云桌面技术在矿山企业安全教育培训中的应用探析

胡马福 林友清 李晗

摘要：目前，全国矿山安全形势总体平稳，但仍然面临采掘技术落后，装备水平低、员工安全生产意识淡薄等安全威胁。安全教育培训在矿山安全生产中有举足轻重的作用，随着科技的飞速发展，云计算技术正在不断改变我们的生活和工作方式。其中，虚拟化技术是云计算的核心之一，在众多虚拟化技术中，IDV云桌面技术是一种独特且功能强大的虚拟化技术，它采用集中存储、分布运算的架构，适用于网络连接不稳定或者完全中断、高度安全的数据保护以及需要灵活扩展的场景。文章将详细介绍IDV云桌面在矿山企业培训中的一例场景应用。

关键词：安全教育培训；虚拟化；云计算；分布式运算；云桌面

中图分类号：G642      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）09-0116-03

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

1 安全教育培训在安全生产中的重要性

在以人为本的社会中，安全已经成为生产过程中的一个至关重要的环节。对职工进行安全教育，是确保生产安全和减少风险的重要手段，也是企业安全管理中最基本的工作。通过不断加强安全教育培训，可以提高全员的安全意识和防范意识[1]，增强员工对安全生产法律法规的理解和遵守能力，从而为企业的安全生产打下坚实的基础。安全与生产是密不可分的，只有做好安全教育培训，才能实现安全生产与经济效益的双赢。具体而言，安全教育培训的重要性有以下几个方面：一是提升各级领导对安全问题的认知和意识水平，通过安全教育培训，各级领导可以更加深入地了解安全生产的重要性和自身在安全管理中的责任，从而更加自觉地落实安全措施，提高安全管理水平。二是有效地遏止事故，安全教育培训可以针对性地提高员工对事故预防和应急处理的能力。三是大大提高队伍安全素质，安全教育培训可以帮助企业建立起一支高素质的安全管理队伍。

2 IDV云桌面技术

目前，市面上的桌面云技术架构主要包括四种类型：VDI（Virtual Desktop Infrastructure，虚拟桌面基础架构）、IDV（Intelligent Desktop Virtualization，智能桌面虛拟化）[2]、VOI（Virtual Operating System Infrastruture，虚拟操作系统基础架构）和RDS（Remote Desktop Services，共享云桌面架构）。这些不同的技术架构均有各自的特点和局限性，适用于不同的应用场景。当前，VDI和IDV是较为主流的桌面云技术架构，其中智能桌面虚拟化（IDV） 技术，作为一种新兴的云计算解决方案，具有显著的优势和潜力，更能满足企业等特定场景的使用需求。IDV架构采用了集中式存储和分布式运算，其核心思想是将系统镜像存储在服务器端，然后通过本地虚拟机来运行虚拟桌面，这种技术方法不仅可以降低网络带宽的需求，还支持离线系统运行。同时，相比其他虚拟化技术具有较多优势：一是更低的网络带宽要求，IDV在本地虚拟机上运行虚拟桌面，不需要进行大量图像传输，因此对网络带宽的要求大大降低，这一特性使其在有限网络资源环境中也能高效运行，从而扩大了应用范围。二是更好的性能，由于计算资源分布到各个客户机上，因此可以更好地利用硬件资源，提高性能。三是更好的数据安全性，采用集中存储方式，数据更加安全。四是更好的可扩展性，可以轻松扩展计算资源和虚拟桌面。VDI和IDV两种技术对比详如表1所示。

2.1 IDV云桌面在矿山企业培训中的需求分析

矿山企业培训是确保员工安全和生产稳定的重要手段，随着矿山行业数字化转型的推进，传统培训已经无法满足矿山企业数字化转型的需求；企业需采用新的培训方式，改善传统培训成本高、材料更新困难、难以个性化、互动性差等问题，提高员工的学习兴趣和效果，提升员工的工作能力和素质，以适应数字化转型的需求。在培训管理方面，培训课程和相关软件无法快速批量部署和统一管理，都影响着培训效率和资源利用效率；同时，企业的培训材料查看无任何权限管控，也无安全的数据存储和备份方案，无法保障培训数据的安全性和可靠性；最后，企业业务一直在快速发展和变革，还应考虑其具有高度的可扩展性，可以根据业务需求灵活地扩展计算资源和服务。基于以上需求特点，主要从3个方面考虑矿山企业的建设需求。

1） 灵活可拓展。矿山企业的培训需求会随着技术革新、政策法规的变化而产生变化，例如新技术、新设备、新工艺和新材料的引入都需要新的培训内容；此外，随着安全生产法律法规和行业标准的更新，也需要进行相应的培训，以符合新的法规和标准要求。因此，有必要构建一个具备高度灵活性的培训环境，允许根据培训内容和受训人员的需求进行快速调整，从而实现培训效率的提升和效果的最大化。同时，技术人员可轻松扩展培训系统的计算资源和虚拟机数量，以适应培训人员不断变化的培训需求。

2） 安全可控性。矿山企业生产过程涉及到采矿、掘进、通风、运输、选矿等多个环节，涉及重要的矿产资源、生产数据和技术信息，因此需要保障培训数据的安全可控，避免数据泄露和丢失。以往培训通常采用U盘将培训材料拷贝到固定计算机，难以对各类USB设备设置管控权限。若U盘感染病毒，可能会导致培训电子文件被破坏、丢失，更甚者病毒传播到公司内部网络，造成更大的损失；另一方面，培训材料通常存储在本地计算机上，因培训涉及多个部门，缺乏集中管理和整合、监控，导致数据难以共享和利用，也无法及时掌握员工的培训情况和学习进度。

3） 成本效益。在前期阶段，我们采用了传统个人电脑（PC） 培训，硬件初始投入成本较高，且使用不频繁导致资源搁置，也无法实现标准化的有效管理。此外，系统的升级和应用更新过程相当烦琐，对操作人员的培训效果也无法得到保障，因此出现较多故障。这些问题不仅增加了终端管理的复杂性，同时也增加了IT管理人员的运维成本。另外，传统PC的使用寿命一般在3至5年，且更新成本较高，随着时间的推移，管理这些设备的总成本会进一步增加。因此，在考虑培训效果和质量的前提下，还需考虑降低企业的投资成本，可先建设1个小型培训站点，后续再根据需求进行扩充。

3 IDV云桌面在矿山企业培训中的应用方案

根据企业的建设需求，最终选择锐捷IDV云桌面解决方案。本次IDV云桌面方案包含1台工作站管理机、1套云桌面管理平台、1套云课堂教学管理软件、25台云终端。所有的桌面管理都集中到工作站管理机，方便管理员进行集中管理、监控、维护等操作，可以提高管理效率和服务质量[3]；通过后端统一下放镜像，由云终端统一加载，可以实现批量创建、部署和管理云终端，提高运维效率和管理精度；同时，由于镜像文件是可重复使用的，还可以减少重复操作和资源浪费。具体云桌面方案架构如图1所示。

3.1 云桌面统一管理平台

为了确保软件的兼容性和稳定性，云桌面系统的所有终端都采用x86架构进行构建。工作站管理机提供32GB内存和256GB大容量固态盘存储及4T机械硬盘配置。统一管理平台采用BS软件架构，中文图形化管理页面；为了方便管理和使用，管理平台包括镜像管理、教室管理、用户管理等关键功能模块；另考虑后期的扩展性，单台服务器即可支持对IDV、TCI 终端的统一纳管，在管理页面首页即可查看IDV、TCI终端的使用情况。同时，为了满足基本教学需求，镜像模板支持多种类型的操作系统，包括Windows 7、Windows 10、Windows Server 2008、Windows Server 2012、Red Hat、Ubuntu、UOS教育版、UOS专业版以及Kylin等操作系统。此外，云桌面系统还提供虚拟教室功能；可按照教室规模创建不同虚拟教室，每个虚拟教室都独立进行管理和配置；在云终端控制器管理页面可以对独立教室的学员终端和讲师云终端进行分别配置和管理[4]。

3.2 云终端

本次部署25台云终端，其中24台培训学员终端配置为内存8GB、4核8线程和256GB固态硬盘存储；1台讲师终端配置为内存8GB、6核12线程和256GB固态硬盘存储。 每一台终端可以同时部署IDV、TCI桌面的能力，在镜像选择页面同时提供2种镜像，根据用户选择的镜像进入系统，同时自动判断使用哪种类型的桌面启动。

3.3 云课堂教学管理软件

提供多种教学模式以应对不同的教学需求，讲师可透过教学管理软件一键启动所有云终端，终端自动启动并进入对应的课程镜像桌面，而且还可实现一键切换不同的教学镜像，切换模式时，云终端硬件无需重新启动[5]。此外，为简化教学过程，教学管理软件能够提供远程终端编号功能，并与云桌面编号一一对应，方便讲师进行学员点名等操作。讲师还可以对单个、部分或全体学员进行黑屏操作，黑屏状态下，学员的计算机将被锁定。同时，该软件还支持屏幕广播功能，講师可以将屏幕内容广播给学员，并可选择全屏广播模式或窗口化广播模式；学员可以自由调整讲师广播屏幕的大小，以便于在自己的云终端上进行自由跟学；在屏幕广播的同时，讲师可以选择是否将声音广播给学员。此外，为了方便教学控制，该软件提供了一种一键禁止学员上网的功能，同时不会对屏幕广播、屏幕查看等正常教学应用造成任何干扰。

1） 分组教学。该软件提供了一种灵活的学员分组方式，讲师可以根据学员的姓名进行手动或随机分组，让学员更加方便地进行学习和交流；每个小组可以有自己的组名，由组长和讲师共同确定；小组的总得分和小组成员对小组的贡献值会被记录下来，同一小组内的学员可以相互传送文件。账号管理更加灵活，讲师和学员可以自助注册账号，也可以由管理员导入班级内。在登录个人空间时，需要输入账号密码进行身份验证，学员账号同时支持密码登录和无密码登录方式。讲师可以将选中的文件分发给学员，可以分发给所有学员，也可以分发给指定学员；讲师有权将所选文件分发给学生、全体学生以及特定学生；分发时支持单个文件发送和文件夹批量发送，同时支持学员直接将文件提交给讲师，讲师可以设定文件提交的截止时间和提交后的存储位置。传输效率上，传输100M的压缩文件，55秒可传输60个文件。

2） 互动游戏。为了提升课堂上的互动效果和活跃度，该软件提供了实用的课堂互动小游戏。此外，班级模型的创建也实现了自动化，简化了班级的管理和维护工作。讲师可以通过唯一的标识码邀请学员加入，方便快捷。另该软件还设立了学员奖励机制，学员在教学活动中可以获得虚拟积分，积分可以在学员端和讲师端进行查询，这样的奖励机制有助于激发学员的学习积极性和参与度，进一步提高课堂的互动效果和活跃度。

4 IDV云桌面的应用效果分析

通过使用IDV云桌面系统，培训管理员可根据各部门的培训需求灵活部署；同时管理相对简单，只需要安装一个客户端软件，就轻松管理多个虚拟桌面，实现培训资源的集中管理和调度[6]。另前期培训主要以讲师为中心，缺乏互动性，尤其一些技术操作类培训，涉及图形编辑软件、虚拟仿真软件，对培训终端性能、稳定性要求较高，无法实现屏幕共享并让参与者观看操作过程；在技术操作类培训中，利用分布式计算，讲师可以共享自己的屏幕，让参与者无卡顿观看操作过程，同时也可以让参与者共享他们的屏幕，实现更好的互动和交流；讲师还可以设置一些题目或测试，让参与者在云桌面上进行操作或填写答案，实时查看参与者的答案，给予评估和指导。

根据统计，企业通过IDV云桌面系统已开展多场培训，受训对象包括管理人员、技术人员、操作人员等，培训内容包括安全教育培训、技术培训、管理培训、职业文化培训等，使用频次累计达到了一千人次。通过云桌面系统的安全教育培训反馈数据来看，员工对矿山安全法规、矿山安全技术、矿山安全装备、矿山应急救援等方面的知识理解能力、接受能力、运用操作能力均有所提高。另在实际安全检查中发现，全体职工的安全生产意识、自我防护能力也明显增强，如作业人员会严格按照要求佩戴安全带、防尘口罩，尤其是企业安全事故也大幅降低。

5 结论与展望

综上所述，IDV云桌面方案在矿山企业安全教育培训中成功应用，有效解决了传统培训成本高、更新困难、难以个性化、互动性差等问题，为培训带来了更佳的体验与效果，使知识传递过程更加高效、快捷，大大提高了全体员工安全生产意识。然而，矿山企业在应用云桌面的过程中仍面临着网络安全、设备管理以及员工使用习惯等挑战[7]。为克服这些挑战，企业需采取相应的措施和策略，例如加强网络安全防护、制定设备管理规范，并提供培训和支持。

随着5G和云计算技术的不断发展与完善，用户对随时随地访问桌面的需求也日益强烈。因此，IDV云桌面技术将逐步拓展到移动终端和智能设备领域，为矿山企业的数字化转型提供强有力的支持。

参考文献：

[1] 郑晓嘉.上海浦东国际机场空侧捷运系统运营安全管控实践探索[J].城市轨道交通研究，2022，25（S1）：68-70，73.

[2] 邱劲锋.税务系统桌面云安全建设方案研究[J].智能建筑与智慧城市，2020（8）：28-30.

[3] 冯荣荣.当前我国地方政府军转安置政策执行研究[D].昆明：云南大学，2012.

[4] 柯艺德.云桌面技术在计算机机房管理中的作用分析[J].电脑知识与技术，2021，17（32）：158-159.

[5] 张沛强.基于锐捷云桌面的云课堂微机实训室建设探究[J].黑龙江科技信息，2016（24）：176.

[6] 宋莉.云桌面在企业网络中的应用研究[J].网络安全技术与应用，2022（8）：72-73.

[7] 傅敏.关于云桌面技术及安全问题的思考[J].新型工业化，2021，11（12）：129-130，135.

【通联编辑：王 力】