第一篇:关于南京地铁AFC系统网络化建设思路和再思考论文
1.南京地铁AFC系统建设概况
2010年5月,随着南京地铁2号线和1号线南延的开通试运营,南京地铁进入了网络化建设的时期,AFC系统的建设面临着严峻的挑战。从总体来看,网络化AFC系统建设具有以下特点:
1)由单线建设转变为多线建设;
2)需为乘客提供统一的服务界面和无障碍换乘;
3)信息化系统建设的发展对互联互通提出了更高的要求;
4)多种技术和产品(特别是不同技术接口)之间的矛盾日益突出;
5)系统建设和运营经验的积累相对滞后于系统的扩张速度,不断出现涉及整个线网运营模式、票务规则、系统接口等方面的需求调整。
为了实现AFC系统的互联互通,保证乘客在各线路间的无障碍换乘,针对南京地铁在网络化AFC系统建设时所遇到的问题,结合网络化AFC系统建设的特点,制定总体思路,吸纳咨询顾问力量,解决关键问题,适当改造既有线AFC系统,建设ACC(AFCclearingcenter,清算管理中心),保证了多条新建线路AFC系统的无缝接入,增强了AFC系统的可靠性、安全性和兼容性,提高了AFC系统的建设效率和运行效率,降低了建设成本和维护成本。
2.网络化AFC系统建设遇到的问题
南京地铁AFC系统是在既有1号线基础上进行网络化建设的,包括新线路的AFC系统建设、ACC系统建设以及原有线路的AFC系统扩改。由于各线路的系统承包商不同,存在原线路所采用的技术开放性不足、接口标准未建立的问题,还有原来所采用的部分技术不适用于网络化环境的矛盾,导致后续线路AFC系统建设的接入仍然存在障碍。南京地铁建设网络化AFC系统初期遇到如下问题:
1)线网AFC系统的建设对目前地铁AFC系统运营模式有何改变,以及对后续线路的建设、运营、收益、资源开发等方面带来什么样的影响?
2)ACC系统的功能定位、规模及其建设规划应该如何确定?
3)原有线路AFC系统的改扩建具体要移植、改造、升级哪些内容,风险和代价有多少?
4)面对各线路AFC系统、设备供货商不同的情况,后续线路的建设如何协调使之相互兼容?
5)线网AFC系统各层次间的功能如何合理划分?
6)新线路AFC系统、ACC系统以及原有线路AFC系统的改扩建顺序如何安排?
3.咨询力量的引入
为了有效保护投资,赢得工程建设的主动,化解潜在的风险,建立节约型、可持续发展的城市轨道交通网络化建设和运营模式,南京地铁针对轨道交通发展的实际情况,规避承包商技术封闭造成的互联风险,引入了北京城建设计研究总院和东南大学两家咨询单位,依托其丰富的咨询、设计经验和大量的专业优秀人才,进行技术规程的编制工作,研究并形成了开放统一的技术规范和接口条件,营造了有效的竞争环境,控制并逐步降低了AFC系统新线建设和并网接入的成本。随着各线路和ACC系统的建成及并网运行,进一步验证了技术规程的可实施性,确保了技术规程的正确性和完整性。
4.AFC系统网络化建设的总体思路
南京地铁AFC系统网络化建设的基本原则:
1)在1号线成功运营的基础上,为实现网络化运营下AFC系统的互联互通,去芜存菁地采纳1号线引进的技术,避免对1号线AFC系统进行颠覆性改造,降低建设成本,保障改造期间系统的平稳运行;
2)通过技术规程的编制,不仅保证既有的1号线、新建的2号线及南延线接入ACC系统,还应保证后续线路的无缝接入;
3)系统应有可扩展性,可以持续升级,适应未来新技术的应用,如新型票卡的应用。
依据上述基本原则,开展必要的技术咨询和研究工作,制定统一的技术规程,合理划分线网AFC系统各层次间的功能,确定ACC的功能与定位,确定新老线路AFC、ACC的建设顺序,研发关键技术与产品,以较小的代价确保AFC系统的互联互通,满足新线建设和网络化运营的要求。
4.1AFC的系统架构
轨道交通AFC系统通常采用5层架构体系:ACC—LC(linecentral,线路中心)—SC(stationcomputer,车站计算机)—SLE(stationlevelequipment,车站现场设备)—车票。
考虑到AFC系统未来的业务模式、票务处理流程、票卡结构以及所选用的票卡技术都有可能发生调整,为此提出6层架构体系,即在车票和车站设备两层之间建立业务内置型读写器层。
所谓业务内置型读写器,即读写器采用嵌入式32位CPU、大容量存储器件,可将完整的票务处理流程软件部署到读写器内部,一旦票务处理流程、票卡结构等发生调整,通过网络在线升级业务内置型读写器中的软件即可,无需改变设备计算机的程序。
使用业务内置型读写器的另一个优点是可确保票务处理流程的统一,有利于互联互通,有利于均衡各线路AFC系统的服务水准。在目前快速推进轨道交通的工程建设中,以标准化的产品贯彻标准、助推标准,不失为一条有效途径。
4.2ACC的功能与定位
ACC是AFC系统最上层的管理中心,将承担轨道交通票卡发行、票务收入的汇总、清分、资金划拨和线网AFC系统的运行联动、监督,同时还负责处理一卡通车票在轨道交通中应用的清分和管理,以及对整个线网客流信息的汇总分析。ACC的基本职能包括收益清分、运营管理、票务管理、分析决策等。
1)收益清分。主要是指制定并实施清分规则,实现轨道交通各线之间、轨道交通领域与其他行业领域之间的收益清分。
2)运营管理。主要指客流量、票卡流向、重大故障等线网级运营状况的监视,管理线网属性、密钥、票价参数、车票种类、费率表、乘客服务界面等相关参数,并进行汇总和转发。
3)票务管理。包括票种的发行计划、票卡初始化与分拣、库存、调拨、注销销毁等。
4)分析决策。指充分利用清分系统数据平台中的信息资源,为政府决策部门的决策制定提供准确、丰富的数据支持。
4.3AFC系统的改扩建方案
在制定线网AFC技术规程和1号线改扩建方案时,充分尊重1号线的既有技术方案,吸纳1号线引进的先进技术,保留对互联互通无影响的技术方案,摒弃不利于系统互联互通的技术。
1)推广使用原有1号线AFC系统的先进技术。如基于PKI(publickeyinfrastructure,公开密钥体系)安全机制的密钥管理系统,用以实现读写器设备的签到、文件的数据签名以及单程票密钥的下载,提高了系统的安全性和可靠性,应用效果显著。
2)保留不阻碍系统互联互通的技术。避免对1号线AFC系统进行颠覆性改造,降低建设成本。如数据传输方面,在不影响互联互通的前提下,采用CORBA(公共对象请求代理体系结构)方式传输实时数据,采用FTP(文件传输协议)方式传输非实时数据。
3)摒弃不利于系统互联互通的技术。如原票卡结构等数据规划仅适用于单线运营,不满足网络化AFC系统的需求,需重新设计。
4.4新老线路的改扩建顺序
本着平滑过渡、逐步验证的原则,确定新老线路AFC系统及ACC系统的建设和改扩建顺序:
1)首先,制定AFC系统技术规程;
2)然后,进行1号线的改扩建,验证技术规程的可实施性;
3)建设ACC系统,并与1号线对接,在单线运行条件下可以验证数据通信接口、清分系统、密钥管理系统及监控系统的正确性与稳定性;
4)最后,将2号线及1号线南延线的AFC系统接入,进行联调测试,确保接入系统的可靠性与兼容性,实现网络化系统的并网运行。
4.5研发关键技术和产品
在编制AFC技术规程时,需要对一些技术难题进行攻克,如单程票密钥和业务内置型IC卡读写器等。以咨询单位为技术依托,由ACC及AFC系统承包商进行技术实现,确保技术攻关的正确性和有效性。
由于目前主流的单程票产品多是存储卡,卡内数据可自由读写,存在密钥被破译的可能。为解决这一问题,采用在线更新的方式实现票卡密钥的下载,即ACC系统在需要下载密钥时,可直接通过网络下载至前端,若发现异常,可迅速更换交易密钥,从而保证单程票的交易安全。
为了提高AFC系统的兼容性,降低系统升级维护的费用,南京地铁率先提出了业务内置型IC卡读写器。业务内置型读写器将票卡的数据结构、安全密钥等处理过程封装在装置内部,避免上述数据的外漏,有效地保护了轨道交通核心数据安全。
4.6研究可嵌入、可扩展的平滑升级技术
系统通过关键产品和技术的模块化,运营参数化,实现系统的可嵌入、可扩展性。
1)关键产品的模块化封装。如业务内置型IC卡读写器。当票务流程发生变更时,该读写器支持ACC下发的交易流程处理模块,实现对票务规则的在线下载更新,无需修改其他软、硬件,这有利于系统的维护和升级,保证了系统的统一性与标准性,在轨道交通建设中创造了可观的经济效益和社会效益。
2)票务运营参数化。南京地铁将单程票、储值票和计次票作为基本票种,在基本票种的基础上,通过设备运行参数(equipmentoperatingdata,EOD)和票卡结构参数的设置生成新的票种,即票卡产品,以满足细化市场的需求。丰富的票卡产品一方面降低了票务管理的难度和复杂度,另一方面给乘客提供了多样化的选择,对客流的吸引、客流量的调节均具有重要作用。
3)人机界面参数化。如自动售票机(ticketvendingmachine,TVM)界面元素,包括地图区域、按票价购票区域、功能选择区域、单程票购买张数选择和信息提示区等参数化处理。在网络拓扑环境下,可通过软件形成相关线路、站点的信息,当线路或车站信息发生变更时,只需更改相关参数,不需要更改系统的软、硬件。
5.网络化运营再思考
随着2号线和1号线南延线接入ACC系统,南京地铁AFC系统网络化建设进入了一个新的阶段。展望未来,也面临着一些新的问题。
1)技术规程和一般事物一样,总是需要在不断完善中逐渐成熟。而技术规程在已有线网成型的情况下,是否可以进行调整?调整如何规避风险?一旦调整,既有线路AFC系统是否必须随之调整?
2)目前,仍有新的系统架构需求提出。如区域性的票务中心,此种结构是否适用于南京地铁?架构调整后,目前的技术规程是否需要随之调整?是否会影响目前ACC的定位?
3)南京地铁AFC项目采用了业务流程内置型IC卡读写器,未来票卡结构、处理流程的变更可通过升级读写器软件来实现。受硬件的限定,目前只能兼容ISO14443的TYPEA或TYPEB的票卡,一旦有新的不同标准的票卡介质推出(如前段时间手机运营商推行过RFID-SIM的移动支付技术),将如何适应这种需求?
6结语
南京地铁遵循AFC系统网络化建设的基本原则,引入咨询力量,确定AFC系统网络化建设的总体思路。针对网络化建设中面临的问题,逐一解决,保证技术规程的完整性、适用性和可扩展性,以最小的代价确保1号线、1号线南延线和2号线的互联互通,最终使后续线路建设遵循相同标准,逐步推行AFC系统国产化,更好地满足新线建设和网络化运营的要求。对技术规程进行总结与思考,并及时做相应的调整,确保网络化AFC系统的顺利建设。
在网络化的过程中,南京地铁将不断发现问题、思考问题,和全国同行及致力于轨道交通研究和建设的各方力量一起,共同寻求解决之道。
第二篇:地铁AFC系统应用论文
自动售检票(AFC)系统是综合技术性很强的一个专业系统,涉及到机械、电子、微控、传感、计算机、网络、数据库和系统集成等多个方面,整个系统实现具有很大难度。AFC应用系统软件是其中最具有代表性的,它不仅要集成所有售检票设备信息,还要对车票和现金等实物进行管理,涉及车站管理、收益管理和车票管理等各个环节,数据关系较为复杂,需求难以把握,开发具有一定难度,是实现AFC系统集成的关键环节。
1AFC应用系统在开发和应用中遇到的问题
深圳地铁AFC系统的建设是在探索中前进的,作为第一个具有自主知识产权的国产化AFC系统来讲,它不断要根据实际情况做出改进。但对于这个涉及面广、层次多的庞大系统而言,达到应用系统的需求一步到位是不可能的。这就对AFC项目的使用维护方提出了高水平的要求,要在掌握到第一线的乘客需求、车站运作情况和目前应用系统软件所实现功能的前提下,提出AFC系统的改进方向。对项目的开发方而言,用户需求的多变是让开发人员头痛的问题,如何快速地根据用户需求改进软件,尽快拿出满足用户需求的软件更是增加了开发的难度。
通过深圳地铁AFC系统两年来的实际使用,其中存在的一些问题显现出来,比如,管理信息不完整,部分统计数据不能满足实际运营需要,系统功能待改进等,造成工作效率低下、人力资源浪费和运作成本提高。在此基础之上,经深入讨论研究,使用快速原型法可以使实际和应用结合的较为紧密,是解决以上问题的有效方法。
2快速原型法技术介绍
快速原型法(Rapid prototyping Method)是近年来提出的一种以计算机为基础的系统开发方法,它首先构造一个功能简单的原型系统,然后通过对原型系统逐步求精,不断扩充完善得到最终的软件系统。原型就是模型,而原型系统就是应用系统的模型。这个模型可在运行中被检查、测试和修改,直到它的性能达到用户需求为止。因而这个工作模型很快就能转换成原样的目标系统。
快速原型法主要包括两种开发方法:快速建立需求规格模型法和快速建立渐进原型法。快速原型法在优化AFC应用
系统中的应用统的神经中枢,它实现系统运作、收益及设备维护集中管理功能。监控并管理车站AFC系统内的所有设备,采集并上传售检票设备的交易、工作状态等信息,储存并下载运营和设置参数,具备售检票设备及运营的收益管理功能,能统计、生成及打印地铁运营日的现金收益、车站管理和票卡管理等报表,具备辅助分析功能。
(1)通过快速建立需求规格模型法建立用户需求
深圳地铁AFC应用系统的优化和改进首先采用了“快速建立需求规格模型法”来确认用户需求。这种快速原型法通过建立模型反映系统的某些方面,密切用户和开发人员的关系,促进相互了解,因此,有助于获得更完整精确的需求说明书。对深圳地铁AFC应用系统而言,采用快速原型法为AFC用户需求建立一个模型,该模型是系统功能的一个子集,开发人员测试通过后将这个模型提交给用户,通过用户的测试使用可以发现这个模型是否满足预想的需求,哪些功能冗余,哪些地方需要改进。
(2)通过快速建立渐进原型法逐步优化系统
待用户和开发人员逐步确定需求说明书之后,其后的开发工作采用“快速建立渐进原型法”来完成系统优化。“快速建立渐进原型法”采用循环进化的开发方式,对系统模型作连续的精化,将系统需具备的性质逐步添加上去,直到所有的性质全部满足,此时,模型也就成为我们所需的系统目标了。
在AFC应用系统的优化过程中,我们提出一个更新或改进的书面报告,开发人员根据报告的描述,并同我们讨论具体需求后,设计出一个模型,通过开发人员的内部测试后,将模型提交给我们。在深圳地铁培训中心测试平台的支持下,用户严格测试系统的功能和各
部件的接口,修改所发现的问题,直至模型测试通过。测试完后,用户和开发人员一起进行原型审查,确定正确无误后,就可让系统进入车站试用。开发人员也可以通过用户的使用加深对用户需求的了解,经过相互了解促进这样一个过程,直至模型确定。最后,将测试通过的模型转变成目标系统,小规模的上线使用,观察一段时间,经过实地运作确保不产生其他影响后,才全线铺开实施。
4快速原型法在深圳地铁应用中的优点
通过不断跟进深圳地铁票务人员、车站人员和乘客使用AFC系统的情况和根据得到的反馈,快速原型法使用户在感性的层面上了解系统的概貌,通过与用户的交流,能很好地理解用户的意图与需求。在采用快速原型法的开发过程中,开发人员一直与用户密切联系,以少量代价快速地构造一个可执行的软件系统模型,使用户和开发人员可以较快地确定需求。在初步了解用户的基本需求后,开发人员建立一个他们认为符合用户要求的模型系统并交给用户检验,由于模型是可以执行的,所以为用户提供了获得感性认识的学习机会。增进了用户和开发人员之间的沟通交流,节省了开发时间,降低了开发强度,需求可以更快地得以确定,目标也能加快实现。
5结束语
快速原型法这种支持用户的方法,使得用户在系统生存周期的设计阶段起到积极的作用。它能减少系统开发的风险,特别是在深圳地铁AFC项目投入运营后,由于对项目需求的分析难以一次完成,而且时间紧迫,采用快速原型法效果更为明显。它既适用于系统的重新开发,也适用于对系统的修改,也可以与传统的生命周期方法相结合使用,这样会扩大用户参与需求分析、初步设计及详细设计等阶段的活动,加深对系统的理解。在采用快速原型法设计的过程中,加入再用式软件开发方法,采用快速原型法做需求分析,后续阶段使用重用机制,还能够有效地降低开发成本。
结合几年来对AFC系统研究的逐步深入,和近两年的实际运作管理经验,加之对票务业务管理流程的不断深入领会,采用快速原型法优化后的AFC应用系统精简了票务管理流程,极大减少人为的统计分析和干预,其智能化、模块化和个性化地提供后台统计分析的数据及报表,同时也为深圳地铁运营决策层提供了高效的素材和有利的保障。
第三篇:地铁AFC售票系统操作注意事项
地铁IC卡售票系统操作注意事项
a)上班前检查
1.设备清点:主机、显示器、票据打印即、客户显示屏、卡片读写器
2.打印纸检查
b)开机和系统登录注意事项
1.开机顺序流程:打印机、客户显示屏、电脑显示器、主机
2.设备状态检查:打印机、客户显示屏、卡片读写器状态
3.出现系统登录界面之前不得进行任何操作
4.出现系统主程序界面之前不得进行任何操作
c)退出和关机注意事项
1.严格按照任务结束的流程进行
2.工作交接报表打印结束之前,不要点击退出按钮进行关机操作
3.在电脑自动关闭之前,不要进行任何操作
4.关机顺序:电脑主机关闭后,关闭打印机、客户显示屏、电脑显示
器的电源开关
5.关机时,不要关主机电源开关,因为已经自动关闭,否则会重启动 d)下班前检查
1.卡片和现金清点,并与工作交接报表核对
2.设备清点:主机、显示器、票据打印即、客户显示屏、卡片读写器
3.重点检查确认上述设备已经关闭,然后盖上盖布
1.操作说明材料:注意事项一份、操作规程一份、问题解答一份 e)业务操作注意事项
1.操作员作业操作应该严格按照操作流程要求及系统的提示进行操作
2.操作员不得拔插卡片读写器的电源插头
3.操作员不得在系统的主机上进行业务作业以外的操作
4.操作员不得启动非系统要求的应用软件和系统功能
5.售票室和补票室的操作有所不同,未经许可,不要进行非网点业务
范围的操作
1.售票室专用作业流程包括:卡片发行、出站信息、退卡操作
2.补票室专用作业流程包括:进站记录、退票处理
6.操作员离开座位时,必须退出系统、或进入暂时离开状态,不得在工作界面状态下擅自离开座位
7.系统运行中不得关闭打印机、客户显示屏的电源开关
8.卡片放入读写器中必须轻放轻拿,不可过于用力,以免损坏卡片和
读写器
9.非车站管理人员不得擅自使用‘工作统计’和‘服务统计’功能 f)作业纪律注意事项
1.不得擅自在系统中安装非系统配套的任何软件
2.严禁在系统主机上玩电子游戏
3.未经许可不得擅自移动和转动系统的设备位置
4.操作员须使用经授权的本人账号登录,不得使用他人账号进行登录 5.操作员需妥善保存自己的账号密码,不得提供或借给他人使用
第四篇:加强消协工作网络化建设的几点思考
加强消协工作网络化建设的几点思考
随着信息技术和网络技术的迅猛发展,人类社会进入了“网络时代”。消协工作如何把握机遇,迎接挑战,主动占领网络阵地,积极运用网络平台,不断推动消协工作的新发展,是摆在我们面前的一项紧迫课题。
一、适应信息时代发展大趋势,不断强化消协工作的网络化意识
近几年,网络发展迅速,各单位相继建立了局域网,实现了办公网络化,为开展网络维权提供了可能,消协工作必须适应时代发展的趋势,不断强化运用网络意识,积极推动网络建设。一是要不断强化运用网络开展维权工作的创新意识。创新是一切工作向前发展的前提和保证。近年来,我市的消费维权工作,在法律法规宣传、咨询服务、受理投诉和“一会两站”等方面,取得了显著成绩。但随着时代的发展和进步,消协工作还要向更高层次发展,就需要不断改革创新。这就要求我们要以与时俱进的精神,积极运用网络这一有效载体,把开展网络维权作为消协工作新突破的有效手段。二是要不断强化运用网络开辟维权工作新阵地的意识。网络和计算机技术是现代社会最重要、最普通的工具,网络也已成为人们工作中不可缺少的一部分,它从来没有像今天这样离我们这么近。我们必须抓住机遇,有意识地利用网络,积极开展消费维权工作。从网络的特点看,它可使我们获取新知识,开阔新视野,拓宽新思路,不断提高自身素质;为处理日常业务,进行信息传输,上下沟通,实施上报下传,提供了更为便利的条件;为搞好《消法》等法律法规宣传和消费教育,让教育者与受教育者进行网上交流,创造了更多的机会;也为我们开展消费维权工作提供了广阔的舞台和用武之地。三是要不断强化运用网络提高维权工作效益的意识。实践证明,网络已成为各项工作方法手段改进的主要方向,它也是提高维权工作质量效益的根本出路。运用传统的工作方法,只能一对一,如利用电话或传真下发一个通知,只能一个单位一个单位进行,效率很低。而网络信息量大,能互联互通,随时可以资料共享;网络声像皆传,图文并茂,具有很强的吸引力和感染力;网络传输信息快,有时几分钟内就可获取需要的信息,大大提高了工作的时效性;运用网络下发文电,传达会议精神,布置工作任务,只需“键对键”,能实现无纸化办公,大大降低劳动强度和办公成本。
二、掌握消费维权网络新技能,努力加强消协工作的网络化建设
实现消协工作网络化,人才要先行,这是当前重要而紧迫的任务。从当前消协队伍建设的现状看,人员素质高低不等,相互间有差距,个别同志的网络知识和操作技能缺乏,对网络的重要性认识不足。因此,必须加强科技知识的教育,不断增强广大消协工作人员提高网络素质的紧迫感,激发学习科技知识的自觉性,切实转变观念,下力学习掌握网络知识和操作技能。各级还应拿出一定的时间组织有关人员进行培训,或开展网上讲座等形式进行提高;搞好传帮带,充分利用各级人才资源,实施面对面指导。以多方面抓好培训,来提高消协工作人员运用网络的技能。
三、拓宽消费维权网络新渠道,积极推进消协工作的网络化进程
网络是时代发展的必然要求,消协工作必须瞄准科学技术的制高点,积极构建自己的网络系统,并逐渐形成特色。首先要加强消协网络的硬件建设。目前我市各级消协全部联网,但有些机器配置低,有时工作受到制约,还需要不断进行更新。同时,还要注重消协网页建设。市消协今年五一正式开通网站后,设置的内容比较丰富,建立网站的目的就是为消费者服务,要充分利用网络资源,组织好网上宣传,搞好网上咨询服务,不断改善网上工作环境,规范有关制度等,真正把消协网建成传递维权信息的“高速路”,法律宣传的“小平台”,消费者交流的“连心桥”。
第五篇:大学教学管理网络化系统的构建研究论文
关键词:大学 网络化 教学管理系统
摘要:随着科学技术的飞速发展,计算机网络开始在各个领域发挥其独特的作用,如何建立一套完整的教学管理网络化系统,使教学管理过程向更加科学化、规范化、现代化迈进,是高等教育管理研究的一个重要课题。本文提出了大学教学管理网络化系统的设计思路、开发步骤、工作流程、体系结构与功能,并对大学教学管理网络化系统的可拓展性进行了分析。
教学管理网络化是当今国际教学管理信息化的主要趋势,以多媒体计算机技术和网络通信技术为主要标志的信息技术,作为现代科技革命的基础和核心,已经渗透到社会的各个领域,影响和改变着我们的工作方式、学习方式和生活方式乃至思维方式,也将会大大促进人类社会的发展和进步,而且也必将引起教学管理领域的深刻变革,使教学管理的体制、教学管理内容、教学管理方法、教学管理模式、教学管理思想和教学管理观念等产生新的重大飞跃。教学管理网络化所具备的“教学管理资源共享、信息交流”等功能,打破了传统教学管理在时间和空间上所受的限制,它能使分布在大学不同的学科、不同的时间、不同的地方都能得到丰富的教学管理信息,能使每一个教师和学生受益。
教学管理网络化系统的设计思路与开发步骤
1、系统的设计思路
网络化是指用Internet(包含了数字化、多媒体)联成统一的信息空间。“Inter”的含义是“交互的”,“net”是指“网络”,Internet是一个计算机交互网络,又称网间网。它是一个全球性的巨大的计算机网络体系,它把全球数万个计算机网络,数千万台主机连接起来,包含了难以计数的信息资源,向全世界提供信息服务。大学教学管理网络化资源的开发必须符合国家《远程教育资源建设标准》,教学管理网络化资源的属性标注必须清晰合理;同时,为了减少资源的重复开发,必须尽量做到资源的最大限度的共享;为了系统易于普及,在成本上必须讲究经济实用,减少不必要的浪费。因此,大学教学管理网络化系统定位在基于软件实现的“应用层”上,在大学现有教学网络化资源和教学管理网络化平台上作二次开发。
2、系统开发的步骤
教学管理网络化系统的开发是一项复杂的工作,必须用系统工程的方法来进行。首先是系统分析。要明确系统的功能与任务﹑拟建设系统的基础与条件。在深入调查的基础上,对该项目的可行性进行科学分析(主要指技术可行性和经济可行性),并严格按评审程序进行评审。
第二是系统设计。根据系统的总体功能,设计系统的总体结构(包括系统布局结构﹑系统硬件结构﹑系统软件结构等),按照自上而下的方法,设计各相关子功能与实现途径。因为教学管理网络化系统是采用计算机作为主控设备来构建的,所以,在系统设计过程中,要充分考虑以下主要指标:系统的可靠性,数据信息的完整性和安全性,﹑系统的响应和处理速度,系统的可扩展性等。
第三是系统实施。将第二阶段所形成的系统物理模型转换为实际系统的过程即系统实施。主要工作有:硬件的安装,软件开发,系统的局部调试与整体调试(联调),系统的试运行与运行。在系统实施阶段,会碰到各种各样的问题,有可能是分析阶段未考虑的问题,也有可能是设计阶段考虑不周的问题,都需要及时修正。
系统正式投入使用以后,应对项目进行验收,对系统进行评价。采取有效措施,对系统进行维护,确保系统正常运行。
教学管理网络化系统的工作流程
教学管理网络化系统由制作端、管理端、客户端三部分组成,其中制作端用于将实况或存储的音频和视频编码为流、流文件或两者兼有,为系统用户提供点播或广播的流,其输入可以是摄像机,摄像头等采集设备或卫星电视,也可以是存储的可转化的网络化文件;采编工作站为加工单元,用于网络化数据的编码,形成特定的实况流广播流点播流或智能流。制作端生成的流格式文件存储于流文件仓库中,供用户点播或作为广播源进行广播。
管理端由视频管理器和中心管理器两大部分组成。视频管理器既要存储网络化节目(课件)也要完成网络化节目(课件)的发送;每一个视频管理器端上都运行有由一系列的组件管理组成的视频管理平台,这组管理用来将音频和视频内容通过单播和多播等形式发送到客户端和其他管理端。
中心W eb管理器也属于管理端,其主要作用是对用户的请求进行分发并提供W W W管理,对网络化节目(课件)的组织逻辑和大学教学管理的业务逻辑进行控制和管理,使之适合大学教学管理的特点。客户端是系统的用户界面,包括W eb管理和管理页面,播放器可以使用独立的播放器,也可以嵌入到浏览器或其他应用程序中。客户端为用户访问和管理系统的网络化节目(课件)提供了便捷的接口。
教学管理网络化系统的体系结构与功能
1、系统的组织结构
根据管理内容和管理对象的不同,教学管理网络化系统的体系结构按照影视厅、音乐厅、语音室、教学管理厅、校园电视台、校园广播台、监控中心、管理中心、社区等部分进行组织。
2、系统的功能模块
教学管理系统在具体实现上,需要开发一系列的功能模块,独立或协同地为上述组织模块提供支持和管理。系统通用模块有节目(课件)录制﹑节目(课件)入库﹑节目(课件)搜索﹑节目(课件)评价﹑收视率分析﹑网络化点播﹑负载均衡调度﹑数字权限管理等,它们为影视厅、音乐厅﹑语音室,教学管理厅,电视台,广播台等部分提供支持。一些主要的功能模块简要介绍如下:
(1)负载均衡调度模块。该模块用于动态调整各视频管理器的负载量,和系统状态监测模块相互配合,使用户的请求总是在负载量最轻的视频管理器上得到最快的响应,从而使整个集群的管理效率和用户的响应速度始终处于最佳状态。通过负载均衡调度模块能够实时获取各视频管理器的负载参数,包括总连接数,可用内存,可用CPU,网络连接状况等信息,同时根据一定的负载均衡算法,进行实时的负载统计和排名,根据各视频管理器的负载总量,实现视频流的动态重新定向。
(2)数字权限管理(DR M)模块。教学管理网络化资源只有经过允许的用户才能够使用,因此必须对网络化资源进行权限管理,该模块采用的是一种以安全方式进行媒体内容加密的端到端的解决方案,它允许内容提供商在其发布的媒体或节目(课件)中指定的时间段、观看次数及其内容进行加密和保护。通过该模块,管理器鉴别和保护需要保护的内容,支持媒体灵活的访问权限控制,同时支持对这些权限的动态修改。
(3)网络化点播模块。网络化点播是最目前最常见的交互式多媒体应用。该模块主要为系统提供媒体网络化的点播功能。除提供一般的点播功能外,系统最大的一个特点就是提供智能流视频管理,﹑动态节目(课件)列表,﹑故障自动转换等功能。视频源采用多速率智能流节目(课件)源,能根据网络情况,实现自适应速率传输;能够采用多种协议提供视频管理,并能实现协议间的自动翻转,保证视频流顺利到达客户端;对节目(课件)由多集或多部分组成的情况,动态生成整个节目(课件)的播放列表。用户可点播整个节目(课件)列表中的所有或部分段落,点播次序无限定。当视频管理器集群中的某一系统或应用程序发生故障时,系统能够自动将工作从故障节点分散到其余节点上,实现故障的自动转移和恢复。
(4)作业模块和测试模块。是语音室和教学管理厅特有的功能模块,用于对学习者进行训练和测试;教师可以根据某一个或一组视听材料的内容布置作业,或组卷进行测试,并对测试结果进行评分,给出反馈;允许对题量和分值进行自定义,同时支持对试题的再编辑。
(5)媒体课件制作和媒体课件编辑模块是教学管理厅的核心功能模块,媒体课件制作模块用于为教师制作媒体课件提供便捷的向导和工具。支持用户对媒体课件进行在线编辑,通过插入视频时间线的方式,可以进行标记(M arker)和脚本的插入,﹑移动,﹑删除等功能,教师可以在标记处进行插入教鞭﹑播放动画﹑切换页面等操作;支持教鞭的插入和编辑,系统提供四种教鞭工具支持,移动教鞭、下划线、方框、闪烁字体,教师可选任意一种进行标记,系统能自动录制标记代码,并与录制的视频同步,播放时能放出同样的标记效果。
(6)网络化广播模块。为校园电视台和校园广播台提供节目(课件)源;配合视频捕捉卡,实时广播的视频源可以来自任何影音设备的信号,如摄录放影机、影碟机、有线电视、卫星电视等;也可以是存档的任何流式文件;在同一个频道中可以有多个节目(课件)源,循环播放;采用多线程机制,在广播多路节目(课件)时能实时存取视频数据;基于流式(Stream)的广播技术;采用U DP及网络无冲突技术,保证数据通畅无阻地在网上传输;采用多址广播技术,大大减轻网络负载,消除“广播风暴”;每路节目(课件)允许“无限多”使用者(网上所有用户)欣赏。
(7)实时监控模块。主要是为系统授权用户(如校长、实验室管理员、图书馆管理员等)提供远程监控相关公共场所的功能;系统管理员可设置密码,确定使用监控模块的许可、优先级和使用权限;通过对摄像头的底座进行编程,可以远程控制摄像头的焦距,摄像角度等参数;摄像头传递的图像送到采集/转换设备,或者是采用专业的直播机,供用户远程访问;也可以实时存储备份,将监控画面录制到硬盘或其他存储设备上,供日后查看,存储的文件也可以通过网络调用。
(8)系统状态监测模块。是管理器状态监测器的核心功能模块,用于收集各视频管理器的状态信息,如可用CPU,可用内存,﹑可用硬盘,﹑当前网络状况等,并根据负载均衡算法,计算出当前的负载总量,发送到中心管理器上,这些数据作为负载均衡模块进行负载均衡调度的依据。同时,通过该模块可以动态添加视频管理器,保证系统的可扩展性,并记录该视频管理器的系统运行日志。
教学管理网络化系统的可拓展性
以上构建的教学管理网络化系统在只有一个视频管理器集群的局域网应用上有着很好的适应性,能够提高整个系统的响应速度,但对于跨校区,甚至跨地区办学的大规模应用,由于用户规模比较大,覆盖范围比较广,单管理器集群已经不能够满足要求,系统必须考虑向广域网过渡,对原有方案进行扩展。一个可行的方案如图3所示。
整个管理系统由中心管理器集群﹑各区域管理器集群组成;在各区域管理器集群又包含至少一台W eb管理器,一台视频管理器。中心管理器集群作为用户访问整个视频管理器系统的门户,维护W eb页面内容和系统的中心数据库,在此数据库中,记录各区域管理器集群的总负载量(负载总量,可继续提供视频管理的视频管理器数量等)。区域管理器集群为本区域提供视频管理,维护本区域数据库(包括本地视频管理器数量,各管理器的负载量,是否处于活跃状态等)。各管理器集群是一组通过网络连接起来的管理器,每一台管理器都存储相同的信息用于客户访问,所有的管理器都有单独的IP地址,都可以单独对外提供视频管理;但管理内容需要通过中心W eb管理器的解析和指向。
在管理器端,各区域管理器集群的W eb定期向中心W eb管理器发送集群信息(该信息已存储在中心数据库中)。在区域内部,各视频管理器都运行客户端程序,定期向区域W eb管理器发送该视频管理器当前的信息。
在客户端,当用户在W eb管理器上请求一个视频管理时,W eb管理器根据用户本地DN S解析确定用户IP地址所属区域,优先访问本地区域数据库,W eb管理器根据本地数据库中管理器信息表中的负载排名,选择一个负载最轻的视频管理器,将管理指向该管理器。当本区域中所有视频管理器都处于过载状态时,本地W eb管理器将自动搜索中心管理器中的记录,选定一个负载最轻的群集,再在此群集中找出一台负载量最轻的视频管理器,将该管理指向到该视频管理器。
因此,随着网络技术,网络化技术的发展以及学习者对学习资源多样性要求的不断提高,大学教学管理资源的表现形式也将更注重动态化和交互性,注重构造一个多媒体的交互性教学管理环境。教学网络化资源无疑在这其中占据着很重要的位置,然而教学管理作为大学一个特殊的管理领域,在其中引入教学管理网络化,既要考虑到要有较好的功能特性和较高的性能价格比;更要考虑到其教学管理特性,为教学管理构建一个适合网络化学习的多媒体集成资源环境,以满足学生和教师的需要,保证教学效果,提高教学质量。
参考文献:
[1]萧琛著.全球网络经济[M].北京:华夏出版社,1998.[2]美 约翰·S·布鲁贝克著.高等教育哲学[M].杭州:浙江教育出版社:2000.[3]陈学飞主编.美国、德国当代高等教育思想研究[M].上海:上海教育出版社,1998.[4]李长洲,周曼丽.基于W E B的流式视频直播技术[M].微型机与应用.2001.