2024 年 12 月
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BJSS 帮助巴斯大学在 AWS 上以 90% 的准确率跟踪房间占用情况

了解 BJSS 和巴斯大学如何使用 AWS 云基础设施匹配物联网技术,针对空间利用情况和教学场所占用情况提供近乎实时的数据驱动型见解。

90%

衡量房间占用情况的准确率

10-15%

已清理的 Wi-Fi 数据的误差幅度

2 个月

开展试点工作的时间

实时

显示每个房间的占用情况

概览

位于英格兰西南部的巴斯大学希望更好地利用数据为整个校园的决策提供支持。它决定构建一个系统,利用 Wi-Fi 和物联网(IoT)数据更好地了解教学场所的占用情况。它希望以近乎实时的可视形式提供数据,以便深入了解房产管理、建筑项目和时间表策略。巴斯大学求助于 AWS 合作伙伴 BJSS 来帮助其在 Amazon Web Services(AWS)上构建系统。该项目证明,巴斯大学可以使用匿名、经过清理和处理的 Wi-Fi 数据,近乎实时地准确评估空间的使用情况。

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机会 | 利用准确的数据更好地进行决策

巴斯大学有一个宏伟的数据项目,希望通过在正确的时间为正确的人提供正确的数据来增强决策能力。它开始利用 AWS 探索研究、教育和空间管理领域中有关数据使用的业务用例。作为该项目的一部分,它希望收集关于有多少学生参加讲座和研讨会的准确数据。它还希望评估图书馆和学习场所的使用情况。更加出色的数据将改进有关新建筑的决策,并可以更好地利用现有设施。它甚至可以为在图书馆或其他地方寻找安静场所的学生提供近乎实时的数据来源。

场所利用情况存在一个问题,那就是将时间表数据与实际占用情况进行比较。以前,这依赖于静态时间表数据和对房间使用情况的人工观察,以及有关进入建筑的人数的数据。但是这些人工过程非常耗时。此外,这些结果是历史数据,显示的是场所的使用时间和方式,而不是其目前的状态。因此,巴斯大学研究了不同种类的传感器数据的使用。该大学在部分教学区域的入口处安装了断束探测器形式的传感器,同时还有来自 Wi-Fi 路由器的数据。它还考虑了二氧化碳监测器。但是,它不知道这些数据有多可靠或准确,也不知道其可用性如何。

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“非常感谢 BJSS 的敏捷性和灵活性。这是一个没有明确路线图的蓝天项目。”

Gavin Edwards
巴斯大学首席数据和技术官

解决方案 | 工作系统可近乎实时地直观显示教室占用情况

在 AWS 的推荐下,巴斯大学选择了与 BJSS 合作。巴斯大学首席数据和技术官 Gavin Edwards 说:“非常感谢 BJSS 的敏捷性和灵活性。这是一个没有明确路线图的蓝天项目,他们确实支持这一战略。”

首先,将 Wi-Fi 数据与放置在房间门口的来自断束探测器的数据进行比较。在添加了来自其他来源的传感器数据和现实观测结果后,团队意识到,经过一些清理和处理的 Wi-Fi 数据可以自行提供准确的结果。例如,当学生在课间休息时聚集在房间或阶梯教室外面时,可能会发生错误。该团队还手动绘制了房间内的 Wi-Fi 覆盖范围,以发现设备可能在两台路由器上注册的潜在盲点或交叉区域。尽管误差幅度为 10-15%,但这完全符合高等教育部门使用的四分位数房间占用率参数,即空房、25%、50%、75% 或已满房。

可使用各种 AWS 服务轻松扩展该解决方案。数据格式多种多样,必须进行匿名处理,并提取至在线时间序列数据库 Prometheus,然后再通过虚拟专用网络发送到 AWS。然后,会将数据提取到 AWS Fargate 中,后者将流量路由到一个三步流程中。首先将原始数据发送到标记为青铜Amazon Simple Storage Service(Amazon S3)存储桶。然后,使用 AWS GlueAmazon Athena 清理这些数据,并将其移入存储桶。最后,经过 AWS Glue 和 Amazon Athena 的处理和结构化后,将这些数据放入金存储桶中,成为精选的有用数据。

该解决方案的最后阶段以可视化和易于理解的格式向教职员工和学生近乎实时地显示数据。控制面板是使用 Time Series Grafana 构建的,尽管也可以使用包括 PowerBI 在内的许多其他平台。控制面板可以在平面图上显示数据,也可以以动画形式显示每个房间的占用情况。

成果 | 无需新建传感器网络即可收集准确的数据并进行分析

该团队正在对实时数据进行试点,并在短短 2 个月内近乎实时地显示占用情况。该项目成功表明,该团队可以以准确且经济的方式从现有数据来源中得出切实可行的见解。团队仅使用 Wi-Fi,通过清理和现实观察来改进其收集工作,准确率达到了 90%。

数据分析的一个令人惊讶的结果是,尽管空间利用情况与预期差不多,但模式却大相径庭。占用率低于时间表预测的水平,但占用活动(即学生和教职员工非正式地利用场所进行学习)比以前预计的要多。Gavin 表示:“这是一件好事,但重要的是要对这些数据进行验证。在我们针对房产和建筑做出决策时,它能更好地为我们提供信息。即,我们是需要更多的教学场所还是其它场所?”

该项目已经证明了该方法的有效性,无需专门的新传感器网络,即可以合理的成本收集、清理数据并将其转化为切实可行的见解。通过使用 AWS,该团队有信心构建一个仅需微小改动即可投入生产的系统。下一步就是获得正式批准,将这一方法推广到更多的房间和阶梯教室,以不断提高对整个校园空间使用情况的了解。

关于巴斯大学

巴斯大学成立于 1966 年。目前在校学生 20470 人,教职员工 1525 人。其目前的研究项目组合总价值达 1.93 亿英镑。巴斯大学在 2023 年教学卓越框架中获得了三金奖。在过去 10 年中,该校投资 4.5 亿英镑建设校园,图书馆、宿舍、体育设施以及艺术和管理大楼每天 24 小时开放。

关于 AWS 合作伙伴 BJSS

BJSS 是一家总部位于英国利兹的技术和工程咨询公司。该公司拥有 300 多项 AWS 认证和 10 个英国办事处,专注于卓越的技术和以客户为导向的交付文化服务。BJSS 以合作形式提供软件工程、数据和人工智能解决方案、技术和业务咨询、服务设计、云和平台服务以及用户体验解决方案,每天有数百万人使用这些解决方案。

使用的 AWS 服务

AWS Fargate

AWS Fargate 是一种无服务器、随用随付的计算引擎,可让您专注于构建应用程序,而无需管理服务器。

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AWS Glue

准备数据以获得优质结果是分析或机器学习项目的第一步。AWS Glue 是一项无服务器数据集成服务,可让数据准备更简单、更快、更便宜。

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Amazon Athena

借助 Amazon Athena,轻松灵活地就地分析 PB 级数据。

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Amazon S3

Amazon Simple Storage Service(Amazon S3)是一项对象存储服务,在可扩展性、数据可用性、安全性和能效方面业界领先。

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