時間:2022-06-25 23:31:58
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Abstract:Thepaperdiscussthenecessityofbuildinformationcenterofplanninginstituteinbrief.AftertheanalysisofdatasourceinplanninginstitutewediscusstheinformationcenterinBrowser/technology.Andthenweanalyzetherealizationofsomekeytechnologyinbuildinginformationcenter.
Keyword:informationcenter、datasource、.Nettechnology
《中華人民共和國建設部全國工程勘察設計行業2001-2005年計算機應用工程及信息化發展規劃綱要》提出:全國示范試點單位于2002年、其它設計單位于2005年建成以網絡為支撐,專業CAD技術應用為基礎,工程信息管理為核心,工程項目管理為主線,使設計與管理初步實現一體化的集成應用系統。建立這樣的信息系統也是企業自身發展的需要,能提高企業對外的形象和市場競爭力,提高工效,降低成本,使企業的管理模式與國際接軌,為企業創造更高的經濟效益。
規劃院的現狀情況。在管理模式上仍沿用傳統的設計和管理方法,沒有充分發揮網絡和計算機強大的信息統計和管理功能;缺乏技術和管理方面的信息統計,不利于企業實施決策分析和量化管理;普遍缺少能夠對規劃院的設計過程和各種資源等進行全面控制和管理的軟件系統;在設計過程中,工作流程得不到動態控制,信息共享不暢,團隊、工作組之間的協作性差,人力和物力浪費嚴重;對于設計成果電子文件的管理沒有很好地按需要進行分類管理,沒有進行規范化、標準化,導致查閱不便,數據冗余和丟失較嚴重;沒有對整個院的各種資源和數據建立合理的數據庫,導致資源和數據的整合困難,難以對整個院的設計過程和管理過程進行成本控制,難以對每個人員的工作進行較為詳細的統計和安排,導致很多方面存在盲目性和不確定性。
由于我們國家工程勘察設計行業發展的大勢所趨?;谝陨犀F狀,我們有必要利用計算機和網絡,管理設計過程和管理過程產生的信息數據,對設計院的各種數據、各種資源、各種行為進行全面的系統分析。建立各種較為完備的資源數據庫,建立各種企業行為和數據操作的應用邏輯模塊,建立各種設計和管理的應用模塊。進而建立規劃院的信息平臺。減少人為的因素造成的不確定性和浪費。提高生產和管理的效率。規范我們的設計、管理和運作模式。為規劃院的設計、管理和運作提供詳細可靠的數據和信息。減少決策和運作中的盲目性和不確定性。
2.規劃院數據資源分析
根據詹姆斯.馬丁(JamesMartin)的“信息工程方法論”(InformationEngineeringMethodology)的觀點。信息系統以數據為中心,而不是以處理為中心。因為數據是穩定的,而處理是多變的。只要企業的生產經營方向沒有變化,數據類就很少變化。通過一定的分析就可以找到這些數據類之間的穩定結構,即數據模型。所以規劃院要獲得信息化建設的主動權,首先要考察現有的數據資源狀況,分析梳理自己的業務流程。在此基礎上經過系統的分析,建立所需要的數據模型,構思所需要的信息系統框架。分析建立自己的信息標準。用信息標準來衡量已有的應用系統與標準化規范化的差距,找到可以提升的具體目標。也可以用來衡量需要引進或開發的軟件系統的功能、數據結構等是否符合本單位的要求。
規劃院的業務主要包括工程項目策劃與設計、生產與辦公管理、圖檔數據管理、質量控制以及其他管理等。各種業務的正常運作都需要大量數據資源的支持,在運作過程中又產生新的數據。在生產過程中產生的數據資料是大量而且雜亂無章的,如果將企業的各種信息和操作統統放在一個數據庫中,其數據浩瀚而龐大,數據庫的結構會很復雜,數據的冗余會大大增加。使得數據庫的可擴展性和可操作性大大降低。因此我們對生產和管理情況進行詳細系統的分析,分別按照他們之間的性質和聯系程度進行劃分。整個信息資源庫由數據庫和資料庫結合的模式。對于方便在數據庫中管理和描述的數據資源,要分析建立相應的數據庫。對于不便于在數據庫中管理的,要對其相關管理信息建立數據庫,把相關的文件資料建立成資料庫。數據庫可以采用關系型數據庫,資料庫一般是和保密級別聯系在一起的,分為初級、中級、高級密級的資料庫,資料庫結合數據庫建立帶有權限管理的數據文件操作庫。
3.基于.NET的規劃院信息框架
的特點
.NET是的簡稱。它是一個功能強大的面向網絡、支持各種用戶終端的開發平臺環境。它定義了一種公用語言子集(CommonLanguageSubset)來提供符合其規范的語言和類庫之間的無縫集成。對下一代網絡通信標準,可擴展標記語言(ExtensibleMarkupLanguage,XML)提供完全支持。而且.NET平臺的基礎架構.NET框架(Framework),采用統一的命令集支持各種編程語言。從而消除各種異類框架之間的差異,將他們合并為一個整體。.NET框架提供強的跨語言繼承性、錯誤處理和調試功能。使得編程人員可以自由的選擇他們喜歡的編程語言,實現語言的互用性。
3.2.規劃院信息平臺與.NET技術
由于.NET高度的可擴展性和功能強大的技術架構,使得安裝了.NET框架的應用服務器可以將各種關鍵的應用擴展到任何一個擁有Web瀏覽器的終端上。其強大的數據引擎等數據庫連接服務可以很方便的連接到絕大多數大型數據庫上。其強大的對接口技術的支持大大降低了不同產品和服務之間的連接和調用的復雜性。其基于組件編程的思想方便了對于復雜數據描述和操作以及互用的實現。因此我們可以選擇多家企業提供的產品、技術、和方案,部署最適合自己企業的信息化解決方案。利用.NET技術可以用較低的費用、低的復雜性和較低的開發難度實現規劃院信息平臺。
3.3.基于.NET的B/S結構規劃院信息平臺框架
規劃院信息平臺涉及到規劃院生產和管理的方方面面,是一個由多個相互之間有關聯和約束而又相對獨立的系統模塊組成的一個復雜的系統。為了確保系統的易用性、高效性,提高執行業務時的速度和質量,降低以后業務變更和擴充時,代碼修改的復雜性,提高整個系統的安全性,需要采用多層B/S(Browser/Server——瀏覽器/服務器)結構來設計和搭建信息平臺框架。
3.3.1.B/S結構的特點
在規劃院信息平臺系統的開發中應當使用當前較流行的軟件模式:B/S結構。B/S結構使用瘦客戶端的開發方案,與C/S結構相比,減少了安裝客戶端帶來的不便,只要在服務器端安裝好此信息平臺系統,用戶就可以直接在客戶端使用瀏覽器,通過HTTP協議訪問服務器上的相關服務,節約了實施、維護成本。同時系統由服務器系統管理員統一管理,在某種程度上保證了系統的安全性。作為一種全新的軟件系統構造技術,B/S結構增強了信息平臺管理系統的靈活性。它容易進行跨平臺布置,容易在局域網與廣域網之間進行協調,尤其適宜分布式信息系統的建設。B/S結構的這些特性都是規劃院信息平臺所需要的。
3.3.2.信息平臺的框架
規劃院信息平臺是規劃院的設計和管理人員對本院的設計、管理、辦公、對外服務、質量控等各個方面進行操作、管理,是信息查詢、數據存儲和應用的一個基礎。一個較為完整的信息系統平臺應當包括項目管理模塊,協同設計模塊,辦公自動化模塊,計劃管理模塊,質量控制模塊,對外服務模塊,圖檔管理模塊,網絡打印管理模塊,通信管理模塊,決策支持模塊等組成?;?NET技術構建規劃院信息平臺時,系統框架結構主要分為以下幾層。1、前臺表現層:主要是對前臺用戶提交的各種請求,對各種業務處理后返回到用戶端的結果,以及對相關的描述進行處理和控制,展現給用戶。2、中間業務層:對前臺客戶發送來的請求進行分類整理、邏輯分析、運算處理,向數據訪問層提交需要的數據請求,然后再把數據訪問層返回的數據進行業務處理,標準化處理等,并將處理后的結果返回給前臺表現層。3、數據訪問層:主要通過數據庫訪問接口方法,實現不同的業務應用能夠訪問不同的數據庫。4、后臺數據庫層:主要用于存儲各種類型的數據信息及數據間的相互關系。前臺表現層主要通過各種Web瀏覽器支持的頁面和窗體實現。中間層主要通過編制的各個模塊的邏輯和業務核心組件以及編制各個層面之間的聯系控制來實現。數據訪問層是借助.Net技術提供的接口管理、數據引擎等通過編制數據訪問控制組件來實現。后臺數據庫層主要借助各種大型數據庫管理系統來構建數據庫和信息庫。4.信息系統平臺關鍵技術的實現
采用.NET的技術開發信息系統平臺,可以充分運用其基于組件開發(Component-baseddevelopment)的技術。使得平臺的搭建即具有高的性能,又具有較好的彈性?,F在幾乎每個企業都具有一部分設計或管理輔助軟件。對于自己感覺比較成熟的產品在這種平臺架構下經過處理基本上都可以繼續使用?;蛘咂髽I單位可以衡量自己的技術力量和承受能力自主開發一部分功能組件,購買一部分功能比較強大的組件,以搭建適合自己企業的信息平臺。下面簡要介紹信息系統平臺中比較通用,較有代表性的一些功能和技術。
4.1.系統的權限管理
對于一個系統來講,安全性是最重要的。系統要提供靈活、安全的措施保證業務處理的等級和數據的保密。信息系統平臺通過驗證、權限控制、加密等提供強大的安全保證,如果有條件的可以使用電子簽名、電子證書等技術提供更可靠和豐富的安全服務。在系統中對于不同的安全管理角色指派不同的管理責任。系統管理員可以根據實際情況靈活配置用戶的數據權限、功能權限以及角色權限。系統中提供有效的安全保障,保證系統內部信息安全,以及與其他系統之間的數據共享。系統充分利用數據庫本身的安全控制機制,同時在應用層采用用戶身份識別,實行訪問權限控制等措施,防止非法用戶的入侵和對數據的越權操作。系統對用戶的訪問權限可以控制到每一個模塊組件,以及模塊組件包含的所有功能。
由于每個人員業務的不同,所擁有的功能權限也是大相徑庭的。另外,由于很多的重點項目是具有保密性質的,因此對系統權限控制的要求是非常的嚴格。如果系統權限控制考慮不全面的話,將會降低系統的安全與保密性。針對上述情況,系統權限控制管理采用功能權限與數據權限結合,并加入用戶角色管理的方式來處理。
其中功能權限的管理主要是管理用戶對某個操作項、某個功能項是否有權限。比如功能權限管理中,系統管理員可以為每個用戶選擇、指定所能夠使用的操作項、功能按鈕項,逐項選擇添加。
數據權限是指用戶擁有使用權后,并非對所有數據都可操作,而只是對本部門或本部門所屬的數據有操作權限。數據權限維護一般沒有獨立的模塊,而是分布在其它每個模塊組件中,主要完成對用戶操作、查詢數據的范圍進行判斷限制。各個組件模塊可根據需要靈活判斷哪些數據只能本部門操作、查詢,哪些數據可被本部門或上級部門操作、查詢,哪些數據可以共享等。數據權限管理完成了用戶對哪些數據具有只讀、瀏覽或可寫的控制。
角色是多個權限的集合。通過用戶角色控制方法能夠大大減少了權限控制表的記錄信息,提高了系統的運行速度,保證了系統具有高效性的特點。角色、權限的設置增強了系統的保密性,加強了系統的安全機制。
4.2.系統的流程管理
工作流程的設計是系統的重要環節。所謂工作流程就是指由一個群體,通過特定的工作步驟與方式,為特定的目標所建立的一種工作模式。一個好的工作流程可以使企業的各項工作依照正確的順序去執行,從而提高企業的生產效率。
標準的工作流程要求所有參與的工作人員嚴格按照規定,對于每項規定的任務,完成屬于自己職責范圍的部分,并按要求將結果向下傳遞,直至規定的任務全部完成。設計工作的流程主要是將設計成果文件依次傳遞,完成校審的批示和修改工作。在系統中,工作流程管理可以借助計算機網絡流程信息,使工作流按指定的順序和方式,在不同的工作人員之間傳遞與處理,每個流程節點的工作人員,只需要接受流程的信息,完成本屬工作,并將結果出去,流程會自動的將信息傳遞到下一個節點,流程過程信息也會自動存儲,不必為信息的傳遞而費心思。
工作流程按照工作模式可以分為兩類。一類是串行流程,串行流程的特點是一個工作節點連接的對象是唯一的。比如,總的來講,從設計、校對、到審核審定的過程,就是一個串行流程。另一類是并行流程,并行流程的特點是所面對的節點對象是多個,例如,一個大的設計項目的參與人員可能不是一個人,任務的分配面向的流程就是一個并行流程。一般項目的工作流程不會是完全串行或完全并行,常常某個階段是串行而另一個階段是并行的混合情況。要用計算機程序來控制這些千變萬化的情況,是信息管理系統的開發難點,需要周密的分析與規劃,找出流程中一些共性的基本不變化的因素作為基礎,結合與用戶交互的方法實現。對工作流的設定采用固定模式與彈性模式結合的方法。允許有權限的操作人員定制流程模板。
信息系統平臺的工作流程管理可以幫助企業建立良好的工作環境。它包括以下特點:
流程結構的圖形顯示與設定界面,可以直觀地表達流程過程與參與人員;
能夠根據步驟的工作內容、參與人員、啟動和結束條件以及呈報關系等去設定流程的結構,設定流程模板;
工作流程管理可以全程監控流程狀態,對流程做時間性管控;
可以從流程之中計算運作效率;可以彈性的設定流程中所需要處理的資料結構與種類,彈性地設定流程中各步驟所要進行的工作以及所要填寫的報告,同時,可以彈性地設定公文格式;
可以對流程中所產生的文件建立安全性控制和權限管理的機制;
工作流程管理對于工作指派或告知性流程有較簡單的使用界面,并同時可以支持系統在Internet和Intranet的運用;
在工作流程管理中,公文、資料與圖檔文件的瀏覽以及公文傳送過程中,檔案與資料的版本管理方式與原則可以彈性設定。
工作流的流程定義模塊以XML格式的語言進行定義以及與工作流執行服務之間進行交互。工作流的執行服務通過激活相關的工作流引擎,激活并對流程定義進行解釋,完成工作流實例的創建、執行與管理。
4.3.綜合業務管理
在規劃院信息平臺中,有許許多多各種業務需要進行處理。對于各種業務的處理往往是系統中最為復雜和最為關鍵的部分。也是系統在設計、建造和部署過程中必須妥善處理的部分。綜合業務處理的體系主要包括相關的業務組件接口的處理,事務處理器,業務資源管理等。業務組件的接口處理主要描述不同的業務組件的接口的類型、接口的邊界、接口的成員、接口的實現等。以保證業務處理不會因為調用對象或數據的不同而變化。事務處理器主要處理各種不同事務的操作,協調事務的開始、交叉、回滾和提交等動作,處理事務發生的各種異常,保證事務處理的完整性。業務資源管理主要管理綜合業務處理體系中涉及的資源,完成對資源的共享管理,數據傳輸管理等。
.NET技術對于進行組件編程提供了很大的方便,對于綜合業務處理提供了強有力的支持。相關業務組件接口的處理可以借助于Windows2000以上操作系統的COM+技術,通過C#定義和實現接口,以描述組件對外提供的服務,實現在組件之間或組件與客戶之間進行交互。事務處理器和業務資源管理等功能的實現是先通過接口處理區分不同類型的事務。借助于.NET強大的類庫對事物處理和數據操作的強大支持,我們可以較容易的編制各種業務邏輯和業務操作。可以較容易的完成業務處理中所涉及到的文件操作,接口的操作,復雜的運算,數據的處理,多線程操作等。保證事務處理和業務資源管理的所需業務的實現。依靠.NET技術的支持,不同類型的業務的分類整理、組件封裝、組件的等操作都較容易完成。所以我們在信息平臺搭建的過程中,可以更多的考慮我們的業務實際情況,而不是考慮適應軟件的實現。使我們信息平臺中的綜合業務可以盡可能的適應我們的生產和管理的實際情況。
5.技術展望
搭建B/S結構的規劃院信息平臺,對于規劃院的生產和管理可以提供很好的技術支持。.Net技術對于構建B/S結構的規劃院信息平臺可以提供強有力的技術支持。利用.Net技術可以較快的搭建起擴展性和可移植性很好的系統?;?Net技術搭建規劃院信息平臺將是今后規劃院信息技術發展的重要趨勢。
Keywords:geographicalinformationsystem(GIS);Arcinfo;powerdistributionmanagement;network
隨著廣州市供電用戶的增加和配電網絡的日益發展,如何更好地對結構復雜、覆蓋面積廣的配電網絡進行管理,成為管理層和基層生產部門面臨的重要問題。采用傳統的以紙圖為主的管理方式,已經無法滿足生產管理和提高供電服務質量的要求,必需建立一個企業級的配電網管理信息系統。2001年我們建立了廣州東區配營部配電網管理信息系統,采用的是Arcinfo平臺。下面就該系統的一些技術問題及項目在建設、實施過程中遇到的問題等進行探討。
1、Arcinfo平臺簡介Arcinfo平臺由美國ESRI(美國環境系統研究所)開發,是具有豐富功能的專業GIS(地理信息系統)平臺軟件,包含了以下信息處理的各種高級功能:
a)數據輸入和編輯功能??蓮臄底只瘍x、圖形掃描、圖形轉換中獲取數據,編輯圖形和屬性。
b)數據轉換和集成??梢詫藴蕯祿袷竭M行轉換,支持符合SQL標準的關系型數據庫。
c)基本GIS功能。地圖投影及投影變換、數據維護及管理、緩沖及疊加分析。
d)空間數據和屬性查詢,并進行相應圖形顯示,包括柵格圖像顯示和管理。
e)地理數據管理。利用info數據庫或ArcSDE可以對大型分布式數據庫進行管理。
f)提供了界面設計工具和系統的二次開發工具。利用所提供的aml語言和MO組件庫及支持工業標準的VC,VB等作為開發的主要工具。
g)數據的輸出。提供數字地圖制作、報表生成及制作高品質地圖功能。
h)支持版本管理及長事物處理。最新的ArcGIS83,整合了以前版本中的workstation和desktop,強化了Arccatalog,Arcmap,Arctoolbox三個功能模塊的功能,并對地理數據庫geodabase增加了拓撲規則庫和拓撲校驗。
2、系統目標配電網地理信息系統的建設本著“統一規劃,分布實施”的原則來進行,先建立一個靜態的配電網GIS,即電力設施的AM/FM/GIS應用,包括系統的功能開發、基本圖形數據的錄入工作和設備臺帳數據的錄入,實現圖形及設備的查詢、統計和圖形輸出等基本GIS功能;
再建立一個動態GIS,在靜態中引入配電網自動化所提供的動態采集數據,可實現諸如停電管理、故障線路跟蹤分析和處理等多種高級功能。為以后的配電網GIS建設奠定良好的基礎,并積累項目實施經驗。
3、系統配置
作為電力設施的AM/FM/GIS應用,配電網GIS的開發對GIS平臺的要求較高。該平臺應具備以下條件:
a)建模能力強,有較強內建網絡拓撲結構并具備強大的網絡編輯和分析能力;
b)有較強的功能擴展能力,同時能夠提供完善的圖形即Webgis功能;
c)支持對海量圖形數據的管理,數據庫方面支持Oracle;
d)可以在軟件升級和數據量膨脹時更好地保護用戶投資?;谝陨霞夹g要求,我們采用了ESRI的Arcinfo平臺作為配電網地理信息系統的圖形平臺,使用的是Arcinfo802的workstation版(內含1個license)。數據庫采用Oracle,用Mapobject和VC進行開發。服務器采用兩臺DELLPowerEdge6400,分別用于數據庫服務器以及圖形服務器,可以滿足性能和穩定性要求。圖形數據采用Arcinfo的coverage格式,數據的管理利用了info關系數據庫管理系統,實現對圖形數據的管理和維護,以文件共享方式存儲在物理硬盤中。如果采用ArcSDE技術,可由Oracle管理圖形數據。
4、系統結構及技術特點4.1結構特點整個系統采用C/S結構,由三大部分組成:
a)CoolEdit.提供了全面的圖形編輯功能,它是在windowsNT環境下,利用Arcinfo平臺搭建起來的。CoolEdit在整個配電網GIS管理系統中屬于數據輸入部分,是所有其它子系統的數據入口。所有設備的沿步圖和邏輯圖圖形編輯屬性錄入全部在這里完成,使用人員為生產分部的圖形資料員。
b)GISmanager.配電網管理部分,實現對配電網絡圖形和設備屬性的交互查詢和管理。數據同時可供其他部門的人員共享。還包括設備運行資料、檢修記錄、試驗記錄、急修管理、兩票管理等功能模塊,是目前大部分生產人員使用的模塊。
c)Webgis.可通過IE瀏覽器實現圖形及其屬性的查詢。它是一個基于企業內部網的以Web形式瀏覽配電網GIS設備圖形和屬性數據的系統,使全局的各臺機器都可以通過廣域網共享配電網系統的基本設備圖形信息。三個模塊的關系是:首先,由維護系統轉入由規劃部門提供的背景圖(或者通過掃描儀來矢量化產生地理背景圖),然后由CoolEdit模塊繪制出設備圖并錄入設備參數(即Arcinfo圖層),當電力設備圖層繪制完畢后可以直接為Shape文件格式供GISManage使用。如果再將CoolEdit的圖層數據進行分層處理后可更新到Webgis服務器上。編輯用戶和班組的用戶可使用C/S結構來完成圖形的編輯、查詢和統計功能,在這種結構下用戶可操作的功能較多。對于管理職能部門的用戶,可以使用ArcIMS所提供的Webgis,通過IE實現圖形查詢等功能。屬性數據利用Oracle進行管理,圖形數據庫利用了Arcinfo中coverage特征屬性表作為外部info數據文件存儲。這些文件在coverage目錄內分別以單獨的文件名TIC,BND,PAT,AAT存儲和維護。
在info數據庫中記錄了指向外部數據文件的指針,指向存儲在coverage目錄內的這些文件。info數據庫由Arcinfo自動維護。在該系統完成升級后,將圖形數據由coverage文件管理方式轉換為通過ArcSDE中間件由Orcle數據庫管理,在Webgis上數據,不需要對數據進行分層預處理,圖形編輯人員提交更新后,即可在Webgis上看到最新的圖形。
4.2技術特點
4.2.1Webgis
利用ArcIMS建立webgis站點,設計網站。主要提供給查詢用戶使用,用戶在安裝了Java控件和Arcexplore之后,通過IE瀏覽器即可瀏覽東區配營部所管轄范圍的配電網圖形,還可自行設置顯示圖形和屬性的方式,更改設備顯示符號等,實現圖形和屬性的交互查詢。使用ArcIMS不用license.
4.2.2數據共享
東區配營部各個部門,如用電、調度等都可以通過網絡共享圖形數據。以手工為特點的傳統運行管理經常發生數據不一致、信息不完整、查詢困難的情況,通過配電GIS管理信息系統可以在配電網變動頻繁時,改變傳統運行管理方式不相適應的局面。
4.2.3開放性
系統的開放性意味著系統有能力應付硬件和軟件的升級,同時為以后建立企業級的數據交換平臺打下了良好的基礎??梢灾苯幼x取不同圖形數據格式,或者將其轉化為其它標準格式供其它信息系統使用。
4.2.4安全性
圖形數據的建設周期和工作量都比一般的數據要復雜得多,因此圖形數據的安全性和準確性是系統建設的重點。通過以下兩種方式實現其安全性:
a)加強系統中權限管理功能。東區的配電網管理信息系統采用統一的權限管理。其中圖形部分的權限管理是通過不同權限的用戶加載不同的工作空間來實現的,管理部分的權限管理是通過為用戶設置不同的字段功能來實現的。
b)在管理機制中建立相應的保證數據安全的管理制度,如定期的數據庫的邏輯備份、物理備份、異地備份等,以及操作系統的備份等等。在系統升級后通過數據庫備份完成對圖形和屬性數據的備份,一旦發生宕機、系統崩潰、數據庫壞掉時都可利用Oracle的恢復機制,使圖形數據及時得到恢復,大大提高了圖形數據的安全性。
5、系統建設中的關鍵問題5.1數據方面地理背景數據購買了廣州市規劃局的電力管線圖,格式為coverage.配電網沿步圖數據不完整,有的不準確,所以錄入數據前先讓班組人員將本班管轄的設備標注在地理紙圖上,然后錄入,包括每個電房地理位置、內部接線圖及連接電纜。由于我們的背景圖上只有電力管線和標注,而其它的地物如道路、居民地等都沒有,所以有些設備的地理位置和實際地理位置會存在偏差。
嚴格來講,我們已有的沿步圖并不是基于GIS的配電網圖形數據,而僅僅是示意性的,系統的圖形信息不能準確反映其實際空間位置信息,使某些高級功能無法實現。因此做好對整個廣州市配電網的地理數據普查(除電子地圖已提供的管線數據和電房位置信息),是以后系統建設中首先考慮的問題。與平臺、應用有關的問題
由于整個配電網的數據是基于GIS的,在提取配電網圖形時,無法自動生成我們工作中最常用的規則的邏輯接線圖,需要對提取出的饋線進行部分編輯整理,增加了數據維護工作量。這個問題要在以后進行版本升級時解決。整個系統的開發是針對一個編輯license,采用coverage文件方式進行管理。在編輯用戶少的時候這種處理方式是高效率的,但隨著系統使用規模的擴大,這種數據處理方式的效率就會大大降低。在數據編輯時,由于一些臨時文件無法及時清除,需要對一些拓撲關系重建,這些都給使用帶來不便。目前升級后的系統采用ArcSDE加MO的方式開發,支持多用戶操作并有較快的圖形顯示速度。
1.1設備依賴性。
不同于過往的檔案記載,信息化的檔案資料再也不是一支筆、一份紙記錄的過程,從輸入到輸出都是經由計算機與其輔助設備實現,管理與傳輸也都依賴各種軟件與網絡資源共享,信息處理速度與質量在某些程度上依賴于計算機的性能與軟件的適應性。
1.2易控性和可變性。
信息化的檔案資料一般是以通用的文檔、圖片、視頻、音頻等形式儲存下來,這給信息共享帶來了便利,但也增加了檔案資料的易控性和可變性,對于文檔資料可以通過office工具刪除修改文字、對于圖片資料可以通過photoshop輕易地改變其原有的面貌、對于音頻和視頻資料可以通過adobeaudition和premiere工具的剪輯變成完全不同的模樣,這些都造成了檔案信息易丟失的現象。
1.3復雜性。
檔案信息量不斷增加、信息存儲形式也變得豐富多樣,不僅有前文所述的文檔、圖像、視頻、音頻等形式,不同格式之間的信息資料還可以相互轉換,如視頻與圖片、文字與圖片的轉換等等,進一步增加了檔案信息的復雜性。
2目前網絡環境下檔案信息安全管理存在的問題
2.1網絡環境下檔案信息安全問題的特性。
檔案信息化有其顯著特征,在此基礎上的檔案信息安全問題屬性也發生了較大變化。首先表現在信息共享的無邊界性,發達的網絡技術使得整個世界變成一張巨大的網,上傳的信息即使在大洋彼岸也能及時查看,一旦信息泄露,傳播的范圍廣、造成的危害難以估量。同時,在某種程度上檔案信息化系統也存在著脆弱性問題,計算機病毒可以入侵系統的眾多組成部分,而任何一部分被攻擊都可能造成整個系統的崩潰。此外,網絡安全問題還存在一定的隱蔽性,無需面對面交流,不用對話溝通,只需打開一個網頁或是鼠標輕輕點擊,信息就會在極短時間內被竊取,造成嚴重后果。
2.2網絡環境下檔案信息安全面臨的主要問題。
1)檔案信息化安全意識薄弱。很多情況下,檔案信息被竊取或損壞并不是因為入侵者手段高明,而是檔案信息管理系統自身安全漏洞過多,其本質原因是檔案信息管理安全意識不夠。受傳統檔案管理觀念的桎梏、自身技術水平的限制,很多管理人員并未將檔案信息看作極為重要的資源,對相關資料處理的隨意性大,也無法覺察到潛在的風險,日常操作管理不規范,增加了檔案安全危機發生的可能性。2)檔案信息化安全資金投入不夠?,F代信息環境復雜多變,數據量急劇增加,信息管理難度也越來越大,對各種硬件、軟件設備的要求也進一步提高,需要企業在檔案信息管理方面投入更多的人力、物力,定期檢查系統漏洞。而就目前情況而言,大部分企業在這方面投入的資源還遠遠達不到要求,檔案信息管理的安全性得不到有效保障。3)檔案信息化安全技術問題。技術問題首先表現在互聯網自身的開放性特征中,互聯網的基石是TCP/IP協議,以效率和及時溝通性為第一追求目標,必然會導致安全性的犧牲,諸如E-mail口令與文件傳輸等操作很容易被監聽,甚至于不經意間計算機就會被遠程操控,許多服務器都存在可被入侵者獲取最高控制權的致命漏洞。此外,網絡環境資源良莠不齊,許多看似無害的程序中夾雜著計算機病毒代碼片段,隱蔽性強、傳染性強、破壞力大,給檔案信息帶來了嚴重威脅。
3網絡環境下實現檔案信息安全保障原則
3.1檔案信息安全的絕對性與相對性。
檔案信息安全管理工作的重要性是無需置疑的,是任何企業特別是握有核心技術的大型企業必須注重的問題,然而,檔案信息管理并沒有一勞永逸的方法,與傳統檔案一樣,不存在絕對的安全保障,某一時期看起來再完善的系統也會存在不易發現的漏洞,隨著科技的不斷發展,會愈來愈明顯地暴露出來。同時,檔案信息安全維護技術也沒有絕對的優劣之分,根據實際情況的需求,簡單的技術可能性價比更高。
3.2管理過程中的技術與非技術因素。
檔案信息管理工作不是單一的網絡技術維護人員工作,也不是管理人員的獨角戲,而需要技術與管理的有機結合。檔案管理人員可以不具備專業網絡技術人才的知識儲備量,但一定要具備發現安全問題的感知力與責任心,對于一些常見入侵跡象要了然于心,對于工作中出現的自身無法解決的可疑現象應及時通知更專業的技術人員查看??筛鶕髽I實際情況建立完善的檔案安全管理機制,充分調動各部門員工的力量,以系統性、全面性的理念去組織檔案信息管理工作。
4網絡環境下檔案信息安全管理具體保障方法
4.1建立制度屏障。
完善的制度是任何工作順利進行的前提與基礎,對于復雜網絡環境下的檔案信息安全管理工作來說更是如此。在現今高度發達的信息背景下,檔案管理再不是鎖好一扇門、看好一臺計算機的簡單工作,而是眾多高新技術的集合體,因此,做好檔案信息安全管理工作首先要加強安全意識的宣傳,包括保密意識教育與信息安全基礎教育,加強檔案管理人員特別是技術操作人員的培訓工作。同時,應注重責任制度的落實,詳細規定庫房管理、檔案借閱、鑒定、銷毀等責任分配,詳細記錄檔案管理培訓與考核工作、記錄進出檔案室的人員信息,具體工作落實到人。在實際操作中,應嚴格記錄每一個操作步驟,將檔案接收、借閱、復制等過程完整、有條理地編入類目中,以便日后查閱。
4.2建立技術屏障。
網絡環境下的信息安全技術主要體現在通信安全技術和計算機安全技術兩個方面。1)通信安全技術。通信安全技術應用于檔案資料的傳輸共享過程中,可分為加密、確認與網絡控制技術等幾大類。其中,信息加密技術是實現檔案信息安全管理的關鍵,通過各種不同的加密算法實現信息的抽象化與無序化,即使被劫持也很難辨認出原有信息,這種技術性價比高,較小的投入便可獲得較高的防護效果。檔案信息確認技術是通過限制共享范圍達到安全性要求,每一個用戶都掌握著識別檔案信息是否真實的方案,而不法接收者難以知曉方案的實際內容,從而預防信息的偽造、篡改行為。2)計算機安全技術。從計算機安全角度入手,可采用芯片卡識別制度,每一名合法使用者的芯片卡微處理機內記錄特有編號,只有當編號在數據庫范圍內時方可通過認證,防止檔案信息經由計算機存儲器被竊的現象發生。同時,應加強計算機系統的防火墻設計,注意查找系統漏洞。
2平臺建設中的關鍵技術
建立設計區域醫療信息一體化平臺,主要通過分析醫療數據的格式與定義,參考國際國內對醫療行業數據定義的各種編碼及信息交換標準,對醫療數據進行分類與定義,根據數據應用環境及平臺設計的要求,結合現有醫療信息軟件中數據的應用方式,在數據庫中對分類的數據進行統一定義與實現,根據數據分類實現在同一數據庫中最大數據量的存儲與管理。然后在現有醫療信息系統的基礎上,跟蹤國內外最新的研究成果,參考現行開發公司及研究機構的設計方法,結合實際環境中醫療單位信息軟件的現狀,對周圍醫院、社區及衛生主管部門的醫療信息進行分析,從醫院內部、外部到以某一醫院為中心開展區域醫療的設計與實踐,通過不斷測試與應用,最終實現現有區域醫療信息的共享與訪問。
2.1面向服務架構(SOA)為了解決一體化信息平臺中各個系統之間的數據傳輸,提高平臺通用性,其核心就是采用SOA(ServiceOrientedArchitecture)架構的分布式開放型網絡系統。。在SOA架構風格中,業務服務相對獨立并且可重復利用,最終由一個或者多個分布的系統所實現,而具體的業務流程由服務組裝而來,根據實際需要來設計變化,SOA架構能夠從根本上解決不同部門之間數據的互通,有效避免信息孤島的出現,并可以實現不同平臺間的多層次復用。SOA最大的優點是基于統一的標準和松散耦合的特性,這對于構建一個通用的醫療一體化平臺非常有利。經過層次結構劃分,系統基礎框架平臺的各個模塊功能都按照其功能特點分配到了SOA的不同層次之中,結構比較清楚。由于各個層次之間的接口規范、訪問的方式以及具體實現技術都很清楚明確,易于集成系統的實現。在層次結構中,由于在醫療信息一體化服務平臺基礎框架中,統一集成和數據交換服務進行了比較好的抽象且都集中到了服務層,所以再利用底層功能組件來構建平臺中所需要的各種功能的服務。消息服務是SOA架構中的一個重要組成部分,在服務層可以實現消息服務和數據服務(數據共享服務、數據轉發服務)兩種核心服務,這可以解決傳統軟件架構下的醫療系統中所存在的數據標準不統一、通用性較差、復雜度較高以及不易維護等難題。
2天地一體衛星技術城市綜合信息共享平臺解決方案
2013年衛星應用學術交流與研討會上,相關專家學者提出了標準化、體系化的建設思路,通過技術平臺之間的接口統一、協同配合、綜合生產指揮調度建設、信息集成化管理和綜合運用,為政府部門、企事業單位、行業用戶提供即時信息的互聯互通,提高資源利用效率和管理水平。為充分利用天地一體衛星技術,促進政府部門間的信息共享,廈門精圖信息技術有限公司研發了綜合信息共享平臺,其以高分辨率遙感數據為主要數據源,以北斗導航定位和衛星通信為技術支撐,面向城市管理綜合決策部門進行應用,同時又為城市管理的專業機構提供通用基礎服務。衛星、無人機等技術手段獲取到多時相、不同分辨率的遙感影像,結合城市基礎矢量數據,嵌入在城市綜合信息共享平臺,由共享平臺提供接口發放給政府部門。城市綜合信息共享平臺架構圖對于國土、測繪、規劃、民政等強GIS部門,數據的獲取處理為日常工作的一部分,但對于社保局、計生局等弱GIS部門,遙感數據作為工作底圖在民生項目中發揮了日益重要的作用。平臺的作用在于將數據實現政府部門之間的共享,尤其對于弱GIS部門而言,通過接入信息共享平臺,可以不再通過傳統方式獲得數據,節約了時間成本,提高了管理效率。從天地一體產業化發展角度,以本項目架構的城市綜合信息共享平臺為輻射點,平臺開放統一標準接口,政府部門以接口形式進入平臺,通過搭建橋梁,為城市各部門應用衛星影像、平面矢量數據提供統一的服務平臺,實現遙感影像等空間信息資源的融合、共享、服務、二次開發拓展能力。該系統在廈門市先試先行,實現了城市地理信息的一站式服務,以平臺出發輻射到規劃管理、應急服務和民生服務等應用領域,為數據資源整合、技術結合到業務應用搭起橋梁,滿足現代城市管理的智能化、移動化、可視化、協同化、集約化的需求。實現了國民經濟和社會發展規劃、土地利用總體規劃、城鄉規劃的“多規合一”,形成全市空間布局的“一張藍圖”;為城市精明增長的擴展模式奠定基礎,處理好山、水、城和人之間的關系。在平臺基礎上,廈門消防、安監、地震等應急部門,充分融合共享專業數據,在共享平臺上嵌入物聯傳感技術,提高災害事故的應對效率和應急指揮能力。
1傳統用電MIS系統存在的問題
(1)成本高:
現在絕大部分地區使用的是基于WindowsNT的操作系統。數據庫系統往往采用MSSQL,ORACEL,DB3等系統,僅上述兩類軟件,單點成本就已經超過了萬元,而且由于供電企業網點分散,所以往往在每處都必須安裝上述兩類軟件。以一個縣局而言,在系統軟件投資上就將花費30萬元左右。
但是與此形成鮮明對比的是,真正用戶需要的模塊(用電MIS),由于技術準入門檻低,市場上產品良莠不齊,軟件廠商競相壓價,整套產品往往只能買到幾千元/單點。由于軟件廠商獲利不足,就無法繼續投入人力、財力進行系統的進一步開發和售后服務工作。
我個人認為以上因素在根本上造成了現在用電MIS系統市場非?;靵y的情況。
(2)難以維護:
因為供電企業的網點分散,而基于WindowsNT的系統缺乏對低帶寬數據鏈路(比如載波、電話線路等)的通信支持,所以現在用電MIS多是分散運行的(即在每一點都有整套的系統在運行)。所謂聯網也是指在局域網中的聯網。由于分散運行,就必然導致分散維護。在現實工作中,維護工作一直是困擾用電MIS推廣的關鍵障礙。
(3)大范圍聯網困難:
這里指出的聯網功能,包含兩層含義:一是指供電企業內部信息傳遞困難,原因可參照第(2)條。二是由于銀行、郵電等部門采用的主系統都是基于UNIX的,所以系統之間的互操作性能較差。
2基于LINUX平臺的用電MIS系統
基于上述原因,我詳細對比了目前主流的操作系統及其應用軟件的優劣,認為LINUX系統有可能在今后的3~5年內,取代WindowsNT,成為電力系統的首選操作系統。
以下是兩種操作系統在關鍵環節上的對比說明。
(1)成本:
①購買成本。
僅就操作系統而言,目前可以適應用電MIS應用需求的Windows系列包括WindowsNT40和Windows2000,其價格隨應用復雜性和健壯性有很大差別,數千至數萬元不等。LONUX是完全免費的操作系統,每個人都可以自由獲取。因此不存在購買成本,而且現在LINXUE已經實現了從嵌入式設備到超大型企業應用的全系列支持。
在WindowsNT上運行的SQL支持系統,隨數據庫容量支持、檢索效率等因素不同,價格在幾萬至幾十萬不等,沒有免費的SQL系統。在LINUX上,應用最廣泛的是MySQL數據庫,它曾經有上億條記錄連續運行數月的記錄,所以在軟件功能上完全不比NT操作系統下的任何SQL系統差,而且目前為止仍然是完全免費。
現在互聯網上有數百萬站點都是采用的LINUX+MYSQL數據庫的方式構建的。
②管理、維護成本。
由于LINUX脫胎于UNIX,在設計之初就對遠程接入提供了良好的支持,現在每天都有上百萬名維護人員通過電話線遠程管理、維護自己的系統。而WindowsNT在遠程維護領域幾乎一無建樹,這也正是Microsoft公司花大價錢購買PCAnywhere軟件的原因。但是由于PCAnywhere并非是內嵌的操作系統中的,所以軟件的可用性在某些方面仍顯不足。
由于LINUX可以建立基于低帶寬數據鏈路的網絡結構,所以可以實現中心主機+遠程終端的聯網模式,這樣只需要管理中心主機即可實現全網的管理。進一步降低了管理成本。
(2)開放性:
LINUX可以說是目前最為開放的系統,所有源代碼都可以免費得到,即使操作系統不支持的功能,也可以通過修改、擴充系統源代碼方便實現。而對于WindowsNT而言,這是不可想象的。最近有消息稱,迫于開放源碼運動帶來的市場壓力,微軟打算對美國1000家大企業開放Windows2000的部分源碼。
(3)互聯能力:
①鄉站聯網。如果采用WindowsNT實現鄉站實時聯網運行,則必須在縣局到鄉站之間建立寬帶數據鏈路(比如光纖),目前在很多地方還不現實,甚至永遠不可能實現。但是如果采用LINUX系統,鄉站就可以通過遠程接入到局中心計算機,在窄帶和寬帶環境下均可實現。這種大范圍的聯網運行模式實際上銀行系統在很多年前已經實現了。
②智能設備聯網。由于數據可以通過載波或電話線接入局中心計算機,所以在智能設備聯網方面,LINUX的系統優勢也是不言而喻的。而且在嵌入式LINUX的系統低層就已經支持了此種應用。
③與其他單位聯網。由于銀行、電信等行業采用UNIX作為主要的操作系統,而LINUX和UNIX本是一脈同根,所以在互聯方面的支持要好于同WindowsNT系統互聯。
(4)穩定性、安全性:
LINUX的穩定性一直倍受贊賞,連續運行數月也毫無問題,而WindowsNT的穩定性則不敢于恭維,很多人在這方面都吃盡了苦頭,所以人們往往在微軟公司的產品正式推出一年以后,才將其應用到關鍵任務中,以免成為穩定性測試的犧牲品。
由于LINUX是基于代碼開放體系的,所以歷來都是黑客攻擊的熱點,但是我們通過分布式運行的方式,即可解決安全問題,而且可以極大的提高系統的安全性和可用性。比如在局中心設置2~3臺主機,互為備份且采用不同的安全策略,這樣一方面避免單臺主機運行時的意外發生(包括黑客攻擊),另外可以分散處理訪問請求,縮短系統反應時間。
(5)易操作性:
WindowsNT系統基于圖形界面,熟悉Windows操作界面的人很容易學會,在整體系統使用的難易程度上,LINUX要遜色很多(大部分LINUX應用是字符界面)。
但是,具體到某項應用,情形或許有些不同。比如在電費電量處理過程中,如果將所有的操作都命令化,只需要30~40條命令,對于微機操作人員而言,記憶這些命令并不困難,而且在應用效率上,也要好于圖形界面的操作方式。
(6)市場影響:
作為考試系統的移動端延伸,真實性與安全性是首要考慮的,通過系統接口,將參考人員的身份證號碼作為唯一登錄憑證,利用綁定手機下發登錄碼以保證應用使用者為參考人員本人。
(二)報名審核進度查詢
登錄系統后,參考人員可以查看到自己的報名、審核進度,如有不通過則給出詳細的不通過理由,同時參考人員也可以通過移動應用補充相關報名材料,免去不必要的重復登陸。
(三)模擬考試功能
非注冊登錄用戶可以通過應用查看部分模擬題,完整查看以及答題則需要注冊登錄。模擬試題系統可以選擇在線答題或者下載離線題庫,每答完一套題目,點擊提交按鈕進行批改,并給出錯題詳解。如果是聯網提交,后臺系統亦記錄錯題分布,通過數據分析對參考人員進行易錯知識點提醒。
(四)成績查詢
參考人員可以通過應用軟件查看到自己的考試成績,如有不通過的可以通過應用進行在線補考報名。提供上一次考試的錯題以及詳解,幫助參考人員進行查缺補漏,提高補考通過率。移動應用也可以加入事件提醒功能,比如報名審核進度、考試成績等重要事項的提醒。
二、安全培訓網上教育平臺
安全教育培訓信息平臺是根據《安全生產教育培訓“十二五”規劃》和《安全生產人才中長期發展規劃(2010-2020)》等相關要求搭建的安全生產在線培訓平臺,旨在為廣大培訓人員提供最新、操作最便捷的安全教育培訓服務。安全教育培訓信息平臺構建基于安全培訓在線教學的大趨勢:一是使安全培訓教育不再受場地、環境、時間的限制,給予學員充分自由的空間,在保證課時的情況下,更加人性化選擇適合自己的學習模式。二是通過在線視頻教育,集中優勢師資力量,填補了偏遠地區教育資源缺乏、師資力量不足的情況,有效提高了安全培訓教學的質量。三是通過統一更新教學課件、新一代課件制作工具、視頻點播直播系統、雙向視頻教學系統、構建教師研修平臺,可以及時更新學習行業內的新知識、新技能。四是在線教育培訓費用低廉,由于利用了網絡這個便捷的平臺。省去了面授教室場地、招生宣傳等費用。安全教育培訓信息平臺應分設機構端和客戶端。機構端分報名管理、課程管理、考試管理。信息統計子系統??蛻舳朔治业恼n程、我的試卷、我的記錄子系統。培訓機構通過信息平臺集中申報學習,一次性錄入學員信息,選擇編制適合該次內容的教學課件。學員憑身份證號、密碼登陸信息平臺,以遠程訪問的方式學習課件。
三、信息平臺未來發展方向
在網絡信息化的今天,遠程教育已經走在了時代的前沿,這對信息化平臺的建設提出了更多的新要求。在現有的網絡信息化平臺上,教學課件內容覆蓋面比較局限,教學內容不夠豐富,這都在以后的發展中有待完善。為了打造全方位、多層面、立體化的培訓教學信息化平臺,需要在以下方向進行探索:
(一)簡化培訓流程
擺脫原有培訓先申報,再培訓,后整理資料的模式。需要培訓的學員,通過登陸信息平臺,提交培訓申請,填報相關數據,選擇培訓項目,自動生成課程安排表,培訓學費自動結算,即時開展培訓。培訓機構可根據時間段內遠程培訓情況,靈活選擇面授及考試時間,做到資源利用最優化。
上海社區信息化建設己有十多年歷史,經歷了從簡單的社區便民服務信息轉向整合各類社區事務服務的綜合體。廣州把社區信息化作為提高社區服務水平的重要手段,推動了市、區、街、居委會四級聯網。重慶基于三網融合和多屏互動建設了“信息化社區平臺”,市民可在電視或手機上實現實時路況查詢、醫院掛號、水電費交納等。福建將全面建設“民生信息化社區”作為為民辦實事項目,在街道、社區推廣使用“海西智慧社區平臺”,基本覆蓋全省。一些地市還開展了富有特色的社區信息化建設,濰坊高新區推出的數字社區,是以社區服務中心為主,整合各方資源的綜合性信息服務平臺。中西部地區積極推進社區信息化建設。蘭州市建設了實現城市社區多元數據共享集成的“三維數字社區”集成管理應用系統。呼和浩特賽罕區建成了集行政管理、社會事務、便民服務為一體的社區綜合信息服務網絡,為市民提供上百項服務。
1.2社區信息化建設存在的問題
從目前的情況可以看出,我國社區信息化建設還滯后于我國經濟社會發展,整體水平仍然偏低,還有較大提升空間。目前還存在著一些亟待解決的問題,主要表現在:信息基礎設施不完善;社區信息化工作的領導和協調機制不完善;缺少統一的規劃,缺乏統一的標準;基礎數據有重復采集的現象,數據采集質量不高;資源開發力度和開放不夠等。
2社區信息化管理服務平臺總體設想
2.1總體需求
(1)政府需求對政府來講,大力發展社區信息化有助于加強對社區的治理,也使對社區的服務更完善、更便捷,從而實現和諧社會。總體上來說,政府需求主要是信息采集、信息、統一管理、全面服務等方面的內容,需要建立一種簡單有效的獲取、信息的渠道,通過該渠道還可以對社區進行管理和服務?;跀祿?、網絡技術和現代通信技術而構建的社區信息化管理服務平臺能夠滿足這樣的需求。(2)企業需求在社區信息化中,企業多指一些跟社區居民有關的商家。商家要求社區信息化平臺提供的服務應該是準確、合適和及時的,能夠通過平臺提高自身的市場競爭力,或者能夠通過社區信息化獲得一個簡單的途徑來獲取市場信息,遠程完成一些工作,優化自身的供應鏈,減少工作量,提高工作效率,同時也方便了社區居民。此外,企業也可以通過社區信息化系統實現與社區管理機構之間的協同工作,通過系統解決如審批、報稅和審計等一些行政性事務。(3)社區居民需求社區居民是社區信息化管理服務平臺最主要的用戶,在一定程度上政府和企業也都是為居民服務。居民對這一平臺的需求主要集中在服務方面,要求政府提供的服務要方便快捷,企業提供的服務要全面周到,最好是能夠覆蓋生活的每一個方面。社區信息化管理服務平臺為居民提供的服務應及時有效,并且能方便獲取。居民所需的各類信息和服務有:醫保、社保、公積金、養老保險、低保等相關電子政務服務;遠程教育、遠程醫療、電子娛樂、商務信息,包括電視家教、電視健康監控、電視銀行、訂票、天氣等多種增值服務。此外,還有針對特殊群體的一些服務,如針對兒童、老人、孕婦、弱勢群體等的專門服務??偠灾?、社區居民和相關企業是社區信息化管理服務平臺的三大類主要用戶。從哪些方面來滿足這三者的需求是社區信息化建設所必須考慮的問題。
2.2總體架構設想
綜合運用云計算技術、互聯網通信技術、物聯網技術和有線電視網絡技術,構建安全高效、通暢規范的社區信息化系統。系統框架如圖1所示。通過社區服務與管理信息共享系統,實現對社區的網格化管理;為社區居民提供生活工作服務;實現社區數據采集,包括社區范圍內人口信息、地理信息、事件信息、物品信息、組織信息的采集。建設社區基礎數據庫,數據庫內容包含人、地、事、物、組織的相關信息。實現服務方式的多元化,用戶通過電腦、電視、電話、移動終端設備獲取相關信息,工作人員可以通過多種方式提供主動服務。
2.3總體功能
2.3.1社區管理功能建設社區管理信息平臺,覆蓋社區各類業務,以社區綜合數據庫為支撐,全面支撐社區管理工作,實現社區管理無死角、公共服務全覆蓋的目標。(1)可視化管理以社區綜合數據庫為基礎,引入空間地理框架建設的GIS數據,結合虛擬現實技術與仿真技術,實現基于空間位置的可視化社區管理和服務。使社區日常管理、報表統計等工作實現網絡化與可視化,街道和上級政府部門可對轄區信息進行瀏覽、查詢和統計、分析、管理,實現信息共享。(2)一站式服務系統主要涉及事件受理、辦理監督、辦事指南、公共辦事查詢、申請、服務辦理材料管理、服務收費、服務項目管理、統計分析、報表處理等模塊。通過一站式服務系統,把這些待辦事項整合到一個統一的平臺中,同時與社區綜合數據庫中的數據交換,通過調用數據庫中的數據簡化了操作,提高了數據的準確性,方便這些事項的辦理。(3)社會救助信息系統社會救助信息管理平臺可分為城鄉居民最低生活保障、低收入、教育救助、醫療救助、社會救助、住房救助等多方面的管理。具備網上受理、網上審批等功能,還具有對被救助人員的分類統計、管理、查詢等功能,可以實現救助工作從申請、受理、核準到審批全過程的信息化、網絡化和透明化。(4)社區養老服務信息系統對老年人基本信息、補助申請與審批信息、服務信息等進行統一管理。主要包括老年人信息管理、老年人優待證管理、居家養老補貼管理、居家養老服務管理模塊。2.3.2社區服務功能(1)社區呼叫服務可以在公眾服務熱線的基礎上,以因特網、移動電話網、固定電話、有線電視平臺“一鍵通”等為接入方式,建立社區呼叫系統,服務對象為社區全體居民。在社區呼叫系統的基礎上還可以建設社區平安聯防系統。(2)社區生活服務結合線上線下的模式,建立實體與網絡、電視相結合的社區生活服務超市,為社區居民提供屬地的電子商務、生活便民服務,居民在服務點通過刷卡的形式辦理購物、通訊費、水電燃氣費、有線電視費繳納、公交卡充值等業務。居民還可在社區平臺、電視平臺上、查詢相關生活工作信息,如物品交易、求職招聘、房屋租售等。(3)社區教育建立社區、學校、家庭三位一體的全方位社區青少年教育網絡。(4)商務服務通過電腦、電視、手持設備等媒介,可以實現B2C、C2C、O2O等模式的商務活動。2.3.3數據歸集功能建設社區綜合數據庫,具體內容涵蓋社區樓院、轄區人口、地理位置、重點對象、社區組織、社工隊伍、公益性設施及服務記錄等基礎信息,整合公安、民政、勞動、國土、文化、計生、衛生、建設、工商等部門相關信息。社區工作人員、居民依權限對社區居民、流動人口的相關信息進行錄入、更新到社區綜合數據庫。工作人員在進行相關事項辦理時,可以直接調取數據庫中信息,避免了信息的重復錄入。社區綜合數據庫的信息通過交換平臺傳送到上級政府部門,分別用于公安、民政、勞動、國土、文化、計生、衛生、建設等部門,與基礎數據庫中的數據進行比對、更新,使社區成為最終的數據歸集點,如圖2所示。
2.4使用途徑
社區管理信息平臺系統建設多種展示方式,為社區居民提供多種方式的使用,包括電腦、手機、電視機訪問、電話咨詢、大屏幕展示、觸摸屏展示等。
1、由于在計算機基礎課程中,很多教學內容都需要實際操作才行,所以,現有教學體制中的教師教學的主體性地位,使得學生只是被動的接收教師灌輸的知識。在這種教學模式下,很多學生難以根據自身的情況來對教學內容進行選擇,使得學生在學習過程中的主動性受到不小的束縛。
2、在現有教學模式下,如果學生在課堂之外遇到學習上的難題或者困惑,很難及時得到老師的指導與解釋,而這些問題如果拖延時間太長,則學生就會放棄對問題的追究,造成學習的脫節,使得學習的效率受到影響。盡管傳統教學模式下,教師也會在授課結束后安排一定的時間來解答學生在學習中遇到的問題,但是突破教學時間和人力資源的諸多限制,難以達到較好的教學效果。
3、而對于教師而言,很多教師都具備相當的計算機網絡知識,可以充分利用網絡上的教學資源。但是,有些教師所制作的教學課件則缺少了與學生進行互動的交互性,僅僅是從教師講解的角度來梳理教學內容,很少從學生的角度來整理課堂授課內容。所以,教師在授課過程中,只能夠簡單地要求學生對一些與教學內容相關的網頁進行瀏覽,對相關的資料和文章進行查閱,忽略了引導和培養學生批判、處理和應用各種網絡信息的能力。
二、網絡信息平臺推動下的教學改革
(一)網絡信息平臺
對于現在網絡化的信息平臺,其使用者主要為三種不同類型的人,即學生、教師和平臺管理人員。于教師用戶而言,主要通過網絡化的信息平臺來實現課程講授,與傳統教學方式有很大區別。新的教學方式可以分為教室課堂與網絡課堂等兩種形式。而對于新教學方式中的課堂教學,則與傳統教學中的課堂教學不一樣,因為可以在計算機基礎課程的教學中,通過工程化的教學來實現教學目標,也可以將案例教學作為主要的教學模式,而這主要是針對操作類型的課程教學比較適用。而對于網絡教學,則可以理解為通過網絡化的信息平成教學過程。在該過程中,教師可以將與課程相關的案例、電子書籍、授課視頻以及各個階段的試題庫等相關資料都上傳到該信息化平臺,為學生下載提供便利,這樣可以有效彌補上課時間不足所造成的缺陷。同時,還可以有效提高師生之間的交流,為師生提供多種交流方式,使第二課堂成為課堂教學的一部分。
(二)在教學中的網絡信息平臺
網絡化信息平臺在高校教學改革功能的主要作用,就是通過信息化平臺來增加教學中不同主體之間的交互。在交互過程中,不僅有人機交互、師生交互,還有生生交互等。其中,人機交互主要指學生通過各種網絡化信息平臺進行學習;師生交互則主要為通過學生和老師通過信息平臺實現交互;生生交互就是不同學生之間的學習交流等。在日常課程學習中,學生之間可以結成學習或者任務小組,共同完成課程內容的學習或者拓展。通常,根據項目開發中不同成員之間的知識結構,以及在課程設計中的經驗,學生的分組以5人為最合適,可以在交流的過程中學習到相關知識并深入理解。比如,如果在高級編程語言教學上進行分組實驗與教學,則可以有效調動學生的學習積極性,提高學習效率。在高校計算機基礎課程的教學中采用案例法,還可以在對實例的操作和示范中實現對知識點的講解。通過對學生成績的對比,以及對問卷調查結果的統計,可以發現采用新教學方法的學生成績要普遍高于傳統教學方法。而對于大學中的計算機網絡課程教學,可以直接與參加學習的學生以及任課教師進行交互,既可以作為一個以學校學生為主體的遠程課外輔助學習系統來使用,也可作為供教師使用的課堂多媒體演示系統來使用。
(三)網絡信息平臺的日常管理維護
對于教學管理人員來說,可以通過對學校網絡化信息平臺的有效管理,實現教學改革,改進教學水平等目標。在此過程中,學校的相關主管部門首先應該制定符合自身發展的信息平臺發展方向和目標,還應該制定出與計算機基礎課程相關的具體教學形式與目標。筆者所在的院校為應用型的本科院校,學校的培養目標就制定為培養學生更多的社會技能,造就應用型人才。所以,學校在具體的實施過程中,就應該通過教學改革來增強學生的實際動手能力,通過對教學形式的改變和優化,達到對時代需求人才的培養的目的。相應的,學院的相關教學管理部門則能夠通過對網絡教學的管理,對教學目標和內容進行調整和改進,使得整個教學過程能夠體現出對實驗的重視。此外,學校還制定了具體的教學監控目標,比如教師需要根據自己所負責課程的教學目標、策略制定相應的教學內容,同時,還應該構建起基于網絡平臺的教學環境。
三、基于網絡平臺的計算機教學方案
通過校園信息化平臺的構建,不僅能促進學校計算機基礎課程教學改革,同時,還可以為學校所開設的其他課程起到促進和輔助作用。筆者所承擔的教學任務在網上授課過程中,還采用了一些現在已經成熟運行的教學平臺作為網絡課程改革的載體。不僅如此,在院校的信息化平臺構建中,還可以參考和引接其他優秀的網絡教育資源,這樣盡管不能包含所有的課程或者科目,卻能夠在建設成功后為教師的授課提供便利的教學參考資源。不過,對于各門課程的網絡資源的設計,任課教師還需要完成大量的準備工作。首先,需要將上課過程中使用的課件上傳,也可以準備比較詳細的課堂教學視頻、筆記、示范解說或者授課說明等多種類型的學習資料,因為這些都是教學中的基礎資源;其次,教師需要所授課程的講授進度來布置一定量的網絡作業,并要求學生在規定的時間內完成并上交;再次,設立一個大家都可以提問和回答的討論區,使得教師和同學都可以通過該討論區自由的發言和提問,而教師則可以通過該區向學生提供各種問題的解釋和答案。在具體的實施過程中,教師可以利用每天的固定時間登錄平臺,對學生提出的各種問題進行回答,也可以針對課堂教學中的一些重點或者難點進行解釋和說明;最后,在各章授課完畢后,則可以通過測試來檢驗學生的學習效果,也可以通過作業的形式來檢驗。在計算機基礎授課中,就可以通過編程設計或者網頁設計的具體項目實現來檢驗學生學習效果。
2化工實驗教學信息化平臺軟件環境建設
(1)網絡化實驗教學平臺
化工實驗教學中心在傳統的課堂講授的基礎上,充分運用信息技術、虛擬現實技術、計算機網絡技術,為學生構建了網絡實驗教學平臺,實現了多元化的實驗教學模式。通過整合實驗教學資源,實現了對教學隊伍、教學內容、實驗項目、大綱、講義、儀器設備、習題、多媒體課件、實驗錄像、仿真實驗、虛擬實驗等教學資源的上網開放,學生通過網絡實驗平臺還可以進行實驗準入測試、提交實驗報告、在線交流答疑等。
(2)開放式實驗預約系統
中心開發了開放式實驗預約系統,該預約系統采用網上預約實驗的方式,即學生可以網上選定實驗項目、實驗時間、查詢實驗成績。預約系統分為三個角色:學生、老師、管理員,按照不同角色進行登錄認證。通過登錄該系統,學生可以預約實驗,查看、取消已經預約的實驗批次,查看以往實驗成績,查看下載實驗課表;老師可以進行實驗批次信息的確認、查看選課人數、學生信息,查看并導出實驗課表以及進行實驗評價打分;管理員負責對整個系統的基礎數據維護,包括學期管理、實驗項目和實驗批次安排、實驗室管理和老師信息管理職能。同時利用設計、搭建的短信平臺,實現了實驗預約的短信提醒功能,即在實驗開始前三天左右,通過公共短信平臺向學生發送短信,提醒學生實驗具體時間和地點,進一步加強和完善了實驗預約系統的功能。實驗預約系統打破了班級的界限,改變了過去按同一模式進行教學的方式,有利于因材施教,提高學生的主動性和積極性,培養探索和創新精神。
(3)虛擬實驗室
我?;嶒灲虒W中心以化學工程實驗裝置為原形,開發了集3D高仿真展示、多媒體授課、預習、復習、數據處理為一體的化學工程實景虛擬實驗室。虛擬實驗室將平面流程立體化,將單元操作的流程、實驗操作視頻和實驗原理動畫等信息生動逼真地呈現在學生面前,學生可在虛擬場景中自由漫游和穿行,實現了人機互動,大大豐富了實驗教學內容,有效擴展和延伸了現場實驗教學。中心還設計了配套的網絡預習系統,進一步強化了實驗教學的預習環節,提高了實驗教學的效率。目前中心開發的虛擬實驗有“原油實沸點實驗”、“泵送裝置綜合操控系統”、“板式精餾塔傳熱實驗”、“吸收”、“精餾”等。
(4)遠程控制實驗
遠程控制實驗是一種嶄新的實驗方法和技術,學生通過對虛擬儀器面板的操作,實時操作控制遠程的硬件設備實體,并通過視頻把實際實驗場景反饋給學生,從而得到真實的實驗數據,加強了實驗操作的真實性。遠程控制實驗彌補了仿真實驗和虛擬實驗的不足,在實現軟件共享的同時,更重要的是做到了實驗硬件資源共享。目前我?;嶒灲虒W中心正在籌建遠程控制實驗,將遠程控制實驗作為仿真、虛擬實驗的延伸和擴展,為學生提供一種全新的實驗模型。
3加強實驗技術人員的信息化知識培訓
要提高實驗教學信息化水平,實驗技術人員必須具備一定的網絡信息技術知識與操作能力,加強實驗技術人員隊伍的信息化素養成為一個重點。中心多次組織實驗技術人員進行信息化方面的知識培訓并進行考核,派出實驗技術骨干到實驗教學信息化建設開展得較好的同類院校進行學習交流,通過實地考察和交流,吸取各高校在信息化建設方面的新理念和新經驗,不斷提高實驗技術人員的信息化素養和管理經驗。
(一)必要性
根據IDC在2011年6月的《數字宇宙》(DigitalUniverse)研究報告,2011年全球新建和復制的信息量超過1.9ZB(1.8萬億GB),五年時間增加了近九倍。隨著數據量的指數級增長、數據源種類(包括結構化數據源和非結構化數據源,如社交媒體、富媒體文件以及地理空間信息)的飛速增加,以及數據產生速度的加快(如實時傳感器數據),傳統的數據庫和架構無法處理、管理和分析如此龐大的數據集。政府、金融、電信、互聯網等大數據應用的行業先鋒目前均面臨大數據的問題。不僅如此,隨著物聯網、云計算、移動互聯網、車聯網、智能手機、平板電腦的飛速發展,大數據技術擁有了更為廣泛的數據資源。因此,IT產業界及行業用戶都亟需針對大數據設計和優化大數據存儲、管理和查詢平臺,來替代傳統關系型數據庫平臺。在技術發展的前沿階段進行實驗平臺建設對我學院師生具有重要意義。該實驗平臺能夠為學生提供一個了解最前沿技術的機會,不僅能夠提高學生學習興趣、自學能力,還為學生就業、更好地規劃未來的職業發展提供了機會。大數據技術的機遇與挑戰帶來了很大的人才缺口,目前大數據技術平臺開發、方案實施人才緊缺;由于云存儲、大數據技術帶來的信息安全問題,也亟需大量信息安全領域的人才;由于大數據技術在物聯網、電子商務、移動互聯方面的應用,對了解大數據技術的電子商務專業人才也更青睞。通過本實驗平臺的培養,感興趣的優秀學生還可以嘗試考取與大數據技術密切相關的Hadoop專業認證———ClouderaCertifiedDeveloper/AdministratorforApacheHadoop,為學校、學院在該領域帶來正面影響,增加更多合作和就業的機會。該實驗平臺能夠為信息系統專業試點班培養計劃的很多核心課程(包括管理統計學中的業務報表與分析、商務智能方法與應用、商務智能實踐、數據挖掘和BA綜合實訓等)形成較好的前后銜接關系,能夠豐富實踐教學環節,深化教學大綱的內容,從建設更合理的課程建設體系來說具有很大的必要性。近幾年學生就業壓力越來越大,迫切需要對教學內容和實踐環節不斷突破創新,才能具備持續發展能力。因此在原有課程體系和實踐教學環境的基礎上增設本實驗平臺非常必要。
(二)可行性
教學計劃中的相關程序設計課程為學生學習云存儲技術、熟悉大數據開發平臺、了解最新大數據技術的發展、進行大數據平臺基礎上的開發、實現對大數據的分析、可視化演示打好了基礎。英特爾ApacheHadoop平臺是目前大多數大數據處理的技術基礎,目前該技術已經發展成熟,并隨之產生很多基于該平臺的大數據處理工具,可供實驗室建設實驗平臺使用。
二、建立大數據實驗平臺的基本構想
(一)實驗平臺人員
實驗平臺人員負責實驗平臺的建設、維護,實驗設計與指導人員由在大數據相關領域、課程建設以及實踐教學方面都有著豐富的經驗的教師與實驗室工作人員構成,同時與大數據企業進行合作,獲得其核心技術人員的支持、培訓和大力配合,可以共同組成一個經驗豐富、精煉實干的建設團隊。
(二)軟件調研
大數據的特點為4個“V”:第一,“Volume”,指的數據量大,包括大的數據塊,或數據總量巨大,從TB躍升到PB;第二,“Variety”,指的是數據種類繁多,包含大量非結構化數據,例如網絡日志、音頻、視頻、地理信息等;第三,“Value”,價值稀疏性,大量數據中有價值數據很少;第四,“Velocity”,指的是處理速度快,這與傳統數據挖掘有很大區別。選擇有數據分析基礎、在業內發展領先的企業進行調研并選擇適合高校規模的合作企業是建立實驗平臺的重要工作。很多公司給出了可供使用的大數據平臺:IBM誖InfoSphere誖BigInsightsTMBasicEdition是一款基于開放源碼ApacheHadoop的分析平臺,用于分析大量本機格式的非常規數據,支持結構化、半結構化和非結構化內容,以實現最大程度的靈活性;IBM誖InfoSphere誖Streams是一個高級計算平臺,幫助用戶開發的應用程序快速攝取、分析和關聯來自數千個實時源的信息;惠普公司Vertica分析平臺6.1,能夠通過Hadoop分布式文件系統連接器來優化大數據;ClearStoryData大數據分析新創公司,通過Clearstory,公司客戶可以將自身的數據與行業的公共數據融合,尋找統計上的新視角,目標是取代目前市場上的主流數據可視化工具,包括QlikView和Tableau等老牌工具;Informatica9.1提供首款Hadoop編譯器Hparse,這是一種針對Hadoop而優化的數據轉換環境,該軟件支持靈活高效地處理Hadoop里面的任何文件格式,為Hadoop開發人員提供了即開即用的解析功能,以便處理復雜而多樣的數據源;Datameer:Hadoop海量數據分析平臺允許用戶在缺乏技術知識的情況下能夠分析大量數據;Infochimps平臺以其完備的基礎設施和專業知識,為客戶提供端到端的大數據解決方案,Infochimps是一家位于美國德克薩斯州奧斯丁的創業公司,2012年2月從數據市場轉型為大數據平臺提供商后獲得谷歌投資;甲骨文大數據機———OracleBigDataAppliance集成系統融入了Cloudera的DistributionIncludingApacheHadoop、ClouderaManager和一個開源R;微軟SQLServer新增PDW功能,可以幫助客戶擴展部屬數百TB級別數據的分析解決方案;亞馬遜將MapReduce作為一項服務,其彈性MapReduce編程是一項能夠迅速擴展的Web服務,運行在aws的亞馬遜彈性計算云和亞馬遜簡單存儲服務上;Teradata是企業級數據倉庫(EDW)的領導者,在結構化數據、半結構化數據和大部分非結構化數據領域幾乎沒有很大成果,因此收購了AsterDa-ta———一家提供SQL-MapReduce框架的公司。AsterData是高級分析和管理各種非結構化數據領域的市場領導者和開拓者,為Teradata帶來了大數據分析市場商機。
(三)方案實施
實驗平臺的設計同時立足于大數據技術的發展的前沿性與本學院學生專業特點,與學生前序的理論、實踐課程均有良好的銜接,符合人才培養計劃,深化了教學大綱的內容,并針對不同專業學生設計實踐學時、內容和難度。本實驗平臺可以同大數據行業中的公司科研部門共同合作建設,雙方確定在人才培養、師資培訓、共建實驗室和實訓基地、推動大學生校外實習和社會實踐活動的開展等方面開展全面、廣泛、長期、深入的合作。該實驗室建設將豐富實踐教學體系,也可推動學院科研項目立項、新課題研究、專項基金申請和聯合開展商用項目開發等;該實驗室使師生能接觸高新大數據開發平臺,了解最新大數據技術的發展,進行大數據平臺的開發,實現對大數據的分析、可視化演示,增強學生的動手能力并提升就業質量;與此同時,提升了教師的項目管理能力和教學能力。