基于Web和GIS的大型儀器開放共享管理平臺(tái)建設(shè)

蔣國(guó)斌 ，徐 波 ，徐 莉

（1.南京林業(yè)大學(xué)理學(xué)院，江蘇南京 210037；2.南京林業(yè)大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心，江蘇南京 210037；3.南京林業(yè)大學(xué)現(xiàn)代分析測(cè)試中心，江蘇南京 210037）

0 引言

大型儀器是儀器設(shè)備管理的重要組成部分，是一所學(xué)校科研水平和教學(xué)能力的體現(xiàn)。南京林業(yè)大學(xué)大型精密儀器和優(yōu)質(zhì)資源較多，截至2010年擁有大型儀器530臺(tái)套，總金額約1.4億元，廣泛分布于全校各學(xué)院學(xué)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，基本處于各自為陣、分割使用的狀況［1］。由于這些儀器信息共享的缺乏以及地理位置的分散，各單位之間的設(shè)備信息成為一個(gè)個(gè)“信息孤島”，成為大型儀器利用效率提高的一個(gè)瓶頸［2］。針對(duì)儀器資源閑置浪費(fèi)、使用效益較低的現(xiàn)狀，學(xué)校2011年成立了現(xiàn)代分析測(cè)試中心，將大型儀器采用托管等多種形式集中統(tǒng)一管理，借助江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科和協(xié)同創(chuàng)新中心建設(shè)的契機(jī)，從創(chuàng)新管理體制等多方面入手，加快探索和建設(shè)大型儀器開放共享管理平臺(tái)。

南京林業(yè)大學(xué)現(xiàn)代分析測(cè)試中心是大型儀器有效利用和管理的平臺(tái),是為學(xué)校教學(xué)和科研服務(wù)的公共分析測(cè)試平臺(tái)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的發(fā)展，為提高分散在各處的大型儀器利用率建立管理平臺(tái)成為可能，2012年，學(xué)校大型儀器開放共享管理平臺(tái)正式啟用。作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，儀器共享平臺(tái)設(shè)專門負(fù)責(zé)人進(jìn)行管理，并對(duì)所有入網(wǎng)儀器采用有償使用、開放補(bǔ)貼的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，鼓勵(lì)各學(xué)院學(xué)科將大型儀器托管至開放共享平臺(tái)，由現(xiàn)代分析測(cè)試中心統(tǒng)一使用管理。大型儀器開放共享管理平臺(tái)的核心內(nèi)容是將分散的大型儀器集中式管理、分布式服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)大型儀器資源的開放和共享，為廣大師生提供一個(gè)開展科技創(chuàng)新活動(dòng)的高效平臺(tái)。目前，開放共享管理平臺(tái)購(gòu)置和整合了49臺(tái)大型分析儀器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)實(shí)行網(wǎng)上預(yù)約和一站式分析測(cè)試，標(biāo)志著大型儀器的使用和管理水平提升到新層次。

1 系統(tǒng)模塊

考慮到網(wǎng)站的可擴(kuò)展性，儀器共享平臺(tái)網(wǎng)站采用三層B/S（Browser/Server）模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和GIS技術(shù)，后臺(tái)為SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)，采用 J2EE 架構(gòu)，涉及 Java，JSP，Servlet，JSF，Ajax，ArcGIS Server等編程技術(shù)和相關(guān)軟件開發(fā)技術(shù)［3］。對(duì)外部提供Web服務(wù)和GIS空間分布查詢，滿足不同用戶的分布式訪問。用戶通過(guò)Internet訪問儀器共享平臺(tái)，進(jìn)行儀器信息的查詢、更新及儀器使用申請(qǐng)和審批，查看大型儀器的空間分布、共享使用情況等。為保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性、可擴(kuò)展性，系統(tǒng)以微軟的SQL2008為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，使用當(dāng)前先進(jìn)的系統(tǒng)平臺(tái)、面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法、可視化的開發(fā)工具開發(fā)完成儀器管理平臺(tái)網(wǎng)站。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能設(shè)計(jì)

用戶可以通過(guò)Web瀏覽開放共享管理平臺(tái)信息，包括平臺(tái)簡(jiǎn)介、政策法規(guī)、儀器搜索、注冊(cè)登錄、共享預(yù)約、服務(wù)指南、在線聯(lián)系等。（1）平臺(tái)簡(jiǎn)介：共享平臺(tái)基本情況概述；（2）政策法規(guī)：上級(jí)部門和學(xué)校相關(guān)規(guī)章制度；（3）儀器搜索。按照儀器名稱、所屬分室、所屬房間、所屬學(xué)院、所屬中心等條件搜索儀器；（4）注冊(cè)登錄：訪問者注冊(cè)和登錄使用的界面，包括系統(tǒng)管理者、儀器管理者、儀器使用者3種登錄身份；（5）共享預(yù)約：羅列了所有預(yù)約清單，包含預(yù)約人、預(yù)約儀器、預(yù)約時(shí)間段、審核狀態(tài)、導(dǎo)師姓名等信息，還包含儀器使用率、儀器及價(jià)位的排名等；（6）服務(wù)指南：相關(guān)儀器的使用操作規(guī)程及送樣要求等；（7）在線聯(lián)系：提供在線留言和交流的渠道。

2.2 儀器分布

GIS是提供一種管理、查詢、定位儀器設(shè)備的方法。儀器共享平臺(tái)基于地理位置信息實(shí)現(xiàn)定位，通過(guò)使用GIS技術(shù)建立學(xué)校電子地圖，將各樓群范圍的大型儀器顯示到系統(tǒng)上，并可根據(jù)儀器查詢具體位置和覆蓋范圍［4］。通過(guò)在儀器中添加地理位置信息，能實(shí)時(shí)定位各儀器設(shè)備的樓群位置信息，解決大型儀器在共享平臺(tái)系統(tǒng)中的顯示、定位、統(tǒng)計(jì)等問題。用戶可以通過(guò)電子地圖查看全校共享儀器的分布情況，在地圖上選擇相應(yīng)的位置可以查詢儀器的詳細(xì)信息列表，選擇使用距離較近的儀器等。

2.3 數(shù)據(jù)安全

由于網(wǎng)絡(luò)的開放性，數(shù)據(jù)的安全性和隱秘性已成為不可忽視的重要問題，也是系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮的重點(diǎn)。以系統(tǒng)管理者身份負(fù)責(zé)對(duì)全體操作人員進(jìn)行管理和維護(hù)，根據(jù)不同角色的操作人員進(jìn)行權(quán)限設(shè)定，制定相應(yīng)的權(quán)限菜單。對(duì)于重要和關(guān)鍵的數(shù)據(jù)應(yīng)采用加密處理。系統(tǒng)采用MD5和DES兩種方式加密，即使加密者自身也無(wú)法取得被加密的信息，能提高試驗(yàn)數(shù)據(jù)和信息的安全性［5］。

2.4 使用辦法

用戶通過(guò)Web網(wǎng)絡(luò)訪問平臺(tái)，使用系統(tǒng)前進(jìn)行注冊(cè)和登錄。系統(tǒng)設(shè)置3種登錄身份：系統(tǒng)管理者（職能部門管理人員）、儀器管理者（儀器所在單位的管理人員）、儀器使用者（申請(qǐng)使用儀器的廣大師生）。以不同身份登錄后會(huì)進(jìn)入不同的管理界面，可以進(jìn)行相應(yīng)的功能操作。儀器使用者登錄平臺(tái)后，對(duì)需要申請(qǐng)使用的儀器在了解詳細(xì)資料后進(jìn)行預(yù)約申請(qǐng)，填寫相關(guān)信息后提交申請(qǐng)，等待儀器管理者審核；還能進(jìn)行即時(shí)狀態(tài)查詢，給儀器管理者留言或?qū)崟r(shí)互動(dòng)交流等。儀器管理者除對(duì)預(yù)約申請(qǐng)人員進(jìn)行審核和交流外，還可通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行繳費(fèi)查詢、儀器信息維護(hù)、查詢統(tǒng)計(jì)等事務(wù)。系統(tǒng)管理者可以對(duì)全校包括現(xiàn)代分析測(cè)試中心和各單位托管的儀器進(jìn)行使用情況、共享情況、經(jīng)費(fèi)來(lái)源等統(tǒng)計(jì)分析。

3 共享平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

3.1 儀器使用程序化、高效化

儀器使用者和儀器管理員均可通過(guò)大型儀器共享平臺(tái)，在系統(tǒng)安排下有序地工作。樣品測(cè)試前，儀器使用者首先通過(guò)Web訪問儀器提出預(yù)約申請(qǐng)，根據(jù)每臺(tái)儀器的不同要求填寫送樣單，儀器管理員根據(jù)實(shí)際情況對(duì)“待審核”的預(yù)約紀(jì)錄進(jìn)行審核。開放共享管理平臺(tái)為每臺(tái)大型儀器安排的工作在儀器管理員的計(jì)算機(jī)上就是一系列的預(yù)約清單，包括“已審核”和“待審核”的所有預(yù)約。儀器管理員對(duì)日處理樣品數(shù)量進(jìn)行設(shè)定，超出范圍，儀器使用者可以取消或順延預(yù)約。如果預(yù)約的分析測(cè)試要求得不到完全滿足，儀器管理員可以通過(guò)系統(tǒng)留言給儀器使用者，重新安排時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。因此，系統(tǒng)自動(dòng)為每臺(tái)儀器安排了一張工作表，將當(dāng)日需要處理的預(yù)約全部排列出來(lái)，儀器管理員只要按程序、按順序逐個(gè)完成分析測(cè)試工作，無(wú)需再對(duì)著一大堆突如其來(lái)的樣品無(wú)從下手，完全可以自行掌握和安排分析測(cè)試進(jìn)程。通過(guò)大型儀器開放共享管理平臺(tái)的應(yīng)用，可以確保大型儀器處于有序和高效的使用狀態(tài)，大大提高了使用率。

3.2 儀器管理規(guī)范化、自動(dòng)化

這些大型儀器原先都分散在各學(xué)院學(xué)科研究室或教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心，分散使用管理，利用效率不高，很少對(duì)儀器的使用狀況進(jìn)行評(píng)估和總結(jié)。很多老師和學(xué)生不了解學(xué)校究竟有哪些大型儀器，儀器都在哪里，誰(shuí)負(fù)責(zé)這些儀器，甚至學(xué)校有儀器，但還到校外聯(lián)系測(cè)試，大大浪費(fèi)了資源和時(shí)間。將大型儀器托管在現(xiàn)代分析測(cè)試中心集中使用管理后，通過(guò)大型儀器開放共享管理平臺(tái)的運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)Web、GIS系統(tǒng)的突出優(yōu)點(diǎn)，儀器使用者不僅可以查詢?nèi)４笮蛢x器的名稱，得到儀器的型號(hào)、技術(shù)參數(shù)及功能等詳細(xì)資料，而且還能了解儀器的使用狀況、樣品分析要求、收費(fèi)細(xì)則等。儀器管理員可以對(duì)所有儀器進(jìn)行全面的信息查詢，包括開關(guān)機(jī)狀態(tài)、需處理樣品的數(shù)量和時(shí)間段分布、某時(shí)間段內(nèi)收費(fèi)情況及明細(xì)等。儀器共享平臺(tái)具有強(qiáng)大的統(tǒng)計(jì)功能。系統(tǒng)管理者可以統(tǒng)計(jì)每臺(tái)大型儀器在設(shè)定時(shí)間段所有測(cè)試樣品的情況，如開機(jī)時(shí)間、測(cè)定樣品時(shí)間、預(yù)約次數(shù)、機(jī)時(shí)效率和儀器完好率、收費(fèi)記錄等信息；也可以統(tǒng)計(jì)每位教師在設(shè)定時(shí)間段所有儀器測(cè)試樣品的情況，包括時(shí)間、儀器、預(yù)約、收費(fèi)等信息；還可以通過(guò)歷史記錄統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間內(nèi)收費(fèi)記錄及明細(xì)。這樣，儀器的利用率和使用狀況都真實(shí)地通過(guò)共享平臺(tái)體現(xiàn)出來(lái)。

大型儀器開放共享管理平臺(tái)的使用，增進(jìn)了對(duì)外的交流聯(lián)系，增加了樣品測(cè)試數(shù)量。很多校外單位通過(guò)共享平臺(tái)了解到學(xué)校先進(jìn)的分析儀器，委托送樣到學(xué)校現(xiàn)代分析測(cè)試中心進(jìn)行分析測(cè)試，在提高儀器使用率和測(cè)試收入的同時(shí)拓展了大型儀器的社會(huì)服務(wù)功能。

4 結(jié)語(yǔ)

按照大型儀器開放共享管理平臺(tái)建設(shè)的目標(biāo)，堅(jiān)持依托學(xué)科有償使用、相對(duì)集中、專管共用、開放共享的原則，堅(jiān)持為教學(xué)、科研、社會(huì)服務(wù)的原則，南京林業(yè)大學(xué)現(xiàn)代分析測(cè)試中心以優(yōu)勢(shì)學(xué)科和協(xié)同創(chuàng)新中心建設(shè)為契機(jī)，運(yùn)用Web和GIS技術(shù)手段，建立了大型儀器開放共享管理平臺(tái)，提升了使用效益和管理水平。以后應(yīng)加強(qiáng)與江蘇省大型科學(xué)儀器協(xié)作共用網(wǎng)及其他儀器共享機(jī)構(gòu)的對(duì)接與聯(lián)絡(luò)，設(shè)立大型儀器專項(xiàng)基金，完善考核評(píng)比體系，擴(kuò)大開放共享范圍，由內(nèi)至外、由少至多、循序漸進(jìn)地建設(shè)，最終達(dá)到資源共享、提高使用效益的目的。

［1］蔣國(guó)斌，朱麗珺.高校大型儀器設(shè)備開放共享平臺(tái)建設(shè)探析［J］.長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2011（10）：157-159.

［2］范朝陽(yáng)，石彥君.加強(qiáng)大型儀器設(shè)備管理的途徑［J］.中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2007（12）：178-179.

［3］岳文輝，虞乃而，吳健平，等.基于GIS儀器共享平臺(tái)的建設(shè)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2010（6）：178-181.

［4］黃小華，嚴(yán)峰.GIS在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備管理中的應(yīng)用［J］.中興通訊技術(shù)，2006（1）：33-39.

［5］王建春.基于Web的試驗(yàn)儀器管理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011（4）：92-94.