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摘要:本发明涉及教务管理技术领域,公开了一种基于AI智慧校园的教务管理交互方法及系统,其方法包括以下步骤:通过深度学习技术和自然语言处理,从教育资料库中抽取专业术语、概念及其关系,构建教育知识图谱;运用联邦学习框架,允许不同学校或部门在不暴露原始数据的前提下共同训练模型,结合差分隐私技术,保护数据查询和统计时的个人隐私,同时采用同态加密的加密计算手段,在不解密状态下进行数据处理。本发明通过数据集成平台打破信息孤岛,能够获取全面、实时的数据,利用深度学习与聚类算法,能够自动识别并消除数据冗余,优化存储结构,加快数据处理速度,降低数据维护成本,提升数据质量,为教务管理提供更加可靠的数据基础。
主权项:1.一种基于AI智慧校园的教务管理交互方法,其特征在于,包括以下步骤:S100:通过深度学习技术和自然语言处理,从教育资料库中抽取专业术语、概念及其关系,构建教育知识图谱;S200:运用联邦学习框架,允许不同学校或部门在不暴露原始数据的前提下共同训练模型,结合差分隐私技术,保护数据查询和统计时的个人隐私,同时采用同态加密的加密计算手段,在不解密状态下进行数据处理;步骤S200为数据安全下的跨域融合,包括以下步骤:S201,确定全局模型的初始参数,确定参与方的数量以及每个参与方的本地数据集;其中,为全局模型的初始参数,包含模型中所有可学习参数的初始值,为参与联邦学习的客户端数量,为第个客户端所拥有的本地数据集;S202,每个参与方在本地数据集上执行多个梯度下降步骤,得到模型更新量:;其中,反映了本地数据集对模型参数的影响,为第个客户端在本地数据集上训练后产生的模型更新量,是通过计算损失函数关于模型参数的梯度得到的;为模型参数关于本地数据集上的损失函数的梯度;S203,在每一轮迭代结束后,中心服务器收集所有参与方的更新量,并根据各参与方数据集的大小按比例聚合更新,计算新的全局模型参数: ;中心服务器将更新后的全局模型参数广播给所有参与方,开始下一轮迭代;其中,为下一轮迭代的全局模型参数,为当前轮次的全局模型参数,为第个客户端数据集的大小,为所有客户端数据集的总大小,用于计算权重;S204,如果两个相邻的数据集和之间的差异只有一条记录,且任何查询机制满足:;对于所有可能的输出集合,则称对提供了差分隐私保护,其中,是隐私预算,代表的是概率函数,表示算法在数据集上运行时产生输出属于集合的概率,而则是在数据集上产生相同类型输出的概率;在每次模型更新或数据查询前,通过拉普拉斯机制添加噪声: ;其中,为加入差分隐私后的模型更新量,为拉普拉斯机制添加的随机噪声,其中是敏感度的倒数;S205,在数据交换或远程计算前,对数据进行同态加密;对于加法同态加密,数据和被加密为和,然后在不解密的情况下进行加法操作:;其中,使用公钥对数据进行同态加密的结果,为使用私钥进行解密的函数,为用于同态加密的模数,使加密运算在有限域内进行;S300:设计动态权限管理机制,根据用户角色和即时需求自动调整访问权限,同时部署智能审计系统,自动记录和分析数据访问日志,快速识别异常行为;步骤S300为动态权限管理与智能审计,包括以下步骤:S301,设用户集合为,其中每个用户具有特定的角色,角色集合记作,建立一个的权限矩阵,其中表示用户对角色的权限级别;S302,当用户的角色从变为,权限矩阵需要更新,假设角色和对应的权限向量分别为和,则更新过程表示为:;S303,当用户发起数据访问请求时,检查其当前权限是否满足数据访问要求;如果,则允许访问;否则拒绝;S304,每次数据访问都记录为日志项,包含访问时间,用户,访问的数据类型,以及访问结果,日志项的集合记为;使用异常检测算法分析日志项的集合,识别潜在的异常行为;假设正常行为模式为,异常行为表示为偏离正常行为模式的行为集合;S305,对于检测到的异常行为,系统会自动触发报警,并根据预设的响应策略采取行动;响应策略是一个决策树或规则集合,指导处理不同的异常情况;S306,根据历史数据和异常检测结果,定期优化权限分配策略和审计策略;通过机器学习模型实现,机器学习模型的输入为日志项的集合和异常行为集合,输出为优化后的权限矩阵和响应策略;S400:构建教务管理交互平台,通过深度理解和预测用户需求,提供定制化服务。
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