屠佳琪 應(yīng)鑫迪 丁浩然

摘 ? 要：隨著高校信息化系統(tǒng)日漸增多，數(shù)據(jù)量日益增大，高校管理層的綜合管理難度越來越大，對校園各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析以輔助決策過程的需求越來越明顯。針對上述現(xiàn)象，文章首先介紹了目前高校決策分析平臺的研究現(xiàn)狀和難點挑戰(zhàn);然后以浙江大學(xué)財務(wù)決策分析系統(tǒng)為切入點，介紹了高校決策平臺的整體框架;最后具體介紹了浙江大學(xué)在現(xiàn)有分布式數(shù)據(jù)共享平臺上搭建的財務(wù)決策分析系統(tǒng)，并擴展到通用的決策分析平臺，達(dá)到科學(xué)決策、科學(xué)管理的目的。

關(guān)鍵詞：財務(wù)指標(biāo)體系;大數(shù)據(jù)決策分析;數(shù)據(jù)共享機制

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2020）07-0085-04

一、引言

隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的日益完善，目前許多高校已經(jīng)累積了大量的教學(xué)和管理數(shù)據(jù)，從而形成了規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)多樣的數(shù)據(jù)集[1]。部分高校已開始投入建設(shè)分布式大數(shù)據(jù)共享平臺，整合各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，開發(fā)接口統(tǒng)一收集、管理、維護數(shù)據(jù)，并提供統(tǒng)一接口下發(fā)數(shù)據(jù)至各業(yè)務(wù)部門，從而滿足高校大數(shù)據(jù)存儲及其統(tǒng)一管理維護的需求。然而，隨著教學(xué)模式的不斷改革，高校對數(shù)據(jù)的需求不僅僅是存儲和管理，還要基于大數(shù)據(jù)的分析、處理、挖掘從而為領(lǐng)導(dǎo)層面提供決策支持。因此，基于現(xiàn)有的大數(shù)據(jù)共享平臺，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)搭建決策分析平臺，對高校決策分析具有重要的實際意義。

另外，隨著公共財政體制改革的逐步深化，政府及學(xué)校對高校財務(wù)管理也提出了更高的要求，高校的財務(wù)工作理念已經(jīng)逐漸從核算型轉(zhuǎn)向分析、管理型[2]。因此，本文擬以浙江大學(xué)大數(shù)據(jù)平臺為基礎(chǔ)，建設(shè)基于分布式數(shù)據(jù)共享機制的高校財務(wù)決策分析平臺，通過全量或增量同步多種異構(gòu)數(shù)據(jù)源，將業(yè)務(wù)邏輯轉(zhuǎn)化為統(tǒng)計邏輯，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)倉庫和模型，根據(jù)校領(lǐng)導(dǎo)、各院系負(fù)責(zé)人、管理員等各類角色展示相應(yīng)統(tǒng)計分析結(jié)果，并提供關(guān)鍵指標(biāo)的鉆取和挖掘。

二、決策平臺研究現(xiàn)狀

決策分析平臺是基于大數(shù)據(jù)，利用人工智能、機器學(xué)習(xí)等方法進行數(shù)據(jù)分析和挖掘，從而發(fā)掘出數(shù)據(jù)中隱藏的規(guī)律和聯(lián)系，幫助決策者快速做出決策，更科學(xué)地進行高校教學(xué)管理[3]。在西方國家高校早已盛行各類業(yè)務(wù)決策系統(tǒng)的今天，國內(nèi)對建設(shè)基于高校大數(shù)據(jù)的決策平臺的工作才剛剛起步，全面系統(tǒng)地介紹我國高校大數(shù)據(jù)決策平臺的論文或?qū)Ｖ^少[2]。近年來，浙江大學(xué)信息中心基于大量累積的教學(xué)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，致力于搭建分布式大數(shù)據(jù)共享平臺，并已略見成效。本文在此平臺基礎(chǔ)上，搭建基于分布式數(shù)據(jù)共享機制的高校決策分析平臺，并以財務(wù)數(shù)據(jù)為切入點，為校、院系領(lǐng)導(dǎo)提供財務(wù)決策方面的支持。在整個大數(shù)據(jù)共享和決策平臺的開發(fā)過程中，仍然發(fā)現(xiàn)有不少的困難與挑戰(zhàn)，總結(jié)如下。

1.信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)缺乏統(tǒng)一規(guī)劃和維護

由于學(xué)校未對各院系部門建設(shè)的信息化系統(tǒng)進行統(tǒng)一開發(fā)維護，導(dǎo)致業(yè)務(wù)部門分別開發(fā)自己的系統(tǒng)，重復(fù)開發(fā)業(yè)務(wù)功能，從而產(chǎn)生大量的冗余數(shù)據(jù)，造成信息孤島問題;由于學(xué)校各部門缺乏共享意識和整體觀念，多個部門共同維護數(shù)據(jù)卻只關(guān)注自己部門的指標(biāo)，對所需數(shù)據(jù)進行重復(fù)采集、交叉更新，導(dǎo)致不同部門對同一指標(biāo)的口徑各不相同，混淆決策過程[4];另外，由于缺少統(tǒng)一的系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護管理，有些系統(tǒng)已下線多時或長期不更新，導(dǎo)致大量無用數(shù)據(jù)未及時刪除。

2.信息系統(tǒng)缺乏分析決策功能

隨著智慧校園的推進以及教育改革的不斷深入，校領(lǐng)導(dǎo)科學(xué)決策離不開有效真實的統(tǒng)計信息[5]。同時，高校信息化系統(tǒng)日益增多，導(dǎo)致數(shù)據(jù)量及數(shù)據(jù)存儲方式發(fā)生了改變。各業(yè)務(wù)系統(tǒng)及用戶行為日志每日高達(dá)TB級別，數(shù)據(jù)存儲形式也從傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫存儲結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變到分布式或?qū)崟r流工具存儲非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。決策者不再滿足于單純報表形式的統(tǒng)計，而是希望從數(shù)據(jù)中分析、挖掘、匯總出更深層次的理解，提供更重要的參考和量化指標(biāo)來輔助決策[6]。然而，當(dāng)前許多業(yè)務(wù)系統(tǒng)是聯(lián)機事務(wù)處理系統(tǒng)，無法從海量數(shù)據(jù)中分析挖掘出新的知識點，難以為決策部門提供科學(xué)依據(jù)[1]。

3.統(tǒng)計流程陳舊繁瑣低效、展現(xiàn)形式過于簡單

目前，業(yè)務(wù)部門各自負(fù)責(zé)對上級領(lǐng)導(dǎo)產(chǎn)出統(tǒng)計表，依然采用一種“手工+自動”的半自動化模式[7]。各部門根據(jù)上級領(lǐng)導(dǎo)下發(fā)的指標(biāo)統(tǒng)計任務(wù)，從各自的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中根據(jù)不同的統(tǒng)計規(guī)則提取出數(shù)據(jù)，并做成統(tǒng)計匯總表，供領(lǐng)導(dǎo)參閱。工作流程中不僅費時費力，還會出現(xiàn)漏算、錯算的問題，而且擴展性不佳。另外，當(dāng)前的統(tǒng)計報表只是統(tǒng)計指標(biāo)數(shù)據(jù)的簡單羅列，缺少細(xì)致化的分析，無法為決策者提供教育管理、學(xué)科建設(shè)、財務(wù)情況等方面的決策參考。

4.數(shù)據(jù)部門對業(yè)務(wù)理解困難

為了構(gòu)建學(xué)校統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)決策平臺，數(shù)據(jù)部門需要對每個部門的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)以及指標(biāo)定義有深入的理解。但由于各業(yè)務(wù)部門有單獨的一套計算各類指標(biāo)的公式，從數(shù)據(jù)部門的角度，要產(chǎn)出對應(yīng)的報表需要與業(yè)務(wù)部門技術(shù)人員和業(yè)務(wù)人員進行充分的溝通，從而理解各業(yè)務(wù)部門制定的計算規(guī)則，并對不同部門相同的指標(biāo)計算邏輯進行歸并匯總，這對數(shù)據(jù)開發(fā)部門來說也是一大挑戰(zhàn)。

三、系統(tǒng)框架及模型建設(shè)

本文以財務(wù)數(shù)據(jù)為切入點，以搭建財務(wù)決策分析系統(tǒng)為例，介紹浙江大學(xué)基于分布式數(shù)據(jù)共享機制的決策分析平臺。決策平臺的整體框架圖如圖1所示，主要分為以下幾部分。

1.業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)采集

由于財務(wù)數(shù)據(jù)的私密性，經(jīng)數(shù)據(jù)部門與財務(wù)處負(fù)責(zé)人的溝通，同意將涉及統(tǒng)計的兩張表的訪問權(quán)限開放給數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心在大數(shù)據(jù)共享平臺上配置定時任務(wù)，每日全量同步這兩張源頭數(shù)據(jù)表，同時創(chuàng)建分區(qū)表，將數(shù)據(jù)分布式存儲在hdfs上，便于后續(xù)統(tǒng)計任務(wù)的讀取。這兩張表主要包含了每年從年初到當(dāng)前時間所有收入支出的記錄明細(xì)源數(shù)據(jù)，基于這些記錄，根據(jù)計財處特殊的統(tǒng)計規(guī)則，每天產(chǎn)出日報，主要包含以下指標(biāo)：

（1）校領(lǐng)導(dǎo)層面關(guān)注的指標(biāo)

全校資產(chǎn)負(fù)債情況。主要包括資產(chǎn)、負(fù)債、凈資產(chǎn)三部分，并根據(jù)年初余額和期末余額兩個維度進行統(tǒng)計。

全校預(yù)算收支執(zhí)行情況。主要包括收入合計和支出合計，其中收入合計包括財政撥款、科研收入、教育事業(yè)收入以及上級補助收入等;支出合計包含人員經(jīng)費和公用經(jīng)費等。以上指標(biāo)都根據(jù)本年預(yù)算數(shù)、本期執(zhí)行數(shù)以及預(yù)算完成率三個維度進行統(tǒng)計。

各院系財力情況。主要包括各個院系的經(jīng)常性經(jīng)費、專項經(jīng)費和校政策分配基金及酬金三部分，并根據(jù)上年結(jié)余、預(yù)算收入、本年支出和本期結(jié)余四個維度進行統(tǒng)計。

各院系毛收入情況。主要包括各個學(xué)院的科研收入、教育事業(yè)收入以及其他收入等。

（2）各院系領(lǐng)導(dǎo)層面關(guān)注的數(shù)據(jù)

各院系可統(tǒng)籌收入情況。主要包括經(jīng)常性經(jīng)費、專項經(jīng)費、校政策分配基金及酬金三大部分，并根據(jù)上年結(jié)余、預(yù)算收入、本年支出和本期結(jié)余四個維度進行統(tǒng)計。另外，還包括各項可統(tǒng)籌收入包含的所有子類項目的項目詳情。

各院系財政專項執(zhí)行進度情況。主要包括中央財政專項和地方財政專項兩部分，并根據(jù)年初結(jié)余、本年下?lián)芤约捌谀┯囝~等維度進行統(tǒng)計。

各院系自籌經(jīng)費收入情況。主要包括教育事業(yè)收入、科研收入以及其他收入三部分，并根據(jù)本年和去年收入進行統(tǒng)計。

2.翻譯財務(wù)統(tǒng)計語言

財務(wù)系統(tǒng)自運行以來，形成了一套特有的固定統(tǒng)計語言和規(guī)則，比如對每個項目按照一定規(guī)則進行編號、對各個學(xué)院進行編號、對于不同維度的指標(biāo)會用固定的字母表示等等。舉個例子：公式“[AZ3%;_122__*1942%]+[AZ5%;_122__*1942%]+[AZ9%;_122__*1942%]”代表材料學(xué)院今年中央財政專項中雙一流專項的年初結(jié)余，以第一個中括號中的代碼為例，其中，分號將公式分為兩部分，第一部分“AZ”代表年初結(jié)余，對應(yīng)數(shù)據(jù)表中的一個字段，“3%”代表父類項目代號以3開頭的所有父項目;第二部分，“_122__*1942%”整體代表所有子項目代碼以“_122__*1942”開頭的子項目，其中下劃線與SQL語句中的占位符為同一概念，“_122_”代表材料學(xué)院的編號，每個學(xué)院代號不同但是占位都為5位，如經(jīng)濟學(xué)院代碼為“_01__”。公式中三個中括號互為并集關(guān)系，即統(tǒng)計出所有滿足其中一個條件項目的總體年初結(jié)余。

由于財務(wù)統(tǒng)計體系改革，今年新增各學(xué)院維度的統(tǒng)計指標(biāo)，如果按照之前的做法，每個學(xué)院會生成近千行SQL代碼，總共30多個學(xué)院的代碼將非常冗余且重復(fù)，因此，將財務(wù)統(tǒng)計語言翻譯成高效簡潔的SQL語句是數(shù)據(jù)中心需要解決的難點之一。

數(shù)據(jù)中心的解決方案主要分兩個步驟：第一，根據(jù)公式規(guī)律統(tǒng)一生成統(tǒng)計SQL模板，其中對分學(xué)院統(tǒng)計條目進行特殊處理;第二，將數(shù)據(jù)表同步至大數(shù)據(jù)分享平臺的hive表，以便后續(xù)分布式執(zhí)行統(tǒng)計語句。具體來說，對于分學(xué)院統(tǒng)計條目來說，如各學(xué)院可統(tǒng)籌收入統(tǒng)計報表，我們會生成兩張表，一張表存儲每個統(tǒng)計子項代碼對應(yīng)的模板SQL，這里的模板SQL會把所有學(xué)院共同的統(tǒng)計邏輯歸并，并將不同之處（如學(xué)院代碼）進行通配符代替，從而生成模板SQL表;另一張表存儲了各個學(xué)院的名稱、對應(yīng)的編碼以及需要統(tǒng)計的子項編號。將這兩張表每日以覆蓋表的形式全量同步至hive表，為后續(xù)分布式執(zhí)行統(tǒng)計任務(wù)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.分布式、多線程批量執(zhí)行統(tǒng)計任務(wù)

到目前為止，大數(shù)據(jù)共享平臺已經(jīng)包含了財務(wù)數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)表、SQL模板表以及學(xué)院-子項統(tǒng)計關(guān)聯(lián)表。然而，串行的執(zhí)行這些SQL仍然會花費較長時間。因此，我們利用spark程序，分布式、多線程批量地執(zhí)行SQL語句任務(wù)，目前單個任務(wù)同步執(zhí)行5600條以上SQL只需5分鐘就可完成。具體來說，整個執(zhí)行統(tǒng)計任務(wù)的流程圖如圖2所示。

首先，讀取學(xué)院-子項統(tǒng)計關(guān)聯(lián)表并轉(zhuǎn)化為rdd形式，然后利用flatmap算子將統(tǒng)計子項iid進行展開;其次，讀取統(tǒng)計項模板SQL表并轉(zhuǎn)化為rdd形式，然后將該rdd與之前關(guān)聯(lián)表展開后rdd進行關(guān)聯(lián)算子join，生成學(xué)院信息-統(tǒng)計子項信息-模板SQL寬表rdd;對寬表rdd進行重定義分區(qū)，修改分區(qū)個數(shù)，并對每個分區(qū)進行多線程并發(fā)執(zhí)行SQL，包括根據(jù)學(xué)院編號替換模板SQL 中的通配符、執(zhí)行sparkSQL以及將執(zhí)行結(jié)果存入數(shù)組中;對每個分區(qū)執(zhí)行的結(jié)果進行合并，并將最終結(jié)果轉(zhuǎn)化成dataframe形式，最終存入輸出hive表中。

4.結(jié)果多樣化展示

決策平臺與浙大統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)互通，根據(jù)不同人員類型分配不同報表查閱權(quán)限，目前平臺支持兩類用戶：一類是校領(lǐng)導(dǎo)層面;另一類是各院系副處級以上領(lǐng)導(dǎo)層面。

校領(lǐng)導(dǎo)登錄平臺后，可查閱5個頁面：

（1）歡迎頁：根據(jù)浙大整體財務(wù)情況進行匯總的圖形化展示，能讓校領(lǐng)導(dǎo)一目了然地了解學(xué)校近期財務(wù)概況。左上角為資產(chǎn)負(fù)債情況總覽，根據(jù)資產(chǎn)、凈資產(chǎn)、負(fù)債三種資產(chǎn)類型為橫軸，分年初余額與期末余額兩個維度形成柱形圖，柱狀圖支持點擊鉆取，點擊三種資產(chǎn)類型中的一個，頁面左下角會展示兩個柱狀圖，分別展示對應(yīng)子站類型的各項子項明細(xì)的年初余額和期末余額占比情況。頁面右上角為兩個儀表盤，顯示目前為止浙大整體收入/支出情況的預(yù)算數(shù)、執(zhí)行數(shù)以及預(yù)算執(zhí)行率，兩個儀表盤支持點擊鉆取，點擊收入或支出，頁面右下角會出現(xiàn)收入或支出的預(yù)算執(zhí)行明細(xì)，以柱狀和折線的組合圖展示，橫軸代表各項明細(xì)，縱軸代表預(yù)算數(shù)、執(zhí)行數(shù)以及完成率。

（2）資產(chǎn)負(fù)債表：以日報表格形式展現(xiàn)，包含資產(chǎn)、凈資產(chǎn)以及負(fù)債三部分的總體和每部分子項明細(xì)的年初余額和期末余額。支持Excel下載。

（3）預(yù)算收支執(zhí)行情況：日報表格形式展示，包括收入合計和支出合計兩部分。每部分包含若干子項，日報以每個子項的本期預(yù)算數(shù)、本期執(zhí)行數(shù)、預(yù)算執(zhí)行率三個維度進行統(tǒng)計。

（4）各院系財力表：日報表格形式展示，包括各學(xué)院的經(jīng)常性經(jīng)費、專項經(jīng)費以及創(chuàng)收經(jīng)費分配，并根據(jù)上年結(jié)余、預(yù)算收入、本年支出以及本年結(jié)余四個維度進行統(tǒng)計。其中每個院系的名稱作為超鏈接，點擊院系名稱可以跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)院系的主頁，其內(nèi)容會在下文介紹。

（5）各院系自籌經(jīng)費收入表：日報表格形式展示，包括各學(xué)院的科研收入、教育事業(yè)收入以及其他收入。科研收入分橫向與縱向，教育事業(yè)收入分學(xué)歷教育與非學(xué)歷教育。其中每個院系的名稱作為超鏈接，點擊院系名稱可以跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)院系的主頁，其內(nèi)容會在下文介紹。

各院系副處級以上領(lǐng)導(dǎo)登錄平臺后，可查閱4個頁面：

（1）歡迎頁：對各學(xué)院的財政狀況進行匯總的圖形化展示，能讓各院系領(lǐng)導(dǎo)可以一目了然，快速了解本學(xué)院財務(wù)概況。頁面左上角為兩個儀表盤，分別表示本學(xué)院今年中央財政專項和地方財政專項執(zhí)行進度，儀表盤下方為子表格，對中央財政專項和地方財政專項分年初結(jié)余、年初暫付款余額、本年下?lián)?、本年支出、期末余額以及暫付款余額六個維度進行統(tǒng)計。兩個儀表盤支持點擊鉆取，點擊其中一項，頁面左下角會展示相應(yīng)的財政專項子項執(zhí)行完成率柱狀圖，橫軸為子項名稱，縱軸為完成率。頁面右上方為四個餅圖，分別代表本學(xué)院可統(tǒng)籌收入總覽中的上年結(jié)余、預(yù)算撥入、本年支出以及本年結(jié)余情況，每個餅圖分別展示經(jīng)常性經(jīng)費、專項經(jīng)費以及創(chuàng)收經(jīng)費分配三部分占比。頁面右下角為本學(xué)院本年自籌經(jīng)費收入總覽柱狀圖。

（2）可統(tǒng)籌收入表：日報表格形式展現(xiàn)，包含經(jīng)常性經(jīng)費、專項經(jīng)費以及創(chuàng)收經(jīng)費分配三部分匯總。其中經(jīng)常性經(jīng)費包括公用經(jīng)費、人員經(jīng)費;公用經(jīng)費中分為教學(xué)業(yè)務(wù)費和日常運行經(jīng)費;教學(xué)業(yè)務(wù)費又包含本科生業(yè)務(wù)費、研究生業(yè)務(wù)費等。每個子項分上年結(jié)余、預(yù)算撥入、本年支出以及本年結(jié)余四個維度進行統(tǒng)計。另外，最細(xì)化的一層子項設(shè)置為超鏈接，點擊彈出對話框，顯示該子項中每個具體項目名稱、項目代號以及項目上年結(jié)余、預(yù)算撥入、本年支出和本年結(jié)余四個維度統(tǒng)計值。

（3）自籌經(jīng)費收入表：日報表格形式展現(xiàn)，包括教育事業(yè)收入、科研收入以及其他收入的本年和去年收入兩個維度統(tǒng)計值。其中教育事業(yè)收入又分為研究生學(xué)費、留學(xué)生學(xué)費等;科研收入分縱向和橫向;其他收入包括捐贈收入等。

（4）專項執(zhí)行進度情況表：日報表格形式展現(xiàn)，包括中央和地方財政專項兩部分，每部分又分為雙一流專項、科研專項等若干子項。每個子項根據(jù)年初結(jié)余、年初暫付款余額、本年下?lián)?、本年支出、期末余額以及暫付款余額六個維度進行統(tǒng)計。

四、結(jié)束語

高校大數(shù)據(jù)決策分析平臺建設(shè)是一項周期長、業(yè)務(wù)復(fù)雜的大工程，涉及到的數(shù)據(jù)量之大、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之多樣以及業(yè)務(wù)邏輯之復(fù)雜，都影響著最終決策平臺的成效。因此，應(yīng)該首先從具體業(yè)務(wù)場景出發(fā)，構(gòu)建面向主題的決策分析平臺，如本文中以財務(wù)報表為例進行財務(wù)決策平臺開發(fā)，然后循序漸進地建立通用的決策分析流程，從而全面進行決策分析平臺的建設(shè)。另外，除了將原始單純數(shù)字報表形式轉(zhuǎn)化為多樣化的圖表展現(xiàn)形式以外，分析決策平臺還需要具備數(shù)據(jù)挖掘分析功能，能通過業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)建模、模型訓(xùn)練與預(yù)測，從而更加智能地為決策者提供科學(xué)依據(jù)，協(xié)助其進行決策。

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（編輯：王曉明）