余燕芳

（浙江广播电视大学 开放与远程教育研究院，浙江杭州 310030）

学分银行管理平台架构研究*

余燕芳

（浙江广播电视大学 开放与远程教育研究院，浙江杭州 310030）

目前，国内外都针对学分银行管理平台进行了研究与开发。该平台的架构设计，既涉及制度层面，也涉及技术层面，且在设计上应遵循先进性和成熟性、开放性和标准化、系统安全可靠性等原则。通过探讨学分银行的业务功能与平台职能架构，文章提出了平台层级式数据架构，并通过智能网关、Oracle RAC、OpenAPI、J2EE等关键技术的应用，研究设计了学分银行管理平台总架构。

学分银行；管理平台；数据架构；智能网关

一 学分银行管理平台研究与开发的现状

关于学分银行管理平台架构的设计与开发，目前国内外都进行了相关的研究。从国内来看，崔铭香、乐传永[1]较早地研究了学分银行运行程序，提出了学习者运行程序线和学分银行系统运行程序线这两条主线，对学分银行平台运作流程进行了初步探讨。姚德明、衡播等[2]提出了学分银行管理平台是一个基于SOA（Service-oriented Architecture）架构思想建构的系统，并对平台功能模块进行了初步分析。汤书波、陈梅艳、李志平等[3]提出了包括学分存储模块在内的学分银行五大功能模块，并在此基础上设计了学分银行运行系统。彭飞龙[4]对学分银行体系构建和技术架构进行了深入研究。陈晶晶、陈龙根等[5]对学分银行组织与职能架构、运行机制进行了探讨；鄢小平等[6][7]提出了基于云架构的学分银行信息平台总架构。从开发情况来看，国内主要有上海市终身教育学分银行管理平台、慈溪市学分银行管理系统等。

在国外，韩国学术学分银行开发了一个多层次的学分银行管理平台，该平台主要包括学分认定与登记、学位申请、信息查询、资源检索等功能[8]。1997年，英国成立了资格和课程框架委员会，推出了英国资格与学分框架（QCF），该框架建有国家认证资格数据库（NDAQ）、MIAP和SFA的LAR系统[9]。1995年，南非颁布了《南非资格署法》，其两大目标是:（1）成立南非资格署；（2）实施国家资格框架[10]。南非资格署成立以后，开发了学习者档案数据库（NLRD）信息系统，这是一个国家资格框架电子管理系统[11]。欧洲学分银行系统主要包括学分转换与累计系统（ECTS）和职业教育与培训学分系统（ECVET），前者的重点是各高等学校之间的学分互认；后者将重点放在职业教育与培训学分积累层面。英国学者安东尼·约翰·维克斯[12]和荷兰开放大学的赫曼·博世对这两个系统做了大量研究。

二 学分银行管理平台设计原则

首先，要遵循先进性和成熟性原则。在学分银行管理平台的开发过程中，一定要把先进性放在重要位置，既要体现先进技术理念，又要具有发展潜力。在系统技术框架的设计中，要采用最新的技术，同时注意技术的可行性和适用性。

其次，要遵循开放性和标准化原则。学分银行管理平台不是一个独立的系统，它的主要功能是为了更好地连接并打通各级各类教育间的通道，提供相关的分析与决策。因此，平台的数据来源需要与各级各类平台实现数据对接，充分考虑与其它外部系统的接口需要。技术框架要求具有开放性，同时要符合主流技术标准。

第三，要遵循系统安全可靠性原则。安全是学分银行管理平台建设必须遵循的重要原则。平台的总体设计和安全体系设计要符合信息系统安全等级的要求，并在系统安全方面进行全方位测评。

三 学分银行管理平台功能模块与职能架构分析

1 功能模块分析

学分银行业务主要包括个人业务和对公业务两大块。其中，个人业务包括学习者注册，档案管理，学习成果认证、积累与转换，学习项目推荐，学习咨询，学分查询等功能；对公业务主要包括机构学习档案管理，为政府及其它机构提供信息技术和平台支持与个性化定制服务，为教育行政部门提供需求分析和决策建议，为合作联盟推送教育产品、提供咨询分析报告等。根据以上业务，学分银行管理平台功能区域可设置为网上管理中心、网上服务大厅和系统管理三个区域，如图1所示。

图1 学分银行管理平台功能结构图

2 职能架构分析

学分银行职能架构可分为三个层级:学分银行管理中心、学分银行管理分中心和学分银行受理点。管理中心是第一层级机构，主要职责是:机构设置与管理、标准制定、课程体系建设、完成综合性数据分析、对分中心和受理点进行业务指导与管理等。管理分中心是第二层级机构，主要职责是:复审部分学习成果存入学分银行的申请、兑换部分学习成果、开具相关学习成果证明、对受理点进行业务指导与管理等。受理点是第三层级机构，主要职能是:受理开户申请，负责身份认证、信息录入、服务协议签署等工作，受理学习成果存入与转换申请，初审并提交分中心或省中心复审，开具相关学习成果证明或受理学习成果证明开具申请等。

四 平台数据架构分析

1 基于Oracle RAC的数据库存储架构

Oracle RAC（真正应用集群）是Oracle数据库支持网格计算环境的核心技术，具有高可用性、高性能及按需扩充等优势。使用Oracle RAC可以通过增加一台或多台低成本的服务器来扩充应用系统的处理能力，满足应用需求。

根据学分银行的功能特性和数据来源的复杂性，可采用双节点Oracle RAC数据库存储架构，如图2所示。

图2 双节点Oracle RAC数据库存储架构

在实际运行过程中，系统会将负载平均分配到 A、B两个节点，实现负载平衡，提高运行效率。同时，A、B节点通过内网，实现数据交换即缓存融合（Cache Fustion）。在此运行模式中，系统将所有的数据文件、控制文件、联机日志文件等都存储在共用存储器中，两个节点可同时访问，其它文件如参数文件、闪存文件、密码文件等则根据实际情况分类存储在本地或共用存储器上[13]。

2 层级式数据架构

基于学分银行职能架构，目前，在国家层面和省级层面都可采用层级式数据架构，逐层汇聚数据，形成层级式数据管理。根据学分银行职能架构，结合Oracle RAC数据库架构的特点，可将学分银行管理平台数据分层架构，如图3所示。其中，第一层级是管理中心，该层汇聚了来自学分银行不同层级、不同性质机构来源的数据，数据量庞大；第二层级为管理分中心数据；第三层级为受理点数据，以对外窗口服务为主，数据相对简单。

图3 学分银行数据分层架构图

五 平台关键技术应用与总架构分析

1 智能网关应用

数据的开放与共享是学分银行管理平台的一个重要特点。学分银行管理平台需要打通各类学习平台及不同层级的信息档案管理平台，实现数据共用、共享。所以学分银行管理平台的开发，不仅仅要开发平台自身的功能，很大程度上还得考虑与其它各类平台及数据的对接。智能网关及OpenAPI的应用，可以更好地促进异构平台之间的数据对接。

图4 轻量级J2EE框架

2 基于REST的开放接口OpenAPI的应用

REST（Representational State Transfer）包含一组架构约束条件和原则，利用REST能够有效降低系统开发的复杂性，提高系统的伸缩性。Restlet框架是一种全新型的基于JAVA平台的框架，该框架功能健全、发展稳定，目前已成为主流的REST实现框架[14]。以Restlet为开发框架，为不同用户提供数据资源的查看、获取、更新和管理等操作，用户通过调用系统提供的开放接口OpenAPI即可实现所需功能，而不必关注平台具体的实现过程。配合智能网关应用，提供基于REST的开放应用开发接口（OpenAPI）,可以在任何支持网络的操作系统中实施运行[15]。

3 轻量级J2EE框架设计

轻量级J2EE框架是一种结构轻盈的软件开发框架，它最大的特性是灵活、易扩展和易测试。另外，它不会强迫业务对象遵循平台特定接口，这是它的另一个特征。学分银行管理平台轻量级J2EE框架如图4所示。

Web应用基于J2EE技术构建，采用轻量级J2EE的SSH2（Struts2+Spring+Hibernate）架构，将系统划分为三个层次:Web应用层、业务服务层和持久域模型层。其中，Web应用层采用Struts2实现，业务服务层使用Spring管理，持久域模型层则采用Hibernate实现持久化。

4 其它关键技术

学分银行管理平台需要与各级各类机构信息平台及各类学习平台数据共用，因此需要突破平台之间因计算、存储、共享、分配等引起的技术障碍。涉及的关键技术主要有:

（1）负载均衡。学分银行管理平台面向各类学习者和不同教育机构，需要建立跨省、市、县、社区等不同层级不同地域的网络，不仅需要布局合理的机构网络，同时要确保平台的高流量和高可用性。因此，部署高可用性的负载均衡解决方案，是解决高负荷访问和大量并发请求的终极解决办法。

（2）数据库集群和库表散列。学分银行管理平台用户庞大，数据库的压力会较大。为了解决这个问题，可以采用数据库集群或者库表散列技术。数据库集群就是利用多台服务器，构成一个虚拟的数据库逻辑映像。库表散列是使用计算值来分配表格数据的方法，它比在整个索引中搜索要好得多。目前，库表散列是常用并且最有效的解决方案。

（3）缓存技术。学分银行管理平台的缓存同样非常重要。设计架构方面的缓存，可以使用外加的工具进行缓存设置；数据库的数据缓存，则通过在数据库层面建立缓存区，加载经常使用的数据，减少物理存取次数。

（4）多中心数据同步。学分银行管理平台需要实现不同层级、不同地域的数据资源共享和信息互访，因此可以采用分布式对象技术来解决多中心数据同步问题。同时为了实现数据同步更新中的高效性、一致性和实时性等要求，需要在数据质量、同步效率、同步频率和数据时效性等方面做出平衡。

5 学分银行管理平台总架构

学分银行管理平台总体上进行分层设计，其系统总架构如图5所示，具体包括:

（1）基础设施层:构建虚拟化资源池，实现系统资源的按需配置、灵活扩展。

（2）数据层:基础信息库汇聚多层数据架构数据源，学分认证转换规则库包含学分认证、积累、转换所遵循的基础标准和规则信息；通过智能网关及开放接口，实现数据层与外部平台信息的对接与整合。

（3）支撑服务层:采用成熟的Web应用中间件技术轻量级J2EE的SSH2架构（Struts 2+ Spring+Hibernate），实现业务逻辑、数据和表达的分离，提供开发和部署各种业务驱动应用所必需的底层核心功能。

（4）应用层:重点建设网上管理中心和网上服务大厅。

（5）应用门户:为学分银行各级各类用户包括工作人员打造个性化工作界面，通过统一认证、分级授权、信息聚合，实现个性化定制服务。

（6）业务标准体系:主要包括基于学分银行资格框架的标准学分认证标准、学分转换标准及专业与课程标准等。

（7）技术标准体系:包括平台接口标准、安全保障体系及运行维护体系等。接口标准采用基于REST的开放接口OpenAPI。基于学分银行信息的重要性，系统在安全保障体系的建设方面显得尤其重要。一方面，可以将网上管理中心和网上服务大厅两个子系统分别部署于不同安全域，进行安全隔离，各级工作人员通过局域网或专网访问网上管理中心，系统为所有工作人员提供VPN远程访问通道。另一方面，学习者可以通过因特网接入访问网上服务大厅，因特网出口实现负载均衡和安全隔离。同时，还应强化身份认证、访问控制、数据备份、安全审计等安全措施，落实授权管理、数据恢复演练、系统运维保障等管理规范。

图5 学分银行管理平台总架构图

六 结束语

学分银行在我国还是新事物，学分银行管理平台作为学分银行的一项基础工程，还需要不断摸索。文章从学分银行功能模块与职能架构分析入手，构建了基于层级式数据架构的学分银行管理平台架构，并通过智能网关等关键技术的应用，实现不同学习平台之间的数据对接与分析。该系统将为个人及相关部门提供学习成果信息服务，有利于实现学习成果的认证、积累与转换，可为学习型社会的建设提供信息服务和平台支撑。

参考文献

［1］崔铭香,乐传永.成人教育建立学分银行的思考[J].中国成人教育,2008,(8):20-21.

［2］姚德明.基于知识共享的职业院校学分银行管理体系研究[J].科技文汇,2011,(3):157-158.

［3］汤书波,陈梅艳,李志平.开放教育学分银行系统设计方案探讨[J].电化教育研究,2011,(8):78-87.

［4］彭飞龙.身学习体系学分银行的原理与技术[M].北京:高等教育出版社,2013:86-91.

［5］陈晶晶,陈龙根.基于“学分银行”的学习型城市服务平台建设[J].成人教育,2013,(7):4-7.

［6］鄢小平.基于云架构的学分银行信息平台设计研究[J].中国远程教育,2014,(5):66-71.

［7］鄢小平.我国学分银行制度模式选择和架构设计[J].远程教育杂志,2015,(1):30-38.

［8］朴仁钟,终身学习型社会与韩国的学分银行制[J].开放教育研究,2012,(2):16-20.

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［11］李建忠,南非国家资格框架的发展与改革[J].比较教育研究,2010,(4):18-21.

［12］Anthony J V. European credit recognition system: A system of transformation and accumulation[A]. “Credit bank”and “lifelong learning” distance education teachers. Scientific and cultural organization(UNESCO) east Asia international workshop series report[C].Shanghai, 2011:228-293.

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［14］杨景涛.计算机通信网精品课程系统的REST化研究和实现[D].北京:北京邮电大学,2009:16-20.

［15］唐鼎,秦小伟.物联网应用化智能网关技术[J].信息通信技术.2013,(12):78-82.

Study on the Management Platform Framework of Credit Banks

YU Yan-fang
（Open and Distance Education Research Institute, Zhejiang Radio and Television University, Hangzhou, Zhejiang, China 310030）

At present, the design and development of credit bank information management platform are being carried on at home and abroad. The design of the platform framework should follow the principles of advancement, maturity, openness, standardization and the system safety reliability. Through discussing the operational functions and the platform functional framework of credit bank, this paper presents its new perspectives on how to build the framework of the platform hierarchical data, and how to establish the general information management platform framework of credit bank by applying the key technologies containing intellectualized gateways, Oracle RAC, OpenAPI, J2EE, and so on.

credit bank; management platform; data framework; intellectualized gateways

G40-057

A【论文编号】1009—8097（2015）08—0093—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.08.014

编辑:小米

本文为2015年度浙江省哲学社会科学规划课题“学习型社会建设背景下浙江省学分银行构建研究”（项目编号：15NDJC177YB）的阶段性研究成果。

余燕芳，副教授，硕士，研究方向为网络学习与多媒体技术，邮箱为qzddyyf@163.com。

2015年1月13日