基于Web和GIS的大型儀器開放共享管理平臺建設

蔣國斌 ，徐 波 ，徐 莉

（1.南京林業(yè)大學理學院，江蘇南京 210037；2.南京林業(yè)大學網(wǎng)絡中心，江蘇南京 210037；3.南京林業(yè)大學現(xiàn)代分析測試中心，江蘇南京 210037）

0 引言

大型儀器是儀器設備管理的重要組成部分，是一所學校科研水平和教學能力的體現(xiàn)。南京林業(yè)大學大型精密儀器和優(yōu)質資源較多，截至2010年擁有大型儀器530臺套，總金額約1.4億元，廣泛分布于全校各學院學科專業(yè)實驗室和教學實驗中心，基本處于各自為陣、分割使用的狀況［1］。由于這些儀器信息共享的缺乏以及地理位置的分散，各單位之間的設備信息成為一個個“信息孤島”，成為大型儀器利用效率提高的一個瓶頸［2］。針對儀器資源閑置浪費、使用效益較低的現(xiàn)狀，學校2011年成立了現(xiàn)代分析測試中心，將大型儀器采用托管等多種形式集中統(tǒng)一管理，借助江蘇高校優(yōu)勢學科和協(xié)同創(chuàng)新中心建設的契機，從創(chuàng)新管理體制等多方面入手，加快探索和建設大型儀器開放共享管理平臺。

南京林業(yè)大學現(xiàn)代分析測試中心是大型儀器有效利用和管理的平臺,是為學校教學和科研服務的公共分析測試平臺。計算機技術、網(wǎng)絡技術和地理信息系統(tǒng)（GIS）技術的發(fā)展，為提高分散在各處的大型儀器利用率建立管理平臺成為可能，2012年，學校大型儀器開放共享管理平臺正式啟用。作為一個相對獨立的機構，儀器共享平臺設專門負責人進行管理，并對所有入網(wǎng)儀器采用有償使用、開放補貼的運轉機制，鼓勵各學院學科將大型儀器托管至開放共享平臺，由現(xiàn)代分析測試中心統(tǒng)一使用管理。大型儀器開放共享管理平臺的核心內容是將分散的大型儀器集中式管理、分布式服務來實現(xiàn)大型儀器資源的開放和共享，為廣大師生提供一個開展科技創(chuàng)新活動的高效平臺。目前，開放共享管理平臺購置和整合了49臺大型分析儀器，通過網(wǎng)絡管理平臺實行網(wǎng)上預約和一站式分析測試，標志著大型儀器的使用和管理水平提升到新層次。

1 系統(tǒng)模塊

考慮到網(wǎng)站的可擴展性，儀器共享平臺網(wǎng)站采用三層B/S（Browser/Server）模型結構設計和GIS技術，后臺為SQL Server數(shù)據(jù)庫，采用 J2EE 架構，涉及 Java，JSP，Servlet，JSF，Ajax，ArcGIS Server等編程技術和相關軟件開發(fā)技術［3］。對外部提供Web服務和GIS空間分布查詢，滿足不同用戶的分布式訪問。用戶通過Internet訪問儀器共享平臺，進行儀器信息的查詢、更新及儀器使用申請和審批，查看大型儀器的空間分布、共享使用情況等。為保證數(shù)據(jù)存儲的安全性、可擴展性，系統(tǒng)以微軟的SQL2008為關系數(shù)據(jù)庫，使用當前先進的系統(tǒng)平臺、面向對象的設計方法、可視化的開發(fā)工具開發(fā)完成儀器管理平臺網(wǎng)站。

2 系統(tǒng)設計

2.1 功能設計

用戶可以通過Web瀏覽開放共享管理平臺信息，包括平臺簡介、政策法規(guī)、儀器搜索、注冊登錄、共享預約、服務指南、在線聯(lián)系等。（1）平臺簡介：共享平臺基本情況概述；（2）政策法規(guī)：上級部門和學校相關規(guī)章制度；（3）儀器搜索。按照儀器名稱、所屬分室、所屬房間、所屬學院、所屬中心等條件搜索儀器；（4）注冊登錄：訪問者注冊和登錄使用的界面，包括系統(tǒng)管理者、儀器管理者、儀器使用者3種登錄身份；（5）共享預約：羅列了所有預約清單，包含預約人、預約儀器、預約時間段、審核狀態(tài)、導師姓名等信息，還包含儀器使用率、儀器及價位的排名等；（6）服務指南：相關儀器的使用操作規(guī)程及送樣要求等；（7）在線聯(lián)系：提供在線留言和交流的渠道。

2.2 儀器分布

GIS是提供一種管理、查詢、定位儀器設備的方法。儀器共享平臺基于地理位置信息實現(xiàn)定位，通過使用GIS技術建立學校電子地圖，將各樓群范圍的大型儀器顯示到系統(tǒng)上，并可根據(jù)儀器查詢具體位置和覆蓋范圍［4］。通過在儀器中添加地理位置信息，能實時定位各儀器設備的樓群位置信息，解決大型儀器在共享平臺系統(tǒng)中的顯示、定位、統(tǒng)計等問題。用戶可以通過電子地圖查看全校共享儀器的分布情況，在地圖上選擇相應的位置可以查詢儀器的詳細信息列表，選擇使用距離較近的儀器等。

2.3 數(shù)據(jù)安全

由于網(wǎng)絡的開放性，數(shù)據(jù)的安全性和隱秘性已成為不可忽視的重要問題，也是系統(tǒng)設計考慮的重點。以系統(tǒng)管理者身份負責對全體操作人員進行管理和維護，根據(jù)不同角色的操作人員進行權限設定，制定相應的權限菜單。對于重要和關鍵的數(shù)據(jù)應采用加密處理。系統(tǒng)采用MD5和DES兩種方式加密，即使加密者自身也無法取得被加密的信息，能提高試驗數(shù)據(jù)和信息的安全性［5］。

2.4 使用辦法

用戶通過Web網(wǎng)絡訪問平臺，使用系統(tǒng)前進行注冊和登錄。系統(tǒng)設置3種登錄身份：系統(tǒng)管理者（職能部門管理人員）、儀器管理者（儀器所在單位的管理人員）、儀器使用者（申請使用儀器的廣大師生）。以不同身份登錄后會進入不同的管理界面，可以進行相應的功能操作。儀器使用者登錄平臺后，對需要申請使用的儀器在了解詳細資料后進行預約申請，填寫相關信息后提交申請，等待儀器管理者審核；還能進行即時狀態(tài)查詢，給儀器管理者留言或實時互動交流等。儀器管理者除對預約申請人員進行審核和交流外，還可通過系統(tǒng)進行繳費查詢、儀器信息維護、查詢統(tǒng)計等事務。系統(tǒng)管理者可以對全校包括現(xiàn)代分析測試中心和各單位托管的儀器進行使用情況、共享情況、經(jīng)費來源等統(tǒng)計分析。

3 共享平臺的優(yōu)勢

3.1 儀器使用程序化、高效化

儀器使用者和儀器管理員均可通過大型儀器共享平臺，在系統(tǒng)安排下有序地工作。樣品測試前，儀器使用者首先通過Web訪問儀器提出預約申請，根據(jù)每臺儀器的不同要求填寫送樣單，儀器管理員根據(jù)實際情況對“待審核”的預約紀錄進行審核。開放共享管理平臺為每臺大型儀器安排的工作在儀器管理員的計算機上就是一系列的預約清單，包括“已審核”和“待審核”的所有預約。儀器管理員對日處理樣品數(shù)量進行設定，超出范圍，儀器使用者可以取消或順延預約。如果預約的分析測試要求得不到完全滿足，儀器管理員可以通過系統(tǒng)留言給儀器使用者，重新安排時間進行測試。因此，系統(tǒng)自動為每臺儀器安排了一張工作表，將當日需要處理的預約全部排列出來，儀器管理員只要按程序、按順序逐個完成分析測試工作，無需再對著一大堆突如其來的樣品無從下手，完全可以自行掌握和安排分析測試進程。通過大型儀器開放共享管理平臺的應用，可以確保大型儀器處于有序和高效的使用狀態(tài)，大大提高了使用率。

3.2 儀器管理規(guī)范化、自動化

這些大型儀器原先都分散在各學院學科研究室或教學實驗中心，分散使用管理，利用效率不高，很少對儀器的使用狀況進行評估和總結。很多老師和學生不了解學校究竟有哪些大型儀器，儀器都在哪里，誰負責這些儀器，甚至學校有儀器，但還到校外聯(lián)系測試，大大浪費了資源和時間。將大型儀器托管在現(xiàn)代分析測試中心集中使用管理后，通過大型儀器開放共享管理平臺的運行和網(wǎng)絡Web、GIS系統(tǒng)的突出優(yōu)點，儀器使用者不僅可以查詢全校大型儀器的名稱，得到儀器的型號、技術參數(shù)及功能等詳細資料，而且還能了解儀器的使用狀況、樣品分析要求、收費細則等。儀器管理員可以對所有儀器進行全面的信息查詢，包括開關機狀態(tài)、需處理樣品的數(shù)量和時間段分布、某時間段內收費情況及明細等。儀器共享平臺具有強大的統(tǒng)計功能。系統(tǒng)管理者可以統(tǒng)計每臺大型儀器在設定時間段所有測試樣品的情況，如開機時間、測定樣品時間、預約次數(shù)、機時效率和儀器完好率、收費記錄等信息；也可以統(tǒng)計每位教師在設定時間段所有儀器測試樣品的情況，包括時間、儀器、預約、收費等信息；還可以通過歷史記錄統(tǒng)計指定時間內收費記錄及明細。這樣，儀器的利用率和使用狀況都真實地通過共享平臺體現(xiàn)出來。

大型儀器開放共享管理平臺的使用，增進了對外的交流聯(lián)系，增加了樣品測試數(shù)量。很多校外單位通過共享平臺了解到學校先進的分析儀器，委托送樣到學?，F(xiàn)代分析測試中心進行分析測試，在提高儀器使用率和測試收入的同時拓展了大型儀器的社會服務功能。

4 結語

按照大型儀器開放共享管理平臺建設的目標，堅持依托學科有償使用、相對集中、專管共用、開放共享的原則，堅持為教學、科研、社會服務的原則，南京林業(yè)大學現(xiàn)代分析測試中心以優(yōu)勢學科和協(xié)同創(chuàng)新中心建設為契機，運用Web和GIS技術手段，建立了大型儀器開放共享管理平臺，提升了使用效益和管理水平。以后應加強與江蘇省大型科學儀器協(xié)作共用網(wǎng)及其他儀器共享機構的對接與聯(lián)絡，設立大型儀器專項基金，完善考核評比體系，擴大開放共享范圍，由內至外、由少至多、循序漸進地建設，最終達到資源共享、提高使用效益的目的。

［1］蔣國斌，朱麗珺.高校大型儀器設備開放共享平臺建設探析［J］.長江大學學報：社會科學版，2011（10）：157-159.

［2］范朝陽，石彥君.加強大型儀器設備管理的途徑［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2007（12）：178-179.

［3］岳文輝，虞乃而，吳健平，等.基于GIS儀器共享平臺的建設［J］.實驗室研究與探索，2010（6）：178-181.

［4］黃小華，嚴峰.GIS在網(wǎng)絡設備管理中的應用［J］.中興通訊技術，2006（1）：33-39.

［5］王建春.基于Web的試驗儀器管理平臺的設計與實現(xiàn)［J］.天津農業(yè)科學，2011（4）：92-94.