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数字孪生校园建设方案

一、建设目标

数字孪生校园的建设旨在实现以下几个主要目标：

1、提升校园管理效率：通过实时数据采集和分析，实现对校园设

施、资源和人员的精准管理，提高管理决策的科学性和及时性。

2、优化教学环境：根据教学需求和学生反馈，动态调整教室布

局、设备配置等，营造更加舒适、高效的教学环境。

3、增强校园安全保障：实时监测校园内的人员流动、设备运行等

情况，及时发现和处理安全隐患，保障师生的人身和财产安全。

4、促进教育创新：为教师和学生提供更多的创新实践机会，推动

教育模式和教学方法的改革。

二、建设内容

1、数据采集与感知系统

在校园内广泛部署各类传感器，如温度传感器、湿度传感器、光照

传感器、摄像头、门禁系统等，实时采集校园的环境数据、人员活动

数据和设备运行数据。同时，整合学校现有的信息系统数据，如教务

系统、资产管理系统、后勤管理系统等，实现多源数据的融合。

2、三维建模与可视化平台

利用三维建模技术，构建高精度的校园三维模型，包括教学楼、办

公楼、图书馆、体育馆、食堂等建筑，以及道路、绿化、景观等室外

设施。通过可视化平台，将采集到的数据与三维模型进行融合，实现

校园的全景展示和实时动态监测。

3、智能分析与决策支持系统

运用大数据分析和人工智能技术，对采集到的数据进行深度挖掘和

分析，例如预测设备故障、评估教学资源使用效率、分析学生行为模

式等。基于分析结果，为学校管理者提供决策支持，优化校园管理策

略。

4、虚拟教学与实验平台

搭建虚拟教学与实验平台，为学生提供沉浸式的学习体验。例如，

在虚拟实验室中进行化学实验、物理实验等，降低实验成本和风险；

通过虚拟场景进行历史、地理等课程的教学，增强学生的学习兴趣和

参与度。

5、移动应用终端

开发移动应用终端，方便师生随时随地获取校园信息和服务。例

如，查看课程安排、教室预订情况、校园通知等，还可以通过移动终

端与数字孪生校园进行互动，如提交维修申请、反馈意见等。

三、技术架构

数字孪生校园的技术架构主要包括以下几个层次：

1、感知层

由各类传感器和数据采集设备组成，负责采集校园内的物理数据和

信息。

2、网络层

包括有线网络和无线网络，负责将感知层采集到的数据传输到数据

中心。

3、数据层

对采集到的数据进行存储、清洗、整合和管理，构建数据仓库和数

据湖。

4、平台层

提供三维建模、数据分析、可视化展示等功能的支撑平台，实现数

字孪生校园的核心业务逻辑。

5、应用层

包括各类面向师生和管理者的应用系统，如校园管理系统、教学辅

助系统、移动应用等。

四、实施步骤

1、需求调研与规划

深入了解学校的业务需求和发展目标，制定数字孪生校园的建设规

划和技术路线。

2、基础设施建设

部署传感器、网络设备等基础设施，搭建数据中心和云计算平台。

3、数据采集与整合

开展数据采集工作，整合现有信息系统的数据，并进行数据治理和

标准化。

4、三维建模与平台开发

构建校园三维模型，开发数字孪生平台和相关应用系统。

5、系统测试与优化

对建设完成的系统进行全面测试，根据测试结果进行优化和完善。

6、人员培训与推广应用

组织师生和管理人员进行培训，推广数字孪生校园的应用，收集用

户反馈，持续改进。

五、保障措施

1、组织保障

成立数字孪生校园建设领导小组和工作小组，明确各部门的职责和

分工，确保项目的顺利推进。

2、资金保障

合理安排建设资金，积极争取政府专项资金支持和社会投资，确保

项目的资金需求。

3、技术保障

加强与技术供应商的合作，建立技术专家咨询机制，及时解决技术

难题。

4、安全保障

建立完善的数据安全管理体系，加强网络安全防护，保障数据的安

全和隐私。

5、制度保障

制定数字孪生校园的管理制度和运行机制，规范数据采集、使用和

管理流程，确保系统的稳定运行和有效应用。

数字孪生校园的建设是一个长期而复杂的系统工程，需要学校、技

术供应商和相关部门的共同努力。通过数字孪生校园的建设，将为学

校的发展带来新的机遇和活