基于多源數(shù)據(jù)的科研管理系統(tǒng)構(gòu)建模式研究

基于多源數(shù)據(jù)的科研管理系統(tǒng)構(gòu)建模式研究

科研管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)孤島科研信息體系的建立是高校計算機科學(xué)的重要組成部分。在學(xué)校的發(fā)展過程中，信息水平是衡量大學(xué)整體質(zhì)量和綜合競爭力的重要標(biāo)準。隨著大數(shù)據(jù)、云計算和人工智能的不斷發(fā)展，高校普遍意識到用信息化手段進行科研管理的迫切性。當(dāng)前很多高校都建立起自己的科研管理系統(tǒng)，但是很多系統(tǒng)在職能部門之間存在“數(shù)據(jù)孤島”和不必要的數(shù)據(jù)冗余。例如教師辦理離職退休手續(xù)、科研經(jīng)費到賬手續(xù)等，往往需要往返于多個部門之間，效率較低科研管理不同于一般的行政管理，是一項集策劃、協(xié)調(diào)和服務(wù)于一體的業(yè)務(wù)管理工作，對科研活動起到引領(lǐng)、支撐和服務(wù)的作用隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的去中心化、公私鑰數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)不可篡改等特性的不斷發(fā)展，公開數(shù)據(jù)可以透明共享，也能保護數(shù)據(jù)信息隱私和數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)及平臺架構(gòu)科研管理系統(tǒng)云平臺是一個基于云計算、面向服務(wù)、大數(shù)據(jù)、高性能計算等先進信息技術(shù)的政府-高校-企業(yè)-研究機構(gòu)的協(xié)同支撐環(huán)境，它為實現(xiàn)大范圍異構(gòu)分布環(huán)境下的政產(chǎn)學(xué)研間提供信息集成共享、聯(lián)合申報、科研協(xié)作、科研儀器共享、動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測等功能，服務(wù)于科研過程管理的全流程，包括項目的申報、到款、立項、中期檢查、結(jié)題等全流程管理。同時將科研獎項、論文、專利、著作等成果信息、科研平臺信息、人事數(shù)據(jù)、財務(wù)數(shù)據(jù)、地方服務(wù)信息以及系統(tǒng)之外的申報指南信息、企業(yè)技術(shù)需求信息、歷年各高校的立項信息等規(guī)模龐大的海量數(shù)據(jù)虛擬化，形成虛擬資源并聚集在虛擬資源池中分布式存儲，提高了系統(tǒng)的可靠性、可用性和拓展性。不同用戶可根據(jù)使用需求租用云端數(shù)據(jù)，獲得所需的各類服務(wù)資源，實現(xiàn)資源的高效共享與協(xié)同。健全“企業(yè)出題、高校解題、政府助題”的創(chuàng)新協(xié)同機制，實現(xiàn)基于云平臺的政產(chǎn)學(xué)研的有機融合、信息互聯(lián)互通、協(xié)同溝通、資源共享等，體現(xiàn)五位一體的構(gòu)思與理念，面向國家戰(zhàn)略、地方需求、面向科研產(chǎn)業(yè)鏈的管理能力支撐?？蒲泄芾硐到y(tǒng)云平臺的服務(wù)體系構(gòu)思如圖1?？蒲泄芾硐到y(tǒng)的云共享平臺的分成三層，基礎(chǔ)層、平臺層和應(yīng)用層。三層架構(gòu)之間不一定有依賴關(guān)系，可以獨立對外提供服務(wù)，云平臺架構(gòu)圖如圖2?；A(chǔ)層主要為實施科研管理提供基礎(chǔ)的支持，包括計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源、交換資源等硬件設(shè)施、大數(shù)據(jù)套件、云平臺套件、中間件等軟件設(shè)施，各類基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫，申報指南信息主題庫、企業(yè)技術(shù)需求，轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化信息主題庫。平臺層包括共享信息平臺、科研儀器共享平臺、動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺、聯(lián)合申報平臺、科研協(xié)作平臺。(1)信息資源共享的類型包括高校內(nèi)部部門之間的數(shù)據(jù)共享(比如科研-財務(wù)數(shù)據(jù)中的預(yù)算信息、經(jīng)費支出信息、經(jīng)費結(jié)余信息、合作單位信息等共享),科研-人事數(shù)據(jù)共享(含人員的調(diào)離-退休信息，引進人才質(zhì)量與科研業(yè)績情況之間的互動反饋，人才職稱評定與科研成果之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系等),政產(chǎn)學(xué)研之間的信息共享，科研儀器等資源共享。提供需求信息、技術(shù)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化信息、教師的科研成果信息的發(fā)布機制，用戶在服務(wù)平臺上發(fā)布信息，提供信息檢索、智能申報推送、個性化推薦等服務(wù)。(2)動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺從項目預(yù)申報、立項、過程管理、經(jīng)費使用到結(jié)題驗收的全生命周期的日常審批及知識產(chǎn)權(quán)、科研成果、科研機構(gòu)管理全流程動態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺，實時掌握科技發(fā)展動態(tài)。包括對經(jīng)費使用情況、階段性科研成果、結(jié)題成果及結(jié)余經(jīng)費情況，進行公開公示；對科研人員的離職退休情況，高水平人才的流失情況進行預(yù)警分析，高效運營人才引進，科學(xué)謀劃人才布局。(3)構(gòu)之間合作指在高校重大項目、獎項、平臺的申報期間，高校、企業(yè)、研究機構(gòu)之間可以快速查詢相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，積極主動組建科研合作團隊，實現(xiàn)優(yōu)勢組合。高校之間、研究機構(gòu)之間充分發(fā)揮多部門協(xié)同、跨部門聯(lián)合作戰(zhàn)，突出優(yōu)勢資源整合，推動跨領(lǐng)域、跨單位整合創(chuàng)新。(4)聚合力：部署應(yīng)急預(yù)案指提供信息共享、協(xié)作研討和聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)平臺。比如新冠肺炎爆發(fā)期間，按照中央應(yīng)對新冠肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組的部署，在國務(wù)院應(yīng)對新冠肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機制統(tǒng)一安排下，科技部會同衛(wèi)健、藥監(jiān)、教育等12個部門組建科研攻關(guān)組和14位院士專家組成的專家組，聚焦臨床救治和藥物、疫苗研發(fā)、檢測技術(shù)和產(chǎn)品、病毒病原學(xué)和流行病學(xué)、動物模型構(gòu)建5個主攻方向的重點任務(wù)，緊扣湖北武漢等抗疫一線救治的迫切需求，部署47個應(yīng)急攻關(guān)項目，全力開展疫情防控科研攻關(guān)應(yīng)用層包括科研人員畫像系統(tǒng)、學(xué)科評估系統(tǒng)、人才評價系統(tǒng)、專家推薦系統(tǒng)、智能申報推送系統(tǒng)等。建設(shè)云科學(xué)研究系統(tǒng)應(yīng)用程序的想法云平臺架構(gòu)美國學(xué)者伯頓·R·克拉克認為，由學(xué)科和事業(yè)單位共同組成的學(xué)術(shù)組織形成了一種特殊的矩陣結(jié)構(gòu)在科研管理系統(tǒng)云平臺架構(gòu)中，搭建學(xué)科評估系統(tǒng)(見圖3)。根據(jù)人才的學(xué)術(shù)專長和研究領(lǐng)域所在的學(xué)科，科研成果所屬的學(xué)科，可以區(qū)分不同學(xué)科領(lǐng)域標(biāo)簽。學(xué)科評估中，利用大數(shù)據(jù)的分析方法，將科研成果、人才培養(yǎng)、師資隊伍、社會服務(wù)等多源指標(biāo)數(shù)據(jù)通過實體融合、實體對齊、模式匹配等技術(shù)進行數(shù)據(jù)集成基于多源數(shù)據(jù)的科學(xué)研究體系年科研人員的評價，應(yīng)包括師德師風(fēng)、學(xué)術(shù)能力和學(xué)術(shù)專長，科研人員評價系統(tǒng)見圖學(xué)校科研成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化智能申報推送系統(tǒng)的數(shù)據(jù)層來源于云端數(shù)據(jù)資源池，這是實現(xiàn)個性化推薦的關(guān)鍵，包括科研人員的科研行為數(shù)據(jù)，也包括企業(yè)的技術(shù)需求信息和申報指南信息，歷年立項項目信息，分別構(gòu)成個性化推薦的過程中建立中外合作單位信息庫，促進學(xué)校教師與企業(yè)、國際合作的概率，加強合作交流，更好促進學(xué)校科研成果的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，充分發(fā)揮管理人員的溝通交互的橋梁作用?？蒲袑＜彝扑]與申報推薦類似，都是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)個性化的推薦。主要是向企業(yè)、政府機構(gòu)推薦相關(guān)的評審專家、相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)專家系統(tǒng)。例如企業(yè)的技術(shù)需求“工業(yè)視覺檢測技術(shù)研究，包括攝像頭、多視頻顯示控制界面、應(yīng)用于機械臂抓物”,企業(yè)發(fā)布的信息，利用數(shù)據(jù)分析方法中的監(jiān)督學(xué)習(xí)進行分類處理，確定歸屬的學(xué)科，一級學(xué)科控制科學(xué)與工程，二級學(xué)科模式識別與智能系統(tǒng)。科研管理系統(tǒng)中，檢索相應(yīng)學(xué)科的研究人員，再根據(jù)人員的學(xué)術(shù)專長、近期的科研成果、績效業(yè)績、同行評價等數(shù)據(jù)進行算法排序，將最優(yōu)的科研人員或者科研團隊推薦給企業(yè)，推動企業(yè)的精準出題。不斷深化高校—政府—企業(yè)—研究機構(gòu)之間的高效協(xié)同，促進企業(yè)產(chǎn)業(yè)端與高校技術(shù)端的精準對接，促進政產(chǎn)學(xué)研數(shù)據(jù)實現(xiàn)互聯(lián)互通和科研資源的高效協(xié)同。數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策模型科研項目包括教師申報科研管理中的上級主管行政部門下達的科研項目，教師申報的企業(yè)事業(yè)單位委托的項目，也包括教師申報的科研獎項、科研平臺等。以國家自然科學(xué)基金青年基金項目為例，從云平臺獲取科研人員的多源數(shù)據(jù)，分析人員的年齡、性別、職稱、畢業(yè)的院校、在校期間發(fā)表SCI/EI論文數(shù)、在研的廳市級項目數(shù)、在研的省部級項目數(shù)、發(fā)表SCI/EI論文數(shù)、授權(quán)發(fā)明專利數(shù)、培養(yǎng)學(xué)生數(shù)、授課數(shù)等人員屬性數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，實現(xiàn)二元化和離散化，如表1所示。對已立項的國家青年基金項目數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)分析，找到數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，通過計算置信度和支持度來評估關(guān)聯(lián)規(guī)則，完成剪枝候選項集，建立頻繁項集。其中國家自然科學(xué)基金青年基金的的立項作為固定項，其他人員屬性數(shù)據(jù)作為組合項，探究這些項之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，通過關(guān)聯(lián)分析，挖掘項目立項和科研人員某些屬性同時出現(xiàn)的規(guī)律和模式，從而對今后的人才引進提供參考，對科研規(guī)劃提供輔助性決策意見?？蒲许椖苛㈨棓?shù)關(guān)聯(lián)分析也可以用于科研申報項目立項率的預(yù)測。根據(jù)歷年科研項目中的立項信息，建立了科研項目立項的關(guān)聯(lián)分析，可以預(yù)測科研人員申報的立項率。對科研管理人員，對于重點、重大的科研項目成果的申報，可以根據(jù)歷年立項的科研成果中科研人員信息進行特征提取和特征選擇，從而獲取科研人員的特征工程，通過機器學(xué)習(xí)完成數(shù)據(jù)建模和分析，預(yù)測哪些教師獲批立項的概率大，從而重點關(guān)注和有效組織科研人員進行申報。建立科研信息的標(biāo)簽體系隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，“用戶畫像”廣泛用于企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計和產(chǎn)品運營，由此驅(qū)動產(chǎn)品智能?？蒲腥藛T畫像系統(tǒng)，如圖6,是基于科研系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，探究這些信息之間的相互關(guān)系，將隱藏在教師承擔(dān)的科研項目、科研成果、科研平臺等背后的信息，轉(zhuǎn)化為顯性的知識，同時結(jié)合教師的科研學(xué)術(shù)經(jīng)歷信息、科研社交數(shù)據(jù)、服務(wù)地方信息、同行專家信息，實現(xiàn)知識共享和創(chuàng)新，賦予科研人員不同的標(biāo)簽。同時結(jié)合高校信息中心中的科研人員的人才培養(yǎng)情況、學(xué)術(shù)交流情況、學(xué)術(shù)兼職情況以及應(yīng)用支撐平臺，進行數(shù)據(jù)分析與挖掘，建立統(tǒng)一的科研人員信息描述框架，形成科研人員研究領(lǐng)域的查詢統(tǒng)計、學(xué)術(shù)評價和標(biāo)簽體系。疫情期間，正值國家社科基金和國家自科基金，兩大基金的申報時間。很多教師受疫情影響，申報項目的科研合作受限。學(xué)校發(fā)展對創(chuàng)新型人才、復(fù)合型人才的需求越來越高，學(xué)科交叉越來越頻繁，通過科研人員畫像系統(tǒng)，科研管理人員可以充分把握學(xué)術(shù)發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律，質(zhì)與量并重，構(gòu)建學(xué)校的學(xué)術(shù)評價體系，解決教師申報過程中找不到相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业碾y題。以人為本，重視科研整體設(shè)計很多高校的科研系統(tǒng)，教師使用訪問頻率并不高，如何充分利用大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘優(yōu)勢，綜合學(xué)校的科研能力、科研潛力、科研方向的分析，使科研人員切實體會到大數(shù)據(jù)驅(qū)動的科研管理的高效率、高質(zhì)量的精準服務(wù)，立足科研人員、科研團隊成員和教師的專業(yè)特長與學(xué)術(shù)特點，尊重學(xué)術(shù)群體的主體地位，努力為他們提供個性化的學(xué)術(shù)研究服務(wù)，將是今后科研管理系統(tǒng)建設(shè)的重點?？蒲泄芾硐到y(tǒng)作為高?？萍脊ぷ鲬?zhàn)略決策關(guān)鍵的一環(huán)，在大數(shù)據(jù)時代，應(yīng)逐漸意識到使用大數(shù)據(jù)的潛力和對常規(guī)化的業(yè)務(wù)