高校大型儀器設備共享平臺的設計與實現

賀 　錦, 趙艷娥, 何　凌, 趙　琳

(北京交通大學 實驗室與設備管理處, 北京　100044)

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高校大型儀器設備共享平臺的設計與實現

賀 錦, 趙艷娥, 何凌, 趙琳

(北京交通大學 實驗室與設備管理處, 北京100044)

結合高校大型儀器設備對外開放共享工作的現狀,為實現大型儀器設備信息的完全共享、提高使用效益,提出了大型儀器設備共享平臺的功能需求及設計思路,開發了一套基于B/S結構的信息化管理平臺。

大型儀器設備; 共享平臺; 功能設計

隨著近年來國家對高校教育事業的投入不斷增加,以及學校制定的研究型大學的發展規劃,大型儀器設備的數量在儀器設備中所占的比重也隨之不斷增加,其在實驗教學、科研等方面的優勢也不斷凸顯。高校大型儀器設備作為提高實驗教學水平、推動科學研究的重要基礎條件,對其管理模式的研究應該不斷創新,科學管理,建設新型大型儀器設備共享平臺,以便充分發揮其效益、提高利用率,提升培養人才質量、提高科學研究水平。因此,基于實現大型儀器設備信息資源的完全共享的目標,建立高效的共享管理平臺,是高校大型儀器設備管理工作的重點之一[1]。

1　高校大型儀器設備共享管理的現存狀況

基于高校對大型儀器設備管理日漸重視的發展趨勢,大型儀器設備共享工作得到了不斷推進,目前,這項工作已經引起了國家的高度重視,頒布了相關文件[2-3],我校遵照文件精神,進一步推進了大型儀器設備開放共享工作。根據現在大型儀器設備開放共享運行的情況,總結出管理中存在的幾個問題。

1.1人工成本較大,耗時費力

由于缺乏一套合理的大型儀器設備開放共享平臺管理系統,現存開放管理設備所涉及的各項工作基本處于人工操作狀態。如對外的預約使用、時間安排；對內的機時統計、收費管理,以及開放共享過程所涉及的基礎信息介紹、使用績效管理、共享基金管理等各項工作,耗時費力,人工成本較大,給開放共享工作的進一步推進帶來了困難。

1.2缺少流程化管理,收費管理不規范

由于大型儀器設備開放共享處于人工管理的狀態,各項工作受到人為因素影響較大,缺乏對開放共享工作的科學規范的流程化管理,缺少對對外開放共享的準確嚴謹的預約計費管理監督。以我校現階段施行的大型儀器設備開放共享工作的管理流程為例,其運行過程中,對外公布共享信息、預約使用、機時安排、時間統計及收費管理等工作，均未按單線程的順序依次完成，在外界人為客觀因素的影響下,經常出現未經預約隨意使用或不按照預約時間使用的狀況,并且不能確保或驗證人工記錄的使用機時數據的準確性,導致學校努力建立的預約使用機制面臨失效的局面。

1.3信息公開不充分,受眾面較小

對外開放共享的大型儀器設備由于缺少一個有效的對外宣傳與傳播的平臺,使共享信息公開與流通不充分,譬如共享的大型儀器設備的名稱、規格型號、管理人員等信息沒能進行有效的公開傳播,尤其是針對學校外部的社會團體或企業,缺乏使其快速了解溝通的途徑[4-5]。基于共享信息傳播較為閉塞的發展現狀,對外開放共享設備基本處于小范圍內的交流及有效使用,未能達到預期的使用效率,難以充分發揮其使用效益。

2　共享平臺預期目標

大型儀器設備開放共享平臺在保證安全使用的前提下,實現大型儀器設備信息資源的完全共享,建立清晰的大型儀器設備共享管理體系,有效提高大型儀器設備的使用效率,充分發揮其使用效益。

2.1提高工作效率,節省人力資源

結合信息化管理手段,大型儀器設備共享平臺通過軟硬件結合的方式,將預約使用、時間安排、使用機時記錄等工作以計算機自動化的功能特點為基礎,自動預約記錄。用戶只需以網絡為傳播媒介,經共享平臺入口進入,選擇需要使用的設備在系統中還未被預約的時間段進行預約,并且系統可以自動記錄使用時間,最終由系統打印出有效的使用時間記錄表。所以,大型儀器設備共享平臺可實現辦公自動化,設備管理員只需審核用戶身份,無需人工安排預約及記錄等工作,可以提高工作效率,節約人工成本。另外,大型儀器設備共享平臺自動記錄相關有效數據,不存在人為主觀因素的影響,確保數據的準確性,也減少了由人工記錄統計帶來的工作量[6]。

2.2規范預約使用流程,建立預約使用機制

根據學校制定管理工作要求,以實現大型儀器設備開放共享為目的,吸取一線設備管理人員總結出的多年的工作經驗,嚴格按照管理工作流程設計大型儀器設備共享平臺。通過此平臺,用戶從預約、使用,再到機時統計,整個過程都是由共享平臺流程化管理,杜絕未經預約隨意使用的現象發生。通過制定合理的使用計劃,建立規范嚴謹的預約使用機制,實現科學合理的預約計費管理。

大型儀器設備共享平臺實現了設備預約的單線程不可逆過程,具體設備預約業務流程見圖1。

圖1　大型儀器設備預約流程圖

2.3共享信息廣泛傳播,提高大型儀器設備共享率

依托大型儀器設備共享平臺,將共享平臺的前臺網站作為一個有效傳遞信息的媒介、一個對外聯系的重要工具,針對大型儀器設備共享工作開展廣泛的宣傳,尤其是基于共享需要對外公布開放的設備名稱、規格型號、使用方向及管理人員聯系方式等基礎信息,網絡平臺成為了一個對外宣傳的有效傳播窗口。通過大型儀器設備共享平臺,使開放共享信息由學校內部擴展到外部社會團體,實現大型儀器設備共享信息的充分流通,提高大型儀器設備使用效益[7]。

3　平臺功能需求分析與設計

3.1平臺需求分析

以提高大型儀器設備管理人員的工作效率、提升大型儀器設備的使用效益為設計目標,以大型儀器設備管理辦法為準則,以實際管理工作經驗為基礎,總結歸納需求分析,大型儀器設備共享平臺應提供以下3個方面的服務:

(1) 設備共享管理。負責大型儀器設備共享全過程管理工作,用戶完成注冊后,提交使用申請后經管理員審核通過后,記錄使用機時情況。

(2) 基礎信息管理。負責記錄設備的名稱、規格型號、存放地點等基礎信息,并由前臺網頁對外公布,供用戶瀏覽查詢。

(3) 使用情況管理。負責記錄使用機時、使用效益、維修情況等動態信息,并形成考核評價管理體系。

3.2平臺軟件功能設計

3.2.1前臺使用頁面

(1) 注冊功能。用戶可直接瀏覽系統對外開放的設備基本信息情況,但是想要預約使用設備,必須進行用戶注冊。注冊應分為校內用戶、校外用戶兩種情況,校內用戶可直接使用工號進行注冊,校外用戶可通過身份證號進行注冊。

(2) 登錄功能。用戶完成注冊后,可直接登錄共享系統,當用戶使用結束時,需點擊“安全退出”,返回登錄頁面。如果登錄系統后,長時間沒有操作,系統會自動退出,若點擊操作,則提示再次登錄使用。

(3) 瀏覽功能。平臺前臺網頁具有信息公布的功能,供用戶瀏覽,起到對外宣傳的作用,公布信息包括平臺介紹、新聞通知、法律法規、設備詳情等模塊,其中,注冊及非注冊用戶均可通過“設備詳情”模塊對系統內所有對外開放的設備進行瀏覽查看,可了解設備的名稱、型號、技術指標、操作方法、作樣要求、管理人員、聯系方式、放置地點等信息。

(4) 查詢功能。系統提供的模糊查詢技術,用戶通過輸入等方式,方便快捷地找到所需要的設備。

(5) 預約功能。當用戶通過查詢瀏覽等功能,找到想要使用的開放設備后,需要通過注冊用戶,然后登錄管理系統,才可看到設備的實時使用狀態,并完成對設備的預約請求。

3.2.2后臺管理功能

(1) 設備共享管理。此部分管理功能完成對外開放共享設備的預約管理、使用情況記錄、計費管理、信息查詢、報表生成等管理功能。

① 入網申請。針對于沒有進入大型儀器共享平臺的儀器,提供院系或者課題組所在儀器的入網申請模塊,經過相關部門審批后,大型儀器設備方能進入學校共享平臺進行對外開放服務,并獲得相應收益。

② 預約管理。通過注冊的預約用戶可從前臺提交預約申請,查看大型儀器設備預約的情況,預約通過審核方能生效；管理員完成審核后,共享平臺具備信息發布與信息溝通功能,系統消息可通過E-mail、手機短信等手段進行發布；經設備管理人員確認的預約申請,由財務人員審核是否完成收費,把收費情況反饋給設備管理員；完成收費審核后的預約,即可按預約內容執行。

③ 記錄使用信息功能。共享平臺可識別用戶身份信息,自動記錄校內和校外的用戶使用情況。實時記錄儀器設備使用者信息,記錄使用起止時間,并將相關信息反饋給服務器,用于使用情況統計、計費管理。

④ 大型儀器設備使用計費管理功能。支持按樣品數/時間/分時間段計費方式,且有相應計費標準設置。

(2) 基礎信息管理。這部分提供入網大型儀器設備的基本信息和數據統計與報表生成等管理功能。

① 大型儀器設備基礎信息管理及維護。需要管理的基礎信息包括:儀器編號、分類號、儀器名稱、單價、型號、規格、購置年限、使用方向、存放地點、作樣要求、管理人員、聯系方式等。包括對信息逐條或批量的增加、刪除、修改等操作。其中,大型儀器設備基礎信息的批量導入由學校設備管理部門管理員操作,單個設備信息增加由學院管理員錄入提交相關申請經學校設備管理部門管理員審核是否通過；設備基礎信息的刪除支持批量勾選刪除或逐條刪除,由學校設備管理部門管理員操作；單條設備基礎信息具體內容的修改,可由大型儀器設備管理員完成,系統記錄并顯示設備的信息修改變動情況。

② 查詢設備信息。設計前臺大型儀器設備信息瀏覽界面,供管理用戶瀏覽查詢。

③ 基礎信息的統計與報表生成。系統自動完成信息統計工作,管理員對基礎信息進行統計(按金額,按購置年限,按使用功能),印匯總統計報表。

(3) 使用情況管理。提供使用與考核的各種數據，形成評價與考核數據體系。

① 信息記錄與填報。針對對外開放共享大型儀器設備,按照其使用記錄及維修記錄,定義相關字段,平臺設計形成相應的系統自動記錄或人工錄入信息界面,并根據系統記錄的數據情況判斷該設備的使用情況、利用率、管理人員工作量等。譬如:使用機時可按教學、科研、對外開放等方向分為3類,共享設備可由設備終端進行控制,系統自動記錄其使用機時數,并自動記錄對外開放情況；設備管理員按照維修時間、維修原因、維修費用等詳細填寫設備維修情況,建立維修專家、維修廠家等信息庫,提供了相關領域設備廠家的供貨信息,為設備的售后服務和維修提供技術保證。

② 形成評價考核數據體系。系統通過人工錄入、自動記錄等手段,對大型儀器設備的基礎信息、使用情況、維修情況、所產效益等數據進行了記錄統計。根據系統記錄的相關數據,通過某種算法,形成一套對利用率與使用效益,對設備管理人員管理工作的評價考核數據體系。

(4) 用戶管理。系統為多級用戶管理,完成用戶授權。超級管理員可按需求為其他管理員分配管理權限,統計注冊用戶信息。

(5) 系統信息管理。對前臺網頁發布信息進行管理，以文章發布的形式,完成對前臺網頁的信息更新。

(6) 數據備份管理。數據備份功能為了保證系統數據的安全,管理員提供定期備份系統數據的功能,避免系統出現故障時數據丟失。

3.3平臺硬件設計

為實現對納入共享平臺的大型儀器設備的有效監控,確保大型儀器設備使用情況記錄數據的真實性與準確性,大型儀器設備共享平臺通過終端儀器,如電源控制器、電腦控制器、監控探頭等,實現對大型儀器設備使用情況的自動記錄,具體設計如下:

(1) 依據大型儀器設備的實際情況,提供多種終端控制方式,如添加授權控制終端硬件的方式(該方式所使用的硬件符合國家相關安全技術規范),計算機控制器控制軟件的控制方式。無論采取何種控制方式,均遵循不改裝和不影響大型儀器設備使用的原則,并兼顧節能環保。

(2) 在校園網的通訊環境下,安裝實驗室電源控制器和計算機控制器的讀卡器,通過讀卡器對相關卡片數據上機、下機時間的記錄,實現對大型儀器設備使用情況的記錄。

(3) 校園網絡通訊發生故障,通訊中斷情況下,大型儀器設備處于離線狀態,可使用管理員身份卡開、關機,并且在本地進行數據存儲,聯網后自動上傳本地存儲記錄。

3.4數據安全與傳輸

隨著信息化管理模式的不斷發展,系統安全地研究已經成為一項重要課題。系統的安全包括數據安全,其安全級別對系統在整個生命周期中的穩定高效運行起著決定性作用,為了保證系統數據安全,大型儀器設備共享平臺做了相應的功能設計,具體設計如下:

(1) 超級管理員、設備專職管理員和使用者構成了大型儀器設備管理系統的直接用戶集。其中,超級管理員可對數據庫的數據進行添加、更新、刪除等操作；設備專職管理員只能對自己名下設備的相關的數據進行更新、刪除等操作；大型儀器設備使用者只能進行信息查詢、使用預約等操作。

(2) 安全等級設置嚴格,明確功能操作權限與數據修改權限,保障數據庫運行的數據的安全性、穩定性、高效性。

(3) 實現數據傳輸、存儲過程中的加解密,提高用戶訪問的安全性能及數據存儲的安全性。

(4) 實現數據的定時備份,在保證高效訪問的同時最大限度地保證數據安全。

(5) 實現自動恢復功能,在數據庫運行過程中遇到意外故障時,系統支持自動恢復,從而確保網絡系統運行安全。

4.3平臺體系結構

4.3.1平臺的總體結構

根據上述分析設計的各項功能需求,按照程序設計的結構化要求,將其集中、分塊[6],得到平臺結構功能見圖2。

圖2　平臺結構功能框圖

4.3.2結構模式

大型儀器設備共享平臺基于B/S結構(瀏覽器/服務器模式)進行開發設計,此結構模式是Web興起后的一種網絡結構模式,其主要分為客戶端層、數據層、服務器層的3層結構,客戶端層只需安裝瀏覽器,服務器層只需安裝相應的數據庫,然后瀏覽器通過網絡服務同數據庫進行數據交互[9-10]。所以,大型儀器設備共享平臺用戶可以使用瀏覽器,通過Internet服務,對共享設備進行預約使用、數據維護等操作；服務器端接收到服務請求后,及時做出響應,完成數據庫的數據交互,其中服務器端采用的操作系統為WindowsServer 2008,數據庫采用SQL Server 2008 ,Web服務器使用IIS(Internet Information Server,互聯網信息服務)對客戶頁面請求進行處理。大型儀器設備共享平臺的體系結構利用這些通用軟件可以便捷地建立先進、安全的動態網站[11-12]。

4.3.3角色分類與權限分配

根據大型儀器設備共享平臺實際的應用需求,系統的用戶角色分為5類,每類角色對應的權限分配如下:

(1) 未注冊用戶:可以查詢,瀏覽大型儀器設備信息,但不能預約。

(2) 注冊用戶:注冊用戶又可分為校內用戶和校外用戶兩類,均可以查詢、瀏覽大型儀器設備信息,并且可以進行預約。

(3) 大型儀器設備管理員:可以對其所負責的大型儀器設備的基礎信息及使用情況進行錄入、修改,可以瀏覽、審核所管理的大型儀器設備的預約申請。

(4) 學院管理員:可以在注冊用戶的功能基礎上對本學院的大型儀器設備進行添加、刪除、修改,可以瀏覽查詢本學院大型儀器設備的預約情況。

(5) 學校設備管理部門管理員:作為平臺的超級管理員,可以完成平臺的所有功能,包括大型儀器設備運行管理、預約管理、績效管理、用戶管理、系統信息管理、數據備份等。

4.3.4用戶的角色分配

角色可理解為用戶組,如管理員組,游客組,普通用戶組等,而用戶可以被賦予多個角色,所以用戶與角色也是1對多的關系,通過用戶的角色分配可以得到用戶所具有的權限[13]。同理,當用戶使用大型儀器設備共享平臺時,平臺應首先賦予用戶相應的角色,然后用戶才可以進行角色所對應的功能操作。

結合大型儀器設備共享平臺的角色與權限分配的對應情況,可將一般訪問或預約使用的用戶設置為“未注冊用戶”或“注冊用戶”的角色,每臺大型儀器設備的管理員用戶將被賦予“儀器設備管理員”的角色,二級單位的儀器設備管理員用戶可分配“學院管理員”的角色,學校相關管理部門所指派的專職負責全校大型儀器設備共享管理工作的用戶，應該成為平臺的超級管理員,并分配其“學校設備管理部門管理員”的角色。

5　結語

大型儀器設備共享平臺的設計開發及實施使用,從宏觀角度分析,是以當今發達的網絡資源為背景,以向社會提供優質共享資源為目標,通過跨行政界限、跨區域界線管理的開放共享形式,為國家的經濟建設出一份力；從微觀角度看來,平臺在實現大型儀器設備共享過程的流程化管理的同時,提供了豐富的數據查詢與統計方式,并且通過共享信息的充分流通,提高了大型儀器設備的使用效益。但是,其功能需求可能隨著工作要求的改變而發生變化,這需要對大型儀器設備共享平臺進行必要的升級維護。

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Design and realization of a platform of sharing large-scale valuable instruments and equipment in colleges and universities

He Jin, Zhao Yane, He Ling, Zhao Lin

(Department of Laboratory and Equipment Management,Beijing Jiaotong University,Beijing 100044, China)

This article analyzes the present situation of the work about large-scale valuable instruments and equipment open sharing,for sharing the large-scale valuable instruments and equipment information fully and improving the efficiency of the large-scale valuable instruments and equipment, puts forward the functional requirements and design idea of sharing platform of large-scale valuable instruments and equipment, and develops a set of information management platform based on B/S structure.

large-scale valuable instruments and equipment; sharing platform; function design

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.06.068

2016-01-27

大型儀器設備共享及效益評價研究(CERS項目)

賀錦(1986—)，女，河北衡水，學士，助理工程師，研究方向為信息化管理建設.

E-mail：hejin@bjtu.edu.cn

G482

B

1002-4956(2016)6-0263-05