实验室基础环境集成管控平台建设与实践

李 珊, 宋枝艳, 崔雪峰

(装备学院 装备采办系，北京 101416)



实验室基础环境集成管控平台建设与实践

李 珊, 宋枝艳, 崔雪峰

(装备学院 装备采办系，北京 101416)

为了提高实验室综合管理水平和运维保障能力，以集成管理思想为指导，采用计算机、信息、网络、虚拟化管理等技术手段创新管理模式，研发并集成信息管理系统，构建实验室基础环境集成管控平台，提供设备器材、应用环境、运维保障、信息导调、安防监控等管理功能，有效整合软硬件资源，优化管理流程，实现全部资源的精细化、信息化、网络化和集成化管控，全面提升了实验室的综合管控能力和运维保障效率。

集成管理； 管控平台； 管理流程； 管控能力

0 引 言

当人们从事活动时，要实现活动的目标，就必须整合人、财、物、信息、知识、关系、时间等各种资源，这个过程实际上就是管理的重要职能——集成发挥作用的过程[1]。从管理角度看，集成是一种创造性的融合过程，即在各要素的整合过程中，注入创新要素和创新性的思维，从而使创新系统的整体发生质的跃变，形成独特的创新能力和竞争优势，达到降低成本、分散风险、加快发展、提高效益的目标[2]。高等院校实验室基础环境是指院校为开展科学研究、实践教学、训练演练等活动而提供的实验场地、设施设备、软件系统和应用环境。装备采办信息化实验室(以下简称实验室)基础环境建设借鉴集成管理思想，利用计算机、信息、网络、虚拟化管理等技术构建实验室基础环境集成管控平台，优化运维管理流程，实现软硬件资源集成化、信息化管理与控制，有效地提高实验室的综合管控能力和运维保障效率。

1 集成管控平台的组成

在集成管理思想指导下，以实验室内网和校园网为基础，基于各设备系统的开放式结构与标准化接口，利用信息、网络等技术开发实验室基础环境集成管控平台，整合软硬件资源，优化运维管理流程，实现在一台计算机上集中管控实验室基础环境的全部资源[3-4]。该集成管控平台由设备器材管理、日常运维管理、应用环境管理、信息导控管理和安防监控管理五个功能模块组成，见图1。

图1 实验室集成管控平台组成

(1) 设备器材管理。设备器材管理包括设备器材基本信息管理和设备器材使用配置信息管理两部分，提供实验室设备器材全寿命信息管理功能[5]：一是将设备器材的采购计划、采购合同、入库出库、基本参数、使用配置、报废退役等信息保存到设备器材全寿命信息数据库；二是基于该数据库进行全寿命周期精细化管理[6]，用户按权限访问数据，提供设备器材分类查询、统计汇总、编辑修改、打印输出、导入导出等功能。

(2) 日常运维管理。日常运维管理是基于校园网运行的实验室运维管理系统[7-9]，由用户信息权限管理、场所使用预约管理、动态信息发布管理、运维日志管理、设备故障维修管理五个部分组成，提供实验室规章制度和工作动态信息浏览、场所使用状态查询、用户信息采集、网上预约使用与审核批复、日常运维日志填报、设备故障申报与维修处置过程记录等管理功能，实现按学期初始化场所、以图表显示查询结果、按用户类别设置权限、按需求配置设备数量和使用地点时间等功能，同时能将运维管理过程产生的全部信息自动收集、存储于运维信息数据库。

(3) 应用环境管理。虚拟机和网络虚拟化管理技术能实现桌面虚拟化和网络虚拟化[10]。网络虚拟化管理系统能将桌面虚拟化与网络虚拟化有效整合，管理员通过“控制台技术”和“虚拟桌面技术”对内网有限的计算机和服务器进行集中管控，按需求配置安全管理策略和数据资源，实现在一台物理计算机上虚拟出多个虚拟机，每台虚拟机配置特定的应用环境和独享的数据资源；一个物理网络虚拟出多个虚拟子网，虚拟子网之间相互隔离、资源安全可控访问。基于网络虚拟化管理系统的应用环境配置管理[11-12]，能根据用户的特定需求配置相应的实践教学、模拟训练、综合演练、科学试验等虚拟机应用环境，实现同一类用户登录到同一类虚拟机组成应用子网，访问虚拟子网对应的应用服务器和共享数据资源。

(4) 信息导控管理。基于网络、标准化接口等技术开发的信息导控管理系统，提供IPAD、彩色触摸屏和PC机三种操作方式，能远程对图形服务器、融合机、投影机等设备实施开启和关闭、工作模式配置等操作，根据需求准确地导控RGB矩阵、AV矩阵、融合机、投影机等设备的输入信息(即来自计算机、监控摄像机等设备的信息流)和信息的输出设备(如监控中心的监视器、各教室的投影机、显示屏等)，实现按需选择设备、多路信息可控输入和精确导控输出。

(5) 安防监控管理。安防监控管理由视频监控、门禁安全和UPS电源控制管理三部分组成，能对实验室各场所运行状态、出入人员、设备供电进行全天候、全方位的实时监控和安全管理[13-15]。视频监控系统能7*24 h实时监控和存储实验室环境运行状态，按授权查询、播放和管理文件；门禁管理系统按任务需求配置用户的出入权限、使用场所及时间，用户凭密码或刷卡使用指定场所的设备。电源控制管理能对UPS电源的供电状态、输入输出电压、箱内温度、电池状态进行监控，一旦出现故障及时用短信通知管理人员。

2 集成管控平台的管理流程

集成管控平台为实验室运维管理提供便捷的操作方法。用户通过校园网登录到集成管理控平台的运维管理系统，用真实身份注册后就能得到相应的权限，浏览实验室发布的信息、查询场所使用现状、提交使用申请等。管理员在网上对用户进行审核授权、审批使用申请、维护系统运行、配置应用环境、发布工作信息、管理设备器材流转和运维数据，按用户需求调配场所设施设备，统一配置设备虚拟应用环境，提供相应的应用服务器和应用数据。值班员借助平台了解场所使用现状、设备运行状态、填写值班日志、上报设备故障等。维修员根据设备故障申报单检查与确认设备故障、查询设备故障履历、排除故障、记录故障维修过程等。整个运维管理与保障工作过程产生的全部信息以数字化形式保存到相应的文档库，进一步支持实验室科学决策与运维管理保障，满足用户使用需要。集成管控平台的管理流程如图2所示。

3 集成管控平台的管控能力

实验室基础环境集成管控平台提供集成化、网络化、信息化的管控手段，全程记录和科学管理运维信息，改进运维管理流程，加快运维信息的传递与反馈，有效地提高了实验室运维管控能力和保障效率。

(1) 设备器材的精细化管理。利用集成管控平台，能为实验室的设施设备、配件器材建立全寿命信息数据库，管理人员基于此库对设备器材进行分类查询、统计汇总，及时准确地了解和掌握设施设备、配件器材的库存、使用、配置、运行、消耗和报废情况，减少设备器材重复采购、避免设备闲置、控制物资浪费，实现了设备器材的精细化管理，为实验室制定后续建设发展规划、拟制设备器材采购计划、上报装备实力、跟踪和调整设备使用配置等活动提供精确的信息支持。

(2) 日常运维的信息化管控。集成管控平台提供网上预约使用、审核批复、用户授权、场所设备配置与使用状态查询等管理功能，能将运维管理过程信息(例如使用申请、运维日志、设备故障维修记录、环境使用信息等)保存到运维信息数据库，为实验室运维人员熟悉和掌握设备工作状态、保障设备高效运行、量化评估运维管理工作提供数据支持，特别是设备维修履历为快速排除设备故障提供借鉴经验，提高设备维护维修效率。集成管控平台提供的信息化管理手段，既能优化运维管理流程、减少运维管理过程信息流转环节，又能采集运维管理过程信息、节省人力物力，提高了实验室运维管控能力。

(3) 应用环境的网络化配置。随着学院任职培训岗位增多、专业层次增加和培训任务量增大，对实验室提供的应用环境要求越来越高。在硬件设备资源有限的条件下，利用集成管控平台提供的网络虚拟化管理功能，能按应用需求集中管理和配置设备的安全策略和数据资源，提供多个应用环境。从设备的角度看，一台物理计算机虚拟成多个虚拟机，每台虚拟机拥有独立的应用环境和数据资源；一个物理网络虚拟出多个虚拟子网，各虚拟子网之间相互隔离、资源独享，满足多专业、多层次、多任务培训课程对应用环境的需求，以及教学训练与科学研究资源完全隔离、互不访问的需求。从管理的角度看，利用管理服务器配置、存储和发布安全策略，将不同的虚拟机组成相应的虚拟子网，为虚拟子网配置应用服务器，实现设备应用环境快速配置，数据资源安全可控，减轻了管理工作量，提高服务保障能力。从用户的角度看，用户以不同的身份登录到计算机，都认为自己独占全部资源，满足了专人专机、专机专网、专网专用的安全需求，提高设备利用率。

(4) 设备信息的智能化导控。集成管控平台提供设备信息导调控制手段，解决了实验室场所分散、保障到位难的问题。值班员在控制室或楼层内利用彩色触摸屏或IPAD设备，就能快捷地对投影机、融合器、服务器、计算机等设备进行远程开启与关闭，选择设备工作模式，实时导调和控制RBG矩阵、AV矩阵、投影机、融合器等设备的输入和输出信号(包括模拟视频信号、VGA信号和DVI信号等)，满足实验室内部多个场所信息实时交互与共享需求，提高运维保障效率。

(5) 场所安全的全方位监控。集成管控平台支持凭密码或刷卡出入场所、按授权使用设备，公共场所实施全天候、全方位视频监控， UPS电源实时监控与管理。全部监控信息汇聚到控制室，并在监视设备上实时显示。管理员、值班员可通过网络浏览监控信息，查询各场所的使用现状、出入人员及其出入时间，及时掌握整个实验室基础环境实时运维状态，能尽早发现故障隐患，及时采取措施处置突发事件。配合实验室楼层内的基础消防设施设备，提供更全面的安全监控与保护能力。

4 结 语

实验室基础环境集成管控平台优化了运维管理流程，创新了管理方法手段，降低了运维管理工作强度，提高了运维管理信息共享程度、运维过程管控能力和运维保障效率，使实验室基础环境资源管理更加精细化、信息化和集成化，为全面实现科学化、规范化管理奠定坚实基础。

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Construction of Integrated Management Platform for Basic Environment of Laboratories

LIShan，SONGZhi-yan，CUIXue-feng

(Department of Equipment Procurement, the Academy of Equipment, Beijing 101416, China)

In order to construct integrated management platform of laboratory, and provide overall improvement in management capabilities as well as support efficiency of the laboratory, the authors adhere to the conception of integration management and adopt innovative management methodologies, including computerization, informatization, network and virtualization, to research, develop and integrate the information management system. The purpose of the construction of integrated management platform of basic-environment laboratory is to provide some management functions, including the provision of equipment, applying environment, operation and maintenance, information leading and adjusting, and security supervision. Resources integration and process optimization have been achieved through the construction of the platform, and thus the delicacy, informatization, network and integration management has been realized. The overall management capabilities and support efficiencies of the laboratory have been improved as a result of the above-mentioned procedures.

integrated management; management platform; management procedures; management capabilities

2015-01-16

李 珊(1964-)，女，内蒙古土默特右旗人，副教授，主要研究方向：装备采办信息化、实验室管理。

Tel.：13717983929；E-mail：lishan_0909@163.com

TP 391;G 642.0

A

1006-7167(2015)12-0249-03