高校大型仪器设备共享平台的设计与实现

贺 　锦, 赵艳娥, 何　凌, 赵　琳

(北京交通大学 实验室与设备管理处, 北京　100044)



高校大型仪器设备共享平台的设计与实现

贺 锦, 赵艳娥, 何凌, 赵琳

(北京交通大学 实验室与设备管理处, 北京100044)

结合高校大型仪器设备对外开放共享工作的现状,为实现大型仪器设备信息的完全共享、提高使用效益,提出了大型仪器设备共享平台的功能需求及设计思路,开发了一套基于B/S结构的信息化管理平台。

大型仪器设备; 共享平台; 功能设计

随着近年来国家对高校教育事业的投入不断增加,以及学校制定的研究型大学的发展规划,大型仪器设备的数量在仪器设备中所占的比重也随之不断增加,其在实验教学、科研等方面的优势也不断凸显。高校大型仪器设备作为提高实验教学水平、推动科学研究的重要基础条件,对其管理模式的研究应该不断创新,科学管理,建设新型大型仪器设备共享平台,以便充分发挥其效益、提高利用率,提升培养人才质量、提高科学研究水平。因此,基于实现大型仪器设备信息资源的完全共享的目标,建立高效的共享管理平台,是高校大型仪器设备管理工作的重点之一[1]。

1　高校大型仪器设备共享管理的现存状况

基于高校对大型仪器设备管理日渐重视的发展趋势,大型仪器设备共享工作得到了不断推进,目前,这项工作已经引起了国家的高度重视,颁布了相关文件[2-3],我校遵照文件精神,进一步推进了大型仪器设备开放共享工作。根据现在大型仪器设备开放共享运行的情况,总结出管理中存在的几个问题。

1.1人工成本较大,耗时费力

由于缺乏一套合理的大型仪器设备开放共享平台管理系统,现存开放管理设备所涉及的各项工作基本处于人工操作状态。如对外的预约使用、时间安排；对内的机时统计、收费管理,以及开放共享过程所涉及的基础信息介绍、使用绩效管理、共享基金管理等各项工作,耗时费力,人工成本较大,给开放共享工作的进一步推进带来了困难。

1.2缺少流程化管理,收费管理不规范

由于大型仪器设备开放共享处于人工管理的状态,各项工作受到人为因素影响较大,缺乏对开放共享工作的科学规范的流程化管理,缺少对对外开放共享的准确严谨的预约计费管理监督。以我校现阶段施行的大型仪器设备开放共享工作的管理流程为例,其运行过程中,对外公布共享信息、预约使用、机时安排、时间统计及收费管理等工作，均未按单线程的顺序依次完成，在外界人为客观因素的影响下,经常出现未经预约随意使用或不按照预约时间使用的状况,并且不能确保或验证人工记录的使用机时数据的准确性,导致学校努力建立的预约使用机制面临失效的局面。

1.3信息公开不充分,受众面较小

对外开放共享的大型仪器设备由于缺少一个有效的对外宣传与传播的平台,使共享信息公开与流通不充分,譬如共享的大型仪器设备的名称、规格型号、管理人员等信息没能进行有效的公开传播,尤其是针对学校外部的社会团体或企业,缺乏使其快速了解沟通的途径[4-5]。基于共享信息传播较为闭塞的发展现状,对外开放共享设备基本处于小范围内的交流及有效使用,未能达到预期的使用效率,难以充分发挥其使用效益。

2　共享平台预期目标

大型仪器设备开放共享平台在保证安全使用的前提下,实现大型仪器设备信息资源的完全共享,建立清晰的大型仪器设备共享管理体系,有效提高大型仪器设备的使用效率,充分发挥其使用效益。

2.1提高工作效率,节省人力资源

结合信息化管理手段,大型仪器设备共享平台通过软硬件结合的方式,将预约使用、时间安排、使用机时记录等工作以计算机自动化的功能特点为基础,自动预约记录。用户只需以网络为传播媒介,经共享平台入口进入,选择需要使用的设备在系统中还未被预约的时间段进行预约,并且系统可以自动记录使用时间,最终由系统打印出有效的使用时间记录表。所以,大型仪器设备共享平台可实现办公自动化,设备管理员只需审核用户身份,无需人工安排预约及记录等工作,可以提高工作效率,节约人工成本。另外,大型仪器设备共享平台自动记录相关有效数据,不存在人为主观因素的影响,确保数据的准确性,也减少了由人工记录统计带来的工作量[6]。

2.2规范预约使用流程,建立预约使用机制

根据学校制定管理工作要求,以实现大型仪器设备开放共享为目的,吸取一线设备管理人员总结出的多年的工作经验,严格按照管理工作流程设计大型仪器设备共享平台。通过此平台,用户从预约、使用,再到机时统计,整个过程都是由共享平台流程化管理,杜绝未经预约随意使用的现象发生。通过制定合理的使用计划,建立规范严谨的预约使用机制,实现科学合理的预约计费管理。

大型仪器设备共享平台实现了设备预约的单线程不可逆过程,具体设备预约业务流程见图1。

图1　大型仪器设备预约流程图

2.3共享信息广泛传播,提高大型仪器设备共享率

依托大型仪器设备共享平台,将共享平台的前台网站作为一个有效传递信息的媒介、一个对外联系的重要工具,针对大型仪器设备共享工作开展广泛的宣传,尤其是基于共享需要对外公布开放的设备名称、规格型号、使用方向及管理人员联系方式等基础信息,网络平台成为了一个对外宣传的有效传播窗口。通过大型仪器设备共享平台,使开放共享信息由学校内部扩展到外部社会团体,实现大型仪器设备共享信息的充分流通,提高大型仪器设备使用效益[7]。

3　平台功能需求分析与设计

3.1平台需求分析

以提高大型仪器设备管理人员的工作效率、提升大型仪器设备的使用效益为设计目标,以大型仪器设备管理办法为准则,以实际管理工作经验为基础,总结归纳需求分析,大型仪器设备共享平台应提供以下3个方面的服务:

(1) 设备共享管理。负责大型仪器设备共享全过程管理工作,用户完成注册后,提交使用申请后经管理员审核通过后,记录使用机时情况。

(2) 基础信息管理。负责记录设备的名称、规格型号、存放地点等基础信息,并由前台网页对外公布,供用户浏览查询。

(3) 使用情况管理。负责记录使用机时、使用效益、维修情况等动态信息,并形成考核评价管理体系。

3.2平台软件功能设计

3.2.1前台使用页面

(1) 注册功能。用户可直接浏览系统对外开放的设备基本信息情况,但是想要预约使用设备,必须进行用户注册。注册应分为校内用户、校外用户两种情况,校内用户可直接使用工号进行注册,校外用户可通过身份证号进行注册。

(2) 登录功能。用户完成注册后,可直接登录共享系统,当用户使用结束时,需点击“安全退出”,返回登录页面。如果登录系统后,长时间没有操作,系统会自动退出,若点击操作,则提示再次登录使用。

(3) 浏览功能。平台前台网页具有信息公布的功能,供用户浏览,起到对外宣传的作用,公布信息包括平台介绍、新闻通知、法律法规、设备详情等模块,其中,注册及非注册用户均可通过“设备详情”模块对系统内所有对外开放的设备进行浏览查看,可了解设备的名称、型号、技术指标、操作方法、作样要求、管理人员、联系方式、放置地点等信息。

(4) 查询功能。系统提供的模糊查询技术,用户通过输入等方式,方便快捷地找到所需要的设备。

(5) 预约功能。当用户通过查询浏览等功能,找到想要使用的开放设备后,需要通过注册用户,然后登录管理系统,才可看到设备的实时使用状态,并完成对设备的预约请求。

3.2.2后台管理功能

(1) 设备共享管理。此部分管理功能完成对外开放共享设备的预约管理、使用情况记录、计费管理、信息查询、报表生成等管理功能。

① 入网申请。针对于没有进入大型仪器共享平台的仪器,提供院系或者课题组所在仪器的入网申请模块,经过相关部门审批后,大型仪器设备方能进入学校共享平台进行对外开放服务,并获得相应收益。

② 预约管理。通过注册的预约用户可从前台提交预约申请,查看大型仪器设备预约的情况,预约通过审核方能生效；管理员完成审核后,共享平台具备信息发布与信息沟通功能,系统消息可通过E-mail、手机短信等手段进行发布；经设备管理人员确认的预约申请,由财务人员审核是否完成收费,把收费情况反馈给设备管理员；完成收费审核后的预约,即可按预约内容执行。

③ 记录使用信息功能。共享平台可识别用户身份信息,自动记录校内和校外的用户使用情况。实时记录仪器设备使用者信息,记录使用起止时间,并将相关信息反馈给服务器,用于使用情况统计、计费管理。

④ 大型仪器设备使用计费管理功能。支持按样品数/时间/分时间段计费方式,且有相应计费标准设置。

(2) 基础信息管理。这部分提供入网大型仪器设备的基本信息和数据统计与报表生成等管理功能。

① 大型仪器设备基础信息管理及维护。需要管理的基础信息包括:仪器编号、分类号、仪器名称、单价、型号、规格、购置年限、使用方向、存放地点、作样要求、管理人员、联系方式等。包括对信息逐条或批量的增加、删除、修改等操作。其中,大型仪器设备基础信息的批量导入由学校设备管理部门管理员操作,单个设备信息增加由学院管理员录入提交相关申请经学校设备管理部门管理员审核是否通过；设备基础信息的删除支持批量勾选删除或逐条删除,由学校设备管理部门管理员操作；单条设备基础信息具体内容的修改,可由大型仪器设备管理员完成,系统记录并显示设备的信息修改变动情况。

② 查询设备信息。设计前台大型仪器设备信息浏览界面,供管理用户浏览查询。

③ 基础信息的统计与报表生成。系统自动完成信息统计工作,管理员对基础信息进行统计(按金额,按购置年限,按使用功能),印汇总统计报表。

(3) 使用情况管理。提供使用与考核的各种数据，形成评价与考核数据体系。

① 信息记录与填报。针对对外开放共享大型仪器设备,按照其使用记录及维修记录,定义相关字段,平台设计形成相应的系统自动记录或人工录入信息界面,并根据系统记录的数据情况判断该设备的使用情况、利用率、管理人员工作量等。譬如:使用机时可按教学、科研、对外开放等方向分为3类,共享设备可由设备终端进行控制,系统自动记录其使用机时数,并自动记录对外开放情况；设备管理员按照维修时间、维修原因、维修费用等详细填写设备维修情况,建立维修专家、维修厂家等信息库,提供了相关领域设备厂家的供货信息,为设备的售后服务和维修提供技术保证。

② 形成评价考核数据体系。系统通过人工录入、自动记录等手段,对大型仪器设备的基础信息、使用情况、维修情况、所产效益等数据进行了记录统计。根据系统记录的相关数据,通过某种算法,形成一套对利用率与使用效益,对设备管理人员管理工作的评价考核数据体系。

(4) 用户管理。系统为多级用户管理,完成用户授权。超级管理员可按需求为其他管理员分配管理权限,统计注册用户信息。

(5) 系统信息管理。对前台网页发布信息进行管理，以文章发布的形式,完成对前台网页的信息更新。

(6) 数据备份管理。数据备份功能为了保证系统数据的安全,管理员提供定期备份系统数据的功能,避免系统出现故障时数据丢失。

3.3平台硬件设计

为实现对纳入共享平台的大型仪器设备的有效监控,确保大型仪器设备使用情况记录数据的真实性与准确性,大型仪器设备共享平台通过终端仪器,如电源控制器、电脑控制器、监控探头等,实现对大型仪器设备使用情况的自动记录,具体设计如下:

(1) 依据大型仪器设备的实际情况,提供多种终端控制方式,如添加授权控制终端硬件的方式(该方式所使用的硬件符合国家相关安全技术规范),计算机控制器控制软件的控制方式。无论采取何种控制方式,均遵循不改装和不影响大型仪器设备使用的原则,并兼顾节能环保。

(2) 在校园网的通讯环境下,安装实验室电源控制器和计算机控制器的读卡器,通过读卡器对相关卡片数据上机、下机时间的记录,实现对大型仪器设备使用情况的记录。

(3) 校园网络通讯发生故障,通讯中断情况下,大型仪器设备处于离线状态,可使用管理员身份卡开、关机,并且在本地进行数据存储,联网后自动上传本地存储记录。

3.4数据安全与传输

随着信息化管理模式的不断发展,系统安全地研究已经成为一项重要课题。系统的安全包括数据安全,其安全级别对系统在整个生命周期中的稳定高效运行起着决定性作用,为了保证系统数据安全,大型仪器设备共享平台做了相应的功能设计,具体设计如下:

(1) 超级管理员、设备专职管理员和使用者构成了大型仪器设备管理系统的直接用户集。其中,超级管理员可对数据库的数据进行添加、更新、删除等操作；设备专职管理员只能对自己名下设备的相关的数据进行更新、删除等操作；大型仪器设备使用者只能进行信息查询、使用预约等操作。

(2) 安全等级设置严格,明确功能操作权限与数据修改权限,保障数据库运行的数据的安全性、稳定性、高效性。

(3) 实现数据传输、存储过程中的加解密,提高用户访问的安全性能及数据存储的安全性。

(4) 实现数据的定时备份,在保证高效访问的同时最大限度地保证数据安全。

(5) 实现自动恢复功能,在数据库运行过程中遇到意外故障时,系统支持自动恢复,从而确保网络系统运行安全。

4.3平台体系结构

4.3.1平台的总体结构

根据上述分析设计的各项功能需求,按照程序设计的结构化要求,将其集中、分块[6],得到平台结构功能见图2。

图2　平台结构功能框图

4.3.2结构模式

大型仪器设备共享平台基于B/S结构(浏览器/服务器模式)进行开发设计,此结构模式是Web兴起后的一种网络结构模式,其主要分为客户端层、数据层、服务器层的3层结构,客户端层只需安装浏览器,服务器层只需安装相应的数据库,然后浏览器通过网络服务同数据库进行数据交互[9-10]。所以,大型仪器设备共享平台用户可以使用浏览器,通过Internet服务,对共享设备进行预约使用、数据维护等操作；服务器端接收到服务请求后,及时做出响应,完成数据库的数据交互,其中服务器端采用的操作系统为WindowsServer 2008,数据库采用SQL Server 2008 ,Web服务器使用IIS(Internet Information Server,互联网信息服务)对客户页面请求进行处理。大型仪器设备共享平台的体系结构利用这些通用软件可以便捷地建立先进、安全的动态网站[11-12]。

4.3.3角色分类与权限分配

根据大型仪器设备共享平台实际的应用需求,系统的用户角色分为5类,每类角色对应的权限分配如下:

(1) 未注册用户:可以查询,浏览大型仪器设备信息,但不能预约。

(2) 注册用户:注册用户又可分为校内用户和校外用户两类,均可以查询、浏览大型仪器设备信息,并且可以进行预约。

(3) 大型仪器设备管理员:可以对其所负责的大型仪器设备的基础信息及使用情况进行录入、修改,可以浏览、审核所管理的大型仪器设备的预约申请。

(4) 学院管理员:可以在注册用户的功能基础上对本学院的大型仪器设备进行添加、删除、修改,可以浏览查询本学院大型仪器设备的预约情况。

(5) 学校设备管理部门管理员:作为平台的超级管理员,可以完成平台的所有功能,包括大型仪器设备运行管理、预约管理、绩效管理、用户管理、系统信息管理、数据备份等。

4.3.4用户的角色分配

角色可理解为用户组,如管理员组,游客组,普通用户组等,而用户可以被赋予多个角色,所以用户与角色也是1对多的关系,通过用户的角色分配可以得到用户所具有的权限[13]。同理,当用户使用大型仪器设备共享平台时,平台应首先赋予用户相应的角色,然后用户才可以进行角色所对应的功能操作。

结合大型仪器设备共享平台的角色与权限分配的对应情况,可将一般访问或预约使用的用户设置为“未注册用户”或“注册用户”的角色,每台大型仪器设备的管理员用户将被赋予“仪器设备管理员”的角色,二级单位的仪器设备管理员用户可分配“学院管理员”的角色,学校相关管理部门所指派的专职负责全校大型仪器设备共享管理工作的用户，应该成为平台的超级管理员,并分配其“学校设备管理部门管理员”的角色。

5　结语

大型仪器设备共享平台的设计开发及实施使用,从宏观角度分析,是以当今发达的网络资源为背景,以向社会提供优质共享资源为目标,通过跨行政界限、跨区域界线管理的开放共享形式,为国家的经济建设出一份力；从微观角度看来,平台在实现大型仪器设备共享过程的流程化管理的同时,提供了丰富的数据查询与统计方式,并且通过共享信息的充分流通,提高了大型仪器设备的使用效益。但是,其功能需求可能随着工作要求的改变而发生变化,这需要对大型仪器设备共享平台进行必要的升级维护。

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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

大型仪器设备共享及效益评价研究(CERS项目)

贺锦(1986—)，女，河北衡水，学士，助理工程师，研究方向为信息化管理建设.

E-mail：hejin@bjtu.edu.cn

G482

B

1002-4956(2016)6-0263-05