管理型虚拟重构实验室

铁瑞

摘要：文章从高校实验室发展的现状出发，通过建立资源重构的管理型虚拟实验室，打破实体实验室的壁垒，破除学院二级管理的区隔，满足大型试验及实现资源在网络信息平台上的再组织，建设管理型的虚拟重构实验室。

关键词：虚拟重构实验室；重构；资源整合

长期以来，我国的大部分高校的实验室或工程中心都处在规模发展的阶段，随着学校的学科的发展，根据某一时期的需要和某一学科的需要来采购实验设备，管理上基本上是以实体实验室为单位分户管理。以河北省为例，目前有省部级以上重点实验室（工程中心）281个，其中，国家级11个、省部级270个。目前一所省级综合性重点高校一般都拥有15到20个大型实体科研实验室（不包括教学型），然而随着学科的不断交叉融合，很多大型试验受实体实验室壁垒限制。如何打破这一壁垒，就成为解决这一问题的关键所在。

一、虚拟实验室构建的背景

目前，“虚拟实验室”这一概念在我国的一些高校已经出现并建立，虚拟实验室被定义为是以计算机网络为核心，将虚拟仪器通过网络连接起来，以实现数据采集、分析和远程操作的一个系统。它一般具有透明性、资源共享性、互动操作性、用户自主性、扩展性以及安全性等特点，是传统实验室无法比拟的。我国高校虚拟实验室主要有教学型和科研型两种。教学型的实验室如清华大学的“电力系统及大型发电设备安全控制和仿真”国家重点实验室等，主要用于辅助科学研究。科研型虚拟实验室如中国科技大学物理仿真实验软件等。此外，还常用于校园模拟和仿真。

二、管理型虚拟重构实验室

（一）管理型虚拟重构实验室产生的背景

高校的实验仪器设备在使用和日常管理上一般都依附于所属的实验平台，而实验平台一般依附于所属的院系。目前高校实行二级管理，在充分发挥各院系的工作积极性、创造性，提高管理效率的同时，也形成了高校内部隐形区隔，这就造成了很多实验设备不能共享，造成资源的浪费。大多数高校普遍采用的院校两级开放共享平台，实行“统管共用和专管公用”相结合的开放共享模式，这种管理模式的真正实施受到很多因素的制约，作为其实行的探路者，从决策的角度讲就要求构建一个在保证设备采购方式和管理方式不变的基础上，维持资源学院所有制不变的情况下，借助网络技术、地理信息技术、可视化技术和虚拟化技术，在网络环境下和信息平台上，构建一个实验室（工程中心）资源重构系统，即管理型的虚拟重构实验室。管理型虚拟重构实验室能够从资源功能、类别、用途、服务领域和科研方向上，对分布在各学院和各实验室的资源进行归纳和梳理，打破资源空间、地域、时间和部门所有制的界限，实现科研资源在网络信息平台上的再组织，为全校科研资源的整合、重构、开放和共享提供一个理论可能、技术可行、实际可用的运作环境，顺应不同学科、不同单位科研关联度越来越紧密，学科交融也越来越深的趋势，为支撑大科研和大项目的开展创建良好的条件。

（二）管理型虚拟重构实验室建设内容

管理型虚拟重构实验室是以网络为媒介，以实体实验设备为载体，通过乐高式组合实现适应任何需求的实验室建设。实验室的运行完全是通过网络平台进行，访问者可以浏览现有的实体实验室和虚拟重构实验室的情况及仪器设备，也可以根据自己需要创建新的虚拟重构实验室，虚拟重构实验室中可以任意添加系统中的仪器设备，根据需要任意组装，成立的虚拟重构实验室使用后可以申请解散或者保留。根据仪器设备的使用情况系统可以自动记录使用次数，已经建成的虚拟重构实验室逐渐形成适应使用用户群的数据集成系统，为后续进行同样的实验提供平台。

（三）管理型虚拟重构实验室建设目标

虚拟重构实验室的建设，旨在保证设备采购方式和管理方式不变的基础上，维持资源学院所有制不变的情况下，借助网络技术、可视化技术和虚拟化技术，在网络环境下和信息平台上，构建一个重点实验室（工程中心）平台信息享系统，实现以下目标：

1. 能够对全校的仪器设备、实验室等科研资源信息整合，实现“系统互联、信息互通、功能协同、资源共享、绩效共赢”。

2. 能够迅速建立起目标明确的、专业化的虚拟重构实验室，将期望的、原来分散的资源整合组织在一起，而且可以取得“科研平台专业化，资源管理集中化、资源使用共享化、资源运作分布化、资源状况可视化”的效果。

3. 提供对仪器设备科研资源的高效、多样化、可视化的导航、浏览和定位，使得用户可以在短时间内快速找到自己需要的科研资源信息，确定资源的确切位置和状况。

4.通过对系统资源的使用频率和平台构建的完整度情况，评价现有仪器设备的使用效率和作为缺失设备新增的可行性论证依据。

（四）管理型虚拟重构实验室功能

系统的总体功能包括：平台展示、查询定位服务、虚拟重构实验室管理、个人空间管理、系统资源管理和系统服务等主要功能。

1. 平台展示服务，主要提供实验室分类导航展示，实验室简介信息介绍，以及实验室设备的详情、图片、视频展示，使用户从多角度更好的了解实验室以及设备信息。

2. 查询定位服务，主要从全校和实验室角度分析，提供设备的精确与模糊查询。结合多种查询条件，方便用户快速准确的定位到所需要的设备。

3. 虚拟重构实验室管理，主要依靠设备之间的相似属性和关联进行创建，内部设备无须申请即可放入到公共实验室内，一个设备可以从属于多个公共实验室，方便用户快速定位，提供上层决策支持。

4. 个人空间管理，主要为校内每个教师用户，提供一个用户空间，进行校内设备和实验室的浏览和查询，申请和加入虚拟重构实验室，个人信息更新等。

5. 系统资源管理，主要是为系统管理人员，提供系统设备的导入、维护、审核，内部用户角色信息维护和权限分配，以及虚拟重构实验室的申请审核管理等。

6. 系统服务，主要实现对数据库的管理。

三、管理型虚拟重构实验室建设的意义

随着国家科研投入的不断积累及增多，科研机构的规模已经基本健全，正逐步由规模建设向内涵建设发展。虚拟重构实验室以其开放性、创新性、可扩充性、低成本性等一些非常优越的特点，为管理部门以及科研教师实验提供决策数据依据的一种系统性网络平台。该实验室打破科研设备管理部门、安放位置的壁垒，按照设备的科研功能统一规划、组织设备并按照学科方向分类，即时掌握实验设备的使用效果，为不同管理部门的科研设备提供一致的展现接口。随着系统应用的普及，可以拓展服务领域进行校校联合或者校企联合形成区域联盟资源共享系统；在引进人才或者拓展研究领域方面可根据拟进人才科研需求，虚拟现有的平台条件，根据需求为其提供后期的支撑，搭建完善的科研平台；在项目可行性论证中，可以借助于该系统进行基础资源可行性论证，对项目开展的硬件环境和条件进行评估；在拓展交叉学科研究开展中，为学科交叉研究的基础资源具备程度进行评估。

参考文献：

[1]黄慕雄.高校教学型虚拟实验室建设的现状与建议[J].网络教育与远程教育，2005（394）.

[2]骆利民.高校实行二级管理的思考[J].泉州师范学院学报（社会科学），2002（03）.

[3]刘丽琴，陈永清.大型仪器设备共享管理的研究与实践[J].实验技术与管理，2010（05）.

*基金项目：河北省科学技术研究与发展计划科技条件建设项目（项目编号：12963553D）。

（作者单位：燕山大学科学技术研究院）