翁錦樂，潘威華，王梓東，何韋穎，李梓敬

（廣州理工學院 計算機科學與工程學院，廣東 廣州 510540)

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和政策的支持，社會上涌現(xiàn)了許多志愿服務(wù)平臺，如i志愿、志愿匯等。這些平臺為人們參與社會志愿服務(wù)提供了眾多的志愿服務(wù)信息渠道，方便了人們參與社會志愿服務(wù)。同時，這些志愿服務(wù)屬于勞動活動組成的一部分，也是勞動活動的另一種體現(xiàn)方式。

勞動素質(zhì)實踐活動是新時代對高校的新要求，是全面發(fā)展高校育人體系的重要組成部分，是大中小學需要開展的勞動實踐活動。因此各大高校開展了勞動素質(zhì)實踐活動，培養(yǎng)學生的勞動素養(yǎng)[1-4]，加強學生的勞動服務(wù)意識。當下，勞動素質(zhì)實踐活動面向的對象是學生，而社會志愿服務(wù)用戶對象是全體社會人員。這兩者之間存在著包含的關(guān)系，如何將社會志愿服務(wù)平臺的志愿服務(wù)和高校的勞動素質(zhì)實踐活動管理結(jié)合起來，是當下亟待解決的問題。與此同時，許多高校仍采用傳統(tǒng)的線下管理方式，這種管理方式存在著管理效率低、人工時間成本投入高、勞動素質(zhì)實踐活動核實困難、活動管理難、勞動學時認定難等問題。

此文提供了一種以多維度數(shù)據(jù)采集與融合的方式來設(shè)計勞動管理系統(tǒng)，通過提供高效的勞動素質(zhì)實踐活動管理方式，結(jié)合信息化技術(shù)，將勞動素質(zhì)管理從線下轉(zhuǎn)為線上，建立在線勞動實踐活動管理平臺，實現(xiàn)勞動學時統(tǒng)計、核實、管理等功能，提高勞動素質(zhì)實踐活動的效率和質(zhì)量，將社會志愿服務(wù)和高校勞動素質(zhì)實踐活動結(jié)合起來，為學生提供更多的志愿服務(wù)機會，培養(yǎng)學生的社會責任感和公民意識。

1 系統(tǒng)整體架構(gòu)

系統(tǒng)使用基于MVC 的三層架構(gòu)模式進行分層，將整個系統(tǒng)應(yīng)用分別劃分為：視圖層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.1 視圖層

視圖層作為系統(tǒng)中的一個重要組成部分，負責將服務(wù)端傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式化并展示給用戶。它實現(xiàn)了UI 邏輯與業(yè)務(wù)邏輯的分離，從而實現(xiàn)了前后端分離。視圖層包括數(shù)據(jù)展示、用戶交互、數(shù)據(jù)驗證、界面設(shè)計等功能。該層分為小程序和PC 端，通過小程序終端和PC終端提供需要的交互界面為用戶提供視圖。這種分離出視圖層的方式，使得系統(tǒng)頁面UI渲染與業(yè)務(wù)邏輯相互解耦，用戶只關(guān)注視圖層的數(shù)據(jù)和操作，研發(fā)雙端只需要遵循協(xié)議即可完成交互過程，大大降低了系統(tǒng)的維護成本，提高了開發(fā)效率。

1.2 業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層是應(yīng)用程序的核心業(yè)務(wù)邏輯處理層，它負責接收視圖層發(fā)送來的請求，并進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理、邏輯計算等操作，最終返回結(jié)果給視圖層。系統(tǒng)通過業(yè)務(wù)層將復雜的業(yè)務(wù)邏輯如報名活動、退選活動、申請活動、審核活動、發(fā)布活動、認定學時、導入學生數(shù)據(jù)和信息等，進行統(tǒng)一處理和組織，使得應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)更加清晰、易于管理和維護。

在系統(tǒng)應(yīng)用過程中，業(yè)務(wù)層通常需要同時操作多個數(shù)據(jù)表，表與表之間可能存在復雜的關(guān)系。當視圖層需要處理這些復雜的數(shù)據(jù)時，需要將數(shù)據(jù)送往業(yè)務(wù)邏輯層完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的處理，以便保證請求能夠正確地被處理，從而保證業(yè)務(wù)邏輯的正確性和數(shù)據(jù)的一致性。

1.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是負責管理應(yīng)用程序中所有數(shù)據(jù)的層級，主要包含了數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)訪問和數(shù)據(jù)處理等相關(guān)的功能[5]，將業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)源之間進行解耦，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效和可靠訪問。

系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)層采用Mysql 和Redis 存儲和管理結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，如用戶信息、學時信息、角色信息、行為日志、菜單列表、活動信息、學生與活動關(guān)聯(lián)信息等。當系統(tǒng)需要調(diào)用數(shù)據(jù)時，該層會先將數(shù)據(jù)傳遞到業(yè)務(wù)層進行邏輯處理，再展示到視圖層。當系統(tǒng)接收到用戶的數(shù)據(jù)存儲請求時，數(shù)據(jù)會先經(jīng)過業(yè)務(wù)層進行邏輯處理，再根據(jù)數(shù)據(jù)類型調(diào)用數(shù)據(jù)層的不同數(shù)據(jù)存儲接口，將信息保存到數(shù)據(jù)庫中。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

2.1.1 PC終端

表1 PC終端技術(shù)作用表

2.1.2 微信小程序終端

表2 微信小程序終端技術(shù)作用表

2.1.3 服務(wù)終端

表3 服務(wù)端技術(shù)作用表

2.2 系統(tǒng)角色設(shè)計

系統(tǒng)共設(shè)置了5種角色，分別為學生、教師、書記、學生處職工、系統(tǒng)管理員，如表4所示。

表4 角色解釋對照表

2.3 系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計

系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯分為活動審批認證流程、學生活動報名考勤流程兩部分。整體系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯流程圖

2.3.1 活動審批認證

活動審批認證流程中，教師在PC終端創(chuàng)建活動，通過Axios 發(fā)起活動申請審批網(wǎng)絡(luò)請求，服務(wù)端接收到請求并校驗后即可通過Mybatis 在Mysql 數(shù)據(jù)庫生成相對應(yīng)的活動信息。同樣，學生處職工通過請求Restful接口查詢教師發(fā)起的活動申請，服務(wù)端接收到請求以后，查詢數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，最后使用Fastjson處理數(shù)據(jù)并返回給前端，前端渲染完數(shù)據(jù)以后即可進行審批，對照活動信息，根據(jù)活動實際內(nèi)容進行通過或者駁回操作網(wǎng)絡(luò)請求，確保活動的合理性和規(guī)范性。

當申請的活動獲得學生處職工審核通過時，教師可在系統(tǒng)中對活動細節(jié)進行補充并發(fā)布該活動。整個活動提交和審批過程中，都會使用Spring Security對用戶權(quán)限進行校驗。

當學生完成活動報名后，教師需要對報名人員進行篩選和確認名單，以便更好地安排后續(xù)的考勤和學時認定任務(wù)。教師在活動開展前須發(fā)布考勤任務(wù)，在活動結(jié)束后，教師需要根據(jù)實際情況對活動參與人進行認定學時。

2.3.2 活動報名

學生可以在教師發(fā)布活動后，系統(tǒng)通過RabbitMQ向?qū)W生群體發(fā)送異步通知消息。同時，學生用戶可以在微信小程序終端中查詢活動信息和報名活動，為了構(gòu)建一個高可用高并發(fā)的服務(wù)，對活動報名接口的數(shù)據(jù)進行Redis 緩存，再使用Spring-Boot 的ReentrantLock 對每個活動設(shè)置線程鎖，最后使用ConcurrentHashMap進行緩存活動的鎖，實現(xiàn)高并發(fā)報名。

學生根據(jù)自己的實際情況選擇報名參加活動，小程序端通過接口wx.request 發(fā)送Resuful 網(wǎng)絡(luò)請求，Spring-Boot 服務(wù)端接收到數(shù)據(jù)以后就會進行處理，最后等待發(fā)布活動的教師篩選。當學生報名活動被成功錄用，即可等待活動的開展。在活動開展過程中，學生需要參與考勤以確保學時認定的準確性和完整性。

2.4 系統(tǒng)功能模塊

在系統(tǒng)中，系統(tǒng)功能模塊劃分為父子模塊。劃分出的模塊主要圍繞活動、用戶和學時三大主要功能展開。在這些父模塊之下，還有針對特定業(yè)務(wù)和功能的眾多子模塊，通過這些子模塊之間的調(diào)用和協(xié)同，形成了完整的父模塊功能，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)核心功能模塊圖

2.4.1 活動認定機制

系統(tǒng)的活動涉及社會志愿服務(wù)活動和校內(nèi)活動，需要建立不同的認定機制。對于學生參加校外的服務(wù)志愿活動，需要遵循校外社會志愿活動學時規(guī)則建立一套活動認定機制，根據(jù)學生所參與的服務(wù)內(nèi)容、學時等要素進行認定，并將符合條件的服務(wù)認定為高校勞動素質(zhì)實踐活動學時，最終納入勞動素質(zhì)實踐活動管理中。同時，對于系統(tǒng)內(nèi)部的活動服務(wù)學時，也需要建立一套活動認定機制。活動負責人需要對報名后未到場或中途離開的情況進行核實和確認，以便更好地保證學時的公正性和有效性。

主要技術(shù)設(shè)計流程：學生參與完活動以后，教師通過發(fā)送Axios 請求向獲取學生報名數(shù)據(jù)，前端獲取數(shù)據(jù)以后通過ElementUI 進行數(shù)據(jù)渲染，教師確定學時無誤后，發(fā)送確認請求。后端拿到請求數(shù)據(jù)，通過使用多線程的模式對每個線程進行數(shù)據(jù)校驗，校驗無誤后，通過MybatisPlus 的BatchUpdate 方法批量更新數(shù)據(jù)，若無此過程無產(chǎn)生異常，則活動認定流程結(jié)束。

2.4.2 數(shù)據(jù)采集與融合機制

為了解決其他志愿服務(wù)平臺沒有開放接口數(shù)據(jù)給第三方接入的問題，系統(tǒng)采用了統(tǒng)一映射關(guān)系建立學時采集表的方式，通過抓取其他平臺數(shù)據(jù)、其他平臺管理員導出數(shù)據(jù)、學生自我上報、教職工提供數(shù)據(jù)等不同維度的方式采集數(shù)據(jù)，由業(yè)務(wù)相關(guān)負責人采集完數(shù)據(jù)后，再由系統(tǒng)管理員同步融合到系統(tǒng)，實現(xiàn)將學生已完成的勞動實踐活動同步到系統(tǒng)中，避免重復的勞動。

主要技術(shù)設(shè)計流程：管理員拿到學時采集表以后，在前端通過使用el-upload 組件上傳表格文件，服務(wù)端接口使用MultipartFile 參數(shù)接收數(shù)據(jù)。對一些基本數(shù)據(jù)校驗無誤以后，使用Apache的POI工具對表格數(shù)據(jù)項進行提取，同時為了提高系統(tǒng)處理能力，該部分使用多線程。所有數(shù)據(jù)項都提取完畢后，即可入庫。如果在導入數(shù)據(jù)的過程中出現(xiàn)錯誤，系統(tǒng)將會生成UUID唯一標識碼，然后將錯誤信息使用Redis緩存起來，供管理員后續(xù)查詢具體失敗信息。

2.4.3 活動考勤機制

系統(tǒng)提供了一種活動考勤機制，用于保障學生參與活動并進行學時認證。該機制通過在活動中進行考勤，能夠提高學生的參與度和活動管理效率；保證學時數(shù)據(jù)的準確性和完整性；增強學生的勞動素質(zhì)意識和實踐能力。教師發(fā)布任務(wù)時可以選擇多種考勤方式。系統(tǒng)以人臉識別為主要考勤方式。

人臉識別技術(shù)是一種高效的生物識別技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。在考勤中，人臉識別技術(shù)有以下優(yōu)點：

1) 具有高精度和高可靠性。通過采集學生的面部信息，并進行比對和匹配，可以準確地識別學生身份并記錄其考勤情況。相比傳統(tǒng)的考勤方式，如簽到表或考勤卡，人臉識別技術(shù)不會受到時間、地點等因素的影響，更加準確和可靠。

2) 具有便捷性和安全性。通過使用攝像頭等設(shè)備進行身份驗證，可以提高考勤效率，實現(xiàn)自動化考勤管理，并避免了考勤過程中的接觸風險。

3) 具有靈活性和普適性。不同于其他生物識別技術(shù)需要特殊硬件設(shè)備，人臉識別技術(shù)只需要攝像頭即可實現(xiàn)，可以自動適應(yīng)學生面部特征變化，不受外部因素的影響，具有較強的靈活性。

主要技術(shù)設(shè)計流程：人臉采集階段，學生在小程序端通過JWT 獲取到Token，然后上傳自己的人臉圖片，將圖片轉(zhuǎn)換為Base64 之后通過wx.request 請求將圖片數(shù)據(jù)以及Token 發(fā)送到服務(wù)端，服務(wù)端識別Token有效且合法后再通過百度人臉識別API識別圖片是否屬于符合要求，是的話就將其人臉數(shù)據(jù)特征與用戶ID進行綁定，并存儲到數(shù)據(jù)庫中。在考勤階段，學生同樣實時上傳自己的人臉圖片到服務(wù)端，服務(wù)端通過API識別出人臉特征信息，再將此人臉特征與該用戶先前存儲的特征進行對比，如果對比成功，則返回考勤成功，否則將無法正常進行考勤。

2.4.4 漸進式預(yù)警機制

系統(tǒng)制定了一種漸進式的學時預(yù)警機制。該機制在學生大一時錄入學時數(shù)據(jù)后開始計算，學生需在規(guī)定日期前完成所有規(guī)定的勞動學時實踐活動。若學生未能達到要求，則在大三、大四時系統(tǒng)會自動觸發(fā)學時預(yù)警機制，通過微信服務(wù)號推送給學生預(yù)警通知。這種預(yù)警機制通過逐步累積學時量和漸進式的提醒方式，可以使學生更加重視勞動素質(zhì)培養(yǎng)并增強勞動實踐意識。

主要技術(shù)設(shè)計流程：服務(wù)端通過QuartzScheduler自動定時技術(shù)，每天自動掃描系統(tǒng)需要預(yù)警的學生，獲取到數(shù)據(jù)以后，通過Redis 設(shè)置一定的過期TTL，然后將待預(yù)警學生列表通過RabbitMQ 的指定Topic 和hashKey 發(fā)送異步消息到微信消息通知服務(wù)，當消息被消費以后，學生即可接收到來自系統(tǒng)的預(yù)警通知。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)部署實現(xiàn)方案

系統(tǒng)采用部署兩臺服務(wù)器的配置方案，分別為應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，兩臺服務(wù)器各自承擔著不同的功能。通過使用Nginx 實現(xiàn)負載均衡，可以將請求分發(fā)到不同的服務(wù)器上，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和處理能力。

應(yīng)用服務(wù)器采用了Docker 容器技術(shù)來部署Spring Boot項目，將應(yīng)用程序打包成一個獨立的容器，便于部署和管理。同時，Docker支持動態(tài)擴展容器數(shù)量，可以根據(jù)系統(tǒng)負載情況自動增加或減少容器數(shù)量，以滿足不同的需求。

數(shù)據(jù)中心服務(wù)器采用了MySQL和Redis 2種數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)存儲方案。MySQL 數(shù)據(jù)庫是一種海量數(shù)據(jù)存儲與管理技術(shù)，具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，可以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲和處理的需求。而Redis作為一種高性能的key-value存儲系統(tǒng)和NOSQL類型數(shù)據(jù)庫，為系統(tǒng)提供緩存容器，同時支持大規(guī)模的消息隊列操作，解決高并發(fā)等問題。

3.2 小程序用戶端

學生在程序端“活動中心”中可以查看報名的活動，并可以根據(jù)負責人篩選可報名的活動、查看活動詳情、確認報名活動、分享活動給他人。

學生可以在“我的活動”中查看自己參與的活動，了解所參與活動的詳細信息和最新動態(tài)。也可以進入個人信息模塊中管理個人基本信息和基礎(chǔ)服務(wù)。

3.3 Web管理端

系統(tǒng)Web管理端主要提供給教師（書記），學生處職工、系統(tǒng)管理員操作系統(tǒng)使用。根據(jù)用戶的角色不同，系統(tǒng)會顯示不同的功能模塊。以滿足不同角色的權(quán)限功能需求。

對于教師（書記）用戶，系統(tǒng)將提供以下功能模塊：

1) 數(shù)據(jù)總覽：該角色的此模塊可以展示當前教師（書記）角色用戶所發(fā)布的活動和管理的學生數(shù)據(jù)，為教師（書記）監(jiān)管班級和活動管理提供可視化數(shù)據(jù)；

他們正說著，扎洛回來了，他一進家門就高興地叫開了：阿爸——我抓到三只青蛙了。登子的臉呼地紅了，趕忙喝住扎洛：你沒看到張爺爺來了嗎？扎洛趕忙把破衣服里包的青蛙藏在身后，青蛙窸窸窣窣地跳著。扎洛只穿了件紅色的秋衣，兩邊的袖口都撕到了胳膊肘，右手大拇指上有個繭疤裂開了，血凍在傷口上，肥肥的褲腳上打了四五層補丁，膠鞋的鞋幫和鞋底幾乎一分為二，大半個腳掌露在外面。甲洛洛趕忙拉過孩子：快過來烤烤火。登子的臉一下暗了下來：小牛犢，快回去找你阿媽去。扎洛一溜煙跑了，甲洛洛看到孩子眼窩里有淚。

2) 活動管理：該角色的此模塊提供了教師（書記）角色用戶管理活動流程功能，用于在勞動學時活動過程中管理和跟蹤相關(guān)的操作。在該過程中有申請活動、發(fā)布活動、確認活動報名、學時認定、歷史活動記錄等操作和活動管理；

3) 學生管理：該角色的此模塊提供了教師（書記）角色用戶的帶班學生信息管理，用于管理和預(yù)警自己所帶班級的學生信息，預(yù)警未滿學時的學生，查看修滿學時學生的詳情。書記角色可以同步學生的其他平臺的勞動志愿時。

對于學生處職工用戶，系統(tǒng)將提供以下功能模塊：

1) 數(shù)據(jù)總覽：該角色的此模塊可以展示所有的教師（書記）角色用戶所發(fā)布的需學生處審批的活動和系統(tǒng)平臺的學生數(shù)據(jù)，為學生處職工用戶監(jiān)督和管理教師（書記）、學生提供可視化數(shù)據(jù)；

2) 活動管理：該角色的此模塊提供了學生處職工角色用戶活動流程審核和管理功能，用于在勞動學時活動審核過程中審核和跟蹤老師（書記）的相關(guān)操作。在該過程中有審核活動、查看發(fā)布活動、查看確認活動報名、查看已完成活動、歷史活動記錄等操作和活動管理；

3) 學生管理：該角色的模塊提供了全校學生信息管理，全校未滿學時學生預(yù)警管理，全校修滿學時學生的詳情。

對于系統(tǒng)管理員用戶，系統(tǒng)將提供以下功能模塊：

1) 系統(tǒng)管理：該角色的此模塊提供了系統(tǒng)的基本參數(shù)設(shè)置，可以對系統(tǒng)所有用戶進行管理、調(diào)整組織架構(gòu)、設(shè)置通知公告、系統(tǒng)操作日志審計等基本設(shè)置和管理；

2) 數(shù)據(jù)總覽：該角色的此模塊可以展示系統(tǒng)所有角色用戶和活動的數(shù)據(jù)大屏，為系統(tǒng)管理員監(jiān)管平臺提供可視化數(shù)據(jù)；

3) 系統(tǒng)統(tǒng)計：該角色的此模塊可以查看系統(tǒng)平臺的所有在線用戶，并可對可疑用戶進行強制退出系統(tǒng)操作。

4 結(jié)束語

本文提出了一種以多維度數(shù)據(jù)采集與融合的方式設(shè)計勞動管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)鹘y(tǒng)的課堂學習和勞動素質(zhì)實踐區(qū)分管理，專門服務(wù)于勞動素質(zhì)實踐活動，監(jiān)管勞動實踐活動的過程。該系統(tǒng)設(shè)計在解決傳統(tǒng)線下勞動實踐管理效率低、人工時間成本投入高、勞動素質(zhì)實踐活動核實、認定困難等問題的同時，能夠有效實現(xiàn)以學生為主體，教師和學生處職工作為輔助性管理，將勞動實踐活動過程管理與互聯(lián)網(wǎng)信息化相融合，形成勞動素質(zhì)實踐過程管理標準與預(yù)警機制，從而有助于提高學生的勞動意識。隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展和普及，未來，以多維度數(shù)據(jù)采集與融合的方式設(shè)計勞動管理系統(tǒng)將會更成熟和完善，相信未來以多維度數(shù)據(jù)采集與融合的方式來設(shè)計勞動管理系統(tǒng)能夠為勞動素質(zhì)實踐的活動管理提供更加便捷和高效的幫助。