場館進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；個(gè)人根據(jù)體育場館分布和實(shí)時(shí)人數(shù)，通過終端預(yù)約場地進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

云信息管理層：主要包括有，數(shù)據(jù)交換與系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)體育資源信息在各相關(guān)部門之間的信息交換管理；目錄管理和服務(wù)系統(tǒng)，它實(shí)現(xiàn)目錄內(nèi)容的審核、查詢、發(fā)布等功能；運(yùn)維管理系統(tǒng)，它主要實(shí)現(xiàn)體育信息平臺(tái)的日常運(yùn)行維護(hù)；API接口系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)本平臺(tái)的服務(wù)與其他現(xiàn)有系統(tǒng)應(yīng)用集成，也可直接進(jìn)行資源信息平臺(tái)的開發(fā)。平臺(tái)系統(tǒng)，用于以平臺(tái)為基礎(chǔ)的各種應(yīng)用管理，它面向管理員與個(gè)人，針對(duì)不同需求提供各類服務(wù)。

2.2 云信息系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

建設(shè)基于大數(shù)據(jù)的高校體育管理云信息系統(tǒng)，挖掘現(xiàn)有體育資源數(shù)據(jù)，將為需要體育資源數(shù)據(jù)的各類教與學(xué)應(yīng)用提供支撐與服務(wù)，按功能劃分，可以分三個(gè)功能子系統(tǒng)，（1）數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，主要獲取以往的體育資源信息，及以收集現(xiàn)有高校學(xué)生體質(zhì)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。利用5G、WIFI、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、安全的網(wǎng)絡(luò)通道，實(shí)現(xiàn)完成數(shù)據(jù)收集和整合。（2）大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：體育資源信息大數(shù)據(jù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)支撐、交換數(shù)據(jù)與系統(tǒng)整合、運(yùn)行維護(hù)系統(tǒng)，智化指導(dǎo)教學(xué)的核心子系統(tǒng)等。（3）大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理：大數(shù)據(jù)應(yīng)用管理是基于大數(shù)據(jù)的高校體育管理云信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的應(yīng)用層核心，是實(shí)現(xiàn)體育管理、體育教學(xué)的關(guān)鍵。

大數(shù)據(jù)的高校體育管理云信息系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。

圖3 體育管理云信息系統(tǒng)構(gòu)成

2.3 基于大數(shù)據(jù)的體育管理數(shù)據(jù)倉庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大數(shù)據(jù)倉庫是體育數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)和綜合數(shù)據(jù)挖掘分析統(tǒng)計(jì)、管理信息系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。圖3是本系統(tǒng)大數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)架構(gòu)圖。體育大數(shù)據(jù)倉庫功能實(shí)現(xiàn)了智慧決策管理支持、數(shù)據(jù)挖掘統(tǒng)計(jì)分析，其主要的工作流及過程包括：采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)倉庫、信息集市中心等。

（1）采集數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)采集技術(shù)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。比如攝像頭，麥克風(fēng)，都是數(shù)據(jù)采集工具，本項(xiàng)目是利用一種軟硬裝置，采用無線網(wǎng)采集數(shù)據(jù)并輸入到系統(tǒng)內(nèi)部的一個(gè)接口，包括接口裝載、數(shù)據(jù)接收處理、檢查校驗(yàn)等主要組件。

（2）數(shù)據(jù)倉庫：在大數(shù)據(jù)智能大環(huán)境下，數(shù)據(jù)倉庫可以為高校網(wǎng)解決方案以及大數(shù)據(jù)方面提供了高效的計(jì)算資源，主要特點(diǎn)，效率足夠高，數(shù)據(jù)質(zhì)量高，可護(hù)展性。本項(xiàng)目通過濾器裝置完成過濾工作。

（3）信息集市中心：完成從大數(shù)據(jù)到信息的轉(zhuǎn)化，提供云信息化管理所需數(shù)據(jù)，是層次體系結(jié)構(gòu)。

數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計(jì)：本項(xiàng)目有別于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫的維度設(shè)計(jì)，主要包括有維度模型、ODS（operational data store）、OLAP等。本項(xiàng)目的數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)遵循基于高校體育大數(shù)據(jù)維度建模、包含聚合數(shù)據(jù)、集中體育數(shù)據(jù)源、支持高校歷年數(shù)據(jù)、維護(hù)數(shù)據(jù)一致性。為了提高系統(tǒng)訪問效率，項(xiàng)目設(shè)計(jì)上充分利用數(shù)據(jù)分區(qū)技術(shù)，通過空間來換取存儲(chǔ)性能。OLAP支持多維大數(shù)據(jù)分析查詢，建立立方體數(shù)據(jù)模型；數(shù)據(jù)抽取集完成從學(xué)生體能數(shù)據(jù)采集、匯聚到 ODS、集成到主數(shù)據(jù)表的過程；可視化模塊通過虛擬仿真，可視手段直觀顯示系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系。

大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)倉庫相融合思路，將大量需要聚合的數(shù)據(jù)預(yù)處理并存儲(chǔ)，大大提高了信息管理系統(tǒng)的查詢效率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了向深度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)變。本項(xiàng)目在應(yīng)用層與數(shù)據(jù)倉庫間使用Mon DB非文檔數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，運(yùn)行聚合數(shù)據(jù)和預(yù)處理及開發(fā)系統(tǒng)接口，將大數(shù)據(jù)倉庫與Mon DB建立關(guān)系，完成體育各分類數(shù)據(jù)的批量實(shí)時(shí)加載與更新。數(shù)據(jù)架構(gòu)如圖4。

圖4 數(shù)據(jù)架構(gòu)示意圖

根據(jù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)需要建設(shè)的數(shù)據(jù)庫有：索引庫，它是整合體育數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，由注冊(cè)庫所產(chǎn)生；注冊(cè)庫：注冊(cè)庫完成主索引庫，它由注冊(cè)服務(wù)完成；體育數(shù)據(jù)庫：通過采集現(xiàn)有系統(tǒng)中的數(shù)所來整合，按照本系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫；分析庫：設(shè)計(jì)的目的是為了將教學(xué)管理業(yè)務(wù)和統(tǒng)計(jì)分開以保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)具有較高的應(yīng)用性能,它由體育報(bào)告共享庫和體育數(shù)據(jù)庫ETL而產(chǎn)生。交換庫：是數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)與平臺(tái)交換的前置庫。

3 結(jié)論

本文提出基于大數(shù)據(jù)的高校體育管理云信息系統(tǒng)研究，將依托大數(shù)據(jù)和整合優(yōu)質(zhì)體育資源，構(gòu)建體育大數(shù)據(jù)環(huán)境，建設(shè)大數(shù)據(jù)的高校體育管理云信息平臺(tái)，提升高校體育管理信息系統(tǒng)的決策能力以及智能化水平，培養(yǎng)社會(huì)所需體育人才以及共享體育大數(shù)據(jù)、協(xié)同創(chuàng)新等具有非常重要的意義。