大型儀器共享管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

大型儀器共享管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

科技部生物醫(yī)學(xué)研究所（ibs）原則上實(shí)施了“大學(xué)科技大設(shè)備共享管理辦法”，實(shí)施了大設(shè)備共享系統(tǒng)，制定了共享管理辦法。IBS實(shí)行大型儀器專人負(fù)責(zé)制,保證儀器24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。教師、研究生、博士后、本科生以及其他研究人員均可以申請(qǐng)相關(guān)儀器設(shè)備的培訓(xùn)。這套儀器共享系統(tǒng)是以大型儀器管理業(yè)務(wù)為基礎(chǔ),在進(jìn)行充分調(diào)研后,經(jīng)過業(yè)務(wù)整合而形成的一套綜合性信息管理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括原四川大學(xué)系統(tǒng)、郵件預(yù)約模塊、刷卡收費(fèi)模塊、查詢模塊、培訓(xùn)模塊和監(jiān)控模塊等。在四川大學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)形成了我院公共技術(shù)平臺(tái)的大型儀器共享收費(fèi)自動(dòng)化管理系統(tǒng),系統(tǒng)既可作為一個(gè)研究院內(nèi)部的教師和學(xué)生交流的平臺(tái)的載體,又能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的對(duì)外開放與管理服務(wù)。IBS有40多臺(tái)大型儀器加入了上海市公共研發(fā)平臺(tái)的共享服務(wù)體系,技術(shù)平臺(tái)向全校完全開放,節(jié)約了成本,保證了技術(shù)平臺(tái)資源的共享性。利用效率高,能累計(jì)使用機(jī)時(shí),做到下班時(shí)間及節(jié)假日均開放共享。對(duì)校內(nèi)和部分對(duì)校外開展服務(wù),充分發(fā)揮高校的儀器和學(xué)術(shù)優(yōu)勢(shì),真正體現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源為社會(huì)服務(wù)。該系統(tǒng)具有多種功能,包括:(1)網(wǎng)上預(yù)約:即使是非校園網(wǎng)也可以登錄。(2)自動(dòng)收費(fèi):將校園一卡通或臨時(shí)卡激活后就可以使用。(3)匯總查詢:在任意時(shí)間段、對(duì)任意儀器及任意用戶均可進(jìn)行儀器使用記錄匯總。(4)實(shí)時(shí)監(jiān)控:管理員通過抓屏可以實(shí)時(shí)監(jiān)控儀器使用情況。二期調(diào)整時(shí)取消了“必須預(yù)約”的規(guī)定,加入了按樣品收費(fèi)的多種計(jì)費(fèi)方式。IBS實(shí)行3級(jí)儀器上崗資格證制度。凡經(jīng)過培訓(xùn)合格的教師和研究生,視其掌握情況,均有資格在技術(shù)人員監(jiān)管下使用(1級(jí)資格)、在技術(shù)人員在場(chǎng)下使用(2級(jí)資格)及直接使用儀器(3級(jí)資格)。大型儀器的管理將實(shí)行聯(lián)網(wǎng)管理,實(shí)行一卡制并進(jìn)行全成本核算,進(jìn)行收費(fèi)。1終端控制軟件IBS的大型儀器共享收費(fèi)自動(dòng)化管理系統(tǒng)使用感應(yīng)式IC卡,它在功能上通過TCP/IP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了通信控制網(wǎng)絡(luò)化、辦公自動(dòng)化和管理自動(dòng)化,全面實(shí)現(xiàn)了對(duì)通信系統(tǒng)、管理自動(dòng)化系統(tǒng)、信息統(tǒng)計(jì)處理系統(tǒng)的綜合管理。終端控制軟件能夠根據(jù)具體儀器控制器終端配備進(jìn)行管理,用來接受儀器控制器發(fā)回的智能卡信息并驗(yàn)證和巡查儀器控制狀態(tài)。此系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)反映當(dāng)前所有啟用的儀器狀態(tài),供遠(yuǎn)程監(jiān)控并完成以下功能:連接后臺(tái)數(shù)據(jù)庫,讀取需管理的儀器控制器配置信息進(jìn)行管理。通過以太網(wǎng)和儀器控制器通信,驗(yàn)證權(quán)限、是否預(yù)約、是否欠費(fèi),記錄讀卡信息,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程權(quán)限管理并記錄上機(jī)機(jī)時(shí)。管理系統(tǒng)軟件可提供系統(tǒng)設(shè)置界面(包括登記、授權(quán)、系統(tǒng)信息維護(hù))、控制系統(tǒng)配置管理、日志維護(hù)、報(bào)表等功能。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供后臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和查詢支持。具體模塊如下。1.1提前半天發(fā)力郵件預(yù)約模塊基本保留原四川大學(xué)模塊功能。預(yù)約時(shí),填寫預(yù)約表,再通過郵件形式進(jìn)行提交。預(yù)約必須提前1～7天,取消預(yù)約必須提前至少1天?；竟δ馨?預(yù)約登記、預(yù)約確認(rèn)、預(yù)約取消、預(yù)約查詢等。預(yù)約登記通過Web方式實(shí)現(xiàn),預(yù)約確認(rèn)通過校園客戶端進(jìn)行操作。儀器一旦被預(yù)約,儀器的前15min將為該用戶預(yù)留,其他用戶的卡是刷不開該儀器的。一旦過了15min用戶還沒來,該儀器將對(duì)大家開放,直接刷卡使用即可,無需預(yù)約。而原來預(yù)約的用戶將被自動(dòng)收取這15min的機(jī)時(shí)費(fèi)。1.1.1系統(tǒng)預(yù)約支付的提交預(yù)約登記用于儀器用戶通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行儀器設(shè)備的預(yù)約。用戶通過互聯(lián)網(wǎng)訪問系統(tǒng)登錄界面,身份驗(yàn)證通過后,進(jìn)入預(yù)約登記界面。預(yù)約時(shí)需填寫預(yù)約表,根據(jù)預(yù)約者的級(jí)別,預(yù)約表以郵件形式提交給負(fù)責(zé)教師或管理員。若預(yù)約者為2級(jí)以下用戶,經(jīng)教師確認(rèn)預(yù)約成功后,再提交給平臺(tái)管理員,由管理員確認(rèn)預(yù)約成功后,以郵件形式通知用戶預(yù)約成功;3級(jí)用戶的預(yù)約直接提交管理員,只要預(yù)約時(shí)間許可,就視為預(yù)約成功。預(yù)約必須提前1～7d。1.1.2系統(tǒng)預(yù)約確認(rèn)預(yù)約確認(rèn)用于負(fù)責(zé)教師和管理員對(duì)用戶的預(yù)約信息進(jìn)行確認(rèn)操作。教師對(duì)2級(jí)以下用戶提交的預(yù)約表進(jìn)行確認(rèn),并對(duì)確認(rèn)成功的預(yù)約提交管理員進(jìn)行最終確認(rèn),管理員對(duì)預(yù)約進(jìn)行最終確認(rèn),最終確認(rèn)成功后,系統(tǒng)通過郵件形式對(duì)用戶進(jìn)行預(yù)約確認(rèn)通知。預(yù)約被確認(rèn)后,預(yù)約信息將進(jìn)入設(shè)備使用管理流程。1.1.3取消訂單預(yù)約取消分為:用戶主動(dòng)取消和預(yù)約登記人員主動(dòng)取消。未被確認(rèn)的信息將進(jìn)入預(yù)約取消流程。(1)預(yù)約管理人員在客戶端用戶進(jìn)行預(yù)約登記后,在該預(yù)約未被確認(rèn)之前,通過Web提供的取消功能進(jìn)行取消操作,或者通過其他方式(電話、傳真、電子郵件)告知預(yù)約管理人員在客戶端進(jìn)行取消處理。(2)系統(tǒng)預(yù)約支付用戶的預(yù)約信息未通過預(yù)約確認(rèn),被認(rèn)為是無效預(yù)約后,通過客戶端進(jìn)行預(yù)約取消,取消后,一方面系統(tǒng)將通過Web將取消相關(guān)信息在會(huì)員預(yù)約處進(jìn)行顯示,同時(shí)預(yù)約管理人員可通過其他方式(電話、傳真、短信、電子郵件)告知用戶預(yù)約取消。取消預(yù)約必須提前至少1天。1.2軟件功能模塊刷卡收費(fèi)模塊,實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶使用儀器設(shè)備的身份驗(yàn)證和計(jì)時(shí)收費(fèi)管理,該模塊由讀卡器與應(yīng)用軟件兩部分組成。儀器收費(fèi)原則上每臺(tái)不同類型的儀器收費(fèi)都不同,可根據(jù)儀器購(gòu)買時(shí)的金額實(shí)行機(jī)時(shí)制,加上試劑和耗材、人工費(fèi)用等的實(shí)際支出,進(jìn)行全成本核算。儀器收費(fèi)使用與門禁系統(tǒng)連為一體的一卡通,儀器的開關(guān)都由控制器控制,必須刷卡才能使用,完畢后刷卡退出,由軟件程序自動(dòng)根據(jù)使用時(shí)間的記錄來對(duì)每個(gè)用戶進(jìn)行收費(fèi)?？紤]到需要控制儀器連接計(jì)算機(jī)的操作,因此本模塊采用以下解決方案。對(duì)于有計(jì)算機(jī)的設(shè)備,當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)完成后自動(dòng)啟動(dòng)后臺(tái)應(yīng)用程序,將完成對(duì)鍵盤和鼠標(biāo)的鎖定,同時(shí)在屏幕上提示“請(qǐng)用戶/會(huì)員刷卡”(提示信息暫定)。當(dāng)0～2級(jí)會(huì)員刷卡后,系統(tǒng)應(yīng)用程序?qū)?huì)員的賬戶信息(會(huì)員ID等)傳遞到服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證;再等設(shè)備管理員刷卡通過驗(yàn)證后,則系統(tǒng)解除對(duì)鍵盤和鼠標(biāo)的鎖定,同時(shí)提示用戶“系統(tǒng)鍵盤和鼠標(biāo)的鎖定已經(jīng)解除,用戶可以正常使用該計(jì)算機(jī)或儀器了”。同時(shí),將解鎖完成時(shí)的時(shí)間作為該會(huì)員的計(jì)費(fèi)開始時(shí)間傳輸?shù)椒?wù)器寫入數(shù)據(jù)庫,一旦看到這個(gè)提示信息就可以對(duì)計(jì)算機(jī)或儀器進(jìn)行正常的使用。設(shè)備使用結(jié)束,再次刷卡將設(shè)備使用結(jié)束時(shí)間送到數(shù)據(jù)庫,重新啟動(dòng)后臺(tái)程序鎖定計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)和鍵盤。對(duì)于沒有計(jì)算機(jī)的設(shè)備,讀卡器只有身份識(shí)別和計(jì)時(shí)的功能。當(dāng)3～4級(jí)會(huì)員刷卡后,系統(tǒng)應(yīng)用程序?qū)?huì)員的賬戶信息(會(huì)員ID等)傳遞到服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證。同時(shí)提示用戶“系統(tǒng)鍵盤和鼠標(biāo)的鎖定已經(jīng)解除,用戶可以正常使用該計(jì)算機(jī)或儀器了”,并將解鎖成時(shí)的時(shí)間作為該會(huì)員的計(jì)費(fèi)開始時(shí)間傳輸?shù)椒?wù)器寫入數(shù)據(jù)庫,一旦看到這個(gè)提示信息就可以對(duì)計(jì)算機(jī)或儀器進(jìn)行正常的使用。設(shè)備使用結(jié)束,再次刷卡將設(shè)備使用結(jié)束時(shí)間送到數(shù)據(jù)庫,重新啟動(dòng)后臺(tái)程序鎖定計(jì)算機(jī)的鼠標(biāo)和鍵盤。對(duì)于沒有計(jì)算機(jī)的設(shè)備,讀卡器只有身份識(shí)別和計(jì)時(shí)的功能。標(biāo)準(zhǔn)的非接觸式讀卡器,對(duì)有計(jì)算機(jī)連接的儀器,可采用內(nèi)置式讀卡器;對(duì)沒有計(jì)算機(jī)連接的儀器,可采用帶顯示屏的讀卡器。利用先進(jìn)實(shí)用的IC卡自動(dòng)識(shí)別技術(shù)、加密技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)和大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的方式,實(shí)現(xiàn)儀器設(shè)備及其連接計(jì)算機(jī)的可控管理和計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)管理。基于本方案,軟件部分的主要功能包括:IC卡激活、IC卡充值、IC卡刷卡計(jì)費(fèi)和計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。我校師生使用復(fù)旦大學(xué)一卡通卡,非復(fù)旦大學(xué)人員使用復(fù)旦臨時(shí)卡或其他標(biāo)準(zhǔn)IC卡。考慮到整個(gè)復(fù)旦大學(xué)校園信息化建設(shè)的一體性,我們?nèi)坎捎脧?fù)旦一卡通卡或由學(xué)校提供的臨時(shí)卡。刷卡業(yè)務(wù)流程如圖1所示。1.2.1培訓(xùn)信息模塊的建立IC卡激活模塊用于管理員對(duì)用戶的IC卡進(jìn)行激活操作。該操作僅限于管理員。激活操作包括初始激活和信息更改等。激活I(lǐng)C卡時(shí),需要輸入以下信息:IC卡卡號(hào)、用戶名字、用戶工號(hào)或?qū)W號(hào)或臨時(shí)號(hào)、使用儀器編號(hào)及上崗證級(jí)別(儀器與上崗證有對(duì)應(yīng)關(guān)系,一張卡可具有多臺(tái)儀器的上崗證)、所屬PI課題組、分屬院內(nèi)院外或校外。培訓(xùn)模塊完整建立后,這些信息都可由用戶自己填寫,儀器與級(jí)別直接與培訓(xùn)結(jié)果掛鉤。用戶信息變更時(shí),需帶相關(guān)證件及IC卡,找管理員進(jìn)行信息的更改。1.2.2ic卡預(yù)充值預(yù)警管理IC卡充值用于管理員對(duì)用戶的IC卡進(jìn)行充值管理。該操作僅限于管理員。根據(jù)實(shí)際經(jīng)費(fèi)的到位或所屬課題組的具體情況,管理員可向卡內(nèi)打入一定的儀器使用費(fèi)。每張卡都設(shè)置一個(gè)透支額度,突破最低透支額度后,需再存入使用費(fèi),否則該用戶無法刷卡開通儀器。提供IC卡預(yù)充值預(yù)警管理功能,提醒卡上的余額。當(dāng)余額不足時(shí),根據(jù)透支制度,由管理員對(duì)使用費(fèi)不足的IC卡輸入金額,并可通過發(fā)郵件的方式,向用戶進(jìn)行充值提醒。1.2.3儀器的使用流程IC卡刷卡計(jì)費(fèi)用于用戶刷卡使用儀器、自動(dòng)計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)和管理員查詢監(jiān)控管理等。刷卡計(jì)費(fèi)主要包括的項(xiàng)目見表1。用戶通過讀卡器刷卡后,進(jìn)行儀器的使用。刷卡的相關(guān)規(guī)則及數(shù)據(jù)處理流程如下:0級(jí)用戶刷卡后,提示儀器負(fù)責(zé)教師(4級(jí)用戶)刷卡確認(rèn),儀器打開;自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)1、2、5、7、8、10、11、12、13;其中7、8、11、12、13為0級(jí)用戶卡信息,10為儀器負(fù)責(zé)教師(4級(jí)用戶)卡信息。儀器使用結(jié)束后,0級(jí)用戶再次刷卡,自動(dòng)生成數(shù)據(jù)3、4、6、9,機(jī)時(shí)和收費(fèi)只算在0級(jí)用戶賬號(hào)。其他等級(jí)的用戶依此類推。1.2.4控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制用于實(shí)現(xiàn)儀器連接計(jì)算機(jī)的控制管理。該功能由被控端程序和服務(wù)器控制端兩部分組成。在系統(tǒng)部署實(shí)施過程中,需要在儀器連接計(jì)算機(jī)時(shí)安裝被控端程序,在服務(wù)器中安裝主控程序。用戶刷卡并通過身份驗(yàn)證,通過主控程序,解除儀器連接計(jì)算機(jī)的操作限制,用戶可正常使用計(jì)算機(jī);當(dāng)用戶再次刷卡,結(jié)束儀器使用時(shí),主控程序鎖定該計(jì)算機(jī)的操作,用戶無法操作計(jì)算機(jī)。1.3pi和普通儀器管理人員都可查詢自己查詢模塊提供了用戶對(duì)IC卡收費(fèi)情況的查詢。其中用戶在使用儀器時(shí),可通過客戶端實(shí)時(shí)地查詢當(dāng)前使用的時(shí)間、費(fèi)用,還可查詢IC卡的余額等。PI可查詢自己課題組的儀器使用情況。儀器負(fù)責(zé)人(在進(jìn)行設(shè)備管理時(shí),為該儀器設(shè)定一個(gè)負(fù)責(zé)人)可查詢自己管理儀器的使用情況。管理員可按課題組、個(gè)人、儀器及校內(nèi)外共享等多種條件進(jìn)行查詢。查詢模塊采用客戶端程序?qū)崿F(xiàn)。用戶在進(jìn)行預(yù)約登記時(shí),可在預(yù)約時(shí),查看到自己IC卡的余額情況和歷次使用記錄。1.4在線培訓(xùn)模塊網(wǎng)上培訓(xùn)模塊用于學(xué)生的網(wǎng)上自學(xué)和網(wǎng)上考試。主要功能包括培訓(xùn)材料管理、網(wǎng)上課堂、題庫管理、網(wǎng)上考試、成績(jī)查詢及上機(jī)申請(qǐng)。1.4.1多媒體作品的上傳培訓(xùn)材料管理提供管理員或授權(quán)教師進(jìn)行培訓(xùn)材料的上傳、分類管理等,上傳的材料包括影視資料、多媒體動(dòng)畫、文字資料及PDF文檔等。上傳的資料將以文件的形式保存在服務(wù)器上。網(wǎng)上課堂給學(xué)生提供一個(gè)在網(wǎng)上進(jìn)行自助學(xué)習(xí)的窗口,網(wǎng)上課堂可部署在學(xué)校校園網(wǎng)站上,學(xué)生登錄校園網(wǎng)站后,通過訪問網(wǎng)上課堂,可學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知道,也可網(wǎng)上觀看儀器操作錄像。1.4.2模式的建設(shè)管理題庫管理提供管理員或授權(quán)教師進(jìn)行理論考試試題庫的建設(shè)管理。管理員按不同的分類進(jìn)行試題的錄入和答案的確定。由公共技術(shù)平臺(tái)出面,培訓(xùn)管理人員和儀器負(fù)責(zé)人協(xié)調(diào)組織相關(guān)儀器的專家,負(fù)責(zé)撰寫理論考試題目。1.4.3在線考試題庫建成后,可做到網(wǎng)上理論考試,自動(dòng)生成考試成績(jī)。學(xué)生考試前,先通過網(wǎng)上報(bào)名申請(qǐng)進(jìn)行考試,授課教師確認(rèn)后,安排學(xué)生進(jìn)行考試。1.4.4成績(jī)?cè)u(píng)估學(xué)生考試結(jié)束后,可即時(shí)查詢自己考試的成績(jī)。(在未開通網(wǎng)上考試前,可由負(fù)責(zé)教師輸入書面考試成績(jī),供學(xué)生網(wǎng)上查詢)1.4.5錄像和錄像結(jié)合,學(xué)生科學(xué)學(xué)生理論考試通過后,提示學(xué)生可進(jìn)行儀器上機(jī)培訓(xùn),同時(shí)顯示申請(qǐng)界面供學(xué)生進(jìn)行信息的錄入,根據(jù)考試類型的不同,學(xué)生的上崗證自動(dòng)進(jìn)行判斷。在網(wǎng)上考試系統(tǒng)未開通前,由負(fù)責(zé)教師進(jìn)行輸入。目前有部分常規(guī)的實(shí)驗(yàn)技術(shù),已拍攝了錄像,重新編輯整理,并配上了字幕和錄制了旁白,新進(jìn)的研究生看了錄像后即可在工程技術(shù)人員的指導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)。已制成的錄像已放在院內(nèi)部網(wǎng)上,可供新生隨時(shí)觀看。這樣,新生在理論上至少可初步懂得儀器的主要結(jié)構(gòu),了解其主要功能,并可以試著照錄像上的操作步驟獨(dú)立操作。每學(xué)期均對(duì)學(xué)生進(jìn)行不同層次的培訓(xùn),盡可能地在研究生進(jìn)入課題研究之前熟練掌握進(jìn)行課題實(shí)驗(yàn)研究的各類常規(guī)和特殊的實(shí)驗(yàn)技術(shù),使學(xué)生能夠盡快掌握研究工作。