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Abstract:Thepaperdiscussthenecessityofbuildinformationcenterofplanninginstituteinbrief.AftertheanalysisofdatasourceinplanninginstitutewediscusstheinformationcenterinBrowser/technology.Andthenweanalyzetherealizationofsomekeytechnologyinbuildinginformationcenter.
Keyword:informationcenter、datasource、.Nettechnology
《中华人民共和国建设部全国工程勘察设计行业2001-2005年计算机应用工程及信息化发展规划纲要》提出:全国示范试点单位于2002年、其它设计单位于2005年建成以网络为支撑,专业CAD技术应用为基础,工程信息管理为核心,工程项目管理为主线,使设计与管理初步实现一体化的集成应用系统。建立这样的信息系统也是企业自身发展的需要,能提高企业对外的形象和市场竞争力,提高工效,降低成本,使企业的管理模式与国际接轨,为企业创造更高的经济效益。
规划院的现状情况。在管理模式上仍沿用传统的设计和管理方法,没有充分发挥网络和计算机强大的信息统计和管理功能;缺乏技术和管理方面的信息统计,不利于企业实施决策分析和量化管理;普遍缺少能够对规划院的设计过程和各种资源等进行全面控制和管理的软件系统;在设计过程中,工作流程得不到动态控制,信息共享不畅,团队、工作组之间的协作性差,人力和物力浪费严重;对于设计成果电子文件的管理没有很好地按需要进行分类管理,没有进行规范化、标准化,导致查阅不便,数据冗余和丢失较严重;没有对整个院的各种资源和数据建立合理的数据库,导致资源和数据的整合困难,难以对整个院的设计过程和管理过程进行成本控制,难以对每个人员的工作进行较为详细的统计和安排,导致很多方面存在盲目性和不确定性。
由于我们国家工程勘察设计行业发展的大势所趋。基于以上现状,我们有必要利用计算机和网络,管理设计过程和管理过程产生的信息数据,对设计院的各种数据、各种资源、各种行为进行全面的系统分析。建立各种较为完备的资源数据库,建立各种企业行为和数据操作的应用逻辑模块,建立各种设计和管理的应用模块。进而建立规划院的信息平台。减少人为的因素造成的不确定性和浪费。提高生产和管理的效率。规范我们的设计、管理和运作模式。为规划院的设计、管理和运作提供详细可靠的数据和信息。减少决策和运作中的盲目性和不确定性。
2.规划院数据资源分析
根据詹姆斯.马丁(JamesMartin)的“信息工程方法论”(InformationEngineeringMethodology)的观点。信息系统以数据为中心,而不是以处理为中心。因为数据是稳定的,而处理是多变的。只要企业的生产经营方向没有变化,数据类就很少变化。通过一定的分析就可以找到这些数据类之间的稳定结构,即数据模型。所以规划院要获得信息化建设的主动权,首先要考察现有的数据资源状况,分析梳理自己的业务流程。在此基础上经过系统的分析,建立所需要的数据模型,构思所需要的信息系统框架。分析建立自己的信息标准。用信息标准来衡量已有的应用系统与标准化规范化的差距,找到可以提升的具体目标。也可以用来衡量需要引进或开发的软件系统的功能、数据结构等是否符合本单位的要求。
规划院的业务主要包括工程项目策划与设计、生产与办公管理、图档数据管理、质量控制以及其他管理等。各种业务的正常运作都需要大量数据资源的支持,在运作过程中又产生新的数据。在生产过程中产生的数据资料是大量而且杂乱无章的,如果将企业的各种信息和操作统统放在一个数据库中,其数据浩瀚而庞大,数据库的结构会很复杂,数据的冗余会大大增加。使得数据库的可扩展性和可操作性大大降低。因此我们对生产和管理情况进行详细系统的分析,分别按照他们之间的性质和联系程度进行划分。整个信息资源库由数据库和资料库结合的模式。对于方便在数据库中管理和描述的数据资源,要分析建立相应的数据库。对于不便于在数据库中管理的,要对其相关管理信息建立数据库,把相关的文件资料建立成资料库。数据库可以采用关系型数据库,资料库一般是和保密级别联系在一起的,分为初级、中级、高级密级的资料库,资料库结合数据库建立带有权限管理的数据文件操作库。
3.基于.NET的规划院信息框架
的特点
.NET是的简称。它是一个功能强大的面向网络、支持各种用户终端的开发平台环境。它定义了一种公用语言子集(CommonLanguageSubset)来提供符合其规范的语言和类库之间的无缝集成。对下一代网络通信标准,可扩展标记语言(ExtensibleMarkupLanguage,XML)提供完全支持。而且.NET平台的基础架构.NET框架(Framework),采用统一的命令集支持各种编程语言。从而消除各种异类框架之间的差异,将他们合并为一个整体。.NET框架提供强的跨语言继承性、错误处理和调试功能。使得编程人员可以自由的选择他们喜欢的编程语言,实现语言的互用性。
3.2.规划院信息平台与.NET技术
由于.NET高度的可扩展性和功能强大的技术架构,使得安装了.NET框架的应用服务器可以将各种关键的应用扩展到任何一个拥有Web浏览器的终端上。其强大的数据引擎等数据库连接服务可以很方便的连接到绝大多数大型数据库上。其强大的对接口技术的支持大大降低了不同产品和服务之间的连接和调用的复杂性。其基于组件编程的思想方便了对于复杂数据描述和操作以及互用的实现。因此我们可以选择多家企业提供的产品、技术、和方案,部署最适合自己企业的信息化解决方案。利用.NET技术可以用较低的费用、低的复杂性和较低的开发难度实现规划院信息平台。
3.3.基于.NET的B/S结构规划院信息平台框架
规划院信息平台涉及到规划院生产和管理的方方面面,是一个由多个相互之间有关联和约束而又相对独立的系统模块组成的一个复杂的系统。为了确保系统的易用性、高效性,提高执行业务时的速度和质量,降低以后业务变更和扩充时,代码修改的复杂性,提高整个系统的安全性,需要采用多层B/S(Browser/Server——浏览器/服务器)结构来设计和搭建信息平台框架。
3.3.1.B/S结构的特点
在规划院信息平台系统的开发中应当使用当前较流行的软件模式:B/S结构。B/S结构使用瘦客户端的开发方案,与C/S结构相比,减少了安装客户端带来的不便,只要在服务器端安装好此信息平台系统,用户就可以直接在客户端使用浏览器,通过HTTP协议访问服务器上的相关服务,节约了实施、维护成本。同时系统由服务器系统管理员统一管理,在某种程度上保证了系统的安全性。作为一种全新的软件系统构造技术,B/S结构增强了信息平台管理系统的灵活性。它容易进行跨平台布置,容易在局域网与广域网之间进行协调,尤其适宜分布式信息系统的建设。B/S结构的这些特性都是规划院信息平台所需要的。
3.3.2.信息平台的框架
规划院信息平台是规划院的设计和管理人员对本院的设计、管理、办公、对外服务、质量控等各个方面进行操作、管理,是信息查询、数据存储和应用的一个基础。一个较为完整的信息系统平台应当包括项目管理模块,协同设计模块,办公自动化模块,计划管理模块,质量控制模块,对外服务模块,图档管理模块,网络打印管理模块,通信管理模块,决策支持模块等组成。基于.NET技术构建规划院信息平台时,系统框架结构主要分为以下几层。1、前台表现层:主要是对前台用户提交的各种请求,对各种业务处理后返回到用户端的结果,以及对相关的描述进行处理和控制,展现给用户。2、中间业务层:对前台客户发送来的请求进行分类整理、逻辑分析、运算处理,向数据访问层提交需要的数据请求,然后再把数据访问层返回的数据进行业务处理,标准化处理等,并将处理后的结果返回给前台表现层。3、数据访问层:主要通过数据库访问接口方法,实现不同的业务应用能够访问不同的数据库。4、后台数据库层:主要用于存储各种类型的数据信息及数据间的相互关系。前台表现层主要通过各种Web浏览器支持的页面和窗体实现。中间层主要通过编制的各个模块的逻辑和业务核心组件以及编制各个层面之间的联系控制来实现。数据访问层是借助.Net技术提供的接口管理、数据引擎等通过编制数据访问控制组件来实现。后台数据库层主要借助各种大型数据库管理系统来构建数据库和信息库。4.信息系统平台关键技术的实现
采用.NET的技术开发信息系统平台,可以充分运用其基于组件开发(Component-baseddevelopment)的技术。使得平台的搭建即具有高的性能,又具有较好的弹性。现在几乎每个企业都具有一部分设计或管理辅助软件。对于自己感觉比较成熟的产品在这种平台架构下经过处理基本上都可以继续使用。或者企业单位可以衡量自己的技术力量和承受能力自主开发一部分功能组件,购买一部分功能比较强大的组件,以搭建适合自己企业的信息平台。下面简要介绍信息系统平台中比较通用,较有代表性的一些功能和技术。
4.1.系统的权限管理
对于一个系统来讲,安全性是最重要的。系统要提供灵活、安全的措施保证业务处理的等级和数据的保密。信息系统平台通过验证、权限控制、加密等提供强大的安全保证,如果有条件的可以使用电子签名、电子证书等技术提供更可靠和丰富的安全服务。在系统中对于不同的安全管理角色指派不同的管理责任。系统管理员可以根据实际情况灵活配置用户的数据权限、功能权限以及角色权限。系统中提供有效的安全保障,保证系统内部信息安全,以及与其他系统之间的数据共享。系统充分利用数据库本身的安全控制机制,同时在应用层采用用户身份识别,实行访问权限控制等措施,防止非法用户的入侵和对数据的越权操作。系统对用户的访问权限可以控制到每一个模块组件,以及模块组件包含的所有功能。
由于每个人员业务的不同,所拥有的功能权限也是大相径庭的。另外,由于很多的重点项目是具有保密性质的,因此对系统权限控制的要求是非常的严格。如果系统权限控制考虑不全面的话,将会降低系统的安全与保密性。针对上述情况,系统权限控制管理采用功能权限与数据权限结合,并加入用户角色管理的方式来处理。
其中功能权限的管理主要是管理用户对某个操作项、某个功能项是否有权限。比如功能权限管理中,系统管理员可以为每个用户选择、指定所能够使用的操作项、功能按钮项,逐项选择添加。
数据权限是指用户拥有使用权后,并非对所有数据都可操作,而只是对本部门或本部门所属的数据有操作权限。数据权限维护一般没有独立的模块,而是分布在其它每个模块组件中,主要完成对用户操作、查询数据的范围进行判断限制。各个组件模块可根据需要灵活判断哪些数据只能本部门操作、查询,哪些数据可被本部门或上级部门操作、查询,哪些数据可以共享等。数据权限管理完成了用户对哪些数据具有只读、浏览或可写的控制。
角色是多个权限的集合。通过用户角色控制方法能够大大减少了权限控制表的记录信息,提高了系统的运行速度,保证了系统具有高效性的特点。角色、权限的设置增强了系统的保密性,加强了系统的安全机制。
4.2.系统的流程管理
工作流程的设计是系统的重要环节。所谓工作流程就是指由一个群体,通过特定的工作步骤与方式,为特定的目标所建立的一种工作模式。一个好的工作流程可以使企业的各项工作依照正确的顺序去执行,从而提高企业的生产效率。
标准的工作流程要求所有参与的工作人员严格按照规定,对于每项规定的任务,完成属于自己职责范围的部分,并按要求将结果向下传递,直至规定的任务全部完成。设计工作的流程主要是将设计成果文件依次传递,完成校审的批示和修改工作。在系统中,工作流程管理可以借助计算机网络流程信息,使工作流按指定的顺序和方式,在不同的工作人员之间传递与处理,每个流程节点的工作人员,只需要接受流程的信息,完成本属工作,并将结果出去,流程会自动的将信息传递到下一个节点,流程过程信息也会自动存储,不必为信息的传递而费心思。
工作流程按照工作模式可以分为两类。一类是串行流程,串行流程的特点是一个工作节点连接的对象是唯一的。比如,总的来讲,从设计、校对、到审核审定的过程,就是一个串行流程。另一类是并行流程,并行流程的特点是所面对的节点对象是多个,例如,一个大的设计项目的参与人员可能不是一个人,任务的分配面向的流程就是一个并行流程。一般项目的工作流程不会是完全串行或完全并行,常常某个阶段是串行而另一个阶段是并行的混合情况。要用计算机程序来控制这些千变万化的情况,是信息管理系统的开发难点,需要周密的分析与规划,找出流程中一些共性的基本不变化的因素作为基础,结合与用户交互的方法实现。对工作流的设定采用固定模式与弹性模式结合的方法。允许有权限的操作人员定制流程模板。
信息系统平台的工作流程管理可以帮助企业建立良好的工作环境。它包括以下特点:
流程结构的图形显示与设定界面,可以直观地表达流程过程与参与人员;
能够根据步骤的工作内容、参与人员、启动和结束条件以及呈报关系等去设定流程的结构,设定流程模板;
工作流程管理可以全程监控流程状态,对流程做时间性管控;
可以从流程之中计算运作效率;可以弹性的设定流程中所需要处理的资料结构与种类,弹性地设定流程中各步骤所要进行的工作以及所要填写的报告,同时,可以弹性地设定公文格式;
可以对流程中所产生的文件建立安全性控制和权限管理的机制;
工作流程管理对于工作指派或告知性流程有较简单的使用界面,并同时可以支持系统在Internet和Intranet的运用;
在工作流程管理中,公文、资料与图档文件的浏览以及公文传送过程中,档案与资料的版本管理方式与原则可以弹性设定。
工作流的流程定义模块以XML格式的语言进行定义以及与工作流执行服务之间进行交互。工作流的执行服务通过激活相关的工作流引擎,激活并对流程定义进行解释,完成工作流实例的创建、执行与管理。
4.3.综合业务管理
在规划院信息平台中,有许许多多各种业务需要进行处理。对于各种业务的处理往往是系统中最为复杂和最为关键的部分。也是系统在设计、建造和部署过程中必须妥善处理的部分。综合业务处理的体系主要包括相关的业务组件接口的处理,事务处理器,业务资源管理等。业务组件的接口处理主要描述不同的业务组件的接口的类型、接口的边界、接口的成员、接口的实现等。以保证业务处理不会因为调用对象或数据的不同而变化。事务处理器主要处理各种不同事务的操作,协调事务的开始、交叉、回滚和提交等动作,处理事务发生的各种异常,保证事务处理的完整性。业务资源管理主要管理综合业务处理体系中涉及的资源,完成对资源的共享管理,数据传输管理等。
.NET技术对于进行组件编程提供了很大的方便,对于综合业务处理提供了强有力的支持。相关业务组件接口的处理可以借助于Windows2000以上操作系统的COM+技术,通过C#定义和实现接口,以描述组件对外提供的服务,实现在组件之间或组件与客户之间进行交互。事务处理器和业务资源管理等功能的实现是先通过接口处理区分不同类型的事务。借助于.NET强大的类库对事物处理和数据操作的强大支持,我们可以较容易的编制各种业务逻辑和业务操作。可以较容易的完成业务处理中所涉及到的文件操作,接口的操作,复杂的运算,数据的处理,多线程操作等。保证事务处理和业务资源管理的所需业务的实现。依靠.NET技术的支持,不同类型的业务的分类整理、组件封装、组件的等操作都较容易完成。所以我们在信息平台搭建的过程中,可以更多的考虑我们的业务实际情况,而不是考虑适应软件的实现。使我们信息平台中的综合业务可以尽可能的适应我们的生产和管理的实际情况。
5.技术展望
搭建B/S结构的规划院信息平台,对于规划院的生产和管理可以提供很好的技术支持。.Net技术对于构建B/S结构的规划院信息平台可以提供强有力的技术支持。利用.Net技术可以较快的搭建起扩展性和可移植性很好的系统。基于.Net技术搭建规划院信息平台将是今后规划院信息技术发展的重要趋势。
Keywords:geographicalinformationsystem(GIS);Arcinfo;powerdistributionmanagement;network
随着广州市供电用户的增加和配电网络的日益发展,如何更好地对结构复杂、覆盖面积广的配电网络进行管理,成为管理层和基层生产部门面临的重要问题。采用传统的以纸图为主的管理方式,已经无法满足生产管理和提高供电服务质量的要求,必需建立一个企业级的配电网管理信息系统。2001年我们建立了广州东区配营部配电网管理信息系统,采用的是Arcinfo平台。下面就该系统的一些技术问题及项目在建设、实施过程中遇到的问题等进行探讨。
1、Arcinfo平台简介Arcinfo平台由美国ESRI(美国环境系统研究所)开发,是具有丰富功能的专业GIS(地理信息系统)平台软件,包含了以下信息处理的各种高级功能:
a)数据输入和编辑功能。可从数字化仪、图形扫描、图形转换中获取数据,编辑图形和属性。
b)数据转换和集成。可以对标准数据格式进行转换,支持符合SQL标准的关系型数据库。
c)基本GIS功能。地图投影及投影变换、数据维护及管理、缓冲及叠加分析。
d)空间数据和属性查询,并进行相应图形显示,包括栅格图像显示和管理。
e)地理数据管理。利用info数据库或ArcSDE可以对大型分布式数据库进行管理。
f)提供了界面设计工具和系统的二次开发工具。利用所提供的aml语言和MO组件库及支持工业标准的VC,VB等作为开发的主要工具。
g)数据的输出。提供数字地图制作、报表生成及制作高品质地图功能。
h)支持版本管理及长事物处理。最新的ArcGIS83,整合了以前版本中的workstation和desktop,强化了Arccatalog,Arcmap,Arctoolbox三个功能模块的功能,并对地理数据库geodabase增加了拓扑规则库和拓扑校验。
2、系统目标配电网地理信息系统的建设本着“统一规划,分布实施”的原则来进行,先建立一个静态的配电网GIS,即电力设施的AM/FM/GIS应用,包括系统的功能开发、基本图形数据的录入工作和设备台帐数据的录入,实现图形及设备的查询、统计和图形输出等基本GIS功能;
再建立一个动态GIS,在静态中引入配电网自动化所提供的动态采集数据,可实现诸如停电管理、故障线路跟踪分析和处理等多种高级功能。为以后的配电网GIS建设奠定良好的基础,并积累项目实施经验。
3、系统配置
作为电力设施的AM/FM/GIS应用,配电网GIS的开发对GIS平台的要求较高。该平台应具备以下条件:
a)建模能力强,有较强内建网络拓扑结构并具备强大的网络编辑和分析能力;
b)有较强的功能扩展能力,同时能够提供完善的图形即Webgis功能;
c)支持对海量图形数据的管理,数据库方面支持Oracle;
d)可以在软件升级和数据量膨胀时更好地保护用户投资。基于以上技术要求,我们采用了ESRI的Arcinfo平台作为配电网地理信息系统的图形平台,使用的是Arcinfo802的workstation版(内含1个license)。数据库采用Oracle,用Mapobject和VC进行开发。服务器采用两台DELLPowerEdge6400,分别用于数据库服务器以及图形服务器,可以满足性能和稳定性要求。图形数据采用Arcinfo的coverage格式,数据的管理利用了info关系数据库管理系统,实现对图形数据的管理和维护,以文件共享方式存储在物理硬盘中。如果采用ArcSDE技术,可由Oracle管理图形数据。
4、系统结构及技术特点4.1结构特点整个系统采用C/S结构,由三大部分组成:
a)CoolEdit.提供了全面的图形编辑功能,它是在windowsNT环境下,利用Arcinfo平台搭建起来的。CoolEdit在整个配电网GIS管理系统中属于数据输入部分,是所有其它子系统的数据入口。所有设备的沿步图和逻辑图图形编辑属性录入全部在这里完成,使用人员为生产分部的图形资料员。
b)GISmanager.配电网管理部分,实现对配电网络图形和设备属性的交互查询和管理。数据同时可供其他部门的人员共享。还包括设备运行资料、检修记录、试验记录、急修管理、两票管理等功能模块,是目前大部分生产人员使用的模块。
c)Webgis.可通过IE浏览器实现图形及其属性的查询。它是一个基于企业内部网的以Web形式浏览配电网GIS设备图形和属性数据的系统,使全局的各台机器都可以通过广域网共享配电网系统的基本设备图形信息。三个模块的关系是:首先,由维护系统转入由规划部门提供的背景图(或者通过扫描仪来矢量化产生地理背景图),然后由CoolEdit模块绘制出设备图并录入设备参数(即Arcinfo图层),当电力设备图层绘制完毕后可以直接为Shape文件格式供GISManage使用。如果再将CoolEdit的图层数据进行分层处理后可更新到Webgis服务器上。编辑用户和班组的用户可使用C/S结构来完成图形的编辑、查询和统计功能,在这种结构下用户可操作的功能较多。对于管理职能部门的用户,可以使用ArcIMS所提供的Webgis,通过IE实现图形查询等功能。属性数据利用Oracle进行管理,图形数据库利用了Arcinfo中coverage特征属性表作为外部info数据文件存储。这些文件在coverage目录内分别以单独的文件名TIC,BND,PAT,AAT存储和维护。
在info数据库中记录了指向外部数据文件的指针,指向存储在coverage目录内的这些文件。info数据库由Arcinfo自动维护。在该系统完成升级后,将图形数据由coverage文件管理方式转换为通过ArcSDE中间件由Orcle数据库管理,在Webgis上数据,不需要对数据进行分层预处理,图形编辑人员提交更新后,即可在Webgis上看到最新的图形。
4.2技术特点
4.2.1Webgis
利用ArcIMS建立webgis站点,设计网站。主要提供给查询用户使用,用户在安装了Java控件和Arcexplore之后,通过IE浏览器即可浏览东区配营部所管辖范围的配电网图形,还可自行设置显示图形和属性的方式,更改设备显示符号等,实现图形和属性的交互查询。使用ArcIMS不用license.
4.2.2数据共享
东区配营部各个部门,如用电、调度等都可以通过网络共享图形数据。以手工为特点的传统运行管理经常发生数据不一致、信息不完整、查询困难的情况,通过配电GIS管理信息系统可以在配电网变动频繁时,改变传统运行管理方式不相适应的局面。
4.2.3开放性
系统的开放性意味着系统有能力应付硬件和软件的升级,同时为以后建立企业级的数据交换平台打下了良好的基础。可以直接读取不同图形数据格式,或者将其转化为其它标准格式供其它信息系统使用。
4.2.4安全性
图形数据的建设周期和工作量都比一般的数据要复杂得多,因此图形数据的安全性和准确性是系统建设的重点。通过以下两种方式实现其安全性:
a)加强系统中权限管理功能。东区的配电网管理信息系统采用统一的权限管理。其中图形部分的权限管理是通过不同权限的用户加载不同的工作空间来实现的,管理部分的权限管理是通过为用户设置不同的字段功能来实现的。
b)在管理机制中建立相应的保证数据安全的管理制度,如定期的数据库的逻辑备份、物理备份、异地备份等,以及操作系统的备份等等。在系统升级后通过数据库备份完成对图形和属性数据的备份,一旦发生宕机、系统崩溃、数据库坏掉时都可利用Oracle的恢复机制,使图形数据及时得到恢复,大大提高了图形数据的安全性。
5、系统建设中的关键问题5.1数据方面地理背景数据购买了广州市规划局的电力管线图,格式为coverage.配电网沿步图数据不完整,有的不准确,所以录入数据前先让班组人员将本班管辖的设备标注在地理纸图上,然后录入,包括每个电房地理位置、内部接线图及连接电缆。由于我们的背景图上只有电力管线和标注,而其它的地物如道路、居民地等都没有,所以有些设备的地理位置和实际地理位置会存在偏差。
严格来讲,我们已有的沿步图并不是基于GIS的配电网图形数据,而仅仅是示意性的,系统的图形信息不能准确反映其实际空间位置信息,使某些高级功能无法实现。因此做好对整个广州市配电网的地理数据普查(除电子地图已提供的管线数据和电房位置信息),是以后系统建设中首先考虑的问题。与平台、应用有关的问题
由于整个配电网的数据是基于GIS的,在提取配电网图形时,无法自动生成我们工作中最常用的规则的逻辑接线图,需要对提取出的馈线进行部分编辑整理,增加了数据维护工作量。这个问题要在以后进行版本升级时解决。整个系统的开发是针对一个编辑license,采用coverage文件方式进行管理。在编辑用户少的时候这种处理方式是高效率的,但随着系统使用规模的扩大,这种数据处理方式的效率就会大大降低。在数据编辑时,由于一些临时文件无法及时清除,需要对一些拓扑关系重建,这些都给使用带来不便。目前升级后的系统采用ArcSDE加MO的方式开发,支持多用户操作并有较快的图形显示速度。
1.1设备依赖性。
不同于过往的档案记载,信息化的档案资料再也不是一支笔、一份纸记录的过程,从输入到输出都是经由计算机与其辅助设备实现,管理与传输也都依赖各种软件与网络资源共享,信息处理速度与质量在某些程度上依赖于计算机的性能与软件的适应性。
1.2易控性和可变性。
信息化的档案资料一般是以通用的文档、图片、视频、音频等形式储存下来,这给信息共享带来了便利,但也增加了档案资料的易控性和可变性,对于文档资料可以通过office工具删除修改文字、对于图片资料可以通过photoshop轻易地改变其原有的面貌、对于音频和视频资料可以通过adobeaudition和premiere工具的剪辑变成完全不同的模样,这些都造成了档案信息易丢失的现象。
1.3复杂性。
档案信息量不断增加、信息存储形式也变得丰富多样,不仅有前文所述的文档、图像、视频、音频等形式,不同格式之间的信息资料还可以相互转换,如视频与图片、文字与图片的转换等等,进一步增加了档案信息的复杂性。
2目前网络环境下档案信息安全管理存在的问题
2.1网络环境下档案信息安全问题的特性。
档案信息化有其显著特征,在此基础上的档案信息安全问题属性也发生了较大变化。首先表现在信息共享的无边界性,发达的网络技术使得整个世界变成一张巨大的网,上传的信息即使在大洋彼岸也能及时查看,一旦信息泄露,传播的范围广、造成的危害难以估量。同时,在某种程度上档案信息化系统也存在着脆弱性问题,计算机病毒可以入侵系统的众多组成部分,而任何一部分被攻击都可能造成整个系统的崩溃。此外,网络安全问题还存在一定的隐蔽性,无需面对面交流,不用对话沟通,只需打开一个网页或是鼠标轻轻点击,信息就会在极短时间内被窃取,造成严重后果。
2.2网络环境下档案信息安全面临的主要问题。
1)档案信息化安全意识薄弱。很多情况下,档案信息被窃取或损坏并不是因为入侵者手段高明,而是档案信息管理系统自身安全漏洞过多,其本质原因是档案信息管理安全意识不够。受传统档案管理观念的桎梏、自身技术水平的限制,很多管理人员并未将档案信息看作极为重要的资源,对相关资料处理的随意性大,也无法觉察到潜在的风险,日常操作管理不规范,增加了档案安全危机发生的可能性。2)档案信息化安全资金投入不够。现代信息环境复杂多变,数据量急剧增加,信息管理难度也越来越大,对各种硬件、软件设备的要求也进一步提高,需要企业在档案信息管理方面投入更多的人力、物力,定期检查系统漏洞。而就目前情况而言,大部分企业在这方面投入的资源还远远达不到要求,档案信息管理的安全性得不到有效保障。3)档案信息化安全技术问题。技术问题首先表现在互联网自身的开放性特征中,互联网的基石是TCP/IP协议,以效率和及时沟通性为第一追求目标,必然会导致安全性的牺牲,诸如E-mail口令与文件传输等操作很容易被监听,甚至于不经意间计算机就会被远程操控,许多服务器都存在可被入侵者获取最高控制权的致命漏洞。此外,网络环境资源良莠不齐,许多看似无害的程序中夹杂着计算机病毒代码片段,隐蔽性强、传染性强、破坏力大,给档案信息带来了严重威胁。
3网络环境下实现档案信息安全保障原则
3.1档案信息安全的绝对性与相对性。
档案信息安全管理工作的重要性是无需置疑的,是任何企业特别是握有核心技术的大型企业必须注重的问题,然而,档案信息管理并没有一劳永逸的方法,与传统档案一样,不存在绝对的安全保障,某一时期看起来再完善的系统也会存在不易发现的漏洞,随着科技的不断发展,会愈来愈明显地暴露出来。同时,档案信息安全维护技术也没有绝对的优劣之分,根据实际情况的需求,简单的技术可能性价比更高。
3.2管理过程中的技术与非技术因素。
档案信息管理工作不是单一的网络技术维护人员工作,也不是管理人员的独角戏,而需要技术与管理的有机结合。档案管理人员可以不具备专业网络技术人才的知识储备量,但一定要具备发现安全问题的感知力与责任心,对于一些常见入侵迹象要了然于心,对于工作中出现的自身无法解决的可疑现象应及时通知更专业的技术人员查看。可根据企业实际情况建立完善的档案安全管理机制,充分调动各部门员工的力量,以系统性、全面性的理念去组织档案信息管理工作。
4网络环境下档案信息安全管理具体保障方法
4.1建立制度屏障。
完善的制度是任何工作顺利进行的前提与基础,对于复杂网络环境下的档案信息安全管理工作来说更是如此。在现今高度发达的信息背景下,档案管理再不是锁好一扇门、看好一台计算机的简单工作,而是众多高新技术的集合体,因此,做好档案信息安全管理工作首先要加强安全意识的宣传,包括保密意识教育与信息安全基础教育,加强档案管理人员特别是技术操作人员的培训工作。同时,应注重责任制度的落实,详细规定库房管理、档案借阅、鉴定、销毁等责任分配,详细记录档案管理培训与考核工作、记录进出档案室的人员信息,具体工作落实到人。在实际操作中,应严格记录每一个操作步骤,将档案接收、借阅、复制等过程完整、有条理地编入类目中,以便日后查阅。
4.2建立技术屏障。
网络环境下的信息安全技术主要体现在通信安全技术和计算机安全技术两个方面。1)通信安全技术。通信安全技术应用于档案资料的传输共享过程中,可分为加密、确认与网络控制技术等几大类。其中,信息加密技术是实现档案信息安全管理的关键,通过各种不同的加密算法实现信息的抽象化与无序化,即使被劫持也很难辨认出原有信息,这种技术性价比高,较小的投入便可获得较高的防护效果。档案信息确认技术是通过限制共享范围达到安全性要求,每一个用户都掌握着识别档案信息是否真实的方案,而不法接收者难以知晓方案的实际内容,从而预防信息的伪造、篡改行为。2)计算机安全技术。从计算机安全角度入手,可采用芯片卡识别制度,每一名合法使用者的芯片卡微处理机内记录特有编号,只有当编号在数据库范围内时方可通过认证,防止档案信息经由计算机存储器被窃的现象发生。同时,应加强计算机系统的防火墙设计,注意查找系统漏洞。
2平台建设中的关键技术
建立设计区域医疗信息一体化平台,主要通过分析医疗数据的格式与定义,参考国际国内对医疗行业数据定义的各种编码及信息交换标准,对医疗数据进行分类与定义,根据数据应用环境及平台设计的要求,结合现有医疗信息软件中数据的应用方式,在数据库中对分类的数据进行统一定义与实现,根据数据分类实现在同一数据库中最大数据量的存储与管理。然后在现有医疗信息系统的基础上,跟踪国内外最新的研究成果,参考现行开发公司及研究机构的设计方法,结合实际环境中医疗单位信息软件的现状,对周围医院、社区及卫生主管部门的医疗信息进行分析,从医院内部、外部到以某一医院为中心开展区域医疗的设计与实践,通过不断测试与应用,最终实现现有区域医疗信息的共享与访问。
2.1面向服务架构(SOA)为了解决一体化信息平台中各个系统之间的数据传输,提高平台通用性,其核心就是采用SOA(ServiceOrientedArchitecture)架构的分布式开放型网络系统。。在SOA架构风格中,业务服务相对独立并且可重复利用,最终由一个或者多个分布的系统所实现,而具体的业务流程由服务组装而来,根据实际需要来设计变化,SOA架构能够从根本上解决不同部门之间数据的互通,有效避免信息孤岛的出现,并可以实现不同平台间的多层次复用。SOA最大的优点是基于统一的标准和松散耦合的特性,这对于构建一个通用的医疗一体化平台非常有利。经过层次结构划分,系统基础框架平台的各个模块功能都按照其功能特点分配到了SOA的不同层次之中,结构比较清楚。由于各个层次之间的接口规范、访问的方式以及具体实现技术都很清楚明确,易于集成系统的实现。在层次结构中,由于在医疗信息一体化服务平台基础框架中,统一集成和数据交换服务进行了比较好的抽象且都集中到了服务层,所以再利用底层功能组件来构建平台中所需要的各种功能的服务。消息服务是SOA架构中的一个重要组成部分,在服务层可以实现消息服务和数据服务(数据共享服务、数据转发服务)两种核心服务,这可以解决传统软件架构下的医疗系统中所存在的数据标准不统一、通用性较差、复杂度较高以及不易维护等难题。
2天地一体卫星技术城市综合信息共享平台解决方案
2013年卫星应用学术交流与研讨会上,相关专家学者提出了标准化、体系化的建设思路,通过技术平台之间的接口统一、协同配合、综合生产指挥调度建设、信息集成化管理和综合运用,为政府部门、企事业单位、行业用户提供即时信息的互联互通,提高资源利用效率和管理水平。为充分利用天地一体卫星技术,促进政府部门间的信息共享,厦门精图信息技术有限公司研发了综合信息共享平台,其以高分辨率遥感数据为主要数据源,以北斗导航定位和卫星通信为技术支撑,面向城市管理综合决策部门进行应用,同时又为城市管理的专业机构提供通用基础服务。卫星、无人机等技术手段获取到多时相、不同分辨率的遥感影像,结合城市基础矢量数据,嵌入在城市综合信息共享平台,由共享平台提供接口发放给政府部门。城市综合信息共享平台架构图对于国土、测绘、规划、民政等强GIS部门,数据的获取处理为日常工作的一部分,但对于社保局、计生局等弱GIS部门,遥感数据作为工作底图在民生项目中发挥了日益重要的作用。平台的作用在于将数据实现政府部门之间的共享,尤其对于弱GIS部门而言,通过接入信息共享平台,可以不再通过传统方式获得数据,节约了时间成本,提高了管理效率。从天地一体产业化发展角度,以本项目架构的城市综合信息共享平台为辐射点,平台开放统一标准接口,政府部门以接口形式进入平台,通过搭建桥梁,为城市各部门应用卫星影像、平面矢量数据提供统一的服务平台,实现遥感影像等空间信息资源的融合、共享、服务、二次开发拓展能力。该系统在厦门市先试先行,实现了城市地理信息的一站式服务,以平台出发辐射到规划管理、应急服务和民生服务等应用领域,为数据资源整合、技术结合到业务应用搭起桥梁,满足现代城市管理的智能化、移动化、可视化、协同化、集约化的需求。实现了国民经济和社会发展规划、土地利用总体规划、城乡规划的“多规合一”,形成全市空间布局的“一张蓝图”;为城市精明增长的扩展模式奠定基础,处理好山、水、城和人之间的关系。在平台基础上,厦门消防、安监、地震等应急部门,充分融合共享专业数据,在共享平台上嵌入物联传感技术,提高灾害事故的应对效率和应急指挥能力。
1传统用电MIS系统存在的问题
(1)成本高:
现在绝大部分地区使用的是基于WindowsNT的操作系统。数据库系统往往采用MSSQL,ORACEL,DB3等系统,仅上述两类软件,单点成本就已经超过了万元,而且由于供电企业网点分散,所以往往在每处都必须安装上述两类软件。以一个县局而言,在系统软件投资上就将花费30万元左右。
但是与此形成鲜明对比的是,真正用户需要的模块(用电MIS),由于技术准入门槛低,市场上产品良莠不齐,软件厂商竞相压价,整套产品往往只能买到几千元/单点。由于软件厂商获利不足,就无法继续投入人力、财力进行系统的进一步开发和售后服务工作。
我个人认为以上因素在根本上造成了现在用电MIS系统市场非常混乱的情况。
(2)难以维护:
因为供电企业的网点分散,而基于WindowsNT的系统缺乏对低带宽数据链路(比如载波、电话线路等)的通信支持,所以现在用电MIS多是分散运行的(即在每一点都有整套的系统在运行)。所谓联网也是指在局域网中的联网。由于分散运行,就必然导致分散维护。在现实工作中,维护工作一直是困扰用电MIS推广的关键障碍。
(3)大范围联网困难:
这里指出的联网功能,包含两层含义:一是指供电企业内部信息传递困难,原因可参照第(2)条。二是由于银行、邮电等部门采用的主系统都是基于UNIX的,所以系统之间的互操作性能较差。
2基于LINUX平台的用电MIS系统
基于上述原因,我详细对比了目前主流的操作系统及其应用软件的优劣,认为LINUX系统有可能在今后的3~5年内,取代WindowsNT,成为电力系统的首选操作系统。
以下是两种操作系统在关键环节上的对比说明。
(1)成本:
①购买成本。
仅就操作系统而言,目前可以适应用电MIS应用需求的Windows系列包括WindowsNT40和Windows2000,其价格随应用复杂性和健壮性有很大差别,数千至数万元不等。LONUX是完全免费的操作系统,每个人都可以自由获取。因此不存在购买成本,而且现在LINXUE已经实现了从嵌入式设备到超大型企业应用的全系列支持。
在WindowsNT上运行的SQL支持系统,随数据库容量支持、检索效率等因素不同,价格在几万至几十万不等,没有免费的SQL系统。在LINUX上,应用最广泛的是MySQL数据库,它曾经有上亿条记录连续运行数月的记录,所以在软件功能上完全不比NT操作系统下的任何SQL系统差,而且目前为止仍然是完全免费。
现在互联网上有数百万站点都是采用的LINUX+MYSQL数据库的方式构建的。
②管理、维护成本。
由于LINUX脱胎于UNIX,在设计之初就对远程接入提供了良好的支持,现在每天都有上百万名维护人员通过电话线远程管理、维护自己的系统。而WindowsNT在远程维护领域几乎一无建树,这也正是Microsoft公司花大价钱购买PCAnywhere软件的原因。但是由于PCAnywhere并非是内嵌的操作系统中的,所以软件的可用性在某些方面仍显不足。
由于LINUX可以建立基于低带宽数据链路的网络结构,所以可以实现中心主机+远程终端的联网模式,这样只需要管理中心主机即可实现全网的管理。进一步降低了管理成本。
(2)开放性:
LINUX可以说是目前最为开放的系统,所有源代码都可以免费得到,即使操作系统不支持的功能,也可以通过修改、扩充系统源代码方便实现。而对于WindowsNT而言,这是不可想象的。最近有消息称,迫于开放源码运动带来的市场压力,微软打算对美国1000家大企业开放Windows2000的部分源码。
(3)互联能力:
①乡站联网。如果采用WindowsNT实现乡站实时联网运行,则必须在县局到乡站之间建立宽带数据链路(比如光纤),目前在很多地方还不现实,甚至永远不可能实现。但是如果采用LINUX系统,乡站就可以通过远程接入到局中心计算机,在窄带和宽带环境下均可实现。这种大范围的联网运行模式实际上银行系统在很多年前已经实现了。
②智能设备联网。由于数据可以通过载波或电话线接入局中心计算机,所以在智能设备联网方面,LINUX的系统优势也是不言而喻的。而且在嵌入式LINUX的系统低层就已经支持了此种应用。
③与其他单位联网。由于银行、电信等行业采用UNIX作为主要的操作系统,而LINUX和UNIX本是一脉同根,所以在互联方面的支持要好于同WindowsNT系统互联。
(4)稳定性、安全性:
LINUX的稳定性一直倍受赞赏,连续运行数月也毫无问题,而WindowsNT的稳定性则不敢于恭维,很多人在这方面都吃尽了苦头,所以人们往往在微软公司的产品正式推出一年以后,才将其应用到关键任务中,以免成为稳定性测试的牺牲品。
由于LINUX是基于代码开放体系的,所以历来都是黑客攻击的热点,但是我们通过分布式运行的方式,即可解决安全问题,而且可以极大的提高系统的安全性和可用性。比如在局中心设置2~3台主机,互为备份且采用不同的安全策略,这样一方面避免单台主机运行时的意外发生(包括黑客攻击),另外可以分散处理访问请求,缩短系统反应时间。
(5)易操作性:
WindowsNT系统基于图形界面,熟悉Windows操作界面的人很容易学会,在整体系统使用的难易程度上,LINUX要逊色很多(大部分LINUX应用是字符界面)。
但是,具体到某项应用,情形或许有些不同。比如在电费电量处理过程中,如果将所有的操作都命令化,只需要30~40条命令,对于微机操作人员而言,记忆这些命令并不困难,而且在应用效率上,也要好于图形界面的操作方式。
(6)市场影响:
(2)有利于农业结构的调整。加强农业技术服务站信息化平台的建设就能够利用网络平台为农民提供科学合理的农业种植信息,在种植位置的选择、农作物种类的选择、肥料的选用等多个方面提出科学合理的信息。在遇到一些农业种植技术相关问题的时候,也可以通过网络得到专家的指导,让农业生产不再是盲目地进行。专家的一些专业指导和网络平台提供的可靠信息能够让农民在农业管理和经营上更新思路,以正确先进的技术和方法带动农业生产,促进农业生产、加工、流通体系的完善,不断优化农业结构。
(3)及时反馈市场供求信息,加速农产品的流通。通过构建农业技术服务站的信息化平台能够有效地帮助农民了解到当前农产品的市场行情,可以在网络上联系需求商,通过信息化平台供求双方就能够进行信息交流和沟通,足不出户就能够解决农产品的销路问题,有效地解决了部分偏僻的农业生产区农产品销售渠道狭窄的问题。甚至可以让双方在信息平台上进行沟通后直接完成交易。农民也可以根据信息平台了解到各个地区市场需求是怎么样的,什么样的农产品会比较畅销,进而在产业结构上进行相应的调整,总之信息平台的建设为农民提供了极大的便利,保障了农产品的顺利流通。
(4)加快农业科技化转变。在人们的印象当中,农村基本上就是落后的代名词,但是随着科技的不断发展,农业技术也在不断地得到提高,农村地产业得到不断发展,农村已经不是人们想象的样子。农业技术服务站信息化平台的建设是农业进步的技术保障,将信息化平台提供的农业技术和产品需求方面的信息合理地运用到实际的农业生产当中,将科学技术转化为生产力,落实信息化平台的建设,能够有效地加快的农业现代化转变。
2湖南省农业技术服务站信息化平台建设的措施
(1)整合资源,进行系统设计。农村服务站信息化平台的建设是一个不断总结和发展的一个过程,需要得到行政方面的支持和推动。在信息平台的构建过程中需要整合投资、设备、技术、人才等多方面的资源,将信息化建设所需的资源进行合理地规划。首先要广开投资渠道,吸引信息技术方面的专业人才投身于农村的信息化建设中来,另外在设备方面也要进行合理地安排,将整个农业技术服务站的信息化平台建设地系统进行完善,逐渐形成一种现代化、智能化的机制,推动农业的协调发展。
(2)信息化平台子系统的构建。农业信息化平台的建设是要从多个方面为农业生产提供便利的,所以说系统要实现多种功能就要进行合理的子系统构建,子系统实现的功能具体包括对农业市场信息的分析系统,采购、生产和销售的模块,在农产品市场需求方面的建设中,要针对农业市场的需求,将市场需求涉及到的信息及时地反馈给农民,包括具体各地区农产品的价格、市场需求量等信息,还应该进行农产品市场的预测和供求比例的分析,提供农业生产所需的信息。另外还有农产品投入市场的信息模块建设,要构建有效的种植信息的平台,在采用什么样的种子、化肥的投入型产品信息分析上也要不断加强,农业投入产品对于农业生产也有着重要的影响,全面地了解投入品的质量,引导农民做出正确的生产投资策略。
(3)部门协作,合力支撑。农业技术服务站的信息化平台建设需要多部门之间的协调合作,涉及到多种业务技术的综合集成,需要将这些部门统一进行组织和领导,在心信息技术方面要结合农业技术指导部门和农产品销售部门以及农业投入产品的采购部门等,多方进行协调的发展,各个方面都发挥积极的作用,才能够保障信息化平台的顺利实施,保障农业生产能够实现智能化、信息化的管理,促进农业的现代化发展。
(4)重点突破,实现信息技术的集成。农业生产上一般来说存在的最主要的问题就是自然灾害的问题,还有其他的就是农作物本身和一些环境因素造成的问题,比如说土壤的养分问题、农作物发病等问题。当出现气候突变或是病虫灾害的时候,常常会导致农作物的大量减产,给农业的发展和农民的收入带来很大的问题。所以说信息化平台的构建首先要突破这一农业生产的重点问题,利用作业导航和变量控制的技术,以变量控制的方法加大施肥、施药的规模,合理地实现自动控制技术的应用,构建网络基础平台,促进农业生产管理方面的技术进步。
(5)加强培训,打造现代化的队伍。在农业技术服务站的信息化平台的建设中拥有强大的人才队伍是相当重要的,可以说拥有了人才就拥有了竞争力,现代科技的发展速度很快,需要现代化的人才不断地进行知识结构的创新和发展,让信息化的平台能够跟上时展的步伐。在现有的农业技术服务站人才基础上,要定期组织这些人员进行信息技术知识的培训,将引进和开发的先进技术及时地进行普及和传授,加强人员的科技素质的培养。
(6)加强政府支持和参与的力度。目前农村的现代化建设是国家和人民普遍关注的重点问题,所以说在信息化平台的建设中也要加强政府支持和参与的力度。政府机构的大力支持能够加大信息技术建设的宣传力度,将农业信息化建设放在重点发展的位置上,科学进行规划和管理,建立健全相关的制度。另外还要积极争取政府专项资金的支持,增加农业信息化建设的资金保障,提高政府的支持和参与对于农业技术服务站的信息化平台建设来说具有实质性意义,是信息化平台能够得到顺利发展的有效保障。
上海社区信息化建设己有十多年历史,经历了从简单的社区便民服务信息转向整合各类社区事务服务的综合体。广州把社区信息化作为提高社区服务水平的重要手段,推动了市、区、街、居委会四级联网。重庆基于三网融合和多屏互动建设了“信息化社区平台”,市民可在电视或手机上实现实时路况查询、医院挂号、水电费交纳等。福建将全面建设“民生信息化社区”作为为民办实事项目,在街道、社区推广使用“海西智慧社区平台”,基本覆盖全省。一些地市还开展了富有特色的社区信息化建设,潍坊高新区推出的数字社区,是以社区服务中心为主,整合各方资源的综合性信息服务平台。中西部地区积极推进社区信息化建设。兰州市建设了实现城市社区多元数据共享集成的“三维数字社区”集成管理应用系统。呼和浩特赛罕区建成了集行政管理、社会事务、便民服务为一体的社区综合信息服务网络,为市民提供上百项服务。
1.2社区信息化建设存在的问题
从目前的情况可以看出,我国社区信息化建设还滞后于我国经济社会发展,整体水平仍然偏低,还有较大提升空间。目前还存在着一些亟待解决的问题,主要表现在:信息基础设施不完善;社区信息化工作的领导和协调机制不完善;缺少统一的规划,缺乏统一的标准;基础数据有重复采集的现象,数据采集质量不高;资源开发力度和开放不够等。
2社区信息化管理服务平台总体设想
2.1总体需求
(1)政府需求对政府来讲,大力发展社区信息化有助于加强对社区的治理,也使对社区的服务更完善、更便捷,从而实现和谐社会。总体上来说,政府需求主要是信息采集、信息、统一管理、全面服务等方面的内容,需要建立一种简单有效的获取、信息的渠道,通过该渠道还可以对社区进行管理和服务。基于数据库、网络技术和现代通信技术而构建的社区信息化管理服务平台能够满足这样的需求。(2)企业需求在社区信息化中,企业多指一些跟社区居民有关的商家。商家要求社区信息化平台提供的服务应该是准确、合适和及时的,能够通过平台提高自身的市场竞争力,或者能够通过社区信息化获得一个简单的途径来获取市场信息,远程完成一些工作,优化自身的供应链,减少工作量,提高工作效率,同时也方便了社区居民。此外,企业也可以通过社区信息化系统实现与社区管理机构之间的协同工作,通过系统解决如审批、报税和审计等一些行政性事务。(3)社区居民需求社区居民是社区信息化管理服务平台最主要的用户,在一定程度上政府和企业也都是为居民服务。居民对这一平台的需求主要集中在服务方面,要求政府提供的服务要方便快捷,企业提供的服务要全面周到,最好是能够覆盖生活的每一个方面。社区信息化管理服务平台为居民提供的服务应及时有效,并且能方便获取。居民所需的各类信息和服务有:医保、社保、公积金、养老保险、低保等相关电子政务服务;远程教育、远程医疗、电子娱乐、商务信息,包括电视家教、电视健康监控、电视银行、订票、天气等多种增值服务。此外,还有针对特殊群体的一些服务,如针对儿童、老人、孕妇、弱势群体等的专门服务。总而言之,政府、社区居民和相关企业是社区信息化管理服务平台的三大类主要用户。从哪些方面来满足这三者的需求是社区信息化建设所必须考虑的问题。
2.2总体架构设想
综合运用云计算技术、互联网通信技术、物联网技术和有线电视网络技术,构建安全高效、通畅规范的社区信息化系统。系统框架如图1所示。通过社区服务与管理信息共享系统,实现对社区的网格化管理;为社区居民提供生活工作服务;实现社区数据采集,包括社区范围内人口信息、地理信息、事件信息、物品信息、组织信息的采集。建设社区基础数据库,数据库内容包含人、地、事、物、组织的相关信息。实现服务方式的多元化,用户通过电脑、电视、电话、移动终端设备获取相关信息,工作人员可以通过多种方式提供主动服务。
2.3总体功能
2.3.1社区管理功能建设社区管理信息平台,覆盖社区各类业务,以社区综合数据库为支撑,全面支撑社区管理工作,实现社区管理无死角、公共服务全覆盖的目标。(1)可视化管理以社区综合数据库为基础,引入空间地理框架建设的GIS数据,结合虚拟现实技术与仿真技术,实现基于空间位置的可视化社区管理和服务。使社区日常管理、报表统计等工作实现网络化与可视化,街道和上级政府部门可对辖区信息进行浏览、查询和统计、分析、管理,实现信息共享。(2)一站式服务系统主要涉及事件受理、办理监督、办事指南、公共办事查询、申请、服务办理材料管理、服务收费、服务项目管理、统计分析、报表处理等模块。通过一站式服务系统,把这些待办事项整合到一个统一的平台中,同时与社区综合数据库中的数据交换,通过调用数据库中的数据简化了操作,提高了数据的准确性,方便这些事项的办理。(3)社会救助信息系统社会救助信息管理平台可分为城乡居民最低生活保障、低收入、教育救助、医疗救助、社会救助、住房救助等多方面的管理。具备网上受理、网上审批等功能,还具有对被救助人员的分类统计、管理、查询等功能,可以实现救助工作从申请、受理、核准到审批全过程的信息化、网络化和透明化。(4)社区养老服务信息系统对老年人基本信息、补助申请与审批信息、服务信息等进行统一管理。主要包括老年人信息管理、老年人优待证管理、居家养老补贴管理、居家养老服务管理模块。2.3.2社区服务功能(1)社区呼叫服务可以在公众服务热线的基础上,以因特网、移动电话网、固定电话、有线电视平台“一键通”等为接入方式,建立社区呼叫系统,服务对象为社区全体居民。在社区呼叫系统的基础上还可以建设社区平安联防系统。(2)社区生活服务结合线上线下的模式,建立实体与网络、电视相结合的社区生活服务超市,为社区居民提供属地的电子商务、生活便民服务,居民在服务点通过刷卡的形式办理购物、通讯费、水电燃气费、有线电视费缴纳、公交卡充值等业务。居民还可在社区平台、电视平台上、查询相关生活工作信息,如物品交易、求职招聘、房屋租售等。(3)社区教育建立社区、学校、家庭三位一体的全方位社区青少年教育网络。(4)商务服务通过电脑、电视、手持设备等媒介,可以实现B2C、C2C、O2O等模式的商务活动。2.3.3数据归集功能建设社区综合数据库,具体内容涵盖社区楼院、辖区人口、地理位置、重点对象、社区组织、社工队伍、公益性设施及服务记录等基础信息,整合公安、民政、劳动、国土、文化、计生、卫生、建设、工商等部门相关信息。社区工作人员、居民依权限对社区居民、流动人口的相关信息进行录入、更新到社区综合数据库。工作人员在进行相关事项办理时,可以直接调取数据库中信息,避免了信息的重复录入。社区综合数据库的信息通过交换平台传送到上级政府部门,分别用于公安、民政、劳动、国土、文化、计生、卫生、建设等部门,与基础数据库中的数据进行比对、更新,使社区成为最终的数据归集点,如图2所示。
2.4使用途径
社区管理信息平台系统建设多种展示方式,为社区居民提供多种方式的使用,包括电脑、手机、电视机访问、电话咨询、大屏幕展示、触摸屏展示等。
1、由于在计算机基础课程中,很多教学内容都需要实际操作才行,所以,现有教学体制中的教师教学的主体性地位,使得学生只是被动的接收教师灌输的知识。在这种教学模式下,很多学生难以根据自身的情况来对教学内容进行选择,使得学生在学习过程中的主动性受到不小的束缚。
2、在现有教学模式下,如果学生在课堂之外遇到学习上的难题或者困惑,很难及时得到老师的指导与解释,而这些问题如果拖延时间太长,则学生就会放弃对问题的追究,造成学习的脱节,使得学习的效率受到影响。尽管传统教学模式下,教师也会在授课结束后安排一定的时间来解答学生在学习中遇到的问题,但是突破教学时间和人力资源的诸多限制,难以达到较好的教学效果。
3、而对于教师而言,很多教师都具备相当的计算机网络知识,可以充分利用网络上的教学资源。但是,有些教师所制作的教学课件则缺少了与学生进行互动的交互性,仅仅是从教师讲解的角度来梳理教学内容,很少从学生的角度来整理课堂授课内容。所以,教师在授课过程中,只能够简单地要求学生对一些与教学内容相关的网页进行浏览,对相关的资料和文章进行查阅,忽略了引导和培养学生批判、处理和应用各种网络信息的能力。
二、网络信息平台推动下的教学改革
(一)网络信息平台
对于现在网络化的信息平台,其使用者主要为三种不同类型的人,即学生、教师和平台管理人员。于教师用户而言,主要通过网络化的信息平台来实现课程讲授,与传统教学方式有很大区别。新的教学方式可以分为教室课堂与网络课堂等两种形式。而对于新教学方式中的课堂教学,则与传统教学中的课堂教学不一样,因为可以在计算机基础课程的教学中,通过工程化的教学来实现教学目标,也可以将案例教学作为主要的教学模式,而这主要是针对操作类型的课程教学比较适用。而对于网络教学,则可以理解为通过网络化的信息平成教学过程。在该过程中,教师可以将与课程相关的案例、电子书籍、授课视频以及各个阶段的试题库等相关资料都上传到该信息化平台,为学生下载提供便利,这样可以有效弥补上课时间不足所造成的缺陷。同时,还可以有效提高师生之间的交流,为师生提供多种交流方式,使第二课堂成为课堂教学的一部分。
(二)在教学中的网络信息平台
网络化信息平台在高校教学改革功能的主要作用,就是通过信息化平台来增加教学中不同主体之间的交互。在交互过程中,不仅有人机交互、师生交互,还有生生交互等。其中,人机交互主要指学生通过各种网络化信息平台进行学习;师生交互则主要为通过学生和老师通过信息平台实现交互;生生交互就是不同学生之间的学习交流等。在日常课程学习中,学生之间可以结成学习或者任务小组,共同完成课程内容的学习或者拓展。通常,根据项目开发中不同成员之间的知识结构,以及在课程设计中的经验,学生的分组以5人为最合适,可以在交流的过程中学习到相关知识并深入理解。比如,如果在高级编程语言教学上进行分组实验与教学,则可以有效调动学生的学习积极性,提高学习效率。在高校计算机基础课程的教学中采用案例法,还可以在对实例的操作和示范中实现对知识点的讲解。通过对学生成绩的对比,以及对问卷调查结果的统计,可以发现采用新教学方法的学生成绩要普遍高于传统教学方法。而对于大学中的计算机网络课程教学,可以直接与参加学习的学生以及任课教师进行交互,既可以作为一个以学校学生为主体的远程课外辅助学习系统来使用,也可作为供教师使用的课堂多媒体演示系统来使用。
(三)网络信息平台的日常管理维护
对于教学管理人员来说,可以通过对学校网络化信息平台的有效管理,实现教学改革,改进教学水平等目标。在此过程中,学校的相关主管部门首先应该制定符合自身发展的信息平台发展方向和目标,还应该制定出与计算机基础课程相关的具体教学形式与目标。笔者所在的院校为应用型的本科院校,学校的培养目标就制定为培养学生更多的社会技能,造就应用型人才。所以,学校在具体的实施过程中,就应该通过教学改革来增强学生的实际动手能力,通过对教学形式的改变和优化,达到对时代需求人才的培养的目的。相应的,学院的相关教学管理部门则能够通过对网络教学的管理,对教学目标和内容进行调整和改进,使得整个教学过程能够体现出对实验的重视。此外,学校还制定了具体的教学监控目标,比如教师需要根据自己所负责课程的教学目标、策略制定相应的教学内容,同时,还应该构建起基于网络平台的教学环境。
三、基于网络平台的计算机教学方案
通过校园信息化平台的构建,不仅能促进学校计算机基础课程教学改革,同时,还可以为学校所开设的其他课程起到促进和辅助作用。笔者所承担的教学任务在网上授课过程中,还采用了一些现在已经成熟运行的教学平台作为网络课程改革的载体。不仅如此,在院校的信息化平台构建中,还可以参考和引接其他优秀的网络教育资源,这样尽管不能包含所有的课程或者科目,却能够在建设成功后为教师的授课提供便利的教学参考资源。不过,对于各门课程的网络资源的设计,任课教师还需要完成大量的准备工作。首先,需要将上课过程中使用的课件上传,也可以准备比较详细的课堂教学视频、笔记、示范解说或者授课说明等多种类型的学习资料,因为这些都是教学中的基础资源;其次,教师需要所授课程的讲授进度来布置一定量的网络作业,并要求学生在规定的时间内完成并上交;再次,设立一个大家都可以提问和回答的讨论区,使得教师和同学都可以通过该讨论区自由的发言和提问,而教师则可以通过该区向学生提供各种问题的解释和答案。在具体的实施过程中,教师可以利用每天的固定时间登录平台,对学生提出的各种问题进行回答,也可以针对课堂教学中的一些重点或者难点进行解释和说明;最后,在各章授课完毕后,则可以通过测试来检验学生的学习效果,也可以通过作业的形式来检验。在计算机基础授课中,就可以通过编程设计或者网页设计的具体项目实现来检验学生学习效果。
2化工实验教学信息化平台软件环境建设
(1)网络化实验教学平台
化工实验教学中心在传统的课堂讲授的基础上,充分运用信息技术、虚拟现实技术、计算机网络技术,为学生构建了网络实验教学平台,实现了多元化的实验教学模式。通过整合实验教学资源,实现了对教学队伍、教学内容、实验项目、大纲、讲义、仪器设备、习题、多媒体课件、实验录像、仿真实验、虚拟实验等教学资源的上网开放,学生通过网络实验平台还可以进行实验准入测试、提交实验报告、在线交流答疑等。
(2)开放式实验预约系统
中心开发了开放式实验预约系统,该预约系统采用网上预约实验的方式,即学生可以网上选定实验项目、实验时间、查询实验成绩。预约系统分为三个角色:学生、老师、管理员,按照不同角色进行登录认证。通过登录该系统,学生可以预约实验,查看、取消已经预约的实验批次,查看以往实验成绩,查看下载实验课表;老师可以进行实验批次信息的确认、查看选课人数、学生信息,查看并导出实验课表以及进行实验评价打分;管理员负责对整个系统的基础数据维护,包括学期管理、实验项目和实验批次安排、实验室管理和老师信息管理职能。同时利用设计、搭建的短信平台,实现了实验预约的短信提醒功能,即在实验开始前三天左右,通过公共短信平台向学生发送短信,提醒学生实验具体时间和地点,进一步加强和完善了实验预约系统的功能。实验预约系统打破了班级的界限,改变了过去按同一模式进行教学的方式,有利于因材施教,提高学生的主动性和积极性,培养探索和创新精神。
(3)虚拟实验室
我校化工实验教学中心以化学工程实验装置为原形,开发了集3D高仿真展示、多媒体授课、预习、复习、数据处理为一体的化学工程实景虚拟实验室。虚拟实验室将平面流程立体化,将单元操作的流程、实验操作视频和实验原理动画等信息生动逼真地呈现在学生面前,学生可在虚拟场景中自由漫游和穿行,实现了人机互动,大大丰富了实验教学内容,有效扩展和延伸了现场实验教学。中心还设计了配套的网络预习系统,进一步强化了实验教学的预习环节,提高了实验教学的效率。目前中心开发的虚拟实验有“原油实沸点实验”、“泵送装置综合操控系统”、“板式精馏塔传热实验”、“吸收”、“精馏”等。
(4)远程控制实验
远程控制实验是一种崭新的实验方法和技术,学生通过对虚拟仪器面板的操作,实时操作控制远程的硬件设备实体,并通过视频把实际实验场景反馈给学生,从而得到真实的实验数据,加强了实验操作的真实性。远程控制实验弥补了仿真实验和虚拟实验的不足,在实现软件共享的同时,更重要的是做到了实验硬件资源共享。目前我校化工实验教学中心正在筹建远程控制实验,将远程控制实验作为仿真、虚拟实验的延伸和扩展,为学生提供一种全新的实验模型。
3加强实验技术人员的信息化知识培训
要提高实验教学信息化水平,实验技术人员必须具备一定的网络信息技术知识与操作能力,加强实验技术人员队伍的信息化素养成为一个重点。中心多次组织实验技术人员进行信息化方面的知识培训并进行考核,派出实验技术骨干到实验教学信息化建设开展得较好的同类院校进行学习交流,通过实地考察和交流,吸取各高校在信息化建设方面的新理念和新经验,不断提高实验技术人员的信息化素养和管理经验。
(一)必要性
根据IDC在2011年6月的《数字宇宙》(DigitalUniverse)研究报告,2011年全球新建和复制的信息量超过1.9ZB(1.8万亿GB),五年时间增加了近九倍。随着数据量的指数级增长、数据源种类(包括结构化数据源和非结构化数据源,如社交媒体、富媒体文件以及地理空间信息)的飞速增加,以及数据产生速度的加快(如实时传感器数据),传统的数据库和架构无法处理、管理和分析如此庞大的数据集。政府、金融、电信、互联网等大数据应用的行业先锋目前均面临大数据的问题。不仅如此,随着物联网、云计算、移动互联网、车联网、智能手机、平板电脑的飞速发展,大数据技术拥有了更为广泛的数据资源。因此,IT产业界及行业用户都亟需针对大数据设计和优化大数据存储、管理和查询平台,来替代传统关系型数据库平台。在技术发展的前沿阶段进行实验平台建设对我学院师生具有重要意义。该实验平台能够为学生提供一个了解最前沿技术的机会,不仅能够提高学生学习兴趣、自学能力,还为学生就业、更好地规划未来的职业发展提供了机会。大数据技术的机遇与挑战带来了很大的人才缺口,目前大数据技术平台开发、方案实施人才紧缺;由于云存储、大数据技术带来的信息安全问题,也亟需大量信息安全领域的人才;由于大数据技术在物联网、电子商务、移动互联方面的应用,对了解大数据技术的电子商务专业人才也更青睐。通过本实验平台的培养,感兴趣的优秀学生还可以尝试考取与大数据技术密切相关的Hadoop专业认证———ClouderaCertifiedDeveloper/AdministratorforApacheHadoop,为学校、学院在该领域带来正面影响,增加更多合作和就业的机会。该实验平台能够为信息系统专业试点班培养计划的很多核心课程(包括管理统计学中的业务报表与分析、商务智能方法与应用、商务智能实践、数据挖掘和BA综合实训等)形成较好的前后衔接关系,能够丰富实践教学环节,深化教学大纲的内容,从建设更合理的课程建设体系来说具有很大的必要性。近几年学生就业压力越来越大,迫切需要对教学内容和实践环节不断突破创新,才能具备持续发展能力。因此在原有课程体系和实践教学环境的基础上增设本实验平台非常必要。
(二)可行性
教学计划中的相关程序设计课程为学生学习云存储技术、熟悉大数据开发平台、了解最新大数据技术的发展、进行大数据平台基础上的开发、实现对大数据的分析、可视化演示打好了基础。英特尔ApacheHadoop平台是目前大多数大数据处理的技术基础,目前该技术已经发展成熟,并随之产生很多基于该平台的大数据处理工具,可供实验室建设实验平台使用。
二、建立大数据实验平台的基本构想
(一)实验平台人员
实验平台人员负责实验平台的建设、维护,实验设计与指导人员由在大数据相关领域、课程建设以及实践教学方面都有着丰富的经验的教师与实验室工作人员构成,同时与大数据企业进行合作,获得其核心技术人员的支持、培训和大力配合,可以共同组成一个经验丰富、精炼实干的建设团队。
(二)软件调研
大数据的特点为4个“V”:第一,“Volume”,指的数据量大,包括大的数据块,或数据总量巨大,从TB跃升到PB;第二,“Variety”,指的是数据种类繁多,包含大量非结构化数据,例如网络日志、音频、视频、地理信息等;第三,“Value”,价值稀疏性,大量数据中有价值数据很少;第四,“Velocity”,指的是处理速度快,这与传统数据挖掘有很大区别。选择有数据分析基础、在业内发展领先的企业进行调研并选择适合高校规模的合作企业是建立实验平台的重要工作。很多公司给出了可供使用的大数据平台:IBM誖InfoSphere誖BigInsightsTMBasicEdition是一款基于开放源码ApacheHadoop的分析平台,用于分析大量本机格式的非常规数据,支持结构化、半结构化和非结构化内容,以实现最大程度的灵活性;IBM誖InfoSphere誖Streams是一个高级计算平台,帮助用户开发的应用程序快速摄取、分析和关联来自数千个实时源的信息;惠普公司Vertica分析平台6.1,能够通过Hadoop分布式文件系统连接器来优化大数据;ClearStoryData大数据分析新创公司,通过Clearstory,公司客户可以将自身的数据与行业的公共数据融合,寻找统计上的新视角,目标是取代目前市场上的主流数据可视化工具,包括QlikView和Tableau等老牌工具;Informatica9.1提供首款Hadoop编译器Hparse,这是一种针对Hadoop而优化的数据转换环境,该软件支持灵活高效地处理Hadoop里面的任何文件格式,为Hadoop开发人员提供了即开即用的解析功能,以便处理复杂而多样的数据源;Datameer:Hadoop海量数据分析平台允许用户在缺乏技术知识的情况下能够分析大量数据;Infochimps平台以其完备的基础设施和专业知识,为客户提供端到端的大数据解决方案,Infochimps是一家位于美国德克萨斯州奥斯丁的创业公司,2012年2月从数据市场转型为大数据平台提供商后获得谷歌投资;甲骨文大数据机———OracleBigDataAppliance集成系统融入了Cloudera的DistributionIncludingApacheHadoop、ClouderaManager和一个开源R;微软SQLServer新增PDW功能,可以帮助客户扩展部属数百TB级别数据的分析解决方案;亚马逊将MapReduce作为一项服务,其弹性MapReduce编程是一项能够迅速扩展的Web服务,运行在aws的亚马逊弹性计算云和亚马逊简单存储服务上;Teradata是企业级数据仓库(EDW)的领导者,在结构化数据、半结构化数据和大部分非结构化数据领域几乎没有很大成果,因此收购了AsterDa-ta———一家提供SQL-MapReduce框架的公司。AsterData是高级分析和管理各种非结构化数据领域的市场领导者和开拓者,为Teradata带来了大数据分析市场商机。
(三)方案实施
实验平台的设计同时立足于大数据技术的发展的前沿性与本学院学生专业特点,与学生前序的理论、实践课程均有良好的衔接,符合人才培养计划,深化了教学大纲的内容,并针对不同专业学生设计实践学时、内容和难度。本实验平台可以同大数据行业中的公司科研部门共同合作建设,双方确定在人才培养、师资培训、共建实验室和实训基地、推动大学生校外实习和社会实践活动的开展等方面开展全面、广泛、长期、深入的合作。该实验室建设将丰富实践教学体系,也可推动学院科研项目立项、新课题研究、专项基金申请和联合开展商用项目开发等;该实验室使师生能接触高新大数据开发平台,了解最新大数据技术的发展,进行大数据平台的开发,实现对大数据的分析、可视化演示,增强学生的动手能力并提升就业质量;与此同时,提升了教师的项目管理能力和教学能力。