緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1基本原則與目標(biāo)
研究所科研管理信息系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的科研信息數(shù)據(jù)管理平臺(tái),在系統(tǒng)整體過(guò)程中要充分把握規(guī)范性、安全性、實(shí)用性、可靠性、可擴(kuò)充性原則,采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言和模塊化的軟件開(kāi)發(fā)方法。系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)是建立一個(gè)能夠覆蓋研究所主要科研業(yè)務(wù)管理的計(jì)算機(jī)信息管理系統(tǒng)。以網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái),利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)簡(jiǎn)化人工管理流程,通過(guò)信息的一次錄入,實(shí)現(xiàn)信息多方共享、綜合分析加工和信息的批量導(dǎo)出導(dǎo)入,滿(mǎn)足不同管理層次對(duì)各類(lèi)信息的需求。
2.2功能設(shè)計(jì)
系統(tǒng)除了能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)錄入、權(quán)限瀏覽、報(bào)表打印、留言板等功能外,還需要實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)推送功能、關(guān)聯(lián)查詢(xún)功能、統(tǒng)計(jì)/匯總功能和批量導(dǎo)入導(dǎo)出功能。節(jié)點(diǎn)推送功能:系統(tǒng)將業(yè)務(wù)流程串接起來(lái),將節(jié)點(diǎn)任務(wù)推送給相關(guān)人員,并及時(shí)反饋相關(guān)工作任務(wù)和要求。關(guān)聯(lián)查詢(xún)功能:系統(tǒng)支持全信息的查詢(xún)和關(guān)聯(lián)功能,當(dāng)用戶(hù)需要了解一個(gè)項(xiàng)目時(shí),系統(tǒng)能把項(xiàng)目相關(guān)信息一并展現(xiàn)給用戶(hù)。統(tǒng)計(jì)/匯總功能:系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)層匯總分析原始數(shù)據(jù),自動(dòng)形成報(bào)表和數(shù)據(jù),無(wú)需人工參與加工。批量導(dǎo)入導(dǎo)出功能:系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)格式文件的批量導(dǎo)入,如任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、中期檢查報(bào)告、結(jié)題報(bào)告等,也可根據(jù)需求將數(shù)據(jù)批量導(dǎo)出。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)科研管理的業(yè)務(wù)范圍和管理要素,科研管理信息系統(tǒng)主要包含以下功能模塊。信息模塊:該模塊由科技處基于門(mén)戶(hù)網(wǎng)信息動(dòng)態(tài)、最新通知和學(xué)術(shù)活動(dòng)公告。項(xiàng)目管理模塊:該模塊是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,主要包括課題立項(xiàng)、開(kāi)題、結(jié)題和成果申報(bào)管理。由用戶(hù)通過(guò)權(quán)限賬號(hào)進(jìn)行全過(guò)程管理,包括課題研究過(guò)程性文件和成果,科技處通過(guò)管理員權(quán)限進(jìn)行瀏覽審核并反饋。成果管理模塊:用戶(hù)登錄后,通過(guò)該模塊對(duì)個(gè)人成果進(jìn)行填報(bào)和管理,包括論文、著作、獲獎(jiǎng)等方面的信息。研究生管理模塊:該模塊屬于用戶(hù)信息管理和課題管理一體化的部分,主要包括用戶(hù)基本信息、選課明細(xì)和課題管理相關(guān)內(nèi)容。研究生通過(guò)登錄該模塊,填報(bào)入學(xué)基本信息,選課明細(xì),提交課題研究過(guò)程中的所有文件。科研條件管理模塊:該模塊對(duì)研究所科技資產(chǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理。用戶(hù)管理模塊:該系統(tǒng)設(shè)置3種用戶(hù)類(lèi)型,分別為科技處系統(tǒng)管理員、各科室領(lǐng)導(dǎo)管理員、科研人員,并根據(jù)用戶(hù)角色和單位不同分配不同的權(quán)限。另外,系統(tǒng)還通過(guò)網(wǎng)站提供日常所需的科研相關(guān)文件下載功能。
3系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)采用基于J2EE技術(shù)框架的B/S構(gòu)架,以Eclipse+JBossTools為開(kāi)發(fā)平臺(tái),以MicrosoftSQLServer2005為數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),應(yīng)用Tomcat6.0輕量級(jí)服務(wù)器,采用JSF、JavaBean、JPA等多種開(kāi)發(fā)技術(shù),在WindowsServer2003或WindowsXP以上操作系統(tǒng)環(huán)境運(yùn)行。科研管理信息系統(tǒng)在開(kāi)發(fā)和完善時(shí)需重點(diǎn)考慮以下問(wèn)題。一是系統(tǒng)的安全性。為確保研究所科研信息的安全,系統(tǒng)通過(guò)權(quán)限管理為每個(gè)用戶(hù)分配相應(yīng)的角色,不同的角色使用戶(hù)使用的系統(tǒng)功能和查看信息的范圍得到控制。除系統(tǒng)管理員外,所有用戶(hù)只可修改自己所添加的數(shù)據(jù)。此外,系統(tǒng)還提供了操作日志記錄功能,用戶(hù)在系統(tǒng)的所有操作都有所可查,進(jìn)而保證了用戶(hù)的操作都是可審計(jì)、可追溯的。二是系統(tǒng)的可維護(hù)性。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),每個(gè)功能模塊的編程、調(diào)試獨(dú)立進(jìn)行。三是與現(xiàn)有系統(tǒng)的集成。結(jié)合研究所科研人員內(nèi)部局域網(wǎng)賬號(hào),系統(tǒng)開(kāi)發(fā)局域網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)的統(tǒng)一認(rèn)證功能,方便用戶(hù)注冊(cè)。
2關(guān)鍵技術(shù)
本文研究了基于社交媒體突發(fā)事件應(yīng)急系統(tǒng)的多個(gè)關(guān)鍵技術(shù):情景再現(xiàn)、應(yīng)急信息提取、趨勢(shì)分析等。情景再現(xiàn):可整合社交媒體數(shù)據(jù)的直接信息,結(jié)合時(shí)間、空間對(duì)突發(fā)事件的圖片文字等信息進(jìn)行查詢(xún),展示事件發(fā)生情景;應(yīng)急信息提取:利用實(shí)時(shí)應(yīng)急信息分類(lèi)方法,提取、分類(lèi)出突發(fā)事件的狀況、救援等應(yīng)急信息,標(biāo)注在地圖上;趨勢(shì)分析:通過(guò)分析微博的數(shù)量變化和空間分布,揭示突發(fā)事件趨勢(shì)和公眾關(guān)注點(diǎn)。
2.1情景再現(xiàn)
在突發(fā)事件中,目擊者的照片(尤其是手機(jī)拍攝的照片)使得公眾報(bào)道在災(zāi)害應(yīng)對(duì)中越發(fā)重要[5]。因?yàn)閳D片給人們最直觀(guān)的感受,特別是在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),圖片能夠描述災(zāi)害的發(fā)生情景,客觀(guān)反映災(zāi)害造成的破壞場(chǎng)面,為應(yīng)急決策提供直接的證據(jù)。情景再現(xiàn),是采用“圖片+描述”方式,通過(guò)圖片、文字描述突發(fā)事件在空間上的最新發(fā)展?fàn)顩r。社交媒體具有很強(qiáng)的時(shí)效性,加上人們對(duì)突發(fā)事件的最新動(dòng)態(tài)較為敏感。所以,最近一段時(shí)間的圖片適合表現(xiàn)突發(fā)事件的發(fā)展?fàn)顩r。另外,突發(fā)事件可以抽象為地理空間上的地理現(xiàn)象,社交媒體數(shù)據(jù)具有位置信息,可利用地圖的可見(jiàn)范圍來(lái)約束突發(fā)事件情景的范圍。由此可見(jiàn),情景再現(xiàn)實(shí)質(zhì)上是多維信息查詢(xún),包括時(shí)間、空間、圖片信息三個(gè)維度。多維度查詢(xún)也很好地緩解了在瀏覽器端繪制時(shí)的效率問(wèn)題和壓力問(wèn)題,特別是空間的限制,大大地提升地圖交互能力。系統(tǒng)采用AJAX技術(shù)實(shí)現(xiàn)按需加載圖片,加快瀏覽器的響應(yīng)速度。
2.2應(yīng)急信息提取與定位
微博的大部分信息以文本的形式存在。從文本自身特點(diǎn)來(lái)看,文本短小且信息雜亂,包括事件狀況、求援、救援、評(píng)論、商家廣告等多種多樣信息。從信息流來(lái)看,微博文本是實(shí)時(shí)獲取的,具有實(shí)時(shí)變動(dòng)性。本文提出了一種從海量、實(shí)時(shí)的社交媒體數(shù)據(jù)中提取應(yīng)急信息的方法,學(xué)習(xí)過(guò)程:系統(tǒng)初始化時(shí),當(dāng)文本積累一定量后,訓(xùn)練初步模型。取出數(shù)據(jù)庫(kù)的所有文本,把每條微博文本看成一個(gè)文檔,即得到文檔集。文本預(yù)處理包括去掉重復(fù)微博,采用中文分詞器Ansj分詞、去掉停用詞,獲得分詞后的文檔集,作為話(huà)題模型LatentDirichletAllocation(LDA)的一個(gè)輸入。設(shè)定好主題個(gè)數(shù)后,采用隨機(jī)模擬的GibbsSampling算法,得到各個(gè)文檔的主題和各個(gè)主題的單詞分布(即詞庫(kù))。如此,文檔集的大部分文檔被標(biāo)記了。將單詞為特征、主題為類(lèi)別的文檔集輸入到監(jiān)督算法SupportVectorMachine(SVM)做訓(xùn)練,調(diào)優(yōu)并得到初步應(yīng)急信息分類(lèi)模型。預(yù)測(cè)過(guò)程:模型訓(xùn)練好后,新的微博文本經(jīng)上文相同的文本預(yù)處理,得文本的所有特征(單詞),輸入到訓(xùn)練好的應(yīng)急信息分類(lèi)模型,輸出所屬主題;同時(shí)結(jié)合LDA生成的主題詞庫(kù),判斷文本的主題類(lèi)型,并標(biāo)注在地圖上。更新過(guò)程:主要針對(duì)模型和主題詞庫(kù)的更新。考慮到信息采集速率,與上個(gè)模型相隔2個(gè)小時(shí)后,取出所有文本,重復(fù)學(xué)習(xí)過(guò)程重新得到模型和詞庫(kù),以適應(yīng)微博話(huà)題隨時(shí)間的變化,提取新的應(yīng)急信息。
2.3趨勢(shì)分析
人們除了關(guān)注突發(fā)事件的最新情況、應(yīng)急信息,還想了解事件的發(fā)展趨勢(shì)。系統(tǒng)從時(shí)間趨勢(shì)和空間分布兩個(gè)方面來(lái)表現(xiàn)突發(fā)事件的趨勢(shì)。研究表明[6]:社交媒體數(shù)據(jù)可以被用來(lái)甄別事件在時(shí)間上的發(fā)展趨勢(shì),甚至做出預(yù)測(cè)。為揭示突發(fā)事件時(shí)間發(fā)展趨勢(shì),我們統(tǒng)計(jì)每小時(shí)的微博總數(shù)、用戶(hù)參與數(shù)、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù),通過(guò)觀(guān)察趨勢(shì)線(xiàn)的最高點(diǎn)和拐點(diǎn)來(lái)發(fā)現(xiàn)趨勢(shì)。另外,詞云圖利用中文分詞技術(shù)處理一定時(shí)間內(nèi)的微博內(nèi)容并統(tǒng)計(jì)高頻詞匯,找出人們討論的熱點(diǎn)話(huà)題以及其隨時(shí)間的變化。微博數(shù)據(jù)攜帶位置信息,反映了突發(fā)事件的空間分布。系統(tǒng)使用了聚類(lèi)分析和核密度估計(jì)來(lái)發(fā)現(xiàn)事件空間分布規(guī)律。聚類(lèi)分析通過(guò)對(duì)微博點(diǎn)在空間距離上做聚類(lèi),以便尋找事件在空間的分布狀態(tài),分配應(yīng)急資源;核密度估計(jì)很好地反映了事件在空間上的熱點(diǎn)區(qū)域,有利于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題區(qū)域所在。
3系統(tǒng)的主要功能
3.1查看、瀏覽圖片功能
1)采用“圖片+描述”形式,通過(guò)縮略圖、大圖與地圖聯(lián)動(dòng)來(lái)展示突發(fā)事件的情景。當(dāng)點(diǎn)擊圖片時(shí),地圖中心會(huì)移動(dòng)到圖片對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),并彈出信息框,包括者、微博內(nèi)容、時(shí)間和經(jīng)緯度等;當(dāng)點(diǎn)擊地圖上的點(diǎn)時(shí),該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圖片出現(xiàn)在圖片框中央。2)添加按時(shí)間、熱度排序的功能,便于查看最新、最熱的圖片。圖3展示了2012年“7.21北京特大暴雨”中某條微博的圖片、文字、地點(diǎn)等情景。
3.2定位應(yīng)急信息功能
1)利用實(shí)時(shí)應(yīng)急信息分類(lèi)方法,提取并分類(lèi)好微博文本的應(yīng)急信息。采用表格形式展現(xiàn)應(yīng)急信息,每個(gè)表格與一個(gè)主題關(guān)聯(lián),主題以標(biāo)簽的形式表現(xiàn)在網(wǎng)頁(yè)中。當(dāng)點(diǎn)擊相應(yīng)標(biāo)簽,表格內(nèi)容隨之發(fā)生改變。2)每條文本與地圖聯(lián)動(dòng)。當(dāng)點(diǎn)擊表格中文本時(shí),地圖中心會(huì)移動(dòng)到文本對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn),方便定位應(yīng)急信息,展開(kāi)救援。圖4展示的是“7.21北京特大暴雨”微博經(jīng)過(guò)應(yīng)急信息提取后得到“救援信息、天氣預(yù)報(bào)、損失與影響”等主題,及“救援信息”主題下的救援信息。
3.3時(shí)空趨勢(shì)分析功能
1)利用Echart圖表,統(tǒng)計(jì)每小時(shí)的微博總數(shù)、用戶(hù)參與數(shù)、轉(zhuǎn)發(fā)數(shù),以及趨勢(shì)線(xiàn)(微博總數(shù)減去轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)),使用放大窗口查看曲線(xiàn)的局部細(xì)節(jié),如圖5所示。在A(yíng)點(diǎn)和B點(diǎn)前一個(gè)小時(shí),北京市氣象臺(tái)分別了暴雨橙色預(yù)警和暴雨黃色預(yù)警。2)當(dāng)點(diǎn)擊曲線(xiàn)上的拐點(diǎn)時(shí),利用AJAX技術(shù),在地圖上動(dòng)態(tài)加載每個(gè)小時(shí)的點(diǎn)數(shù)據(jù)。通過(guò)切換不同圖層(熱點(diǎn)圖和聚類(lèi)圖),可查看暴雨微博的空間分布情況。圖6左上部分為“7.21北京特大暴雨”微博的熱點(diǎn)圖,暴雨微博在地鐵1號(hào)線(xiàn)和首都機(jī)場(chǎng)附近出現(xiàn)聚集現(xiàn)象,反映了暴雨事件空間熱點(diǎn)分布。
3.4發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)話(huà)題功能
另外,系統(tǒng)采用詞云圖和柱狀圖來(lái)展現(xiàn)最新微博的高頻詞匯,反映最近時(shí)間內(nèi)突發(fā)事件的話(huà)題變化。圖6右、下部分展示了截至7月22日10時(shí)“7.21北京特大暴雨”的詞云圖和高頻詞匯柱狀圖,直觀(guān)地展現(xiàn)人們的討論熱點(diǎn)話(huà)題,如“大暴雨、回家、平安、積水”等。除了多種的表現(xiàn)形式,數(shù)據(jù)可視化還要考慮多圖層繪制效率問(wèn)題、大數(shù)據(jù)量的渲染壓力問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題,我們可以采用圖層控制、矢量繪制點(diǎn)、使用JSON包裝處理結(jié)果等方法。
2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用表現(xiàn)層(rinterface,UI)、業(yè)務(wù)邏輯層(businesslogiclayer,BLL)、數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)層(dataaccesslayer,DAL)三層架構(gòu)設(shè)計(jì)(圖1)。表現(xiàn)層包括數(shù)據(jù)展示、錄入、查詢(xún)和調(diào)用等基本功能,系統(tǒng)界面按照登陸用戶(hù)權(quán)限分配相應(yīng)功能。用戶(hù)在瀏覽器端發(fā)送客戶(hù)端請(qǐng)求,通過(guò)Internet/Intranet傳輸至服務(wù)器端,服務(wù)器端將結(jié)果以XML數(shù)據(jù)格式返回客戶(hù)端,客戶(hù)端建立數(shù)據(jù)對(duì)象并提交用戶(hù)。在數(shù)據(jù)層通過(guò)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)存儲(chǔ)并管理各類(lèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),定義數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫(kù)約束范式。
2.2權(quán)限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)管理員、基礎(chǔ)管理員、監(jiān)管員和養(yǎng)殖場(chǎng)管理員四種用戶(hù)角色(圖2),分國(guó)家、省、市、縣、養(yǎng)殖場(chǎng)五級(jí)管理。通過(guò)角色管理用戶(hù)所能使用的功能,通過(guò)級(jí)別控制用戶(hù)所能管理的數(shù)據(jù)范圍。兩者配合決定用戶(hù)權(quán)限達(dá)到不同角色用戶(hù)使用不同系統(tǒng)功能,上級(jí)用戶(hù)可以瀏覽下級(jí)用戶(hù)數(shù)據(jù),同級(jí)用戶(hù)無(wú)法瀏覽彼此數(shù)據(jù)的權(quán)限控制目的。
2.3數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)疫區(qū)管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,整個(gè)無(wú)疫區(qū)內(nèi)主要生產(chǎn)活動(dòng)分為養(yǎng)殖生產(chǎn)管理、疫病監(jiān)測(cè)管理、行政管理三大部分。參與主體主要是養(yǎng)殖戶(hù)、各級(jí)政府、科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)(產(chǎn)業(yè)鏈)。主要管理內(nèi)容包括池塘管理、養(yǎng)殖生產(chǎn)管理、疫病監(jiān)控、行政管理。提煉管理對(duì)象并設(shè)計(jì)無(wú)疫區(qū)管理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)象體系,圍繞數(shù)據(jù)對(duì)象體系細(xì)化數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì),形成32個(gè)數(shù)據(jù)表,組織框架如圖3所示。
3系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境
3.1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工具UCML應(yīng)用框架開(kāi)發(fā)平臺(tái)基于.NET框架和ASP.NET平臺(tái),是一個(gè)面向?qū)ο蟆⒚嫦蚩蚣堋⒚嫦蚍?wù)和面向套路的WEB應(yīng)用快速開(kāi)發(fā)平臺(tái)。系統(tǒng)基于UCML平臺(tái)開(kāi)發(fā),前端支持JavaScript腳本語(yǔ)言,后端直接生成C#源碼。系統(tǒng)采用運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)的互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)平臺(tái)(internetinformationservices,IIS)。
3.2數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)選擇SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),管理和存儲(chǔ)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。SQLServer是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(ORDBMS),也是目前功能強(qiáng)大、特征豐富且復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)[7]。SQLServer創(chuàng)建32個(gè)系統(tǒng)實(shí)體表,每個(gè)表按照數(shù)據(jù)表構(gòu)建規(guī)范設(shè)置GUID類(lèi)型字段并作為關(guān)鍵字段,同時(shí)通過(guò)設(shè)定非空字段保證數(shù)據(jù)錄入的完整性。在用戶(hù)數(shù)據(jù)管理過(guò)程中,系統(tǒng)程序通過(guò)捕捉SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)返回的數(shù)據(jù)讀取操作代碼,確定用戶(hù)數(shù)據(jù)操作是否成功,并將相應(yīng)提示信息返回用戶(hù)界面。
4系統(tǒng)功能
無(wú)疫區(qū)管理信息系統(tǒng)集成無(wú)疫區(qū)內(nèi)管理活動(dòng)產(chǎn)生的各類(lèi)數(shù)據(jù),服務(wù)于養(yǎng)殖戶(hù)、檢疫部門(mén)和各級(jí)政府。養(yǎng)殖戶(hù)編輯養(yǎng)殖戶(hù)、池塘等基本信息,數(shù)據(jù)錄入覆蓋苗種放養(yǎng)、用藥、發(fā)病記錄、出魚(yú)記錄等整個(gè)養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程。檢疫部門(mén)負(fù)責(zé)錄入疫病發(fā)生時(shí)調(diào)查檢疫數(shù)據(jù),包括流行病學(xué)調(diào)查、病原監(jiān)測(cè)、免疫調(diào)查等。各級(jí)行政部門(mén)登錄系統(tǒng)實(shí)時(shí)查看所屬地區(qū)養(yǎng)殖場(chǎng)生產(chǎn)情況,特別是疫病發(fā)生發(fā)展情況。根據(jù)以上需求,系統(tǒng)提供以下主要功能:
4.1用戶(hù)權(quán)限分配系統(tǒng)通過(guò)“組織機(jī)構(gòu)”管理功能實(shí)現(xiàn)用戶(hù)權(quán)限設(shè)置,從用戶(hù)、崗位、權(quán)限三個(gè)方面的設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶(hù)權(quán)限的靈活配置。通過(guò)崗位的上下級(jí)關(guān)系實(shí)現(xiàn)上級(jí)崗位瀏覽所有下屬崗位錄入數(shù)據(jù)功能。“用戶(hù)管理”為每位系統(tǒng)用戶(hù)分配賬號(hào);“崗位管理”設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)置崗位,并確定崗位的上下級(jí)關(guān)系;“權(quán)限管理”添加權(quán)限并匹配允許訪(fǎng)問(wèn)的功能。系統(tǒng)為崗位設(shè)置可用權(quán)限,為用戶(hù)分配崗位。用戶(hù)和崗位是一對(duì)一關(guān)系,崗位和權(quán)限是一對(duì)多關(guān)系。
4.2數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)錄入是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳的主要功能。養(yǎng)殖戶(hù)主要錄入養(yǎng)殖戶(hù)信息、池塘基本信息、養(yǎng)殖生產(chǎn)管理、投入品管理等數(shù)據(jù);檢疫部門(mén)主要錄入流行病學(xué)、病原監(jiān)測(cè)、免疫管理等數(shù)據(jù)。各級(jí)政府部門(mén)主要負(fù)責(zé)錄入下屬養(yǎng)殖場(chǎng)數(shù)據(jù)。錄入界面通過(guò)Ajax技術(shù)實(shí)現(xiàn)瀏覽器和服務(wù)器數(shù)據(jù)異步傳輸,用戶(hù)操作簡(jiǎn)單快捷,貼近Excel操作。錄入形式分為列表式和編輯式(圖4)。列表式設(shè)計(jì)為錄入20字符以下的簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)項(xiàng)。編輯式設(shè)計(jì)為錄入復(fù)雜的數(shù)據(jù)項(xiàng),包括多選框、大段文本輸入、按條件選擇輸入等。
4.3數(shù)據(jù)調(diào)用減少數(shù)據(jù)冗余,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享是建立管理信息系統(tǒng)的目的之一。在系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)單一存儲(chǔ)多處使用是減少數(shù)據(jù)冗余的關(guān)鍵。系統(tǒng)采用兩種方法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用:一是通過(guò)主表、子表關(guān)系,確定主表、子表間關(guān)聯(lián)外鍵,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)關(guān)聯(lián)和顯示;二是通過(guò)彈出窗口中的回調(diào)函數(shù),自動(dòng)對(duì)主窗口填入項(xiàng)賦值。數(shù)據(jù)調(diào)用功能大大減少了重復(fù)數(shù)據(jù)的錄入,提高了數(shù)據(jù)錄入效率。以養(yǎng)殖生產(chǎn)管理為例(圖5),養(yǎng)殖場(chǎng)用戶(hù)通過(guò)“添加/編輯”管理池塘,選中當(dāng)前池塘,通過(guò)主表和子表增加該池塘投放苗種記錄,在編輯投放記錄時(shí),通過(guò)彈出窗口選擇“苗種引進(jìn)記錄”中的“引進(jìn)批次號(hào)”,彈出窗口將自動(dòng)賦值主窗口中“引進(jìn)批次號(hào)”和“魚(yú)種”兩個(gè)字段數(shù)據(jù)。
4.4應(yīng)用實(shí)例該系統(tǒng)已在江西省草魚(yú)出血病無(wú)疫區(qū)建設(shè)項(xiàng)目中開(kāi)展應(yīng)用。中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)院珠江水產(chǎn)研究所負(fù)責(zé)系統(tǒng)部署和技術(shù)輔導(dǎo),江西省各級(jí)政府和水產(chǎn)推廣機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)推廣實(shí)施,目前已整合了江西省8個(gè)縣、122個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)(企業(yè))自2013年以來(lái)的養(yǎng)殖生產(chǎn)和疫病監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。通過(guò)系統(tǒng)應(yīng)用解決了養(yǎng)殖場(chǎng)、監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)沒(méi)有信息化工具輔助開(kāi)展數(shù)據(jù)記錄的問(wèn)題,幫助管理人員規(guī)范化、流程化的連續(xù)記錄工作數(shù)據(jù),同時(shí)將分散在不同機(jī)構(gòu)、不同人員手中的數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ),實(shí)現(xiàn)了江西省及下屬市縣管理部門(mén)從整體及時(shí)掌握轄區(qū)內(nèi)草魚(yú)生產(chǎn)和出血病發(fā)生情況。顯著提升了江西省無(wú)疫區(qū)管理的現(xiàn)代化和信息化水平,同時(shí)為基于歷史數(shù)據(jù)的草魚(yú)出血病爆發(fā)預(yù)警和疫病控制做好了數(shù)據(jù)儲(chǔ)備。
二、煤炭企業(yè)地銷(xiāo)管理信息系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)
基于上述需求目標(biāo)的分析,對(duì)于煤炭企業(yè)地銷(xiāo)管理信息系統(tǒng)選型,選擇了Browser/Server結(jié)構(gòu)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的選擇,采用100Mb/s高速以太網(wǎng)交換結(jié)構(gòu),不僅能提供優(yōu)秀的遷移途徑,充分保護(hù)在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上的投資,而且成為改善交換機(jī)與交換機(jī)之間骨干連接和交換機(jī)與服務(wù)器之間連接的可靠、經(jīng)濟(jì)的途徑。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。對(duì)于服務(wù)器的選擇,采用MicrosoftWindows7操作系統(tǒng);對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇,采用MicrosoftSQLServer2008。SQLServer是海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)中心,數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中能完成復(fù)雜的計(jì)算。針對(duì)數(shù)據(jù)錄入的實(shí)際需求,運(yùn)用VisualC#語(yǔ)言與Mi-crosoftWindows7操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了磅房錄入系統(tǒng)、銷(xiāo)售部門(mén)錄入系統(tǒng)兩套。信息系統(tǒng)不僅為用戶(hù)建立了賬戶(hù)和密碼,密碼設(shè)計(jì)在系統(tǒng)中加密傳輸及存儲(chǔ),還為用戶(hù)設(shè)定了權(quán)限,對(duì)不同的用戶(hù)設(shè)計(jì)了不同的權(quán)限,可實(shí)施不同的操作。
三、煤炭企業(yè)地銷(xiāo)管理信息系統(tǒng)的日常管理
1.2線(xiàn)路模塊的設(shè)計(jì)在線(xiàn)路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,為加強(qiáng)各功能模塊的獨(dú)立性,實(shí)現(xiàn)各模塊內(nèi)部的緊密結(jié)合。使模塊之間減少“塊狀”的聯(lián)系,增加公共模塊的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。這樣既可以實(shí)現(xiàn)輸電線(xiàn)路功能的增加,同時(shí)減少不必要的程序,提高工作效率。提高應(yīng)用程序的運(yùn)行效率,使模塊之間的轉(zhuǎn)換速度更快速,對(duì)線(xiàn)路模塊進(jìn)行革新,通過(guò)多窗體、映像內(nèi)存化的技術(shù),以及菜單的傳統(tǒng)下拉式方法來(lái)實(shí)現(xiàn)模塊之間的快速轉(zhuǎn)化,從而提高程序的運(yùn)作效率。
1.3圖像的生成系統(tǒng)在輸電線(xiàn)路的管理中,可以有兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的用圖。首先,可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),對(duì)圖像進(jìn)行掃描后再輸入電腦。這種方法是針對(duì)已經(jīng)存在的大量圖形和龐大的內(nèi)部存儲(chǔ)信息。它的優(yōu)勢(shì)是,在最短的時(shí)間內(nèi)迅速建立圖形的數(shù)據(jù)分析庫(kù),快速直觀(guān)形象的表現(xiàn)圖形,并具有超大的存儲(chǔ)空間。其次,根據(jù)實(shí)際情況,在無(wú)法做到用計(jì)算機(jī)技術(shù)掃描存儲(chǔ)圖像的地方,可以采用軟件繪圖。雖然這種方法在操作上需要專(zhuān)業(yè)的知識(shí),并且速度慢些,但這是針對(duì)圖像資料缺失或沒(méi)有圖形資料而采用的最佳方法。
1.4對(duì)數(shù)據(jù)信息的保護(hù)數(shù)據(jù)信息能夠?yàn)椴块T(mén)提供真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)。但是需要對(duì)不同功能的操作設(shè)置權(quán)限,這樣就能很好的保護(hù)數(shù)據(jù)的信息。具體方法是:對(duì)數(shù)據(jù)擁有輸人權(quán)和修改權(quán)的操作人員,對(duì)數(shù)據(jù)可以進(jìn)行各項(xiàng)操作,但其余人員只擁有查閱圖表及瀏覽數(shù)據(jù)的權(quán)力,而沒(méi)有輸人數(shù)據(jù)和修改的權(quán)力。
2.系統(tǒng)的特功色功能
2.1模塊的查詢(xún)功能在輸電線(xiàn)路管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,查詢(xún)功能關(guān)系著電力工作的效率,快速的查詢(xún)系統(tǒng)可以節(jié)約時(shí)間。通過(guò)模塊的查詢(xún)功能,對(duì)目標(biāo)的檢索功能更簡(jiǎn)單、快捷。實(shí)現(xiàn)了人與計(jì)算機(jī)的有效結(jié)合。促進(jìn)模塊更好的發(fā)揮功能。
2.2模塊的圖形管理電力工程的設(shè)計(jì)中,應(yīng)用模塊查找,可以快速直觀(guān)的查看相應(yīng)的資料,依據(jù)科學(xué)有效的數(shù)據(jù),完成工作任務(wù)。模塊的圖形管理主要體現(xiàn)在對(duì)目標(biāo)物的位置、周?chē)h(huán)境等進(jìn)行查詢(xún)分析,最終設(shè)計(jì)出最佳方案。
2.3匯總及打印功能根據(jù)用戶(hù)的要求,可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的查詢(xún)。利用數(shù)據(jù)庫(kù)的功能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)上的匯總,并按照客戶(hù)的要求進(jìn)行不同格式的打印,為客戶(hù)提供剛方便快捷的使用。
3.存在的問(wèn)題
輸電線(xiàn)路施工人員的素質(zhì)問(wèn)題。在社會(huì)分工的作用下,我國(guó)實(shí)行了工程的分包制度,在個(gè)體管理的機(jī)制下,施工人員的素質(zhì)變得參差不齊,缺乏專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)和技能,安全意識(shí)薄弱。在施工中難免會(huì)發(fā)生安全事故。所以我國(guó)輸電線(xiàn)路的管理需要進(jìn)行革新向科技化的轉(zhuǎn)變。同時(shí)制度的不健全,也阻礙了輸電線(xiàn)路管理向科技化的轉(zhuǎn)化。針對(duì)專(zhuān)業(yè)的操作人員,需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)章制度來(lái)進(jìn)行操作,對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行統(tǒng)一管理,嚴(yán)格按照工藝流程執(zhí)行工作任務(wù),以此才能在保證安全的前提下,提高輸電線(xiàn)路的管理水平。
4.解決方法
針對(duì)電力系統(tǒng)中存在的問(wèn)題,需要提高電力操作者的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)技能。盡快實(shí)現(xiàn)輸電線(xiàn)路的科技化管理,在設(shè)計(jì)輸電線(xiàn)路時(shí),根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)方案。將操作人員與計(jì)算機(jī)科技結(jié)合起來(lái),這樣在節(jié)約了時(shí)間的同時(shí),也節(jié)約了人力的付出。對(duì)人才的培養(yǎng)是電力系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ),輸電線(xiàn)路管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)在現(xiàn)階段需要專(zhuān)業(yè)的人才來(lái)進(jìn)行參與設(shè)計(jì)。所以專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)在一定程度上推動(dòng)了科技與信息化管理的更好結(jié)合。團(tuán)隊(duì)合作可以使整體工作效率提高,通過(guò)人員之間的配合,使問(wèn)題能夠快速的解決。在合作的過(guò)程中,也需要進(jìn)行明確的分工,根據(jù)自身實(shí)際情況設(shè)定任務(wù)。團(tuán)隊(duì)之間的分工協(xié)作,不但可以縮短時(shí)間,同時(shí)高效的解決了問(wèn)題。團(tuán)隊(duì)的協(xié)作,在工作中增加了人員之間的信任,提高了人員之間的合作能力。
1.2鑒定信息管理(1)委托鑒定信息登記該模塊用于記錄基層所隊(duì)或個(gè)人委托公安處、以及公安處委托上級(jí)單位進(jìn)行活體、尸體、物證鑒定等信息,包括委托單位、委托日期等。(2)活體檢驗(yàn)鑒定該模塊用于記錄法醫(yī)出具的活體檢驗(yàn)報(bào)告,內(nèi)容包括委托單位、委托事由、案情概述、傷者信息、活體檢查狀況等信息,并提供原電子文檔的保存功能。(3)尸體檢驗(yàn)鑒定該模塊用于記錄法醫(yī)出具的尸體檢驗(yàn)報(bào)告,內(nèi)容包括案情簡(jiǎn)介、死者信息、尸表檢驗(yàn)、尸體解剖等信息,并提供原電子文檔的保存功能。(4)未知名尸體勘驗(yàn)信息登記該模塊根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查情況用于記錄未知名尸體勘驗(yàn)信息,包括案件編號(hào)、勘驗(yàn)日期、勘驗(yàn)單位等信息,并提供原電子文檔的保存功能。(5)未知名尸體登記信息撤銷(xiāo)該模塊根據(jù)查明的情況,用于記錄未知名尸體登記撤銷(xiāo)的原因及部分原始登記信息,包括原勘驗(yàn)信息、查明單位等信息,并提供原電子文檔的保存功能。(6)鑒定信息導(dǎo)出該模塊按案件編號(hào)、登記編號(hào)、送檢單位等提供數(shù)據(jù)檢索功能,并對(duì)檢索出來(lái)的信息提供到電子表格的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。(7)數(shù)據(jù)通用查詢(xún)接口該模塊提供公安處具有一定數(shù)據(jù)庫(kù)SQL語(yǔ)言基礎(chǔ)的技術(shù)人員直接和數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)話(huà)的查詢(xún)接口,方便這些技術(shù)人員對(duì)系統(tǒng)所提供的案件鑒定信息查詢(xún)功能之外的檢索需求。
1.3人員信息管理(1)人員學(xué)歷登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的學(xué)歷信息,包括姓名、編號(hào)、所在學(xué)校、專(zhuān)業(yè)、畢業(yè)時(shí)間、學(xué)位等信息。(2)人員培訓(xùn)登記該模塊用于記錄公安處技術(shù)人員的歷次培訓(xùn)信息,包括姓名、編號(hào)、學(xué)校名稱(chēng)、起止時(shí)間等。(3)工作簡(jiǎn)歷登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的工作簡(jiǎn)歷信息,包括姓名、編號(hào)、工作單位、職務(wù)、起止時(shí)間等信息。(4)警銜晉級(jí)登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的歷次警銜晉級(jí)信息,包括姓名、編號(hào)、警銜級(jí)別、授予時(shí)間等信息。(5)職稱(chēng)晉級(jí)登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的歷次職稱(chēng)晉級(jí)信息,包括姓名、編號(hào)、技術(shù)職稱(chēng)、授予時(shí)間等信息。(6)行政晉級(jí)登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的歷次行政晉級(jí)信息,包括姓名、編號(hào)、行政級(jí)別、晉級(jí)時(shí)間等信息。(7)立功受獎(jiǎng)登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的歷次立功受獎(jiǎng)信息,包括姓名、編號(hào)、頒獎(jiǎng)單位、獎(jiǎng)項(xiàng)、獲獎(jiǎng)時(shí)間等信息。(8)受罰情況登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的歷次受到處分的信息,包括姓名、編號(hào)、批評(píng)單位、處分決定、時(shí)間等信息。(9)休假情況登記該模塊用于記錄警隊(duì)技術(shù)人員的歷次休假情況,包括姓名、編號(hào)、假期理由、起止時(shí)間等信息。(10)人員信息導(dǎo)出該模塊按身份證號(hào)、姓名、單位名稱(chēng)、表類(lèi)型提供數(shù)據(jù)檢索功能,并對(duì)檢索出來(lái)的信息提供到電子表格的數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能。以上各個(gè)模塊的信息登記,均可通過(guò)身份證的表間關(guān)聯(lián),系統(tǒng)可將人員的關(guān)鍵登記信息和基礎(chǔ)字典中的人員基本資料進(jìn)行連接。
1.4統(tǒng)計(jì)分析管理(1)案件類(lèi)別統(tǒng)計(jì)該模塊分一般、重大、特大3種情況統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi),各個(gè)警隊(duì)以及整個(gè)公安處所處理的各類(lèi)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)案件的案件類(lèi)別情況。系統(tǒng)提供時(shí)間段參數(shù)設(shè)置。(2)七率統(tǒng)計(jì)該模塊統(tǒng)計(jì)各個(gè)警隊(duì)和整個(gè)公安處指定時(shí)間段內(nèi)用于計(jì)算勘驗(yàn)率、痕跡物證提取率、現(xiàn)場(chǎng)書(shū)面分析率、現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)檢查記錄制作率、現(xiàn)場(chǎng)痕跡物證建檔率、刑事科學(xué)技術(shù)檢驗(yàn)鑒定率、刑事科學(xué)技術(shù)起關(guān)鍵作用率。和基層警隊(duì)系統(tǒng)類(lèi)似,由于立案總數(shù)、刑事科學(xué)技術(shù)在破案或處理作案人中起關(guān)鍵作用的10類(lèi)案件數(shù)等數(shù)據(jù)無(wú)法由系統(tǒng)自身提供,比率值仍需操作人員根據(jù)實(shí)際情況輸入以上數(shù)值后,系統(tǒng)才能根據(jù)既定的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。(3)技術(shù)人員工作量該模塊統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi),各個(gè)警隊(duì)技術(shù)員出警、制作筆錄、拍照、繪圖、錄像、錄音、制作檢驗(yàn)鑒定書(shū)的數(shù)量情況。系統(tǒng)提供時(shí)間段參數(shù)設(shè)置。(4)案別物證該模塊統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi),公安處在各種案別中提取的各類(lèi)別物證的數(shù)量情況。(5)所隊(duì)提取物證該模塊統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi),各個(gè)警隊(duì)和整個(gè)公安處提取、保存的各類(lèi)別物證的數(shù)量情況。(6)鑒定類(lèi)別該模塊統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi),各個(gè)警隊(duì)委托各種鑒定類(lèi)別的數(shù)量情況。(7)案別鑒定該模塊統(tǒng)計(jì)指定時(shí)間段內(nèi),公安處所有警隊(duì)在各種案件級(jí)別所作的各類(lèi)鑒定的數(shù)量情況。(8)技術(shù)人員工齡該模塊用于統(tǒng)計(jì)各個(gè)警隊(duì)技術(shù)人員每個(gè)工齡段人員的匯總信息。(9)技術(shù)人員職稱(chēng)該模塊用于統(tǒng)計(jì)各個(gè)警隊(duì)技術(shù)人員各種技術(shù)職稱(chēng)人員的匯總信息。(10)技術(shù)人員年齡該模塊用于統(tǒng)計(jì)各個(gè)警隊(duì)技術(shù)人員各個(gè)年齡段人員的匯總信息。
1.5基礎(chǔ)數(shù)據(jù)字典管理該部分信息用于系統(tǒng)中使用到的各種相關(guān)字典類(lèi)型的定義,主要是方便操作者利用拼音碼或者列表選擇等快捷輸入方式。包括:案件類(lèi)型字典、案件級(jí)別字典、鑒定類(lèi)型字典、警銜類(lèi)型字典、學(xué)歷類(lèi)型字典、民族類(lèi)型字典、行政級(jí)別字典、職稱(chēng)類(lèi)型字典、附件類(lèi)型字典、物證類(lèi)型字典、勘查工作類(lèi)型字典、死亡類(lèi)型字典、警隊(duì)資料字典、人員基本資料管理等。
1.6后臺(tái)管理(1)角色權(quán)限定義該模塊用于預(yù)定義能夠操作該系統(tǒng)的角色名稱(chēng)及相應(yīng)的權(quán)限信息,即可設(shè)置某個(gè)角色能夠操縱那些具體功能模塊。(2)系統(tǒng)用戶(hù)定義根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的角色,該模塊用于定義可以操縱本系統(tǒng)的用戶(hù)名稱(chēng)、口令、角色名,如果該用戶(hù)是基層警隊(duì)用戶(hù)的話(huà),還必須設(shè)置該用戶(hù)所在警隊(duì)的授權(quán)計(jì)算機(jī)IP地址。系統(tǒng)將根據(jù)這些信息判斷試圖登錄的用戶(hù)是否為合法用戶(hù)。(3)操作軌跡管理系統(tǒng)對(duì)可能影響到原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的關(guān)鍵操作在后臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行記錄。本功能提供對(duì)這些操作信息的查詢(xún)、追蹤功能,包括操作人、操作日期、所操作的數(shù)據(jù)表、操作內(nèi)容等信息。
2系統(tǒng)特點(diǎn)
2.1系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)化系統(tǒng)的所有設(shè)置全部以參數(shù)的形式保存,有足夠權(quán)限的用戶(hù)可以自由進(jìn)行配置。保證系統(tǒng)了在設(shè)計(jì)上的靈活性,用戶(hù)可以根據(jù)使用情況變化對(duì)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行配置,而無(wú)須修改程序。
2.2創(chuàng)建自主學(xué)習(xí)型的鐵路刑事技術(shù)專(zhuān)有信息庫(kù)系統(tǒng)首次在鐵路公安系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了自主學(xué)習(xí)型的鐵路刑事技術(shù)專(zhuān)有信息知識(shí)庫(kù),可以通過(guò)系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)功能,不斷補(bǔ)充完善鐵路刑事技術(shù)專(zhuān)有信息,分類(lèi)整理,規(guī)劃文檔目錄,從而為鐵路公安相關(guān)技術(shù)人員完成刑偵工作所需要的專(zhuān)有知識(shí)庫(kù)的采集、查閱及維護(hù)。
2.3系統(tǒng)操作分級(jí)限制系統(tǒng)用戶(hù)可以為共同使用該系統(tǒng)的多個(gè)用戶(hù)設(shè)置不同的使用級(jí)別,不同級(jí)別的用戶(hù)在進(jìn)入系統(tǒng)后有不同的功能范圍,從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全性及用戶(hù)權(quán)限的管理。
1.1數(shù)據(jù)采集
安全信息涵蓋了水利工程的基本信息、危險(xiǎn)特性、安全生產(chǎn)管理機(jī)構(gòu)、安全生產(chǎn)責(zé)任人、安全生產(chǎn)管理人員、特種作業(yè)人員、特種設(shè)備作業(yè)人員、危險(xiǎn)設(shè)備、許可證照、安全風(fēng)險(xiǎn)較大作業(yè)、職業(yè)病危害情況、安全生產(chǎn)投入、安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)、安全生產(chǎn)獲獎(jiǎng)情況、行政處罰情況、安全生產(chǎn)事故信息、安全生產(chǎn)管理資料信息等。在采集手段上可采用2種手段:
1)基于互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)頁(yè)填報(bào);
2)基于移動(dòng)3G信號(hào)的移動(dòng)終端采集系統(tǒng)。
1.2監(jiān)督管理
監(jiān)督管理貫穿工程開(kāi)工到驗(yàn)收的全過(guò)程,主要分為工程概況、參建單位、建設(shè)程序、工程進(jìn)度、工程重量、施工安全、工程驗(yàn)收、質(zhì)量安全監(jiān)督、公眾留言等9個(gè)環(huán)節(jié)。
1.3巡查管理
通過(guò)安全巡查管理平臺(tái),推送基層巡查員巡查任務(wù);基層巡查員通過(guò)手持GPRS指紋巡查終端,接收巡查信息。巡查終端將通過(guò)指紋識(shí)別身份信息和巡查軌跡上傳到巡查管理平臺(tái),管理者可根據(jù)基層巡查員的任務(wù)軌跡,保質(zhì)保量地開(kāi)展水利安全監(jiān)督工作。同時(shí)借助巡查終端,可將巡查發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和實(shí)時(shí)照片上傳到管理平臺(tái),輔助管理者遠(yuǎn)程指揮和科學(xué)決策。
1.4安全事故管理
將水利安全生產(chǎn)事故處理流程化、常態(tài)化和科學(xué)化,通過(guò)數(shù)據(jù)傷亡人數(shù)和影響程度,自動(dòng)判斷事故等級(jí),及時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)等級(jí)的數(shù)據(jù)處理方案,并按照預(yù)定流程開(kāi)展數(shù)據(jù)處理工作,同時(shí)對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行登記備案,確保數(shù)據(jù)處理及時(shí)、合理、規(guī)范。3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)水利安全監(jiān)督管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)由屬性、空間和多媒體等數(shù)據(jù)庫(kù)組成。其中在存儲(chǔ)設(shè)計(jì)上實(shí)現(xiàn)屬性、空間和影音圖等信息的分開(kāi)獨(dú)立存儲(chǔ)和管理,以松耦合的方式關(guān)聯(lián),最大化方便屬性、多媒體數(shù)據(jù)的擴(kuò)展及與空間庫(kù)關(guān)系的維護(hù)。數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容上充分利用遼寧省第一次水利普查成果,包括屬性和空間數(shù)據(jù),并以各類(lèi)工程管理單位的注冊(cè)機(jī)構(gòu)碼為唯一識(shí)別標(biāo)識(shí)碼。通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),補(bǔ)充獲取在建或已建工程的安全生產(chǎn)信息及相關(guān)音像文件。
2網(wǎng)絡(luò)與信息安全設(shè)計(jì)
2.1網(wǎng)絡(luò)安全
依托遼寧省防汛骨干網(wǎng)和防火墻技術(shù),將系統(tǒng)的所有服務(wù)器都布設(shè)在水利廳信息中心機(jī)房,并用防火墻隔離。只允許安全的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(如HTTP協(xié)議等)通過(guò),其他如FTP,Telnet協(xié)議限制執(zhí)行。同時(shí)用ISAPI將對(duì)系統(tǒng)具有訪(fǎng)問(wèn)選線(xiàn)的用戶(hù)的IP地址限制在某一范圍內(nèi)。
2.2Web服務(wù)器安全
采用Web服務(wù)器IISS10,對(duì)允許訪(fǎng)問(wèn)的用戶(hù)、組、IP地址或域主機(jī)名進(jìn)行授權(quán),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)控制,同時(shí)與WindowsServer結(jié)合,控制用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限。
2.3數(shù)據(jù)庫(kù)安全
利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供的強(qiáng)大安全功能,如數(shù)據(jù)庫(kù)賬號(hào)、數(shù)據(jù)庫(kù)視圖、賬號(hào)操作權(quán)限等對(duì)訪(fǎng)問(wèn)機(jī)型控制。具體如下:1)使用身份認(rèn)證,使SQLServer的登錄安全與操作系統(tǒng)安全性高度集成,保證系統(tǒng)用戶(hù)的登錄安全;2)創(chuàng)建預(yù)定義的數(shù)據(jù)視圖,使用戶(hù)只能訪(fǎng)問(wèn)需要觀(guān)察的視圖;3)利用存儲(chǔ)過(guò)程。從安全的角度來(lái)看,存儲(chǔ)過(guò)程只存取安全表的實(shí)體,用戶(hù)程序訪(fǎng)問(wèn)的只是存儲(chǔ)過(guò)程,而不是數(shù)據(jù)表,從而保證了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全。
2.4通信安全
系統(tǒng)用2種不同的加密手段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信安全性的設(shè)計(jì):
1)采用安全協(xié)議加密客戶(hù)端和Web服務(wù)器之間傳輸?shù)男畔ⅲ?/p>
2)通過(guò)專(zhuān)門(mén)的加密算法實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間重要數(shù)據(jù)的加密傳輸。
中國(guó)鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)由很多控制系統(tǒng)構(gòu)成。通信系統(tǒng)是客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)重要組成系統(tǒng)之一,武廣客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)正線(xiàn)全長(zhǎng)968.52km雙線(xiàn),共設(shè)18個(gè)車(chē)站,通信系統(tǒng)建設(shè)通過(guò)采用先進(jìn)、成熟、經(jīng)濟(jì)、適用、可靠的系統(tǒng)設(shè)備,構(gòu)建高可靠、數(shù)字化的綜合通信網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),為客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)行車(chē)指揮和運(yùn)營(yíng)管理提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多種通信手段。
一、武廣客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)通信系統(tǒng)構(gòu)成
通信系統(tǒng)是客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)重要系統(tǒng)組成之一,系統(tǒng)由通信承載系統(tǒng)、通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及通信支撐系統(tǒng)組成,共14個(gè)通信子系統(tǒng)。
通信承載系統(tǒng)由傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、通信線(xiàn)路以及車(chē)站、段所綜合布線(xiàn)系統(tǒng)組成,為通信系統(tǒng)以及其他各類(lèi)應(yīng)用系統(tǒng)提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像業(yè)務(wù)的傳送服務(wù)。
通信業(yè)務(wù)系統(tǒng)由電話(huà)交換及接人系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、專(zhuān)業(yè)移動(dòng)通信系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)、綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成,提供有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)相結(jié)合的公務(wù)通信、調(diào)度通信等基本通信業(yè)務(wù)。
通信支撐系統(tǒng)由通信綜合網(wǎng)管系統(tǒng)、同步和時(shí)鐘系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、電源及通信信號(hào)機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)組成,作為上述通信承載網(wǎng)、通信業(yè)務(wù)網(wǎng)相關(guān)子系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)支撐,提供電源、時(shí)鐘同步、網(wǎng)絡(luò)管理等功能。
二、通信各子系統(tǒng)功能
2.1傳輸網(wǎng)
提供對(duì)車(chē)站間物理層業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)鏈路層業(yè)務(wù)的支持,實(shí)現(xiàn)TDM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送。
滿(mǎn)足信號(hào)系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、客運(yùn)服務(wù)等涉及安全生產(chǎn)、資金往來(lái)的應(yīng)用系統(tǒng)的通信傳送需求,并為通信業(yè)務(wù)網(wǎng)提供傳送通道。
采用STM-6410Gb/s系統(tǒng)組建多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)(MSTP)骨干匯聚層;采用STM-4622Mb/s接入網(wǎng)系統(tǒng)組建多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)(MSTP)接人層;采用STM-6410Gb/s設(shè)備組成鏈型網(wǎng)絡(luò),MSP鏈型復(fù)用段保護(hù)方式;采用STM-4622Mb/s設(shè)備,根據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的類(lèi)型組成多個(gè)通道保護(hù)環(huán)。
2.2數(shù)據(jù)網(wǎng)
為不涉及安全生產(chǎn)、資金往來(lái)的各種應(yīng)用系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)層的廣域網(wǎng)互聯(lián)服務(wù),包括綜合視頻監(jiān)控、會(huì)議電視、各類(lèi)信息系統(tǒng)等。采用MPLSVPN技術(shù)提供各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的隔離和QoS保證,利用本線(xiàn)MSTP傳輸系統(tǒng)作為承載平臺(tái)。采用核心、匯聚、接入3層結(jié)構(gòu)。
核心層在客專(zhuān)調(diào)度所設(shè)置骨干路由器,對(duì)全線(xiàn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā);匯聚層在沿線(xiàn)大站設(shè)置匯聚路由器,負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)發(fā);接入層在沿線(xiàn)客運(yùn)站、段所、客專(zhuān)公司設(shè)置接人路由交換設(shè)備,負(fù)責(zé)站內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接人。節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)MSTP系統(tǒng)提供的155Mb/s通道互連,構(gòu)成環(huán)形、星型雙歸。
利用MSTP多業(yè)務(wù)光接入網(wǎng)提供未設(shè)置數(shù)據(jù)網(wǎng)沒(méi)備節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚和接人。
2.3通信線(xiàn)路
在鐵路兩側(cè)電纜槽道內(nèi)各敷設(shè)1條主干32芯光纜,形成不同物理路徑的光纜線(xiàn)路,纖芯容量及分配滿(mǎn)足各專(zhuān)業(yè)的需求;沿線(xiàn)另敷設(shè)8芯短段光纜解決GSM-R光纖直放站的纖芯需求。
2.4車(chē)站、段所綜合布線(xiàn)
在客運(yùn)公司、動(dòng)車(chē)段、綜合維修段及各車(chē)站設(shè)置綜合布線(xiàn)系統(tǒng),由工作區(qū)子系統(tǒng)、水平子系統(tǒng)、干線(xiàn)子系統(tǒng)、設(shè)備間子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)組成。
2.5電話(huà)交換及接入系統(tǒng)
利用鐵通既有程控交換設(shè)備,按照綜合維修段管界分段納人既有鐵路電話(huà)交換網(wǎng)統(tǒng)一編號(hào)組網(wǎng)。
新沒(méi)接入網(wǎng)系統(tǒng),沿線(xiàn)車(chē)站新設(shè)ONU設(shè)備,分段接入新設(shè)OLT設(shè)備,OLT設(shè)備通過(guò)V5.2接人鐵通程控交換設(shè)備。
2.6調(diào)度通信系統(tǒng)
提供各種具有調(diào)度通信特征的語(yǔ)音通信業(yè)務(wù),實(shí)現(xiàn)固定用戶(hù)與移動(dòng)用戶(hù)的統(tǒng)一呼叫。提供鐵路專(zhuān)用通信、站場(chǎng)通信、站間通信。采用固定用戶(hù)接人交換系統(tǒng)WAS組織調(diào)度通信系統(tǒng)。通過(guò)與CSM-R系統(tǒng)互連,實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)無(wú)線(xiàn)調(diào)度一體化。在客專(zhuān)調(diào)度所、通信站新設(shè)調(diào)度所FAS設(shè)備,互為備用,實(shí)現(xiàn)調(diào)度所FAS設(shè)備的同城異地備用。沿線(xiàn)各車(chē)站、動(dòng)車(chē)段、動(dòng)車(chē)運(yùn)用所新設(shè)站段FAS,通過(guò)傳輸系統(tǒng)提供的E1接入調(diào)度所FAS設(shè)備。新設(shè)FAS設(shè)備通過(guò)30B+D接口、DSS1信令與既有部干調(diào)、路局?jǐn)?shù)調(diào)系統(tǒng)互聯(lián),解決調(diào)度臺(tái)間聯(lián)絡(luò)業(yè)務(wù)。
2.7專(zhuān)用移動(dòng)通信系統(tǒng)
采用GSM-R系統(tǒng)提供無(wú)線(xiàn)列調(diào)、ETCS-2列控、車(chē)次號(hào)跟蹤、調(diào)度命令傳輸、區(qū)間公務(wù)移動(dòng)通信等業(yè)務(wù)應(yīng)用。系統(tǒng)采用GSM-R技術(shù)實(shí)現(xiàn),由交換子系統(tǒng)、基站子系統(tǒng)、運(yùn)行與維護(hù)子系統(tǒng)、移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)、通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)以及GSM-R終端組成。
交換子系統(tǒng)、移動(dòng)智能網(wǎng)子系統(tǒng)、通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)由GSM-R核心網(wǎng)工程建設(shè)。
為避免基站子系統(tǒng)部分設(shè)備的單點(diǎn)故障提高GSM-R系統(tǒng)的可靠性,基站子系統(tǒng)可采用單網(wǎng)冗余覆蓋建設(shè)方案,當(dāng)某一個(gè)基站出現(xiàn)故障時(shí),相鄰兩個(gè)小區(qū)的覆蓋電平仍然能夠達(dá)到系統(tǒng)規(guī)定的性能要求。根據(jù)行車(chē)密度、車(chē)站股道數(shù)和定員數(shù),結(jié)合話(huà)務(wù)模型進(jìn)行測(cè)算,基站容量按樞紐站四載頻、一般車(chē)站三載頻、區(qū)間基站兩載頻設(shè)計(jì)。
2.8會(huì)議電視系統(tǒng)
會(huì)議電視系統(tǒng)為全線(xiàn)的運(yùn)營(yíng)管理提供高質(zhì)量的視頻會(huì)議功能。系統(tǒng)采用H.323架構(gòu),H.264壓縮編碼格式,利用數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行承載。
2.9應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)
應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)由應(yīng)急中心設(shè)備以及沿線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成,緊急情況下為應(yīng)急中心提供事故現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像,并建立雙向的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)傳輸。
長(zhǎng)大水底隧道(武廣瀏陽(yáng)河隧道)另設(shè)緊急電話(huà)系統(tǒng)、隧道視頻監(jiān)控系統(tǒng)和廣播系統(tǒng),為隧道的緊急救援提供更多的通信保障。
2.10綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)
由監(jiān)控中心、監(jiān)控分中心、監(jiān)控終端以及前端設(shè)備構(gòu)成。監(jiān)控中心設(shè)于客專(zhuān)調(diào)度所,負(fù)責(zé)全線(xiàn)視頻監(jiān)控設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理和調(diào)度,可以對(duì)全線(xiàn)的視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行調(diào)用。監(jiān)控分中心設(shè)于沿線(xiàn)客運(yùn)站,負(fù)責(zé)本站及相鄰區(qū)間的圖像存儲(chǔ)、后期分析處理以及圖像的分發(fā)管理。監(jiān)控終端設(shè)于調(diào)度所、綜合維修段、路局相關(guān)部門(mén)。可以對(duì)管內(nèi)的視頻監(jiān)控圖像進(jìn)行調(diào)用。前端由攝像機(jī)設(shè)備、光端機(jī)、視頻服務(wù)器(編碼器)設(shè)備組成,設(shè)置于沿線(xiàn)車(chē)站、區(qū)間現(xiàn)場(chǎng),實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控對(duì)象圖像的采集和前期分析處理。
2.11通信綜合網(wǎng)管系統(tǒng)
在客專(zhuān)調(diào)度所設(shè)置綜合網(wǎng)管系統(tǒng)中心設(shè)備,包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用、采集服務(wù)器、磁盤(pán)陣列、交換機(jī)、第三方軟件、應(yīng)用軟件、管理終端等,實(shí)現(xiàn)對(duì)客專(zhuān)調(diào)度所管轄范圍內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)的管理。前端通過(guò)與各通信子系統(tǒng)網(wǎng)元級(jí)管理系統(tǒng)互連,實(shí)現(xiàn)對(duì)通信子系統(tǒng)網(wǎng)管信息的采用。在綜合維修段、路局沒(méi)置遠(yuǎn)程管理工作終端,滿(mǎn)足相關(guān)運(yùn)營(yíng)維護(hù)人員對(duì)其管內(nèi)通信系統(tǒng)的管理。
2.12同步及時(shí)鐘分配系統(tǒng)
為通信系統(tǒng)以及其他信息系統(tǒng)提供時(shí)鐘同步、時(shí)間同步功能。時(shí)鐘同步采用主、從同步方式,沿線(xiàn)設(shè)置多個(gè)二級(jí)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘BFF$,時(shí)鐘同步源取自鐵通既有LPR時(shí)鐘信號(hào)。在客專(zhuān)調(diào)度所設(shè)置中央主時(shí)鐘(包括GPS)以及NTP分配單元,通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)、傳輸系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)。
2.13電源系統(tǒng)
系統(tǒng)采用直流通信設(shè)備提供高可靠性的48v直流電源、交流通信設(shè)備提供高可靠性的220V交流電源。
采用組合開(kāi)關(guān)電源設(shè)備和閥控式密封鉛酸蓄電池組,電源整流模塊采用N+I方式備份,配置2組蓄電池組,后備時(shí)間1h。采用UPS系統(tǒng)和后備電池組,配置1組蓄電池組,后備時(shí)間1h。
2.14通信電源及通信信號(hào)機(jī)房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)通信、信號(hào)機(jī)房的機(jī)房運(yùn)行環(huán)境和安全等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,可監(jiān)測(cè)的環(huán)境量包括溫濕度、煙霧、水浸、門(mén)禁、非法入侵、空調(diào)的控制;對(duì)通信系統(tǒng)所采用的交、直流電源設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
由一級(jí)監(jiān)控中心、二級(jí)監(jiān)控中心、前端監(jiān)測(cè)單元SU設(shè)備構(gòu)成。一級(jí)監(jiān)控中心設(shè)于客專(zhuān)調(diào)度所,負(fù)責(zé)對(duì)全線(xiàn)動(dòng)力設(shè)備和環(huán)境的集中監(jiān)控和管理;二級(jí)監(jiān)控中心沒(méi)于沿線(xiàn)通信站、綜合維修段,負(fù)責(zé)對(duì)其管內(nèi)的動(dòng)力設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控和管理。
足球機(jī)器人是一個(gè)極富挑戰(zhàn)性的高技術(shù)密集密集型項(xiàng)目,融小車(chē)機(jī)械、機(jī)器人學(xué)、機(jī)電一體化、單片機(jī)、數(shù)據(jù)融合、精密儀器、實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理與圖像識(shí)別、知識(shí)工程與專(zhuān)家系統(tǒng)、決策、軌跡規(guī)劃、自組織與自學(xué)習(xí)理論、多智能體協(xié)調(diào)以及無(wú)線(xiàn)通信等理論和技術(shù)于一體,既是一個(gè)典型的智能機(jī)器人系統(tǒng),又為研究發(fā)展多智能體系統(tǒng)、多機(jī)器人之間的合作與對(duì)抗提供了生動(dòng)的研究模型。它通過(guò)提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)任務(wù),使研究人員利用各種技術(shù)獲得更好的解決方案,從而有效促進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。其聽(tīng)理論與技術(shù)可應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、自動(dòng)化流水線(xiàn)、救援、教育等實(shí)踐領(lǐng)域,從而有效推動(dòng)國(guó)家科技經(jīng)濟(jì)等方面的發(fā)展。機(jī)器人足球從一個(gè)側(cè)面反映了一個(gè)國(guó)家信息與自動(dòng)化領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和高技術(shù)發(fā)展水平。
目前,國(guó)際上有機(jī)器人足球比賽分為兩大系列——FIRA和Robocup。本文所要論述的系統(tǒng)所應(yīng)用的F-180小型足球機(jī)器人比賽就是RoboCup系列中應(yīng)用較廣泛的一種。
F-180小型足球機(jī)器人足球比賽的示意圖如圖1所示,比賽雙方各有5名機(jī)器人小車(chē)在場(chǎng)上。足球機(jī)器人系統(tǒng)在硬件設(shè)備方面包括機(jī)器人小車(chē)、攝像裝置、計(jì)算機(jī)主機(jī)和無(wú)線(xiàn)發(fā)射裝置;從功能上分,它包括機(jī)器人小車(chē)、視覺(jué)、決策和無(wú)線(xiàn)通信四個(gè)子系統(tǒng)。
其中無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)是銜接主機(jī)和底層機(jī)器人不可缺少的一環(huán),它必須保證從主機(jī)端到機(jī)器人底層之間的數(shù)據(jù)傳送是可靠的,從而使得機(jī)器人比較能夠順利流暢進(jìn)行。由于比賽雙方都有多個(gè)機(jī)器人同時(shí)在場(chǎng)地上跑動(dòng),要求無(wú)線(xiàn)通信有一定的抗干擾性。無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的性能相當(dāng)程度上直接影響著機(jī)器人的場(chǎng)上表現(xiàn)。
1系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
比賽中從攝像頭來(lái)的視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理之后得到控制小車(chē)用的數(shù)據(jù)信息,而無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的就是將這些數(shù)據(jù)信息及時(shí)準(zhǔn)確地送達(dá)場(chǎng)上的每一個(gè)機(jī)器人小車(chē),系統(tǒng)采用廣播方式,各機(jī)器人根據(jù)特定標(biāo)志識(shí)別發(fā)給自己的有用數(shù)據(jù),從而進(jìn)行決策與行動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)的框圖如圖2所示。
1.1發(fā)送端的硬件設(shè)計(jì)
發(fā)送端主要用PIC16F877單片機(jī)實(shí)現(xiàn)編碼和對(duì)發(fā)射機(jī)的控制,計(jì)算機(jī)通過(guò)串行口發(fā)送數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)PIC16F877編碼后再通過(guò)PTR3000無(wú)線(xiàn)通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送出去。
所采用的PIC16F877單處機(jī)是MICROCHIP公司推出的8位單片機(jī)。采用RISC指令系統(tǒng)和哈佛總線(xiàn)結(jié)構(gòu),最高運(yùn)行的時(shí)鐘頻率可達(dá)20MHz,因而指令運(yùn)行速度快。它有很寬的工作電壓范圍,可直接與3.3V的PTR3000無(wú)線(xiàn)通信模塊配合使用。
TR3000無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)模塊是一種半雙工收發(fā)器,采用NORDIC公司的nrf903無(wú)線(xiàn)收發(fā)芯片,工作頻率采用國(guó)際通用的數(shù)傳頻段ISM,頻段915MHz,工作頻率可以在902MHz~928MHz可變。采用GMSK調(diào)制,抗干擾能力強(qiáng),特別適合工業(yè)控制。靈敏度高,達(dá)到-100dBm,最大發(fā)射功率+10dBm,工作電壓為2.7V~3.3V。它最多有169個(gè)頻道,可滿(mǎn)足需要多頻道的場(chǎng)合,最高數(shù)據(jù)速率可達(dá)76.8kbps。因而完全可以滿(mǎn)足小型組機(jī)器人通信的數(shù)傳速率與距離的需要。
本系統(tǒng)中PIC16F877就是采用20MHz的時(shí)鐘信號(hào),能夠滿(mǎn)足即時(shí)收發(fā)數(shù)據(jù)以及編碼的需要。整個(gè)系統(tǒng)中包含兩種電源,無(wú)線(xiàn)通信模塊的電源為3.3V,而MAX232又需要+5電源。信號(hào)線(xiàn)的連接也要考慮兩種電平的匹配問(wèn)題,在必要的地方要加上電平轉(zhuǎn)換電路。
首先單片機(jī)要接收來(lái)自計(jì)算機(jī)端的數(shù)據(jù),計(jì)算機(jī)串口輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)MAX232由232電平轉(zhuǎn)換為T(mén)TL電平。但是由于單片機(jī)采用3.3V電平,因而MAX232輸出的信號(hào)需經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換才能輸入單片機(jī),電平轉(zhuǎn)換可以采用TI公司提供的典型電平匹配電路(見(jiàn)圖3),也可采用74LVCXX系列邏輯門(mén)來(lái)轉(zhuǎn)換。
由于PIC16F877只有一個(gè)異步串行口,因而要通過(guò)16C550通用同步異步收發(fā)器(USART)芯片來(lái)擴(kuò)展一個(gè)異步串行口。這樣就可以保證從計(jì)算機(jī)串口輸出的數(shù)據(jù)與無(wú)線(xiàn)通信的數(shù)據(jù)速率不同,從而使原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)通信編碼及打包數(shù)據(jù)量增加之后也能及時(shí)傳送,并且在必要時(shí)也能將接收數(shù)據(jù)送回計(jì)算機(jī)端,實(shí)現(xiàn)半雙工通道。系統(tǒng)的電路圖如圖4。從圖4可以看出PIC單片機(jī)采用并口對(duì)16C550進(jìn)行初始化配置。由于16C550共有10個(gè)寄存器,且占用了8個(gè)地址,因而PIC單片機(jī)用RA0、RA1、RA2三個(gè)通用I/O口做地址線(xiàn)選擇16C550的各個(gè)寄存器。單片機(jī)可以不斷通過(guò)RB1、RB2引腳檢測(cè)TXRDY、RXRDY信號(hào)獲知ST16C550是否接收到數(shù)據(jù),還是已經(jīng)發(fā)送了數(shù)據(jù)。還可以通過(guò)把16C550設(shè)置成中斷方式使每接收到一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)便產(chǎn)生一次中斷使INT信號(hào)有效,單片機(jī)進(jìn)入中斷處理程序,從而使單片機(jī)的執(zhí)行效率更高。
單片機(jī)通過(guò)自帶的異步串行口輸出數(shù)據(jù)到PTR3000通信模塊。由于nrf903芯片接收和發(fā)送數(shù)據(jù)共用一個(gè)引腳,因而需要其他電路來(lái)解復(fù)用。最簡(jiǎn)單的方法就是在單片機(jī)的TX引腳先接一個(gè)10kΩ的隔離電阻,再與RX和PTR3000的DATA引腳相連。但是這種方法有兩個(gè)缺點(diǎn),它會(huì)造成發(fā)送的數(shù)據(jù)串入到單片機(jī)的接收引腳中,另外發(fā)送信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力受到了極大的限制。因此,本系統(tǒng)采用了74HC244三態(tài)緩沖器作為隔離(見(jiàn)圖4中虛線(xiàn)框內(nèi)所示),并且通過(guò)單片機(jī)的RB4控制收發(fā)狀態(tài),因而在半雙工方式下發(fā)送信號(hào)與接收信號(hào)可以互不干擾地傳送。
對(duì)于通信模塊工作狀態(tài)的控制主要包含表1所列的這幾個(gè)信號(hào),通過(guò)單片機(jī)的普通I/O口即可控制。
表1PTR3000工作工作模式配置表
PTR3000工作模式STBYPWR-DWNTXENCS
正常工作:接收0000
正常工作:發(fā)射0010
掉電模式01XX
待機(jī)模式10XX
1.2發(fā)送端的軟件設(shè)計(jì)
當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位時(shí),單片機(jī)首先要對(duì)PTR3000無(wú)線(xiàn)通信模塊和16C550的寄存器進(jìn)行編程初始化。PTR3000的初始化編程是通過(guò)同步串行信號(hào)進(jìn)行的,總共有三個(gè)信號(hào)CFG_CLK、CS和CFG_DATA,分別連接到單片機(jī)RC3、RB7、RC5引腳。PIC16F877單片機(jī)本身就有同步串行口功能模塊,但是由于PTR3000的同步串行數(shù)據(jù)位為14位,并非整數(shù)字節(jié),而且14位數(shù)據(jù)必須一次初始化完成,因此實(shí)際通過(guò)普通的I/O口編程來(lái)實(shí)現(xiàn)這14位的同步串行信號(hào)更方便一些。在整個(gè)初始化期間CS信號(hào)必須一直為高電平。這14位初始化字的定義見(jiàn)表2。在初始化同步串行信號(hào)輸出時(shí)最高有效位在先。在對(duì)PTR3000編程前先其狀態(tài)為接收狀態(tài)以免在其他頻率造成無(wú)線(xiàn)干擾,編程完成后就可以將狀態(tài)改為發(fā)射狀態(tài)了。
表2PTR3000初始化控制字各位定義
Bit參數(shù)名稱(chēng)符號(hào)參數(shù)
位數(shù)
0~1頻段FB必須為了10(表示為選擇頻段915±13MHz)2
2~9頻點(diǎn)CHf=902.1696+CH·0.1536(MHz)
10~11輸出功率POUT發(fā)射功率≈-8dBm+6dBm·POUT2
12~13時(shí)鐘分頻輸出Fup"00"=>Fup=fxtal
"01"=>Fup=fxtal/2
"10"=>Fup=fxtal/4
"11"=>Fup=fxtal/82
接下來(lái)對(duì)16C550的初始化設(shè)置。由于PIC16F877自身的并行口對(duì)16C550進(jìn)行初始化編程設(shè)置各個(gè)寄存器,需要注意的只是在輸出每一個(gè)字節(jié)之前先要通過(guò)RA0~RA2輸出相應(yīng)字節(jié)的地址信號(hào)。在初始化設(shè)置時(shí)將16C550的波特率設(shè)置低于76.8kbps,以保證接收的數(shù)據(jù)能夠通過(guò)PTR3000即時(shí)發(fā)送。
1.3接收端的硬件設(shè)計(jì)
接收端裝在每個(gè)機(jī)器人小車(chē)上,由于機(jī)器人小車(chē)的控制采用DSP控制器TMS320LF2407,因而在接收端PTR3000無(wú)線(xiàn)通信模塊就采用TMS320LF2407來(lái)控制。通過(guò)PTR3000接收的數(shù)據(jù)直接輸入DSP,由DSP進(jìn)行解碼,從而做出決策和發(fā)出控制信號(hào)。因而無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的接收端電路相對(duì)發(fā)送端要簡(jiǎn)單得多,只需用TMS320LF2407代替發(fā)送電路中的單片機(jī)與PTR3000模塊相連接即可。PTR3000的初始化編程也就由2407的普通I/O口來(lái)實(shí)現(xiàn),只不過(guò)在初始化編程之后依舊保持PTR3000處在接收狀態(tài)。
2協(xié)議的設(shè)計(jì)
2.1物理層的編碼設(shè)計(jì)
物理層的編碼設(shè)計(jì)要根據(jù)所采用的物理器件和物理信道的特性來(lái)決定。本系統(tǒng)采用PTR3000無(wú)線(xiàn)通信模塊在接收模塊中為了獲得0直流電平就需要在所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中邏輯“0”和邏輯“1”的數(shù)量相等。只有滿(mǎn)足上述條件接收部分才會(huì)獲得很高的接收正確率。長(zhǎng)時(shí)間空閑也會(huì)導(dǎo)致接收部分的0直流電平漂移,因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的空閑實(shí)際上一直發(fā)送的是邏輯“1”。
由于PTR3000的這些特性,很自然就想到采用曼徹斯特編碼(Manchester)(也稱(chēng)為數(shù)字雙向碼(DigitalBiphase)或分相碼(Biphase,Split-phase)。它采用一個(gè)周期的方波表示“1”,而且它的反向波形表示“0”。由于方波的正負(fù)周期各占一半,因而信號(hào)中不存在直流分量。在異步串行通信中有一個(gè)起始位“0”,因此將停止位“1”長(zhǎng)度也設(shè)為一位,這樣在一個(gè)字節(jié)共10位信號(hào)中也就不存在直流分量了。只是加了曼徹斯特編碼之后原來(lái)一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)現(xiàn)在要兩個(gè)字節(jié)才能傳送。
圖4
有一些數(shù)字節(jié),不會(huì)在進(jìn)行曼徹斯特編碼之后的數(shù)據(jù)串口出現(xiàn),但是在一個(gè)字節(jié)中也具有0直流分量的特性,也有很高的接收正確率。這類(lèi)數(shù)據(jù)字節(jié)如:0xF0、0x0F、0xCC、0x33等。從碼型看來(lái)其中0xF0碼型定時(shí)性能是最好的(其碼型見(jiàn)圖5),它很容易使異步接收器達(dá)到同步并且不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。由于0xF0的這種特性就可以用它做同步碼元,在空閑的時(shí)間內(nèi)通信系統(tǒng)就通過(guò)一直發(fā)送同步碼元,使接收端保持同步,而且也可以保持接收模塊的0直流電平狀態(tài)。
2.2糾錯(cuò)編碼設(shè)計(jì)
為了在有一定外界干擾的情況下,保證主要與機(jī)器人之間的無(wú)線(xiàn)通信依然穩(wěn)定可靠,必須采取一定的抗干擾措施,這可以采用糾錯(cuò)編碼來(lái)實(shí)現(xiàn)。可以選擇糾錯(cuò)編碼方案有(14,8)分組碼、(7,4)分組碼和循環(huán)碼,需要使用兩字節(jié)的長(zhǎng)度發(fā)送一字節(jié)的有效信息;(5,2)分組碼和循環(huán)碼,交錯(cuò)碼、(21,8)分組碼和縮短循環(huán)碼、(21,9)BCH碼、(21,12)BCH碼,需要使用三字節(jié)的長(zhǎng)度發(fā)送一字節(jié)的有效信息。
系統(tǒng)中使用了(7,4)分組碼,并在實(shí)際中取得了較好的效果。它的構(gòu)成方式如下:
假定不做任何處理的原碼格式為:
其高四位的監(jiān)督碼為:
A2A1A0
其低四位的監(jiān)督碼為:
B2B1B0
則編碼后成為兩個(gè)byte長(zhǎng)度:
1X7X6X5X4A2A1A0
0X3X2X1X0B2B1B0
其中每個(gè)字節(jié)的最高位作為標(biāo)志位,用于表示高四位和低四位,高四位用“1”做標(biāo)志,低四位用“0”做標(biāo)志。接收端通過(guò)檢測(cè)標(biāo)志進(jìn)行重組和解碼。對(duì)于譯碼基本方法有維特比譯碼和使用監(jiān)督矩陣譯碼,可根據(jù)具體的編碼方案靈活選用。
2.3幀格式設(shè)計(jì)
一般數(shù)據(jù)幀包括幀頭、機(jī)器人標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、保留字節(jié)等內(nèi)容,通常按照下面的格式排列:
幀頭機(jī)器人標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)保留字?jǐn)?shù)據(jù)校驗(yàn)
2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)流程圖
華彬能源集團(tuán)的企業(yè)信息、崗位信息、人員信息錄入系統(tǒng),集團(tuán)公司利用EXCEL計(jì)算薪酬,并將結(jié)果數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器,并審核生成工資信息。
2.2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖
華彬能源集團(tuán)薪酬管理系統(tǒng)包括集團(tuán)管理平臺(tái)和二級(jí)單位管理平臺(tái)兩大部分。集團(tuán)公司管理平臺(tái)包括崗位管理、考核管理、人員管理、工資管理以及系統(tǒng)管理。二級(jí)單位管理平臺(tái)包括考核管理、人員管理、工資管理以及系統(tǒng)管理。
2.3系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境
開(kāi)發(fā)工具,服務(wù)器操作系統(tǒng)采用MicrosoftWindows2003Server;數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用MicrosoftSQLServer2005;運(yùn)行平臺(tái)IIS5.0以上。客戶(hù)端操作系統(tǒng)采用Windowsxp及以上版本,IE瀏覽器要求6.0以上。
3.系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)
系統(tǒng)根據(jù)集團(tuán)實(shí)際需要,華彬能源集團(tuán)薪酬管理系統(tǒng)分為兩大平臺(tái):集團(tuán)公司管理平臺(tái)和二級(jí)單位管理平臺(tái)。
3.1集團(tuán)公司管理
集團(tuán)公司管理平臺(tái)包括:崗位管理、考核管理、人員管理、工資管理、系統(tǒng)管理。
3.1.1崗位管理
崗位管理包括1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù):可以添加下屬企業(yè)和維護(hù)企業(yè)信息。2)基本崗位信息維護(hù)管理:可以添加崗位和崗位信息維護(hù)。3)試用期崗位:可以添加試用期崗位和對(duì)使用其崗位維護(hù)。
3.1.2人員管理
人員管理包括1)生成人員崗位信息:生成人員信息和生成崗位信息。2)人員信息維護(hù):添加人員信息和人員信息維護(hù)3)人員單位調(diào)整:?jiǎn)挝徽{(diào)動(dòng)。
3.1.3考核管理
考核管理包括:1)工資計(jì)算表下載:標(biāo)準(zhǔn)月度工資計(jì)算表和標(biāo)準(zhǔn)年度工資計(jì)算表。2)集團(tuán)公司考核錄入:集團(tuán)公司月度考核錄入和集團(tuán)公司年度考核錄入。3)月度考核審核:月考核結(jié)果審核。4)年度考核審核:年度考核結(jié)果審核。
3.1.4工資管理
工資管理包括:1)月度工資發(fā)放:月度工資制表和月度工資查詢(xún)。2)年度工資發(fā)放:年度工資制表和年度工資發(fā)放。
3.1.5系統(tǒng)管理
對(duì)管理員進(jìn)行維護(hù)。包括:1)管理員管理:管理員添加和管理員維護(hù)。2)口令維護(hù):口令更改。
3.2二級(jí)單位管理平臺(tái)
二級(jí)單位管理平臺(tái)包括:考核管理、人員管理、工資管理、系統(tǒng)管理。
3.2.1考核管理
考核管理包括:1)標(biāo)準(zhǔn)工資計(jì)算表下載:標(biāo)準(zhǔn)月度工資表下載和標(biāo)準(zhǔn)年度工資表下載。2)月度考核信息:月度考核數(shù)據(jù)錄入和月度考核記錄。3)年度考核信息:年度考核數(shù)據(jù)錄入和年度考核記錄。
3.2.2人員管理
人員管理包括:1)人員信息維護(hù):添加人員信息。2)人員信息修改、查詢(xún)、刪除、調(diào)級(jí):人員信息維護(hù)。3)生成人員崗位信息:生成人員信息和生成崗位信息。
3.2.3工資管理
工資管理包括1)月度工資:月度工資查詢(xún)和月度工資下載。2)年度工資:年度工資查詢(xún)和年度工資下載。
文博系統(tǒng)信息化,是指充分利用現(xiàn)代信息技術(shù),深入開(kāi)發(fā)、充分利用文物信息資源,全面提升文物保護(hù)、搶救、利用和管理工作水平。它可分技術(shù)的信息化、數(shù)據(jù)處理的信息化、管理和辦公的信息化、藏品研究和管理的信息化及虛擬博物館等五個(gè)層次。它涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等多項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)。飛速發(fā)展的信息技術(shù)正從根本上改變著人們的思想觀(guān)念和工作方式,它帶來(lái)挑戰(zhàn)的同時(shí)也帶來(lái)了機(jī)遇,傳統(tǒng)的文博系統(tǒng)如何調(diào)整管理模式以適應(yīng)信息時(shí)代的要求,與整個(gè)社會(huì)共同成長(zhǎng),如何讓科技之光照耀不朽文明,讓中華文明重放異彩,是當(dāng)前亟待研究和解決的課題。
一、文博系統(tǒng)信息化建設(shè)的意義
促進(jìn)文博隊(duì)伍建設(shè)的專(zhuān)業(yè)化。在文物調(diào)查和數(shù)據(jù)采集中,指標(biāo)體系比較復(fù)雜,這不僅要加大人員的培訓(xùn)力度,更要注重培訓(xùn)和實(shí)際操作相結(jié)合,充分發(fā)揮專(zhuān)業(yè)人員的傳、幫、帶作用,使基層工作人員在培訓(xùn)、工作中不斷地學(xué)習(xí)新知識(shí)、掌握新技能,提高自己的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)和業(yè)務(wù)能力。文物系統(tǒng)信息化的建設(shè)過(guò)程也是對(duì)文博干部的教育、培訓(xùn)、提高的過(guò)程,通過(guò)文物系統(tǒng)信息化建設(shè),可為文博系統(tǒng)培養(yǎng)一批高素質(zhì)的信息化專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍。
3、促進(jìn)文博行業(yè)管理的科學(xué)化。隨著文物資料信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)和摸清文物家底,使文博信息數(shù)據(jù)一目了然,從而為文物的搶救、保護(hù)及合理利用提供科學(xué)的決策依據(jù),使我們文博行業(yè)管理機(jī)構(gòu)在資產(chǎn)管理、經(jīng)費(fèi)管理、宏觀(guān)決策工作上更趨科學(xué)、合理。同時(shí)文物數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的建立,使各級(jí)文物收藏單位文物保管的科學(xué)性大為增強(qiáng),工作效率大大提高。文博系統(tǒng)的數(shù)字化建設(shè)可直接帶動(dòng)保管研究、陳列展示、宣傳教育、對(duì)外交流等工作,提高了文物保護(hù)資金的使用效益,促進(jìn)博物館教育功能的發(fā)揮,提升了博物館社會(huì)服務(wù)水平,擴(kuò)展了博物館的生存發(fā)展空間。 4、促進(jìn)文博資源效益的最大化。作為不可移動(dòng)文物資源來(lái)講,除部分作為旅游景點(diǎn)開(kāi)發(fā)利用以外,大部分資源價(jià)值未得到利用;作為館藏文物來(lái)講,除部分通過(guò)博物館展示以外,大部分塵封在庫(kù)房,文物資源得不到合理利用,價(jià)值得不到體現(xiàn)。而信息化建設(shè)的開(kāi)展為文博資源的合理利用提供了基礎(chǔ),特別是數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施,給文博管理、文物宣傳和文博資源信息的合理利用提供了許多啟示和契機(jī)。
5、促進(jìn)先進(jìn)文化的大眾化。通過(guò)文化遺產(chǎn)信息資源開(kāi)發(fā),借助虛擬展示和交互技術(shù),建立基于祖國(guó)深厚傳統(tǒng)文化內(nèi)涵的電子游戲、網(wǎng)上歷史文化和革命傳統(tǒng)知識(shí)庫(kù)。通過(guò)校園、家庭、網(wǎng)上等多種途徑,把優(yōu)秀文化生動(dòng)具體地融入青少年成長(zhǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié),用健康、益智、有趣的游戲和傳統(tǒng)文化知識(shí)吸引青少年,使他們?cè)谟螒蚝蛫蕵?lè)中也能得到身心放松、知識(shí)積累和情操陶冶。通過(guò)數(shù)字博物館建設(shè),擴(kuò)大、延伸文物展覽的空間和時(shí)間,改善展示手段,從而更加貼近群眾、貼近實(shí)際、貼近生活,使人民群眾可以不受時(shí)間和空間的限制,在自主欣賞不同地域、不同主題的文物和文化知識(shí)、充分享受傳統(tǒng)文化魅力的同時(shí),接受中華民族優(yōu)秀歷史文化和革命傳統(tǒng)的教育,增強(qiáng)文化認(rèn)同感。
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計(jì)算機(jī)理論淺談電子仿真在電子教學(xué)中的應(yīng)用
一、電子仿真在電子教學(xué)中的優(yōu)越性
隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力發(fā)展,各種電子仿真軟件不斷涌現(xiàn)。當(dāng)今世界流行的電子仿真軟件如:ORCAD、PSPICE、MATLAB、PROTELDXP、MULTISIM等。而其中PROTELDXP、MULTISIM在職業(yè)院校電子教學(xué)點(diǎn)突出、功能齊全、操作方便、普及性較高。利用仿真軟件來(lái)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和技術(shù)指標(biāo)都是真實(shí)有效的,不需要附加額外條件,與實(shí)際電路運(yùn)行相同。無(wú)需太多的抽象思維,與在實(shí)驗(yàn)室工作一樣,任意設(shè)計(jì)電路、運(yùn)行、數(shù)據(jù)分析,許多的教學(xué)內(nèi)容在課堂上就能解決,教學(xué)效果好,教學(xué)效率高。而且電子仿真在計(jì)算機(jī)上完成各種實(shí)驗(yàn),將大大的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,使原來(lái)無(wú)味的理論教學(xué)變得生龍活虎。使得從感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)變得非常直觀(guān)。增強(qiáng)了學(xué)生的互動(dòng)性。
用計(jì)算機(jī)仿真代替了大包大攬的試驗(yàn)電路,大大減輕驗(yàn)證階段的工作量,其強(qiáng)大的實(shí)時(shí)交互性、信息的集成性和生動(dòng)直觀(guān)性,為電子專(zhuān)業(yè)教學(xué)創(chuàng)設(shè)了良好的平臺(tái),極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,能夠突出教學(xué)重點(diǎn)、突破教學(xué)難點(diǎn),并能保存仿真中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù),為整機(jī)檢測(cè)提供參考數(shù)據(jù),還可保存大量的單元電路、元器件的模型參數(shù),采用仿真軟件能滿(mǎn)足整個(gè)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證過(guò)程的自動(dòng)化。所以電子仿真在職業(yè)院校電子教學(xué)中的廣泛應(yīng)用將會(huì)給電子技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)革命。同時(shí)也給電子設(shè)計(jì)人員帶來(lái)了一場(chǎng)前所未有的發(fā)展前錦。
過(guò)去有些沒(méi)有實(shí)驗(yàn)條件的學(xué)校教師在進(jìn)行電子教學(xué)時(shí),一般都是在黑板上畫(huà)電路,而且不標(biāo)準(zhǔn)也不美觀(guān),起不到很好的示范作用,現(xiàn)在利用仿真軟件可以很方便的畫(huà)出標(biāo)準(zhǔn)而且美觀(guān)的電路,使得電子教學(xué)不論是理論還是實(shí)驗(yàn)課大大的提升到新的水平,很容易激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神。過(guò)去由于實(shí)驗(yàn)器材等因素的影響,很多學(xué)生不能親自參加電子實(shí)驗(yàn)。而且有的電子實(shí)驗(yàn)學(xué)生要接觸到電,所以也存在一些不安全的因素,現(xiàn)在利用電子仿真軟件可以使學(xué)生放心大膽的去完成各種電子實(shí)驗(yàn),給電子教學(xué)帶來(lái)很大的發(fā)展前錦。
二、電子仿真在電子教學(xué)理論課中的作用
過(guò)去由于電子教師在教學(xué)中大都采用理論傳統(tǒng)的教學(xué)模式,使得理論課教學(xué)枯燥無(wú)味。采用電子仿真軟件后,理論課教學(xué)可以生動(dòng)活潑,特別是有些理論課要用實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證他的實(shí)際性,更顯得電子仿真軟件的必要性。在以前很難用實(shí)驗(yàn)去進(jìn)行的理論分析,現(xiàn)在顯得運(yùn)用自如,而且電子仿真軟件提供了多種理論分析的方法,這些在以前的電子教學(xué)中是不容易實(shí)現(xiàn)的。電子仿真軟件引入電子理論課教學(xué)后,一改過(guò)去老師講的課堂教學(xué)模式,可以和學(xué)生互動(dòng),讓學(xué)生參與到電子理論教學(xué)中來(lái),可以大大的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)理論課的積極性和趣味性,培養(yǎng)學(xué)生的理論水平,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
二、文博系統(tǒng)信息化發(fā)展現(xiàn)狀
上世紀(jì)末,文博系統(tǒng)就已開(kāi)始利用計(jì)算機(jī)信息化技術(shù)在對(duì)館藏文物信息管理方面做了有益的嘗試和探索,各地因地制宜、突出重點(diǎn)、注重實(shí)效,穩(wěn)步推進(jìn),取得了明顯的階段性成果,為文博系統(tǒng)信息化工作開(kāi)展奠定了基礎(chǔ)。文化遺產(chǎn)信息資源建設(shè)初具規(guī)模;文博行業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)起步;信息化應(yīng)用體系建設(shè)不斷完善;信息化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)及基礎(chǔ)性研究取得進(jìn)展;信息化工作機(jī)構(gòu)與人才隊(duì)伍建設(shè)初見(jiàn)成效。
但是,我們必須看到,隨著信息化技術(shù)的逐步發(fā)展,原來(lái)的計(jì)算機(jī)信息化管理只是一種初步的應(yīng)用,與文博事業(yè)發(fā)展要求相比,與其他領(lǐng)域的信息化發(fā)展水平相比,還存在一定的差距,值得我們進(jìn)一步研究與探討。主要表現(xiàn)在以下方面:
對(duì)文博系統(tǒng)信息化建設(shè)的意義和必要性重視不夠,對(duì)信息化建設(shè)的基本規(guī)律認(rèn)識(shí)不足,尚未建立起統(tǒng)一、有效的信息化工作管理體制和運(yùn)行機(jī)制,對(duì)文物信息資源開(kāi)發(fā)利用和產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作的意識(shí)較為薄弱。
3、文博系統(tǒng)信息化基礎(chǔ)設(shè)施還比較落后,尚未建立滿(mǎn)足文博事業(yè)發(fā)展需要的大容量信息存儲(chǔ)和交換體系。現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)與信息系統(tǒng)安全缺乏可靠保障,數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)、安全認(rèn)證體系亟待建立。
4、資金投入嚴(yán)重不足。受資金缺乏和各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約,各地信息化發(fā)展極不平衡。在資金投入方面存在著重硬件、輕軟件,重設(shè)施、輕數(shù)據(jù),重新建、輕整合與維護(hù)等問(wèn)題,資金管理力度不夠,使用效率不高。
5、信息化專(zhuān)業(yè)人才匱乏。數(shù)量嚴(yán)重不足,知識(shí)結(jié)構(gòu)不甚合理,專(zhuān)業(yè)素質(zhì)亟待提高。既懂信息技術(shù)、又懂文物專(zhuān)業(yè)知識(shí)的復(fù)合型人才尤為緊缺。制度化、規(guī)范化的信息技術(shù)培訓(xùn)體系尚未建立,從業(yè)人員對(duì)信息技術(shù)的掌握和應(yīng)用能力較低。
6、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中錄入的館藏文物藏品的檔案信息不夠完整,不能全面、準(zhǔn)確地反映文物藏品的完整情況,給藏品的保護(hù)、研究和利用帶來(lái)極大不便。
7、文物信息化缺乏對(duì)外交流和宣傳平臺(tái)。文物事業(yè)信息化工作存在閉門(mén)造車(chē)的現(xiàn)象,沒(méi)有廣泛和高校、企業(yè)和科研院所建立技術(shù)交流與合作機(jī)制,沒(méi)有充分的借鑒和吸收國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域和文物博物館單位的信息化建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。文物信息資源開(kāi)發(fā)利用程度低,未能主動(dòng)采取行之有效的機(jī)制和手段,通過(guò)與文化產(chǎn)業(yè)的合作,促進(jìn)文物信息資源的推廣和傳播。
三、文博系統(tǒng)信息化建設(shè)對(duì)策
人才隊(duì)伍是保障。高素質(zhì)的人才隊(duì)伍是信息化發(fā)展的保障。在人才隊(duì)伍建設(shè)上,要廣泛依托高校及科研機(jī)構(gòu)的人才優(yōu)勢(shì),通過(guò)自主培養(yǎng)、引進(jìn)吸收、交流合作等多種方式培養(yǎng)高素質(zhì)、專(zhuān)業(yè)化的文博信息化業(yè)務(wù)骨干和復(fù)合型管理人才,建立并完善科學(xué)、有效的人才選拔和激勵(lì)機(jī)制。要加強(qiáng)對(duì)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)干部和相關(guān)業(yè)務(wù)部門(mén)工作人員的信息化普及培訓(xùn),創(chuàng)造良好的信息化應(yīng)用環(huán)境。同時(shí)要研究吸引、穩(wěn)定信息化人才的政策、措施,建立并完善科學(xué)、合理的人才選拔和競(jìng)爭(zhēng)激勵(lì)機(jī)制,增強(qiáng)人才隊(duì)伍的穩(wěn)定性和凝聚力,發(fā)展高水平的文物信息化人才隊(duì)伍。
3、資金投入是保證。文博系統(tǒng)信息化建設(shè)應(yīng)以政府投入為主,積極鼓勵(lì)多種方式籌集資金。各級(jí)文物行政管理部門(mén)要加大信息化建設(shè)投入力度,將信息化建設(shè)資金列入年度投資計(jì)劃并確保落實(shí)到位,專(zhuān)款專(zhuān)用。在積極爭(zhēng)取財(cái)政投入的同時(shí),要開(kāi)辟多種籌資渠道,吸引社會(huì)和企業(yè)投資,擴(kuò)大與相關(guān)行業(yè)和產(chǎn)業(yè)之間的合作,積極探索利用文物信息資源創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的新模式。
4、傳承文化的目的。中國(guó)歷史悠久,源遠(yuǎn)流長(zhǎng),有太多的文物文化要求我們將它們展示給世界、展示給國(guó)民。博物館的工作就是要將我們先進(jìn)的文化底蘊(yùn)展示給世人,通過(guò)人們的傳播和理解來(lái)保證先進(jìn)的文化得以傳揚(yáng)。要大力推動(dòng)與企業(yè)、科研、教育等機(jī)構(gòu)的技術(shù)交流與合作,充分借鑒國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn),采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù),參與國(guó)際文物信息化標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定。優(yōu)選重點(diǎn)項(xiàng)目為突破口,建立若干示范工程,促進(jìn)文物事業(yè)信息化的跨越式發(fā)展。要廣泛宣傳文物事業(yè)的發(fā)展和信息化建設(shè),借助各種媒體和文化產(chǎn)業(yè)增加與社會(huì)公眾之間的交流與互動(dòng),吸引全社會(huì)的關(guān)注和支持。
5、需求主導(dǎo)是方向。文博事業(yè)信息化的關(guān)鍵在于應(yīng)用,應(yīng)用的關(guān)鍵在于需求。文博事業(yè)有自身的發(fā)展規(guī)律和特定的信息技術(shù)需求,信息化建設(shè)不可能脫離實(shí)際業(yè)務(wù)工作而自行其事,要強(qiáng)化信息技術(shù)研發(fā)與業(yè)務(wù)工作的聯(lián)系和有機(jī)結(jié)合,以行業(yè)需求指導(dǎo)應(yīng)用信息技術(shù)研究和應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā),以信息化應(yīng)用促進(jìn)業(yè)務(wù)工作的發(fā)展。要重視行業(yè)信息化科研基地建設(shè),加強(qiáng)考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字化記錄與文物保護(hù)、數(shù)字化圖形圖像處理、三維虛擬展示、古漢字編碼等行業(yè)急需的關(guān)鍵應(yīng)用信息技術(shù)研究。要以解決文博行業(yè)的實(shí)際需要為目標(biāo),開(kāi)發(fā)功能完善、安全可靠的行業(yè)系列應(yīng)用軟件,加快推廣應(yīng)用,切實(shí)提高文博系統(tǒng)的工作效率和管理水平,真正實(shí)現(xiàn)以信息化推動(dòng)文博事業(yè)的全面發(fā)展。
6、信息資源是核心。在信息時(shí)代,信息是最重要的核心資源。而我國(guó)的文博信息資源開(kāi)發(fā)利用還很滯后,信息服務(wù)水平低下。因此,必須抓住信息化發(fā)展機(jī)遇,將豐富的文物資源和五千年的中華優(yōu)秀文明轉(zhuǎn)化為文化信息資源優(yōu)勢(shì),突破數(shù)字鴻溝和數(shù)字機(jī)遇的瓶頸,實(shí)現(xiàn)我國(guó)從文物資源大國(guó)到信息資源大國(guó)的重要轉(zhuǎn)變。要充分利用一切有利條件,加強(qiáng)信息資源的采集、加工和整合等基礎(chǔ)工作,重視信息知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù),維護(hù)信息安全,面向文物的保護(hù)、利用和管理需要,提供形式多樣,內(nèi)容豐富的文博信息資源服務(wù)。
7、基礎(chǔ)研究是源泉。加強(qiáng)對(duì)文博事業(yè)信息化基礎(chǔ)理論和實(shí)踐問(wèn)題的研究,對(duì)理清發(fā)展思路,明確建設(shè)任務(wù),有針對(duì)性的開(kāi)展信息化工作具有重要的指導(dǎo)意義。要高度重視信息化基礎(chǔ)性研究工作,科學(xué)地闡述文博事業(yè)信息化的概念、內(nèi)涵、目標(biāo)和任務(wù),深入分析信息化發(fā)展給文博事業(yè)帶來(lái)的各種機(jī)遇和挑戰(zhàn),構(gòu)建全面、系統(tǒng)的文博信息化發(fā)展體系、把握行業(yè)需求,明確發(fā)展方向,加強(qiáng)對(duì)文物信息資源的開(kāi)發(fā)利用、信息技術(shù)在行業(yè)中的應(yīng)用等重大問(wèn)題的研究。要加快研究制定文物事業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范,制定信息分類(lèi)與編碼、數(shù)據(jù)庫(kù)、元數(shù)據(jù)、信息交換、軟件開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)建庫(kù)、運(yùn)行管理等關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)施規(guī)范。
四、結(jié)束語(yǔ)
落實(shí)黨的科教興國(guó)戰(zhàn)略,加快中國(guó)文物事業(yè)信息化建設(shè),既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。文博系統(tǒng)應(yīng)該抓住機(jī)遇,不可坐失良機(jī);要開(kāi)拓創(chuàng)新,不能因循守舊。要將先進(jìn)的信息技術(shù)與古老的傳統(tǒng)文化完美地結(jié)合起來(lái),使文物事業(yè)在信息化時(shí)代煥發(fā)出新的生機(jī)與活力,中國(guó)文物事業(yè)的信息化時(shí)代正向我們走來(lái)。
參考文獻(xiàn):
[2]黃強(qiáng).試論博物館社會(huì)教育職能的發(fā)揮.牡丹江教育學(xué)院學(xué)報(bào),2005,(04).