云桌面技術(shù)在礦山企業(yè)安全教育培訓(xùn)中的應(yīng)用探析

胡馬福 林友清 李晗

摘要：目前，全國(guó)礦山安全形勢(shì)總體平穩(wěn)，但仍然面臨采掘技術(shù)落后，裝備水平低、員工安全生產(chǎn)意識(shí)淡薄等安全威脅。安全教育培訓(xùn)在礦山安全生產(chǎn)中有舉足輕重的作用，隨著科技的飛速發(fā)展，云計(jì)算技術(shù)正在不斷改變我們的生活和工作方式。其中，虛擬化技術(shù)是云計(jì)算的核心之一，在眾多虛擬化技術(shù)中，IDV云桌面技術(shù)是一種獨(dú)特且功能強(qiáng)大的虛擬化技術(shù)，它采用集中存儲(chǔ)、分布運(yùn)算的架構(gòu)，適用于網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定或者完全中斷、高度安全的數(shù)據(jù)保護(hù)以及需要靈活擴(kuò)展的場(chǎng)景。文章將詳細(xì)介紹IDV云桌面在礦山企業(yè)培訓(xùn)中的一例場(chǎng)景應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：安全教育培訓(xùn)；虛擬化；云計(jì)算；分布式運(yùn)算；云桌面

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）09-0116-03

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

1 安全教育培訓(xùn)在安全生產(chǎn)中的重要性

在以人為本的社會(huì)中，安全已經(jīng)成為生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。對(duì)職工進(jìn)行安全教育，是確保生產(chǎn)安全和減少風(fēng)險(xiǎn)的重要手段，也是企業(yè)安全管理中最基本的工作。通過(guò)不斷加強(qiáng)安全教育培訓(xùn)，可以提高全員的安全意識(shí)和防范意識(shí)[1]，增強(qiáng)員工對(duì)安全生產(chǎn)法律法規(guī)的理解和遵守能力，從而為企業(yè)的安全生產(chǎn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。安全與生產(chǎn)是密不可分的，只有做好安全教育培訓(xùn)，才能實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益的雙贏。具體而言，安全教育培訓(xùn)的重要性有以下幾個(gè)方面：一是提升各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)安全問(wèn)題的認(rèn)知和意識(shí)水平，通過(guò)安全教育培訓(xùn)，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可以更加深入地了解安全生產(chǎn)的重要性和自身在安全管理中的責(zé)任，從而更加自覺(jué)地落實(shí)安全措施，提高安全管理水平。二是有效地遏止事故，安全教育培訓(xùn)可以針對(duì)性地提高員工對(duì)事故預(yù)防和應(yīng)急處理的能力。三是大大提高隊(duì)伍安全素質(zhì)，安全教育培訓(xùn)可以幫助企業(yè)建立起一支高素質(zhì)的安全管理隊(duì)伍。

2 IDV云桌面技術(shù)

目前，市面上的桌面云技術(shù)架構(gòu)主要包括四種類(lèi)型：VDI（Virtual Desktop Infrastructure，虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)）、IDV（Intelligent Desktop Virtualization，智能桌面虛擬化）[2]、VOI（Virtual Operating System Infrastruture，虛擬操作系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)）和RDS（Remote Desktop Services，共享云桌面架構(gòu)）。這些不同的技術(shù)架構(gòu)均有各自的特點(diǎn)和局限性，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。當(dāng)前，VDI和IDV是較為主流的桌面云技術(shù)架構(gòu)，其中智能桌面虛擬化（IDV） 技術(shù)，作為一種新興的云計(jì)算解決方案，具有顯著的優(yōu)勢(shì)和潛力，更能滿(mǎn)足企業(yè)等特定場(chǎng)景的使用需求。IDV架構(gòu)采用了集中式存儲(chǔ)和分布式運(yùn)算，其核心思想是將系統(tǒng)鏡像存儲(chǔ)在服務(wù)器端，然后通過(guò)本地虛擬機(jī)來(lái)運(yùn)行虛擬桌面，這種技術(shù)方法不僅可以降低網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求，還支持離線系統(tǒng)運(yùn)行。同時(shí)，相比其他虛擬化技術(shù)具有較多優(yōu)勢(shì)：一是更低的網(wǎng)絡(luò)帶寬要求，IDV在本地虛擬機(jī)上運(yùn)行虛擬桌面，不需要進(jìn)行大量圖像傳輸，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求大大降低，這一特性使其在有限網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境中也能高效運(yùn)行，從而擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。二是更好的性能，由于計(jì)算資源分布到各個(gè)客戶(hù)機(jī)上，因此可以更好地利用硬件資源，提高性能。三是更好的數(shù)據(jù)安全性，采用集中存儲(chǔ)方式，數(shù)據(jù)更加安全。四是更好的可擴(kuò)展性，可以輕松擴(kuò)展計(jì)算資源和虛擬桌面。VDI和IDV兩種技術(shù)對(duì)比詳如表1所示。

2.1 IDV云桌面在礦山企業(yè)培訓(xùn)中的需求分析

礦山企業(yè)培訓(xùn)是確保員工安全和生產(chǎn)穩(wěn)定的重要手段，隨著礦山行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，傳統(tǒng)培訓(xùn)已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足礦山企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求；企業(yè)需采用新的培訓(xùn)方式，改善傳統(tǒng)培訓(xùn)成本高、材料更新困難、難以個(gè)性化、互動(dòng)性差等問(wèn)題，提高員工的學(xué)習(xí)興趣和效果，提升員工的工作能力和素質(zhì)，以適應(yīng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的需求。在培訓(xùn)管理方面，培訓(xùn)課程和相關(guān)軟件無(wú)法快速批量部署和統(tǒng)一管理，都影響著培訓(xùn)效率和資源利用效率；同時(shí)，企業(yè)的培訓(xùn)材料查看無(wú)任何權(quán)限管控，也無(wú)安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份方案，無(wú)法保障培訓(xùn)數(shù)據(jù)的安全性和可靠性；最后，企業(yè)業(yè)務(wù)一直在快速發(fā)展和變革，還應(yīng)考慮其具有高度的可擴(kuò)展性，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活地?cái)U(kuò)展計(jì)算資源和服務(wù)?；谝陨闲枨筇攸c(diǎn)，主要從3個(gè)方面考慮礦山企業(yè)的建設(shè)需求。

1） 靈活可拓展。礦山企業(yè)的培訓(xùn)需求會(huì)隨著技術(shù)革新、政策法規(guī)的變化而產(chǎn)生變化，例如新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝和新材料的引入都需要新的培訓(xùn)內(nèi)容；此外，隨著安全生產(chǎn)法律法規(guī)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的更新，也需要進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)，以符合新的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，有必要構(gòu)建一個(gè)具備高度靈活性的培訓(xùn)環(huán)境，允許根據(jù)培訓(xùn)內(nèi)容和受訓(xùn)人員的需求進(jìn)行快速調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)效率的提升和效果的最大化。同時(shí)，技術(shù)人員可輕松擴(kuò)展培訓(xùn)系統(tǒng)的計(jì)算資源和虛擬機(jī)數(shù)量，以適應(yīng)培訓(xùn)人員不斷變化的培訓(xùn)需求。

2） 安全可控性。礦山企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程涉及到采礦、掘進(jìn)、通風(fēng)、運(yùn)輸、選礦等多個(gè)環(huán)節(jié)，涉及重要的礦產(chǎn)資源、生產(chǎn)數(shù)據(jù)和技術(shù)信息，因此需要保障培訓(xùn)數(shù)據(jù)的安全可控，避免數(shù)據(jù)泄露和丟失。以往培訓(xùn)通常采用U盤(pán)將培訓(xùn)材料拷貝到固定計(jì)算機(jī)，難以對(duì)各類(lèi)USB設(shè)備設(shè)置管控權(quán)限。若U盤(pán)感染病毒，可能會(huì)導(dǎo)致培訓(xùn)電子文件被破壞、丟失，更甚者病毒傳播到公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，造成更大的損失；另一方面，培訓(xùn)材料通常存儲(chǔ)在本地計(jì)算機(jī)上，因培訓(xùn)涉及多個(gè)部門(mén)，缺乏集中管理和整合、監(jiān)控，導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以共享和利用，也無(wú)法及時(shí)掌握員工的培訓(xùn)情況和學(xué)習(xí)進(jìn)度。

3） 成本效益。在前期階段，我們采用了傳統(tǒng)個(gè)人電腦（PC） 培訓(xùn)，硬件初始投入成本較高，且使用不頻繁導(dǎo)致資源擱置，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的有效管理。此外，系統(tǒng)的升級(jí)和應(yīng)用更新過(guò)程相當(dāng)煩瑣，對(duì)操作人員的培訓(xùn)效果也無(wú)法得到保障，因此出現(xiàn)較多故障。這些問(wèn)題不僅增加了終端管理的復(fù)雜性，同時(shí)也增加了IT管理人員的運(yùn)維成本。另外，傳統(tǒng)PC的使用壽命一般在3至5年，且更新成本較高，隨著時(shí)間的推移，管理這些設(shè)備的總成本會(huì)進(jìn)一步增加。因此，在考慮培訓(xùn)效果和質(zhì)量的前提下，還需考慮降低企業(yè)的投資成本，可先建設(shè)1個(gè)小型培訓(xùn)站點(diǎn)，后續(xù)再根據(jù)需求進(jìn)行擴(kuò)充。

3 IDV云桌面在礦山企業(yè)培訓(xùn)中的應(yīng)用方案

根據(jù)企業(yè)的建設(shè)需求，最終選擇銳捷IDV云桌面解決方案。本次IDV云桌面方案包含1臺(tái)工作站管理機(jī)、1套云桌面管理平臺(tái)、1套云課堂教學(xué)管理軟件、25臺(tái)云終端。所有的桌面管理都集中到工作站管理機(jī)，方便管理員進(jìn)行集中管理、監(jiān)控、維護(hù)等操作，可以提高管理效率和服務(wù)質(zhì)量[3]；通過(guò)后端統(tǒng)一下放鏡像，由云終端統(tǒng)一加載，可以實(shí)現(xiàn)批量創(chuàng)建、部署和管理云終端，提高運(yùn)維效率和管理精度；同時(shí)，由于鏡像文件是可重復(fù)使用的，還可以減少重復(fù)操作和資源浪費(fèi)。具體云桌面方案架構(gòu)如圖1所示。

3.1 云桌面統(tǒng)一管理平臺(tái)

為了確保軟件的兼容性和穩(wěn)定性，云桌面系統(tǒng)的所有終端都采用x86架構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建。工作站管理機(jī)提供32GB內(nèi)存和256GB大容量固態(tài)盤(pán)存儲(chǔ)及4T機(jī)械硬盤(pán)配置。統(tǒng)一管理平臺(tái)采用BS軟件架構(gòu)，中文圖形化管理頁(yè)面；為了方便管理和使用，管理平臺(tái)包括鏡像管理、教室管理、用戶(hù)管理等關(guān)鍵功能模塊；另考慮后期的擴(kuò)展性，單臺(tái)服務(wù)器即可支持對(duì)IDV、TCI 終端的統(tǒng)一納管，在管理頁(yè)面首頁(yè)即可查看IDV、TCI終端的使用情況。同時(shí)，為了滿(mǎn)足基本教學(xué)需求，鏡像模板支持多種類(lèi)型的操作系統(tǒng)，包括Windows 7、Windows 10、Windows Server 2008、Windows Server 2012、Red Hat、Ubuntu、UOS教育版、UOS專(zhuān)業(yè)版以及Kylin等操作系統(tǒng)。此外，云桌面系統(tǒng)還提供虛擬教室功能；可按照教室規(guī)模創(chuàng)建不同虛擬教室，每個(gè)虛擬教室都獨(dú)立進(jìn)行管理和配置；在云終端控制器管理頁(yè)面可以對(duì)獨(dú)立教室的學(xué)員終端和講師云終端進(jìn)行分別配置和管理[4]。

3.2 云終端

本次部署25臺(tái)云終端，其中24臺(tái)培訓(xùn)學(xué)員終端配置為內(nèi)存8GB、4核8線程和256GB固態(tài)硬盤(pán)存儲(chǔ)；1臺(tái)講師終端配置為內(nèi)存8GB、6核12線程和256GB固態(tài)硬盤(pán)存儲(chǔ)。 每一臺(tái)終端可以同時(shí)部署IDV、TCI桌面的能力，在鏡像選擇頁(yè)面同時(shí)提供2種鏡像，根據(jù)用戶(hù)選擇的鏡像進(jìn)入系統(tǒng)，同時(shí)自動(dòng)判斷使用哪種類(lèi)型的桌面啟動(dòng)。

3.3 云課堂教學(xué)管理軟件

提供多種教學(xué)模式以應(yīng)對(duì)不同的教學(xué)需求，講師可透過(guò)教學(xué)管理軟件一鍵啟動(dòng)所有云終端，終端自動(dòng)啟動(dòng)并進(jìn)入對(duì)應(yīng)的課程鏡像桌面，而且還可實(shí)現(xiàn)一鍵切換不同的教學(xué)鏡像，切換模式時(shí)，云終端硬件無(wú)需重新啟動(dòng)[5]。此外，為簡(jiǎn)化教學(xué)過(guò)程，教學(xué)管理軟件能夠提供遠(yuǎn)程終端編號(hào)功能，并與云桌面編號(hào)一一對(duì)應(yīng)，方便講師進(jìn)行學(xué)員點(diǎn)名等操作。講師還可以對(duì)單個(gè)、部分或全體學(xué)員進(jìn)行黑屏操作，黑屏狀態(tài)下，學(xué)員的計(jì)算機(jī)將被鎖定。同時(shí)，該軟件還支持屏幕廣播功能，講師可以將屏幕內(nèi)容廣播給學(xué)員，并可選擇全屏廣播模式或窗口化廣播模式；學(xué)員可以自由調(diào)整講師廣播屏幕的大小，以便于在自己的云終端上進(jìn)行自由跟學(xué)；在屏幕廣播的同時(shí)，講師可以選擇是否將聲音廣播給學(xué)員。此外，為了方便教學(xué)控制，該軟件提供了一種一鍵禁止學(xué)員上網(wǎng)的功能，同時(shí)不會(huì)對(duì)屏幕廣播、屏幕查看等正常教學(xué)應(yīng)用造成任何干擾。

1） 分組教學(xué)。該軟件提供了一種靈活的學(xué)員分組方式，講師可以根據(jù)學(xué)員的姓名進(jìn)行手動(dòng)或隨機(jī)分組，讓學(xué)員更加方便地進(jìn)行學(xué)習(xí)和交流；每個(gè)小組可以有自己的組名，由組長(zhǎng)和講師共同確定；小組的總得分和小組成員對(duì)小組的貢獻(xiàn)值會(huì)被記錄下來(lái)，同一小組內(nèi)的學(xué)員可以相互傳送文件。賬號(hào)管理更加靈活，講師和學(xué)員可以自助注冊(cè)賬號(hào)，也可以由管理員導(dǎo)入班級(jí)內(nèi)。在登錄個(gè)人空間時(shí)，需要輸入賬號(hào)密碼進(jìn)行身份驗(yàn)證，學(xué)員賬號(hào)同時(shí)支持密碼登錄和無(wú)密碼登錄方式。講師可以將選中的文件分發(fā)給學(xué)員，可以分發(fā)給所有學(xué)員，也可以分發(fā)給指定學(xué)員；講師有權(quán)將所選文件分發(fā)給學(xué)生、全體學(xué)生以及特定學(xué)生；分發(fā)時(shí)支持單個(gè)文件發(fā)送和文件夾批量發(fā)送，同時(shí)支持學(xué)員直接將文件提交給講師，講師可以設(shè)定文件提交的截止時(shí)間和提交后的存儲(chǔ)位置。傳輸效率上，傳輸100M的壓縮文件，55秒可傳輸60個(gè)文件。

2） 互動(dòng)游戲。為了提升課堂上的互動(dòng)效果和活躍度，該軟件提供了實(shí)用的課堂互動(dòng)小游戲。此外，班級(jí)模型的創(chuàng)建也實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，簡(jiǎn)化了班級(jí)的管理和維護(hù)工作。講師可以通過(guò)唯一的標(biāo)識(shí)碼邀請(qǐng)學(xué)員加入，方便快捷。另該軟件還設(shè)立了學(xué)員獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，學(xué)員在教學(xué)活動(dòng)中可以獲得虛擬積分，積分可以在學(xué)員端和講師端進(jìn)行查詢(xún)，這樣的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制有助于激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和參與度，進(jìn)一步提高課堂的互動(dòng)效果和活躍度。

4 IDV云桌面的應(yīng)用效果分析

通過(guò)使用IDV云桌面系統(tǒng)，培訓(xùn)管理員可根據(jù)各部門(mén)的培訓(xùn)需求靈活部署；同時(shí)管理相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要安裝一個(gè)客戶(hù)端軟件，就輕松管理多個(gè)虛擬桌面，實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)資源的集中管理和調(diào)度[6]。另前期培訓(xùn)主要以講師為中心，缺乏互動(dòng)性，尤其一些技術(shù)操作類(lèi)培訓(xùn)，涉及圖形編輯軟件、虛擬仿真軟件，對(duì)培訓(xùn)終端性能、穩(wěn)定性要求較高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)屏幕共享并讓參與者觀看操作過(guò)程；在技術(shù)操作類(lèi)培訓(xùn)中，利用分布式計(jì)算，講師可以共享自己的屏幕，讓參與者無(wú)卡頓觀看操作過(guò)程，同時(shí)也可以讓參與者共享他們的屏幕，實(shí)現(xiàn)更好的互動(dòng)和交流；講師還可以設(shè)置一些題目或測(cè)試，讓參與者在云桌面上進(jìn)行操作或填寫(xiě)答案，實(shí)時(shí)查看參與者的答案，給予評(píng)估和指導(dǎo)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，企業(yè)通過(guò)IDV云桌面系統(tǒng)已開(kāi)展多場(chǎng)培訓(xùn)，受訓(xùn)對(duì)象包括管理人員、技術(shù)人員、操作人員等，培訓(xùn)內(nèi)容包括安全教育培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)、管理培訓(xùn)、職業(yè)文化培訓(xùn)等，使用頻次累計(jì)達(dá)到了一千人次。通過(guò)云桌面系統(tǒng)的安全教育培訓(xùn)反饋數(shù)據(jù)來(lái)看，員工對(duì)礦山安全法規(guī)、礦山安全技術(shù)、礦山安全裝備、礦山應(yīng)急救援等方面的知識(shí)理解能力、接受能力、運(yùn)用操作能力均有所提高。另在實(shí)際安全檢查中發(fā)現(xiàn)，全體職工的安全生產(chǎn)意識(shí)、自我防護(hù)能力也明顯增強(qiáng)，如作業(yè)人員會(huì)嚴(yán)格按照要求佩戴安全帶、防塵口罩，尤其是企業(yè)安全事故也大幅降低。

5 結(jié)論與展望

綜上所述，IDV云桌面方案在礦山企業(yè)安全教育培訓(xùn)中成功應(yīng)用，有效解決了傳統(tǒng)培訓(xùn)成本高、更新困難、難以個(gè)性化、互動(dòng)性差等問(wèn)題，為培訓(xùn)帶來(lái)了更佳的體驗(yàn)與效果，使知識(shí)傳遞過(guò)程更加高效、快捷，大大提高了全體員工安全生產(chǎn)意識(shí)。然而，礦山企業(yè)在應(yīng)用云桌面的過(guò)程中仍面臨著網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備管理以及員工使用習(xí)慣等挑戰(zhàn)[7]。為克服這些挑戰(zhàn)，企業(yè)需采取相應(yīng)的措施和策略，例如加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)、制定設(shè)備管理規(guī)范，并提供培訓(xùn)和支持。

隨著5G和云計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，用戶(hù)對(duì)隨時(shí)隨地訪問(wèn)桌面的需求也日益強(qiáng)烈。因此，IDV云桌面技術(shù)將逐步拓展到移動(dòng)終端和智能設(shè)備領(lǐng)域，為礦山企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的支持。

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【通聯(lián)編輯：王 力】