武汉大学仪器共享平台校际互通建设探究

雷敬炎，邓 敏

（武汉大学实验室与设备管理处，湖北武汉 430072）

武汉大学仪器共享平台校际互通建设探究

雷敬炎，邓 敏

（武汉大学实验室与设备管理处，湖北武汉 430072）

从仪器共享平台系统建设和开放共享机制建设两大方面，详细介绍了武汉大学在仪器共享平台校际互通建设中的具体做法和服务的典型案例。一方面在分析仪器共享平台建设背景、建设目标的前提下，提出仪器共享平台的数据存储和交换，以及系统功能。另一方面从共享体系、管理体系、服务体系和评价体系来阐述武汉大学开放共享机制的建设。最后提出了几点仪器共享平台的建设思考。

仪器共享平台；共享机制；管理体系；服务体系；评价体系

“高等学校仪器设备和优质资源共享系统建设”项目是国家发改委、财政部、教育部在“十五”期间“211工程”公共服务体系建设项目之一。项目第一期共有33所高校的138台仪器参与整合和共享，其中武汉大学“高分辨透射电子显微镜”等7台大型仪器设备加入，开放服务的理念得到了日益广泛的认同。武汉大学根据项目第二期旨在支持和推动“211工程”高校建立或完善校内大型仪器公共服务体系（即校级平台），形成资源校际互通的体制和机制的主要建设思路，将完善仪器共享平台系统建设和开放共享机制研究作为第二期建设的主要内容。

1 仪器共享平台系统建设

1．1 仪器共享平台建设背景

武汉大学仪器共享平台系统建设，是在利用学校已有的共享平台建设和运作经验的背景下，通过技术创新，为用户提供更便捷的服务，从而大幅度地提高仪器设备的利用率。同时，在建设中重视加强互联互通，与高等学校仪器设备和优质资源共享系统（CERS项目）的有效对接，并与已有的地区、校级、院级共享平台系统有效对接，促进大型仪器优质资源更好地为人才培养、科学研究以及地方经济社会发展服务。

一方面，学校大型仪器设备使用信息收集困难，使得效益考核缺乏可靠依据，大型仪器设备机时利用等信息依靠手工填写，发表文章、获得专利等成果很难收集，影响了对大型仪器进行绩效的客观评价［1－2］。另一方面，建立校级的仪器共享平台系统可以有效地改善实验室封闭式的管理状态，通过管理创新，对某些大型设备配置智能化管理系统，实现用户自主上机，减轻仪器管理人员的工作强度，加大信息发布力度，与权威的大型平台实现互联互通［3－4］。

武汉大学存在“多信息化系统”和“多共享系统”并存的情况。由于设备管理的信息化建设起步较早，2002年就已研制“武汉大学设备管理信息系统”，2010年建立了“武汉大学大型仪器设备开放补贴管理系统”，目前存在“多信息化系统”的情况，那么，在已有的情况下开发仪器共享平台，必须保证数据访问的一致性、安全性，通过统一的数据接口实现多信息化系统的集成。同时，由于学校的开放共享工作发展不均衡，不同单位的开放共享信息化建设水平不同，例如校级共享平台测试中心，已开发大型设备使用预约系统，院级的共享平台——生科院共享中心，已购置由奥锐公司开发的大型设备共享系统。校级仪器共享平台系统建设必然不能替代用户和单位已有的信息化使用方式，只能适应“多共享系统”并存的情况。

1．2 仪器共享平台建设目标

校级仪器共享平台建设主要有4个方面的目标。一是提供武汉大学大型仪器设备的展示，即使不参加共享的教学科研类大型设备也加入共享平台，用财政拨款购置的大型设备，也有义务让纳税人了解设备的详细信息，同时让部门和师生了解学校大型设备的分布状况；二是用于用户预约使用和预约委托测试，统计、查询大型设备管理员所管理的仪器设备的使用情况，计算工作量，各种用机和测试费用统计；三是用于大型仪器设备绩效考核，自动统计年度使用机时，年度培训人数，年度使用和测试收入等绩效信息，以及在线提供获奖情况、发表论文、公共服务等支撑材料；四是用于统计分析，可以统计大型仪器设备所在单位的机时信息、年度仪器设备机时信息，也可通过预留数据接口读取已有校级和院级共享系统的数据，以及提供上级主管部门需要上报的数据［4－7］。

1．3 仪器共享平台的数据存储与交换

本系统从用户使用、机组操作的最基本业务着手，采集各个环节的数据信息，形成围绕大型仪器设备各个层面的数据中心，为上层管理应用以及用户服务做好数据储备［8－9］。通过采用成熟的关系数据库管理系统和最新的数据存储技术，保证了共享平台产生的数据进行安全、快速的存储。系统通过使用统一的数据交换接口实现与CERS中心的数据交换，实现读取各个已有的校级或院级平台上的机时、收费、效益考核相关的数据，进行统计汇总，通过中间件技术实现与“武汉大学设备管理信息系统”、“武汉大学大型仪器设备开放补贴管理系统”进行数据交换，为系统提供统一的数据支持，系统的数据存储和交换见图1。

图1 系统的数据存储和交换

1．4 仪器共享平台功能

仪器共享平台从仪器设备管理的实际工作出发，以自动化、开放式管理为目标，规范工作流程，分层授权管理。建立覆盖共享设备的运行过程的信息化管理，实现管理与运行一体化。系统包含用户注册、系统维护、开放仪器、实时监测、预约管理、仪器维护、统计分析和数据上报等8个模块，如图2所示。

图2 系统的功能模块

实时监测模块完成全校已经安装“设备在线状态监测系统”的设备的实时状态进行显示。“设备在线状态监测系统”的软件平台是以嵌入式LINUX为操作系统来实现QT／Embedded开发环境的建立。数据采集装置以TCP／IP协议为载体，使用socket技术，使得位于网络中的主机可以通过连接的套接字提供的接口进行数据传输，在实现对数据的高速采集的同时，将数据可靠的，实时的上传给上位机。该系统软件主要由主程序、数据采集子程序、中断子程序和显示子程序组成。用户根据实际的功能模块自主地搭建嵌入式操作系统。在本系统中PC和ARM控制板之间传输的数据量大，而且要求传输速率大于1Mbytes／s，所以利用网口进行数据交换，有数据传输速率快、准确性高等特性，还可以进行远程控制。其中，ARM系统的任务是完成电流的采集与存储和显示，并通过RS－232总线与PC机相连。设计简便，操作简单，抗干扰能力强，分辨率高，精度高。系统功能结构如图3所示。

图3 “设备在线状态监测系统”功能结构

数据上报模块是根据教育部顶层系统提供的数据标准和系统规范，通过接口实现校级系统与教育部顶层系统的动态更新及互联互通。

2 开放共享机制建设

武汉大学通过积极构建共享体系、管理体系、服务体系和评价体系，积极推进大型仪器设备开放共享，在实践中逐步探索出了一条社会与学校、学校与师生互惠互赢的和谐之路。

2．1 整合资源、统筹规划，构建符合校情的共享体系

武汉大学根据学科门类齐全、设备存量大的特点，以及各个单位的大型仪器设备管理体制不一样，但没有一个模式能够在全校推广的现状，确立了“统筹规划、分类建设、专管共用、资源共享”的大型仪器设备管理思路，并根据仪器设备应用范围与服务领域，整合资源，通过“集中与分散”相结合的模式，构建了校、院两级大型仪器共享服务平台及各类重点实验室学科共享平台，实行校级公共平台、院级共享平台以及学科研究平台3个层次、多元化的开放共享体系，鼓励国家级平台加大开放共享力度。

将一些通用性强、服务面宽的大型或特大型仪器设备（设施）集中在校级公共服务平台管理，由学校投资建立了分析测试中心、医学结构中心、纳米研究中心、电镜中心等校级共享平台，依托相关学院管理，面向全校师生和社会开放服务；物理、化学、生物等大型仪器设备（设施）规模较大的学院，建立院级大型仪器设备（设施）共享平台，将学院共用的大型仪器设备集中管理，在优先保证学院或学科内共享的前提下，向院外和社会开放服务；重点实验室、研究院所、中心等由学校重点资助大型仪器设备（设施）建设的研究实体，集中管理一些专业性强、使用面窄的大型仪器设备，在优先保证科研的前提下，向校内和社会开放服务［10－11］。

2．2 破解难题、创新机制，构建规范高效的管理体系

2．2．1 健全设备准入机制

学校仪器设备的购置计划以服务对象的需求为导向，主要包括：维持计量认证资质必需的仪器；多个学科需要而各自利用率不太高的仪器；多个学科需要、主体仪器相同、配件不同、用途不同的仪器（由共享中心配置不同配件）等。新购置200万元以上仪器设备，需得到至少3个学院的支持，须由发展规划与学科建设办公室和实验室与设备管理处共同组织专家进行论证。论证的内容包括：购置的必要性和科学性、共享的可能性、房屋水电等配套设施、管理人员和管理措施、学校同类大型设备（设施）的开放共享情况等。

2．2．2 健全运行维护机制

武汉大学积极推动大型仪器设备开放共享运行的制度化管理，先后制定了“武汉大学大型精密贵重仪器设备管理办法”、“武汉大学大型精密贵重仪器设备效益考核暂行规定”、“武汉大学加强大型仪器设备开放共享实施办法”、“武汉大学协同创新中心资源整合与开放共享管理办法”、“武汉大学大型仪器设备开放共享补贴管理办法”、“武汉大学大型仪器设备维修管理办法”、“武汉大学大型仪器设备有偿使用实施办法”等10余项规章制度，保障仪器设备管理有序进行。先后制定了“仪器设备管理工作流程”、“大型精密贵重仪器设备购置可行性论证流程”、“大型精密贵重仪器设备技术验收工作流程”、“仪器设备报废处置工作流程”、“进口科教用品外贸代理工作流程”、“大型精密贵重仪器设备维修工作流程”等工作流程，切实做到以制度管人、按流程办事，保障仪器设备管理有序进行。

学校设立大型仪器设备开放补贴经费，调动机组和用户双方的积极性，重点支持新引进的人才、科研处于起步阶段的青年教师和重点基础项目。学校设立大型仪器设备维修经费，在维修改造、功能升级等方面给予经费支持。

2．2．3 健全开放服务机制

学校重视扩展开放共享的时间与空间。校级仪器共享平台已有400多台（套）价值40万元以上大型仪器设备的性能指标、应用领域、收费标准等相关信息向社会公开发布，实现网络预约与信息化交流。通过加强智能化门禁系统和仪器自动化管理装置建设，改革传统开放共享服务模式，有上机资格的用户累积使用机时超过一定额度，拥有自主上机的资格。除实现信息发布、在线监测、经费结算、信息报送、统计分析、预约使用等全部信息化管理外，还为师生提供测试方法、仪器选型、操作和维护等方面的咨询和服务。

2．2．4 健全有偿使用机制

全面推行大型仪器设备有偿使用机制，利用经济手段打破院系壁垒，并为社会服务提供收费依据。收费标准按照成本分担、不盈利为原则，由仪器设备的折旧费、维修费、消耗费、房屋水电、管理人员劳务费等几部分构成，确定大型仪器设备的实际运行成本作为校内的收费标准。校外收费标准为校内标准的1．5到2倍制定。对校外一次性测试量较大的用户，可以进行适当优惠，收费标准参考校外收费标准的70%～95%收取。收费试行收支两条线，专款专用［11］。

2．2．5 健全人员激励机制

坚持引进和培养相结合，优化队伍结构，提高队伍素质。设立“首席技术专家”、“技术骨干”岗位，鼓励高水平人员从事大型仪器设备管理与服务工作，鼓励博士与博士后参与仪器设备的管理与服务。学校定期组织机组人员开展学习交流，对仪器设备（设施）管理人员参加国内外培训给予一定的经费补贴，鼓励仪器设备（设施）管理人员开展仪器功能开发和技术研究，在校内自主科研项目中设立相关项目供其申报。

学校人事部和实验室与设备管理处共同制定“武汉大学实验技术等系列专业技术岗位聘任试行办法”（武大人字［2012］100号），规范大型仪器设备技术人员的职务职级晋升标准和年度考核评价标准，根据岗位特点，把管理与服务工作的质量作为晋升与考核的主要内容。

2．3 追踪问效、以评促建，构建科学合理的评价体系

学校重视加强大型仪器设备的效益考核，由实验室与设备管理处会同有关职能部门组织实施。仪器设备的效益考核内容主要包括使用机时、培训人数、服务项目数、服务收入、提供测试数据的发表论文情况、获奖情况、新功能开发等［12］。

考核结果每年在全校范围内公开，并与共享平台的机组人员的考核、晋升和待遇挂钩，与对平台经费支持挂钩，考核结果同时作为学院（系、实验室、中心）购置论证和事业奖励的重要依据。

学校设立效益考核奖励经费，对效益考核优秀的机组，给予一定额度的奖励，效益考核2年不合格的设备（设施），原则上强制托管。

2．4 对接需求、顶天立地，构建功能齐全的服务体系

武汉大学仪器共享平台校际互通建设期间，学校入网仪器服务领域涉及到国家和地方自然科学基金、“863”项目、重大科技项目以及研究课题和许多生产、开发项目，共计100多项，为国家重大科研计划和地方生产开发做出了重大贡献。

2．4．1 服务基础研究，承担重大科研项目

武汉大学纳米技术研究中心共承担了60多项有关纳米科学与技术的国家级、省部级以及企业委托的科研项目，其中包括国家“973”和“863”项目，国家自然科学基金和杰出青年基金项目、湖北省重点攻关项目、武汉市纳米专项、武汉市光科技项目等，以中心为单位发表发表科研论文500多篇，包括Nature Communications、Physical Review Letters、Applied Physics Letters、Nano Letters、ACS Nano等著名杂志文章。仅2013年度就有华中科技大学、华中师范大学、中国地质大学、湖北大学、湖北工业大学、武汉纺织大学和中科院物理所、武汉华讯光电公司等单位通过共享平台向纳米中心委托的科研项目和测试服务，对外测试机时3 283小时，测样数7 161个，总经费近2 000万元，发表的与纳米技术相关SCI文章100余篇，其中一区论文20余篇。

2013年度，通过共享平台向电镜中心委托对外测试服务的单位包括华中科技大学、华中师范大学、武汉理工大学、华中农业大学、武汉科技大学、中国地质大学、湖北工业大学、郑州大学、中北大学、华中电子化学材料研究所等，超过137篇论文都有中心的电镜结果，其中一区论文54篇，为校内外各科研单位的科研成果获取做出了积极贡献。

2．4．2 服务应用研究，解决重大实际问题

广州南方测绘仪器有限公司通过我校仪器共享平台联制与测绘遥感信息工程国家重点实验室章红平教授研究团队委托项目合作，开发研制了一种针对静态轨道不平顺的高效测量工具——快速轨道几何状态测量仪（简称惯导小车）。在惯导小车的研制过程中，针对高铁轨道的三维坐标解算开发了高精度INS／GNSS组合导航解算软件，并成功研制了惯导小车的INS／GNSS组合导航系统。中国中铁二局兰新铁路第二双线项目部通过共享平台联系章红平教授研究团队，于2013年10月1日到2014年3月1日在高铁兰新铁路线应用惯导小车样机进行数据采集，为我国高铁轨道安全提供了有力支撑。

测绘遥感信息工程国家重点实验室陈晓玲教授带领的水环境定量遥感研究团队，利用学校投入1 000余万元购置的地物光谱仪、水下光场测量系统等约30余台仪器设备，对中国最大的淡水湖鄱阳湖进行野外观测，围绕鄱阳湖水环境遥感研究产出了一系列学术成果。鄱阳湖研究成果发表在Remote Sensing of Environment、Journal of Geophysical Research、Photogrametric Engineering and Remote Sensing等国际知名期刊上，公开发表的鄱阳湖研究SCI论文数量国际排名第一，多篇成果被国际海洋水色协调组织IOCCG、NASA、Vertical News等公开报道，在仪器设备平台的支持下，该团队完成了3项国家自然科学基金项目，1项“863”探索课题的研究，并在长期的观测积累和研究基础上，成功申请获批国家自然科学基金重点项目1项，合作主持水专项1项，获得湖北省自然科学一等奖。

2．4．3 对接重大需求，争当区域创新服务共享节点

全校共有287台仪器设备入选华中地区大型科学仪器协作共用网，并连续几年获湖北省大型科学仪器协作共用网管理办公室奖励。近两年，部分企业和科研机构通过学校仪器共享平台向水利部泵站测试中心寻求服务，对外服务机时796小时，服务收入228万元，测样88件，运行状态良好。该中心对佛山市樵桑联围南海区管理所、黄梅县黄连咀泵站更新改造工程建设管理办公室、湖北省田关水利工程管理处、深圳市东江水源工程管理处多家单位进行了分析测试服务，并为其提供了书面报告，得到了用户的一致好评。其中对湖北省阳新县富池口泵站进行技术升级改造，不但每年节电百万度以上，而且将排涝标准由5年一遇提高到10年一遇以上，有效服务了当地的经济建设和社会发展。

3 仪器共享平台建设的思考

3．1 缺少“高、精、尖”大型贵重设备

办“国际一流大学”，需要充分考虑仪器设备的先进性、前沿性和学科特色。尤其高水平的学术论文更需要“高、精、尖”的大型贵重设备提供数据。科学研究不再是小米加步枪的时代，有普适性的大型贵重设备是巡洋舰，而“高、精、尖”的大型贵重设备是航空母舰，都不可缺少。根据清华大学、北京大学、浙江大学、上海交通大学、武汉大学的仪器设备数据分析，5所大学40万以上大型设备资产总额分别占学校设备总额的37%，38%，32%，37%，34%，而40万元以上大型设备台件数分别占学校设备台件数的1%，0．6%，1．1%，0．6%，0．4%；500万以上大型设备资产总额分别占学校设备总额的7．3%，6．5%，4．1%，5．9%，7．1%，而5所学校500万元以上大型设备台件数都只占学校设备台件数的0．01%，一定程度反映了高校低水平重复购置情况比较突出，缺少“高、精、尖”的大型贵重设备。

3．2 相关学院对公共服务平台的依赖程度在减弱

随着对高校投入的增加，各学院都购置了一批学科急需的大型仪器，有些学院也建立了院级的仪器共享平台，大多数分析测试实验都在本学院完成。而在此过程中，部分测试中心由于定位不准、仪器老化等方面的原因致使其公共服务的职能逐渐弱化，原有的规模和仪器配置已不能满足学科发展的现实需要，必须理顺管理体制、明确定位、加强管理，购置和更新必要的大型仪器设备，建设成测试功能强大、学科服务面宽、学科交叉整合能力强的跨学科开放共享型分析测试平台。

3．3 人才断层和人员流失，共享服务水平有待提高

大型仪器设备的管理和服务工作，关键靠人，做好大型仪器设备共享平台，需要一支稳定、高水平的管理技术队伍。大部分高校仪器设备运行管理的技术人员的规模整体偏小，实验技术人员与部分教师从事实验室仪器设备的运行管理工作，存在学历分布广（从博士到专科包含各个学历层次）与年龄两极分化的现象。一方面，由于部分高校没有给予共享平台单位相应的政策，缺乏有效的激励机制和考核机制，难以吸引高水平人才从事该项工作，难以完成仪器设备升级改造和新功能开发，使得技术服务能力，尤其是部分实验技术人员操作能力不高，缺乏主动性和创造性，造成大型设备共享无法达到预期效果。另一方面，随着科研工作的深入，师生对共享平台人员的测试水平、业务能力提出了更高的要求。同时，共享平台现有的服务方式还需要改进，可对用户开展个性化的服务工作，推行网上预约、用户自主上机，部分仪器实行全天候开放。共享平台内部应对此加强管理，切实增强服务意识、改进服务态度、不断提高服务质量。

3．4 运行费用得不到保证

对外服务将促进仪器设备与设施利用率的提高，但同时也有可能使仪器设备与设施满负荷或超负荷运行，从而加速其老化、缩短其生命周期，也会增加资金补充的需要。共享平台应有一定的运行费用于仪器维护、维修，购置各类消耗材料及零备件，以及质量保证体系的运行、仪器技术改造、人员培训以及技术交流等，但经费得不到保证，致使许多必要的维护、维修工作不能正常进行，既影响测试服务工作的正常进行，也影响仪器保持正常的使用寿命。经费问题是当前仪器设备或设施更新和运行的主要障碍，目前的财政扶持力度与方式尚未达到全面推进共享工作的要求。

4 结束语

大型仪器设备开放共享是一个系统工程，需要制定科学合理政策，引导大型仪器设备资源实现优化配置，依靠经济调控手段推动大型仪器设备的开放共享，加强现有资源的整合，做好新增大型仪器设备规划和建设工作，加强协调，形成合力。同时大型仪器设备开放共享工作还受到国家和地方政策的制约，受到高校财务制度的阻碍，受到传统观念的限制，面临着缺少有效调配和跟踪监管，缺少开放服务资质的认可等问题，任重道远，还需要国家持续的投入和支持。

（References）

［1］徐一新，刘乔，赵邦枝．构建科学管理制度与机制，提高大型仪器设备管理水平［J］．实验技术与管理，2008，25（9）：176－178．

［2］毕卫民，王连之．构建多元化共享服务体系提高大型仪器设备使用效益［J］．实验室研究与探索，2010，30（6）：100－102．

［3］洪波，王明泉，彭利军，等．创建资源共享平台可持续运行管理模式的探索［J］．实验技术与管理，2011，28（11）：334－337．

［4］高禄梅，贾申利，杨帅，等．推进大型设备开放共享的研究与实践［J］．实验技术与管理，2011，28（11）：217－220．

［5］闻星火，黄乐，王琦，等．探究大型仪器共享之路［J］．中国高教研究，2008（10）：90－91．

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［8］刘昕．武汉大学构建“四大体系”积极推进大型仪器设备开放共享［EB／OL］．［2011－06－20］．http：／／benet．whu．edu．cn／html／a／2011－06－20／396238525．html．

［9］邓敏，雷敬炎．大型仪器设备开放共享机制探索与研究［J］．实验技术与管理，2014，31（11）：238－241．

［10］雷建兰，阮慧，项晓慧．大型仪器有偿服务的实践与探索［J］．实验室研究与探索，2011，30（11）：379－381．

［11］邓敏，雷敬炎．高校大型仪器设备绩效考核的实践与思考［J］．实验技术与管理，2014，31（10）：258－261．

［12］邓敏，陈彦．高校大型仪器设备绩效管理探讨［J］．实验技术与管理，2013，30（1）：228－230．

Study on construction of instruments sharing platform at Wuhan University

Lei Jingyan，Deng Min
（Office of laboratory Construction and Equipment Management，Wuhan University 430072，China）

This paper introduces the specific practices and typical cases from the construction of instruments sharing platform system and sharing mechanism．On the one hand，this paper puts forwards the data storage and exchange and the functional module of this system，based on the construction background and target，on another hand，this paper analyses the construction of sharing mechanism at Wuhan University from the aspects of sharing system，management system，service system and evaluation system．At last，this paper puts forwards serval thoughts．

instruments sharing platform；sharing mechanism；management system；service system；evaluation system

G482

A

1002－4956（2015）3－0005－05

2014－12－25

国家“211工程”项目“高等学校仪器设备和优质资源共享系统”（CERS－4－42）

雷敬炎（1965—），男，湖北武汉，硕士，高级工程师，武汉大学实验室与设备管理处处长，主要研究方向为实验室建设与设备管理．

E－mail：leijingyan＠126．com