基于Web和GIS的大型仪器开放共享管理平台建设

蒋国斌 ，徐 波 ，徐 莉

（1.南京林业大学理学院，江苏南京 210037；2.南京林业大学网络中心，江苏南京 210037；3.南京林业大学现代分析测试中心，江苏南京 210037）

0 引言

大型仪器是仪器设备管理的重要组成部分，是一所学校科研水平和教学能力的体现。南京林业大学大型精密仪器和优质资源较多，截至2010年拥有大型仪器530台套，总金额约1.4亿元，广泛分布于全校各学院学科专业实验室和教学实验中心，基本处于各自为阵、分割使用的状况［1］。由于这些仪器信息共享的缺乏以及地理位置的分散，各单位之间的设备信息成为一个个“信息孤岛”，成为大型仪器利用效率提高的一个瓶颈［2］。针对仪器资源闲置浪费、使用效益较低的现状，学校2011年成立了现代分析测试中心，将大型仪器采用托管等多种形式集中统一管理，借助江苏高校优势学科和协同创新中心建设的契机，从创新管理体制等多方面入手，加快探索和建设大型仪器开放共享管理平台。

南京林业大学现代分析测试中心是大型仪器有效利用和管理的平台,是为学校教学和科研服务的公共分析测试平台。计算机技术、网络技术和地理信息系统（GIS）技术的发展，为提高分散在各处的大型仪器利用率建立管理平台成为可能，2012年，学校大型仪器开放共享管理平台正式启用。作为一个相对独立的机构，仪器共享平台设专门负责人进行管理，并对所有入网仪器采用有偿使用、开放补贴的运转机制，鼓励各学院学科将大型仪器托管至开放共享平台，由现代分析测试中心统一使用管理。大型仪器开放共享管理平台的核心内容是将分散的大型仪器集中式管理、分布式服务来实现大型仪器资源的开放和共享，为广大师生提供一个开展科技创新活动的高效平台。目前，开放共享管理平台购置和整合了49台大型分析仪器，通过网络管理平台实行网上预约和一站式分析测试，标志着大型仪器的使用和管理水平提升到新层次。

1 系统模块

考虑到网站的可扩展性，仪器共享平台网站采用三层B/S（Browser/Server）模型结构设计和GIS技术，后台为SQL Server数据库，采用 J2EE 架构，涉及 Java，JSP，Servlet，JSF，Ajax，ArcGIS Server等编程技术和相关软件开发技术［3］。对外部提供Web服务和GIS空间分布查询，满足不同用户的分布式访问。用户通过Internet访问仪器共享平台，进行仪器信息的查询、更新及仪器使用申请和审批，查看大型仪器的空间分布、共享使用情况等。为保证数据存储的安全性、可扩展性，系统以微软的SQL2008为关系数据库，使用当前先进的系统平台、面向对象的设计方法、可视化的开发工具开发完成仪器管理平台网站。

2 系统设计

2.1 功能设计

用户可以通过Web浏览开放共享管理平台信息，包括平台简介、政策法规、仪器搜索、注册登录、共享预约、服务指南、在线联系等。（1）平台简介：共享平台基本情况概述；（2）政策法规：上级部门和学校相关规章制度；（3）仪器搜索。按照仪器名称、所属分室、所属房间、所属学院、所属中心等条件搜索仪器；（4）注册登录：访问者注册和登录使用的界面，包括系统管理者、仪器管理者、仪器使用者3种登录身份；（5）共享预约：罗列了所有预约清单，包含预约人、预约仪器、预约时间段、审核状态、导师姓名等信息，还包含仪器使用率、仪器及价位的排名等；（6）服务指南：相关仪器的使用操作规程及送样要求等；（7）在线联系：提供在线留言和交流的渠道。

2.2 仪器分布

GIS是提供一种管理、查询、定位仪器设备的方法。仪器共享平台基于地理位置信息实现定位，通过使用GIS技术建立学校电子地图，将各楼群范围的大型仪器显示到系统上，并可根据仪器查询具体位置和覆盖范围［4］。通过在仪器中添加地理位置信息，能实时定位各仪器设备的楼群位置信息，解决大型仪器在共享平台系统中的显示、定位、统计等问题。用户可以通过电子地图查看全校共享仪器的分布情况，在地图上选择相应的位置可以查询仪器的详细信息列表，选择使用距离较近的仪器等。

2.3 数据安全

由于网络的开放性，数据的安全性和隐秘性已成为不可忽视的重要问题，也是系统设计考虑的重点。以系统管理者身份负责对全体操作人员进行管理和维护，根据不同角色的操作人员进行权限设定，制定相应的权限菜单。对于重要和关键的数据应采用加密处理。系统采用MD5和DES两种方式加密，即使加密者自身也无法取得被加密的信息，能提高试验数据和信息的安全性［5］。

2.4 使用办法

用户通过Web网络访问平台，使用系统前进行注册和登录。系统设置3种登录身份：系统管理者（职能部门管理人员）、仪器管理者（仪器所在单位的管理人员）、仪器使用者（申请使用仪器的广大师生）。以不同身份登录后会进入不同的管理界面，可以进行相应的功能操作。仪器使用者登录平台后，对需要申请使用的仪器在了解详细资料后进行预约申请，填写相关信息后提交申请，等待仪器管理者审核；还能进行即时状态查询，给仪器管理者留言或实时互动交流等。仪器管理者除对预约申请人员进行审核和交流外，还可通过系统进行缴费查询、仪器信息维护、查询统计等事务。系统管理者可以对全校包括现代分析测试中心和各单位托管的仪器进行使用情况、共享情况、经费来源等统计分析。

3 共享平台的优势

3.1 仪器使用程序化、高效化

仪器使用者和仪器管理员均可通过大型仪器共享平台，在系统安排下有序地工作。样品测试前，仪器使用者首先通过Web访问仪器提出预约申请，根据每台仪器的不同要求填写送样单，仪器管理员根据实际情况对“待审核”的预约纪录进行审核。开放共享管理平台为每台大型仪器安排的工作在仪器管理员的计算机上就是一系列的预约清单，包括“已审核”和“待审核”的所有预约。仪器管理员对日处理样品数量进行设定，超出范围，仪器使用者可以取消或顺延预约。如果预约的分析测试要求得不到完全满足，仪器管理员可以通过系统留言给仪器使用者，重新安排时间进行测试。因此，系统自动为每台仪器安排了一张工作表，将当日需要处理的预约全部排列出来，仪器管理员只要按程序、按顺序逐个完成分析测试工作，无需再对着一大堆突如其来的样品无从下手，完全可以自行掌握和安排分析测试进程。通过大型仪器开放共享管理平台的应用，可以确保大型仪器处于有序和高效的使用状态，大大提高了使用率。

3.2 仪器管理规范化、自动化

这些大型仪器原先都分散在各学院学科研究室或教学实验中心，分散使用管理，利用效率不高，很少对仪器的使用状况进行评估和总结。很多老师和学生不了解学校究竟有哪些大型仪器，仪器都在哪里，谁负责这些仪器，甚至学校有仪器，但还到校外联系测试，大大浪费了资源和时间。将大型仪器托管在现代分析测试中心集中使用管理后，通过大型仪器开放共享管理平台的运行和网络Web、GIS系统的突出优点，仪器使用者不仅可以查询全校大型仪器的名称，得到仪器的型号、技术参数及功能等详细资料，而且还能了解仪器的使用状况、样品分析要求、收费细则等。仪器管理员可以对所有仪器进行全面的信息查询，包括开关机状态、需处理样品的数量和时间段分布、某时间段内收费情况及明细等。仪器共享平台具有强大的统计功能。系统管理者可以统计每台大型仪器在设定时间段所有测试样品的情况，如开机时间、测定样品时间、预约次数、机时效率和仪器完好率、收费记录等信息；也可以统计每位教师在设定时间段所有仪器测试样品的情况，包括时间、仪器、预约、收费等信息；还可以通过历史记录统计指定时间内收费记录及明细。这样，仪器的利用率和使用状况都真实地通过共享平台体现出来。

大型仪器开放共享管理平台的使用，增进了对外的交流联系，增加了样品测试数量。很多校外单位通过共享平台了解到学校先进的分析仪器，委托送样到学校现代分析测试中心进行分析测试，在提高仪器使用率和测试收入的同时拓展了大型仪器的社会服务功能。

4 结语

按照大型仪器开放共享管理平台建设的目标，坚持依托学科有偿使用、相对集中、专管共用、开放共享的原则，坚持为教学、科研、社会服务的原则，南京林业大学现代分析测试中心以优势学科和协同创新中心建设为契机，运用Web和GIS技术手段，建立了大型仪器开放共享管理平台，提升了使用效益和管理水平。以后应加强与江苏省大型科学仪器协作共用网及其他仪器共享机构的对接与联络，设立大型仪器专项基金，完善考核评比体系，扩大开放共享范围，由内至外、由少至多、循序渐进地建设，最终达到资源共享、提高使用效益的目的。

［1］蒋国斌，朱丽珺.高校大型仪器设备开放共享平台建设探析［J］.长江大学学报：社会科学版，2011（10）：157-159.

［2］范朝阳，石彦君.加强大型仪器设备管理的途径［J］.中国现代教育装备，2007（12）：178-179.

［3］岳文辉，虞乃而，吴健平，等.基于GIS仪器共享平台的建设［J］.实验室研究与探索，2010（6）：178-181.

［4］黄小华，严峰.GIS在网络设备管理中的应用［J］.中兴通讯技术，2006（1）：33-39.

［5］王建春.基于Web的试验仪器管理平台的设计与实现［J］.天津农业科学，2011（4）：92-94.