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關鍵詞:知識管理;教育資源;網(wǎng)絡學習空間
中圖分類號:G250.73 文獻標識碼:B 文章編號:1673-8454(2012)01-0025-03
一、引言
2009年湖南省教育廳引進基于Web2.0和云計算服務的“世界大學城”網(wǎng)絡服務平臺,搭建全省各級各類教育單位的數(shù)字化學習平臺。[1]該舉措啟動至今,全省有230個機構平臺建設單位,開發(fā)了大量的教育資源,初步實現(xiàn)了教育資源的信息化。但是,網(wǎng)絡學習空間的活動繁榮掩蓋不住教育資源建設與運用中存在的諸多問題:重數(shù)量輕質量、重建設輕應用等。隨著信息管理逐漸發(fā)展為知識管理,教育資源管理中的信息管理技術和理論也將逐漸為知識管理技術和理論所替代,目前關于這方面的研究已經(jīng)引起了教育技術學領域許多研究者的注意,本文嘗試將知識管理的技術和理論應用于教育資源管理中,以期為優(yōu)化網(wǎng)絡學習空間的教育資源建設提供新的視角。
二、教育資源的知識管理
1.知識管理[2]
知識管理是以人為中心,以信息為基礎,以知識創(chuàng)新為目標,將知識看作是可開發(fā)資源的一種管理思想,目的就是要尋求信息處理能力與人的知識創(chuàng)新能力的最佳結合,在整個管理過程中最大限度地實現(xiàn)知識共享。
對一個組織而言,知識管理具體涉及以下問題:(1)組織需要的知識是什么?(2)現(xiàn)有的知識在哪里?可以從哪里獲?。浚?)知識如何轉移,如何有效利用,如何生成新的知識?(4)知識如何存儲、更新和保護?
總的來說,知識管理是對人和知識的動態(tài)管理過程,因為知識僅局限于組織內的某個部門或者某個人并不能充分發(fā)揮其綜合效益,知識只有在流動中才能體現(xiàn)出價值。
2.知識管理對教育資源的作用
傳統(tǒng)的教育資源建設觀突出于用信息管理的理論和技術來指導教育資源建設,也就是教育資源建設的“技術觀”和“信息觀”。在“技術觀”的影響下,各組織關注硬件建設和教育資源的數(shù)字化,著眼于教學內容、素材以及設備和軟件的操作上,卻忽視了學校自身的實際情況和教學的實際需要,也忽視了學生作為獨立個體,在課堂內外自行選擇教育資源、在自有的社會文化和知識背景條件下進行意義建構獨立的、個體化的過程。而教學資源建設的“信息觀”則熱衷于學校資源中心信息系統(tǒng)框架的建構,把教育資源等同于數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息,以期通過教育資源短期的巨大投入建立一個龐大的教育資源庫,從而實現(xiàn)教育資源的信息化,致使教育資源的重用性和通用性較低,忽視了教育資源的深層次加工與處理。知識只有在流動中才能發(fā)揮作用,同樣教育資源只有在流動過程中才能體現(xiàn)其教育價值。
基于知識管理建設教育資源的思想是建立一個服務于教育教學的知識庫,能夠從功能和服務上支持教師的教學決策,促進師生之間學習內容的共享與知識的創(chuàng)新。所以,應用知識管理建設教育資源是實現(xiàn)人、技術和過程的平衡和相互促進,從而促進教育資源在資源的擁有者和使用者之間流動。
“世界大學城”網(wǎng)絡學習空間轉變了傳統(tǒng)的信息化建設觀念,是以市場為導向,運用云計算服務技術,推行按需購買服務,淡化為我所有,強調為我所用,實現(xiàn)人人參與資源建設,變傳統(tǒng)的靜態(tài)資源庫觀為動態(tài)的資源知識流觀,使教育資源成為學校內有生命力的流動智慧。這就是應用知識管理指導教育資源建設的體現(xiàn),也是一種良性資源共建共享的新機制。
三、網(wǎng)絡學習空間中教育資源的知識管理框架
知識管理作為信息管理發(fā)展的新階段,應用于教育資源的管理之中,在管理教育資源的同時,還注重將教育資源與人力資源結合起來進行管理,全面考慮教育資源管理中技術和人的作用。
本文認為知識管理指導下“世界大學城”網(wǎng)絡學習平臺的教育資源管理宏觀框架如圖所示,由網(wǎng)絡學習平臺、知識處理流程、知識建設管理、知識創(chuàng)新四個層次組成。
1.網(wǎng)絡學習平臺
“世界大學城”網(wǎng)絡學習平臺是以Web2.0、SNS、Blog、Tag、RSS、Wiki等為核心,依據(jù)六度分隔理論、XML、Ajax等理論和技術設計并以網(wǎng)絡交互遠程教育為核心,綜合了遠程教學、網(wǎng)絡辦公、即時通訊、商務管理、全民媒體、個性化數(shù)字圖書館等功能的虛擬平臺,提供知識搜索工具、知識交流工具、知識編碼工具、教育資源知識庫和知識庫管理系統(tǒng)等工具實現(xiàn)資源的高效管理和快捷應用。[3]
“世界大學城”網(wǎng)絡學習平臺不僅能通過諸如知識庫、知識搜索工具、知識編碼工具等平臺工具對顯性知識進行管理和應用。同時,還能通過知識交流、知識挖掘等工具促進隱性知識在網(wǎng)絡空間中交流與共享,實現(xiàn)管理的目的。
2.知識處理流程
應用知識管理技術對“世界大學城”網(wǎng)絡學習平臺的教育資源處理分為知識獲取、知識定位、知識組織、知識共享、知識評價、知識創(chuàng)新六個步驟。
(1)知識獲取是指網(wǎng)絡學習空間構建的資源共建共享機制,鼓勵用戶開發(fā)、搜索、篩選、共享豐富的教育資源,通過不斷積累,使學習平臺的資源庫實現(xiàn)持續(xù)進化。
(2)知識組織包括分類和整合,就是對知識和信息按照資源建設技術規(guī)范進行分類存儲。
(3)知識定位是借助“世界大學城”先進的基于內容的搜索、智能等先進技術,實現(xiàn)資源的快速定位,以減少使用者浪費在尋找資源上的時間。
(4)知識共享是通過統(tǒng)籌規(guī)劃、激勵機制創(chuàng)設共享組織氛圍,使“世界大學城”用戶樂于將自己的知識和積累的經(jīng)驗無償分享,把知識散播出去,讓盡量多的人能夠接觸到這些知識。同時,通過運用交流平臺,實現(xiàn)校―校、師―師、師―生等跨界的隱性知識交流。
(5)知識創(chuàng)新是將知識資源運用于信息化的教學活動、教學管理中,并創(chuàng)建或再生新知識。
(6)知識評價是用戶從教育性、科學性、技術性和藝術性等方面對資源的評價與篩選,“世界大學城”的開放特性促使了知識評價的自然形成,其中教育資源被廣泛瀏覽、引用、評論就充分說明其教學績效。
3.知識建設管理
知識管理就是在組織內建立起知識共享與創(chuàng)新的環(huán)境,知識建設管理是教育資源良性運行的前提。對于組織而言,要實現(xiàn)資源的共建共享,必須建立促進知識交流的氛圍,把教師的教學經(jīng)驗、學生的學習成果都作為一種智力資源進行管理。通過采取適當?shù)募畲龠M機制,使用戶愿意將自己的隱性知識轉化成顯性知識,實現(xiàn)知識的共享,這些知識才是教育資源真正豐富和不斷發(fā)展的動力和源泉。支持教育資源共享與創(chuàng)新觀念的建立需要一個長期的過程。
“世界大學城”網(wǎng)絡學習平臺對每一個空間用戶的每一個學習活動給予分值并進行累計,并根據(jù)該分值進行評價,以激勵知識擁有者主動提供知識給別人共享。
4.知識創(chuàng)新
知識創(chuàng)新是知識管理的終極目標,也是教育的重要方面。教育資源管理的實施不僅是為了更好地共享知識,更重要的是為了在“世界大學城”網(wǎng)絡學習平臺上,在促進機制的保證下,經(jīng)過教育資源處理過程,達到教育資源的知識整合集成和創(chuàng)新。只有通過共享與創(chuàng)新,教育資源知識庫才會不斷地豐富,最終實現(xiàn)教育資源的共享共建的循環(huán)過程。
四、網(wǎng)絡學習空間教育資源知識管理的實施要點
教育資源建設是一項長期工作,不是靠一兩次的短期突擊就能實現(xiàn)?!笆澜绱髮W城”網(wǎng)絡學習平臺為教育資源建設提供了一個極佳的“用武之地”,目標、機制和文化是應用知識管理網(wǎng)絡學習空間教育資源的實施要點。
1.明確目標
在網(wǎng)絡學習空間的教育資源建設過程中實施知識管理的總目標是為了使顯性知識有序化、隱性知識顯性化,通過共享、交流使知識最終內化為組織和個體智慧。但是,總體目標僅僅只是組織的一種期望,還不能成為實際操作的對象,它必須分解成一些低層次的目標,使組織中不同層次和崗位的人了解,他們應當做什么才能有助于這個總體目標的實現(xiàn)。所以,以具體學校為例應明確多個具體的目標,各目標之間相互聯(lián)系、相互支援、相互協(xié)調。
目標的制定要建立在師生參與上,讓他們清楚目標制定的背景,不僅能使得問題考慮更加周到,也能讓所有人同心同德地去實現(xiàn)目標。另外,目標的確定既要具有挑戰(zhàn)性,也不能過高,使每個教師和學生充滿信心,努力工作與學習去完成目標,而不是喪失信心,放棄努力,致使目標落空。
2.機制建設
在教育資源建設過程中實施知識管理,既不是純粹的管理體系改革,也不是單純的知識體系建設,而是“管理”和“知識”相互融合,建立一種長效的管理機制,是實施知識管理的保證。所以,知識管理的管理機制要解決“誰來做”、“做什么”、“如何激勵”、“如何考核”等問題。特別是“如何激勵”,是調動師生的創(chuàng)造積極性,發(fā)掘存儲于個體中的隱性知識,使得師生樂意分享自己的經(jīng)驗,形成良性循環(huán)。
3.文化建設
知識管理的目標是實現(xiàn)隱性知識和外顯知識共享,要達到這個目標,知識共享和知識創(chuàng)新是兩個關鍵的內容。知識共享是指知識所有者與他人分享自己的知識,是知識從個體擁有向群體擁有的轉化過程;知識創(chuàng)新是指通過研究獲得新知識的過程。
所以,共享和創(chuàng)新的文化建設是知識管理成功與否的重要因素,只有樹立共享意識,知識管理才能很好地得以實現(xiàn),在目前普遍存在知識獨享的社會意識下,進行校園文化的建設就顯得尤為重要。
可以說,學校文化是知識管理的載體,實施知識管理的根本依托在于學校文化建設,甚至可以說學校文化建設是知識管理的深層次實踐。筆者認為知識管理下學校文化應把建立信賴分享的文化、鼓勵學習的文化、支持創(chuàng)新的文化、以人為本的文化作為自己的價值取向。
五、結論
本文首先闡述了教育資源建設中的知識管理,揭示了“什么是知識管理”、“知識管理對教育資源的作用”,從而解決了“是什么”的問題。其次分析了網(wǎng)絡學習空間教育資源的知識管理框架,找到了運用知識管理進行網(wǎng)絡學習空間教育資源建設的可行性,解決了“為什么”的問題。最后從目標、機制和文化三個關鍵問題上提出了網(wǎng)絡學習空間中教育資源的知識管理具體要求與方法,解決了“怎么辦”的問題??傊?,將知識管理的理論和技術應用于教育資源建設中,是一種可行、可靠的指導思想和支持技術。
參考文獻:
[1]王鍵.基于云計算的資源共建共享型職教網(wǎng)絡學習服務體系的研究與實踐[J]. 中國教育信息化, 2010(17).
關鍵詞:高速公路施工;無線網(wǎng)絡;視頻監(jiān)控系統(tǒng);實時監(jiān)控
一、引言
高速公路建設工程具有施工點多、線長、地理位置較偏僻、交通不便、參建單位多等多重特征,安全隱患突出,尤其是如今高速公路一般橋隧比例高,長隧道、高墩橋等關鍵工程多,地形、地質情況復雜,施工現(xiàn)場管理復雜,施工條件艱苦,施工便道艱險等。因此,對高速公路施工實行實時監(jiān)控迫在眉睫。目前國內在高速公路施工監(jiān)控技術方面以光纖傳輸為主,很難解決施工過程中涉及地域范圍廣、地理情況復雜、移動性強以及監(jiān)控點變動大等特點。施工過程中應用無線網(wǎng)絡視頻技術應運而生,是大勢所趨。
二、無線網(wǎng)絡技術和視頻監(jiān)控系統(tǒng)
無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng),在高速公路中主要用于公路收費及公路運營期間的監(jiān)控。將無線網(wǎng)絡技術應用到高速公路建設期的施工管理中,將是無線網(wǎng)絡技術得以更進一步廣泛應用的實踐活動。
1.無線網(wǎng)絡技術
無線網(wǎng)絡有三種常見的網(wǎng)絡結構:自組網(wǎng)拓撲網(wǎng)絡、基礎結構拓撲網(wǎng)絡和中繼網(wǎng)絡。
(1)自組網(wǎng)拓撲網(wǎng)絡。自組網(wǎng)拓撲網(wǎng)絡(Ad Hoc)由無線客戶端設備組成。其主要特點是無中心接入點和具有多跳功能。各個移動終端的地位相同,所有帶無線網(wǎng)絡接口卡的計算機移動終端可通過無線通道連接組成任意網(wǎng)狀拓撲結構,從而實現(xiàn)計算機移動終端間直接對等的相互通信。
該網(wǎng)絡優(yōu)點是不需要無線接入點設備;根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境可隨時改變網(wǎng)絡拓撲結構;組網(wǎng)簡單方便。缺點是允許接入移動終端較少,每個網(wǎng)絡通常僅為5至10個移動用戶;網(wǎng)絡中每個移動終端必須有主機和路由器雙重功能;無線傳輸介質通常采用紅外線,網(wǎng)徑較小,傳輸距離較短。
Ad Hoc網(wǎng)絡適于采用紅外線無線傳輸介質的小范圍室內無線網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡結構簡單、造價低廉,非常適合于室內和建筑物內組網(wǎng)。
(2)基礎結構拓撲網(wǎng)絡?;A結構拓撲網(wǎng)絡(Infrastructure Network)以星型拓樸結構為基礎,以無線接入點(AP)設備為中心連接所有移動終端站點的無線網(wǎng)絡。將一個AP設備為中心和其所屬移動終端組成網(wǎng)絡所搜蓋的區(qū)域稱為基本服務區(qū)段(BBS,Basic Service Set);而將多個BSS形成的基礎結構網(wǎng)絡稱為擴展服務區(qū)段(ESS,Extented Service Set)。
基礎結構拓樸網(wǎng)絡提供了對其它網(wǎng)絡的訪問,支持TCP/ IP和SNMP等多種網(wǎng)絡各層協(xié)議,帶有轉發(fā)功能和介質訪問控制等功能。AP起到了橋接其它無線或有線網(wǎng)絡的作用。這種結構中的兩個無線節(jié)點之間無法直接通信,只能在無線節(jié)點與AP之間通信。該網(wǎng)絡提供移動終端在基本服務區(qū)網(wǎng)絡之間的基本漫游和在兩個擴展服務區(qū)域間進行的擴展漫游,并且各個網(wǎng)段可采用不同的標準。
(3)中繼網(wǎng)絡。中繼網(wǎng)絡是由兩個無線網(wǎng)橋或接入點設備組成的點對點的無線鏈路,以此無線鏈路作為有線基干網(wǎng)的一部也可借以實現(xiàn)兩個無線或有線網(wǎng)段間的遠距離連接。
中繼網(wǎng)絡以星型拓撲結構為基礎,以無線接入點設備為中心連接區(qū)域內所有固定終端和移動終端點組成基本服務區(qū)網(wǎng)絡,各個基本服務區(qū)網(wǎng)絡通過交換機連接在一起進入有線網(wǎng)絡,實現(xiàn)與Internet的連接。由兩個無線網(wǎng)橋或接入點設備組成的點對點的無線中繼鏈路可將中間被不便于安裝線纜的障礙物隔開的無線網(wǎng)絡或有線網(wǎng)絡連接起來。
無線中繼網(wǎng)絡往往用于構成兩個建筑物之間的無線鏈路,以及實現(xiàn)建筑物內若干有線與無線網(wǎng)絡之間的連接。
2.網(wǎng)絡設備
無線局域網(wǎng)根據(jù)設計方案不同其設備構成也不同,無線網(wǎng)絡的相關設備主要有無線網(wǎng)卡、無線接入點、無線網(wǎng)橋、無線路由器等。
(1)無線網(wǎng)卡。無線網(wǎng)卡的功能主要是實現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點與傳輸介質數(shù)據(jù)信號形式的變換、收發(fā)控制,保證計算機之間的順利通信。基于IEEE802.11 b協(xié)議的無線網(wǎng)卡采用CCK高速調制解調技術和寬帶射頻技術,在2.4GHz頻段上對高速突發(fā)數(shù)據(jù)實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的傳輸,峰值數(shù)據(jù)速率為1 Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps和11 Mbps,在支持應用層協(xié)議時,網(wǎng)卡平均數(shù)據(jù)傳輸速率在5Mbps以上。
(2)無線接入點AP。無線接入點設備包括橋接功能和移動管理,即對數(shù)據(jù)包的過濾、存儲、轉發(fā)及對移動主機的認證、登錄、散步的管理等。AP設備具備自動選擇頻道功能,用于選擇最好的傳輸信道帶寬供各所屬站點使用。AP軟件是在數(shù)據(jù)鏈路層開發(fā)的,它對數(shù)據(jù)鏈路層以上各層是透明的。
(3)無線網(wǎng)橋。網(wǎng)橋屬于OR參考模型七層分層結構的第二層(鏈路層)設備,操作對象是成幀的數(shù)據(jù),包括幀的收發(fā)、幀內各區(qū)域的識別、解釋并且散列出MAC地址將記錄到相關MAC地址表中。無線網(wǎng)橋是一個多端口設備,將若干網(wǎng)段橋接在一起構成網(wǎng)橋網(wǎng)絡。遠程無線網(wǎng)橋應用模式有點對點無線橋接模式、點對多點無線橋接模式和橋接中繼模式。點對點型無線網(wǎng)橋可用來連接兩個分別位于不同點的網(wǎng)絡。
(4)無線路由器。無線路由器工作在OR參考模型七層分層結構的第三層(網(wǎng)絡層)設備,為收到的報文尋找正確的路徑和把報文轉發(fā)出去,提供連接網(wǎng)際或網(wǎng)絡內的ISDN、專用電話線及幀中繼,可以由單一中心支持數(shù)百個遠端網(wǎng)絡無線接入。無線互連網(wǎng)絡協(xié)議具有快速、準確、高效和良好的可擴展性。
3.視頻監(jiān)控系統(tǒng)
網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點:視頻圖像完全數(shù)字化,便于存儲且保存時間長,數(shù)據(jù)更穩(wěn)定且不易丟失;數(shù)字信息檢索方便,數(shù)據(jù)查詢時可大大提高工作效率;網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)字信息搞干擾能力強,不易受傳輸線路信號衰減的影響,能夠加密傳輸;前端監(jiān)控設備由攝像機和視頻服務器組成,系統(tǒng)擴展性強。視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下三種監(jiān)控模式:模擬視頻監(jiān)控、基于微機平臺的數(shù)字視頻監(jiān)控及基于嵌入式的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控。
(1)模擬視頻監(jiān)控。圖像傳輸方式采用由攝像機、視頻矩陣、監(jiān)視器和錄像機等組成,利用模擬視頻線將來自攝像機的視頻連接到監(jiān)視器上,利用視頻矩陣主機,采用鍵盤進行切換和控制,錄像采用使用磁帶的長時間錄像機;遠距離圖像傳輸采用模擬光纖,利用光端機進行視頻傳輸。模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信號一直是以模擬信號形式存在的,雖然信號質t很高,但是模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)傳輸距離很短,系統(tǒng)的擴展性差,且只能點對點傳輸。
(2)基于徽機平臺的數(shù)字視頻監(jiān)控?;谖C平臺的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用微機和widows平臺,在計算機中安裝視頻壓縮卡和相應的軟件,各種監(jiān)控數(shù)據(jù)通過各自的傳輸線路,匯聚到監(jiān)控終端機上。該監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信號的采集及存儲都是以數(shù)字形式,質量較高;系統(tǒng)功能較為強大;與信息系統(tǒng)可以交換數(shù)據(jù),應用的靈活性很好。其缺點為穩(wěn)定性不好,視頻前端較為復雜,遠距離傳輸時需要安裝視頻光端機,系統(tǒng)建設成本高,不易維護,且維護費用較大;可靠性不高,在環(huán)境或空間不適宜的監(jiān)控點處的PC機還需專人負責管理。因此該監(jiān)控系統(tǒng)不不適合新建的監(jiān)控系統(tǒng),適合傳輸監(jiān)控系統(tǒng)的改造,同時又要求實現(xiàn)遠程視頻傳輸?shù)南到y(tǒng)。
(3)基于嵌入式的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控。基于嵌入式的網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)以網(wǎng)絡平臺為依托,遵循TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議,將攝像機采集到的模擬視頻信號通過視頻服務器直接轉換成企數(shù)字信號,或由內置處理器的網(wǎng)絡攝像機直接進行信號處理成IP數(shù)字信號,然后以IP包的形式在網(wǎng)絡上傳輸。圖像處理設置在監(jiān)控點,利用互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)擴展監(jiān)控的范圍,實現(xiàn)視頻圖像采集、傳輸、錄像和視頻輸出的全過程數(shù)字化。
三、系統(tǒng)設計
1.設計流程
系統(tǒng)應遵循規(guī)劃、設計、實施、持續(xù)改進的循環(huán)流程,其設計流程如圖1所示。
圖1 監(jiān)控系統(tǒng)設計流程
2.系統(tǒng)結構
系統(tǒng)結構圖如2所示。
圖2 系統(tǒng)結構
3.系統(tǒng)實現(xiàn)
系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用網(wǎng)絡傳輸,施工單位、監(jiān)理單位,可以按照業(yè)主相關要求,在系統(tǒng)中填報施工日報、月報、監(jiān)理月報、監(jiān)理指令等相關質量控制報表,及時的反映了項目的質量控制情況,提高了項目監(jiān)控管理效率,達到項目全過程管理要求。加強了施工重要環(huán)節(jié)的預控、施工過程的監(jiān)控、施工結果的管理,加強了施工單位施工標準化、規(guī)范化的監(jiān)理管理。
4.系統(tǒng)功能
(1)施工現(xiàn)場實時監(jiān)控。在施工現(xiàn)場關鍵點建立視頻監(jiān)控,遠程監(jiān)控安全生產情況,不受交通、天氣、地理位置限制。其信息和圖像實時傳輸,實現(xiàn)施工現(xiàn)場監(jiān)控、廣播指揮、語音通信等功能。
(2)人員動態(tài)定位監(jiān)控。在地質復雜或重要的建設區(qū)域(如隧道),對施工人員進行精確定位和危險報警,對進入該區(qū)域的人員實行身份驗證和考勤管理,對該區(qū)域施工人員實時動態(tài)定位管理,例如超時報警、報警、違禁時間報警等,達到對施工人員的精細化管理,同時保證施工人員的生命安全。
(3)圖像存儲備份。監(jiān)控中心通過硬盤對實時監(jiān)控圖像進行儲存?zhèn)浞荩瑫r對重要位置的圖像進行永久備份。重要視頻、音頻、每日進度圖像可作為永久性竣工文檔的一部分,可用于真實地展示竣工資料,豐富竣工文檔的種類和信息。
(4)查詢統(tǒng)計。系統(tǒng)通過人機交互系統(tǒng)實現(xiàn)查詢統(tǒng)計功能,可在系統(tǒng)中填報施工日報、月報、監(jiān)理月報、監(jiān)理指令等相關質量控制報表,反映項目質量控制情況,提高管理效率,達到項目要求。
參考文獻:
關鍵詞 網(wǎng)絡;電力;遠程控制;技術分析
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)21-0039-01
我國架空輸配電線路多暴露在外,其運行不僅受電力負荷和接卸載荷的影響,還受自然環(huán)境變化的影響,運行階段很容易出現(xiàn)氧化、腐蝕等現(xiàn)象,若不及早對其控制預防,將會引發(fā)多種線路故障。而電力遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn),不僅提高了系統(tǒng)使用的靈活性,還使得電力系統(tǒng)的診斷和維護更加的便捷,加快了系統(tǒng)維修人員的工作效率。此外,選擇網(wǎng)絡遠程控制系統(tǒng)還加快了信息集成化的速率,提高了信息轉化、信息共享的高效性,便于各系統(tǒng)單元分工運轉。
1 架空線路檢查工作中面臨的主要難題
高空線路巡檢工作面臨的主要問題主要表現(xiàn)在下面幾方面:1)電力設備增加且無人值守問題導致巡檢質量監(jiān)控與巡檢出勤率之間的矛盾日益激化;2)電力設備定期檢查少,巡視工作沒有重點;3)巡檢工作人員工作水平高低不同;4)需要檢查的設備數(shù)量較多,檢視工作人員責任心不高,且無法準確核實檢查人員對線路的詳細描述;5)定期檢查階段缺陷線路報告量大,分類整理工作難度大,很難為缺陷修補工作提供有力依據(jù);6)線路檢查記錄方式落后,工作效率低下。
2 電網(wǎng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)結構組成要素
電網(wǎng)輸變電線路遠程監(jiān)控能夠實現(xiàn)的主要原理為:使用云臺攝像頭收集電網(wǎng)運行線路的周邊環(huán)境,運用編碼器把視頻做壓縮處理,之后經(jīng)電力光纖、無線網(wǎng)絡傳輸至上層監(jiān)控指揮中心對其做解壓處理,再進行云臺監(jiān)控,全方位多角度顯示線路運行實況,以方便工作人員應對緊急電力事件。其構成要素主要為下面幾點。
1)圖像采集。
整個無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)的最底層為感知層,負責收集輸變電線路周邊環(huán)境圖像參數(shù),比如,收集線路運行情況;冰雪覆蓋情況以及線路塔架情況等,然后對收集的圖像作壓縮處理,減輕對寬帶的負荷。
2)電網(wǎng)遠程視頻監(jiān)控的網(wǎng)絡層。
整個無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)是網(wǎng)絡層,它的主要作用是把收集到的數(shù)據(jù)資料傳輸?shù)缴蠈颖O(jiān)控指揮中心,并將指令傳輸?shù)奖O(jiān)控終端控制系統(tǒng)。在該階段,收網(wǎng)絡傳輸距離的限制,可選擇不用的電力輸出通道,如:GPRS、電力專用光纖等。
3)電力遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心。
整個無線網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的終端環(huán)節(jié)是監(jiān)控中心,它主要負責處理傳輸過來的數(shù)據(jù)圖像,顯示網(wǎng)絡運行實況后,建立數(shù)據(jù)資料庫,以便工作人員查詢使用。同時,還可以對云臺攝像頭進行調節(jié)控制,全方位的顯示輸變電線路周邊的實況。
3 電網(wǎng)遠程無線通信傳輸
遠程無線通信傳輸作為視頻監(jiān)控終端和監(jiān)控中心相互連接的通信紐帶,能夠把監(jiān)控終端的視頻信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,同樣也可以把監(jiān)控中心下達的指令傳輸?shù)奖O(jiān)控終端。另外,無線網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)終端設計方案有效的解決了配變電參數(shù)遠距離傳輸?shù)膯栴},能夠對數(shù)據(jù)資料進行實時采集,同時,以ARM監(jiān)控器為基礎,專門配置了先進的配變電監(jiān)測器,負責為電力部門提供專業(yè)化的資料分析,例如:電力質量、故障判斷分析等。當線路傳輸出現(xiàn)緊急故障問題時,監(jiān)控設備可及時發(fā)出警報,監(jiān)控人員及時做緊急處理,確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。
4 電力遠程監(jiān)控中心的主要功能和作用
1)電力遠程監(jiān)控中心的實現(xiàn)功能。
電力無線網(wǎng)絡監(jiān)控中心主要構成部分為:計算機系統(tǒng)的終端設備,即,電力遠程監(jiān)控中心服務器,它是以監(jiān)控神經(jīng)樞紐的形式存在的,主要控制整個電力系統(tǒng)的運行,實現(xiàn)電力監(jiān)控以及電力管理等問題。
電力遠程監(jiān)控中心的實現(xiàn)功能為:①網(wǎng)絡傳輸程序的應用。網(wǎng)絡傳輸程序和監(jiān)控終端直接聯(lián)系,完成編碼壓縮工作后將采集到的視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)程序處理部分,并將最后指令發(fā)送到監(jiān)控終端;②監(jiān)控數(shù)據(jù)處理。監(jiān)控數(shù)據(jù)處理共涉及兩方面的內容:其一,解壓監(jiān)控終端傳輸過來的視頻,并對其做儲存處理;其二,工作人員進行數(shù)據(jù)分析,將分析的結果以控制命令的形式發(fā)送到視頻監(jiān)控終端對其進行遠程控制;其三,顯示最終監(jiān)控畫面。數(shù)據(jù)處理過后,可以多畫面或者單畫面的對電力設備和周邊環(huán)境進行實時監(jiān)控,并根據(jù)要求多角度轉動云臺攝像頭;其四,人工登錄管理。人工登錄需對用戶的身份進行詳細的核查,根據(jù)用戶等級分配查看權限,以確保的監(jiān)控系統(tǒng)正常運行。
2)基于無線網(wǎng)絡的電力遠程實時監(jiān)控發(fā)揮的作用。
一般情況下,遠距離線路傳輸路段所經(jīng)區(qū)域地理環(huán)境和氣候條件較為惡劣。尤其是在嚴寒的冬季,溫度低,濕度高,造成線路荷載量過重,進而導致塔架倒塌問題。而遠程無線監(jiān)控系統(tǒng)的運用能夠及時將輸變電線路的實況反饋到監(jiān)控指揮中心,通過圖像分析做最佳優(yōu)化處理,以維護電力系統(tǒng)安全運行?;跓o線網(wǎng)絡的電力遠程實時監(jiān)控發(fā)揮的優(yōu)化作用表現(xiàn)為:①提高線路傳輸效率;②能夠對輸變電線路的運行情況做實時監(jiān)控,確保監(jiān)控視頻無中斷現(xiàn)象;③無線網(wǎng)絡監(jiān)控安全性能高。當前無線網(wǎng)絡監(jiān)控采用多層次、多技術對其做維護處理,不論是在感知層、網(wǎng)絡層還是在傳輸監(jiān)控層都能夠對數(shù)據(jù)進行全方位保護;④無限網(wǎng)絡監(jiān)控安裝便捷,分布廣泛,施工方便,且無線網(wǎng)絡監(jiān)控前段設備能夠隨便部署,不受距離因素的影響,擴充能力也較高,能夠根據(jù)運行實況隨地設置監(jiān)控點;⑤能夠對數(shù)據(jù)資料做集中性處理。無線網(wǎng)絡系統(tǒng)的運用改變了傳統(tǒng)的分級處理方式,只需一個終端監(jiān)控中心便能夠對多個監(jiān)測點的數(shù)據(jù)資料進行集中管理分析,極大的提高了線路運行效率,降低了線路傳輸成本;⑥無線網(wǎng)絡覆蓋面積廣,能夠充分利用無線基站,完成對偏遠地區(qū)的全程監(jiān)控。
5 結束語
隨著計算機網(wǎng)絡技術快速發(fā)展,其遠程操作控制技術被越來越多的應用到社會生產實踐中,在本文中主要論述了以無線網(wǎng)絡為基礎電力遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)。文中針對架空線路檢查中的幾點問題,闡述了電力遠程監(jiān)控的實現(xiàn)原理,實現(xiàn)功能以及電力遠程監(jiān)控的作用。參照我國信息網(wǎng)絡技術發(fā)展實情可以發(fā)現(xiàn),其中仍有很多技術性問題存在,仍需網(wǎng)絡技術人員對其進行探索解決,以期更好的為社會經(jīng)濟建設服務。
參考文獻
[1]陳希武.利用網(wǎng)絡實現(xiàn)遠程控制的技術分析[J].科技創(chuàng)新導報,2009(01).
論文摘要:目前我國電信網(wǎng)中的通信設備種類繁多,結構龐大,功能復雜。為實現(xiàn)高容錯、高可靠性,電信運營企業(yè)網(wǎng)絡資源管理多采用分布式系統(tǒng)實現(xiàn)。在多臺服務器參與實際工作時,由主監(jiān)控器將處理業(yè)務分解為相應的處理進程,按一定的調度策略分散到各個服務器上以達到負載均衡。即使處理信息業(yè)務量不斷增加,也只需通過任務調度增加服務器的臺數(shù)或升級服務器來解決。
引言
電信網(wǎng)是一個極其復雜的系統(tǒng),結構龐大,功能復雜;分系統(tǒng)、子系統(tǒng)縱橫交錯,相互藕合[1]。由于任務使命的特殊性,對系統(tǒng)(包括每個子系統(tǒng))的可靠性要求極高,因此高可靠性是對電信網(wǎng)運行的基本要求。目前我國電信網(wǎng)中使用的通信設備種類繁多,電信運營企業(yè)網(wǎng)絡資源管理工作成為電信運營商提高網(wǎng)絡運營效率、提供網(wǎng)絡互聯(lián)、接入服務以及端到端綜合服務能力、實現(xiàn)全網(wǎng)集約化經(jīng)營的重要手段。網(wǎng)絡資源管理系統(tǒng)是一套位于電信企業(yè)后臺的運行支撐系統(tǒng)。雖然已經(jīng)開通運行的局不少,但要做到先進、實用、規(guī)范、符合電信管理網(wǎng)(TMN)建設的要求,還需要不斷的完善與發(fā)展[2]。
1 系統(tǒng)構成
整個監(jiān)控系統(tǒng)劃分成三層,包括:集中監(jiān)控中心CSC(Central Supervision Center)、區(qū)域監(jiān)控中心LSC(LocalSupervision Center)以及各基站的現(xiàn)場監(jiān)控單元FSU(Field Supervision Center)[3, 5]。三層系統(tǒng)結構如圖1所示。
集中監(jiān)控中心CSC負責對多個區(qū)域監(jiān)控中心LSC的集中管理,它接收LSC傳來的實時信息、報警信息和視頻信息、顯示監(jiān)控畫面和視頻內容、處理所有的報警信息、發(fā)送管理人員的控制命令給LSC、記錄報警事件。在CSC可以看到各LSC的所有實時信息,完成各種控制任務。CSC和LSC之間通過TCP/IP連接,傳輸與具體連接的網(wǎng)絡類型無關[4]。
區(qū)域監(jiān)控中心LSC由監(jiān)控主機、智能模塊、協(xié)議轉換模塊、信號處理模塊、多設備驅動卡、視頻處理卡及智能設備等組成。監(jiān)控主機與智能設備之間通過RS485/232或網(wǎng)絡連接,采用主從方式通過各種通訊協(xié)議相互通訊,取得各設備的實時數(shù)據(jù)。LSC將所有的實時數(shù)據(jù)上傳給CSC,由CSC統(tǒng)一對所有事件作出響應。
監(jiān)控單元FSU連接各種電源,空調等智能或非智能設備以及各種環(huán)境量的采集器。FSU對監(jiān)控對象進行數(shù)據(jù)采集,接收監(jiān)控對象的的告警數(shù)據(jù),通過接口把這些數(shù)據(jù)上行傳送給LSC。監(jiān)控單元通過接口接收LSC下行傳送過來的控制命令,把這些控制命令發(fā)送至受控設備及環(huán)境量采集器,對受控設備及環(huán)境量采集器直接進行控制?;镜腇SU構成如圖2所示。
2 監(jiān)控軟件調度結構
為實現(xiàn)高容錯、高可靠性,電信運營企業(yè)網(wǎng)絡資源管理多采用分布式系統(tǒng)實現(xiàn)。在分布式系統(tǒng)中,任務調度算法按照調度程序的結構或調度程序所收集調度信息的范圍,網(wǎng)絡監(jiān)控軟件分為集中式調度算法和分布式調度算法[6]。
集中式調度算法系統(tǒng)中有一個負責調度的主機負責搜集系統(tǒng)負載信息。它維護著一個任務分配表,并且根據(jù)系統(tǒng)負載狀況來分配任務。其它的主機都是計算主機,計算主機只負責接收任務,如圖3所示。
這種策略的優(yōu)點是:調度主機擁有全局信息,易于進行決策并保持負載平衡,易于跟蹤執(zhí)行情況。算法比較容易實現(xiàn),適用于結點數(shù)目比較少的網(wǎng)絡環(huán)境,在總線型網(wǎng)絡上有比較好的性能[7]。
分布式調度算法是根據(jù)局部范圍內的一些結點主機的負載信息來進行負載平衡調度操作,不再有一個集中的調度主機,每個主機只與一部分主機通信。按負載平衡調度的啟動者來劃分,這類調度策略主要有發(fā)送者驅動策略,接收者驅動策略和混合驅動策略,如圖4所示。
分布式的調度算法的主要優(yōu)點是可擴放性好,適合結點數(shù)較多的大規(guī)模并行分布系統(tǒng)。主要缺點是算法復雜,難于實現(xiàn)沒有全局信息,難于跟蹤程序運行。鑒于系統(tǒng)的多樣性和復雜性,選用哪種調度方法取決于實際需要的不同考慮。一般而言,在結點較少的情況下(如16個結點),集中式調度不會造成通信瓶頸,且實現(xiàn)算法簡單、可靠。本系統(tǒng)中,選用集中式調度策略實現(xiàn)進程調度。
系統(tǒng)的設計開發(fā)軟件采用C#.NET實現(xiàn),系統(tǒng)的運行平臺為W indows 2000/2003服務器版。
3 網(wǎng)絡監(jiān)控平臺
網(wǎng)絡監(jiān)控平臺是監(jiān)控系統(tǒng)的底層通信部分,在后臺運行,主要處理網(wǎng)絡信息交互,具體包括網(wǎng)絡監(jiān)控線程、信息解析線程及網(wǎng)絡下發(fā)線程。各部分的具體流程如下:
如圖5所示,網(wǎng)絡監(jiān)控線程監(jiān)控網(wǎng)絡的運行情況。網(wǎng)絡數(shù)據(jù)解析主要是分析網(wǎng)絡數(shù)據(jù),是否滿足通信幀協(xié)議要求,判斷接收數(shù)據(jù)的有效性,若有效則將接收數(shù)據(jù)錄入緩存區(qū)。
如圖6所示,信息解析完成網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的幀結構解析,并根據(jù)具體內容分別錄入后臺數(shù)據(jù)庫。針對告警信息,觸發(fā)告警處理線程,有新數(shù)據(jù)錄入,根據(jù)具體內容觸發(fā)消息處理機制,告知服務監(jiān)控平臺進行數(shù)據(jù)刷新。如圖7所示,展示了主窗口監(jiān)控頁面。
4 服務監(jiān)控平臺
服務監(jiān)控平臺主要是便于維護人員對站點進行在實時監(jiān)控,具體包括告警監(jiān)控、站點設置、查詢等內容。通過人機界面設置和查詢,底層通過消息機制與網(wǎng)絡監(jiān)控平臺通信,下發(fā)查詢、設置指令,接收告警及回傳信息。
消息傳送線程由兩部分組成,分別是消息發(fā)送部分,消息接受部分,如圖8所示。主要是完成服務監(jiān)控平臺和網(wǎng)絡監(jiān)控平臺間的信息交互,交互信息包括告警信息,查詢和設置信息等。
如圖9所示,展示了站點設置與查詢界面。
5 結論
網(wǎng)絡監(jiān)控軟件集安全監(jiān)控、動力環(huán)境監(jiān)控、圖像監(jiān)控、節(jié)能控制等功能為一體的高集成度產品。具有穩(wěn)定性好,集成度更高,功能強大等特點,滿足不同用戶的接口要求。支持在線軟件升級功能。滿足多種智能設備監(jiān)控程序的內置,可以直接掛接多個智能設備,實現(xiàn)基于網(wǎng)絡的智能設備的監(jiān)控。
參考文獻:
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關鍵詞:網(wǎng)絡監(jiān)控;協(xié)議;SNMP;Centos;Cacti;Mysql;RRDTool
引言
拜城縣行政服務中心網(wǎng)絡是集中心辦公網(wǎng)、工商局專網(wǎng)、國稅專網(wǎng)、地稅專網(wǎng)于一體的綜合性網(wǎng)絡結構,整個網(wǎng)絡采取VLAN虛擬隔離的安全措施;整個網(wǎng)絡目前有十個樓層交換機,一個核心交換機,都是華為品牌,六臺浪潮服務器。行政服務中心網(wǎng)絡承擔著整個縣的網(wǎng)絡審批業(yè)務和公共資源交易服務,網(wǎng)絡的穩(wěn)定和安全性不言而喻,但整個網(wǎng)絡卻沒有專業(yè)的網(wǎng)絡監(jiān)控平臺和專業(yè)的技術維護人員,通過援疆技術人才搭建的行政服務中心網(wǎng)絡監(jiān)測平臺,實現(xiàn)了對中心網(wǎng)絡設備、服務器的24小時實時監(jiān)測,最大程度上保障了中心的網(wǎng)絡安全和審批業(yè)務的正常運行。
1 監(jiān)控平臺的實現(xiàn)原理
1.1 Cacti系統(tǒng)的介紹
Cacti是一套基于PHP,MySQL,SNMP及RRDTool開發(fā)的網(wǎng)絡流量監(jiān)測圖形分析工具,通過snmp服務獲取數(shù)據(jù),然后用rrdtool儲存和更新數(shù)據(jù),當用戶需要查看數(shù)據(jù)的時候用rrdtool生成圖表呈現(xiàn)給用戶。
監(jiān)測的對象可以是linux或Windows服務器,也可以是路由器、交換機等網(wǎng)絡設備,主要用來搜集各種設備的CPU占用、內存使用、運行進程數(shù)、磁盤空間、網(wǎng)卡流量等數(shù)據(jù),它提供優(yōu)秀的整合和協(xié)調能力,不僅完全免費、配置簡單、直觀化,而且支持插件和數(shù)據(jù)模版,便于進一步擴展檢測功能。
1.2 監(jiān)控平臺的工作原理
Cacti操作可以分為data Retrieval、data Storage、Data Presentation三大部分,首先cacti使用Poller(輪詢器)通過SNMP協(xié)議,從遠端的設備上收集數(shù)據(jù);將數(shù)據(jù)存在rrdtool生成的rrd文件中,在web監(jiān)控界面中通過php讀取rrdtool并生成指定監(jiān)控項目和指定時間段的監(jiān)控曲線圖。
2 監(jiān)控平臺的安裝步驟
2.1 Cacti系統(tǒng)的安裝及配置
本監(jiān)測平臺采用的是Centos6.4操作系統(tǒng),在現(xiàn)有的LNMP的web環(huán)境下安裝配置,安裝步驟如下:
(1)下載相關安包:cacti-0.8.8a.tar.gz、rrdtool-1.4.7.tar.gz、cacti-spine-0.8.8a.tar.gz、net-snmp-5.4.4.tar.gz
(2)安裝相關依賴包:
yum install cairo-devel libxml2-devel pango-devel
(3)編譯安裝net-snmp:
(4)編譯安裝rrdtool:
(5)創(chuàng)建相關軟連接:
a.ln-s/data/app/net-snmp/bin/*/usr/local/bin/
b.ln-s/data/app/rrdtool/bin/*/usr/local/bin/
(6)解壓并安裝cacti:
(7)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫,并導入數(shù)據(jù)文件:
(8)安裝前配置相關用戶及安裝路徑:
配置好后,輸入http://localhost/cacti/install/,即可進入cacti歡迎安裝界面。
2.2 交換機、服務器端的配置
無論是交換機、路由器、還是linux或Windows服務器,只要正確支持SNMP協(xié)議,并允許cacti服務器采集數(shù)據(jù),就能夠進行集中監(jiān)測了。
華為交換機開啟SNMP:
super 進入最高權限
system-view 進入系統(tǒng)視圖
snmp-agent
snmp-agent community read srrc
snmp-agent community write srrcmanager
snmp-agent sys-info version all
snmp-agent target-host trap address udp-domain 192.168.1.100 params securityname srrc
審批服務器開啟SNMP:
Cacti 強大之處在于監(jiān)控windows server不需要安裝程序,在Windows Server 2008中,打開“控制面板”,“添加刪除Windows組件”,選擇“管理和監(jiān)視工具”,查看“詳細信息”,確定已經(jīng)勾選了“簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議”;添加完成后,“服務”列表中會出現(xiàn)“SNMP Service”服務;然后打開“服務”,選擇“SNMP Service”,查看“屬性”頁面,選擇“安全”標簽頁,確保已經(jīng)添加“public”只讀團體,并且勾選了“接收來自任何主機的SNMP數(shù)據(jù)包”,重新啟動“SNMP Service”服務。
2.3 設置Cacti實現(xiàn)網(wǎng)絡監(jiān)測
首先輸入http://localhost/cacti/install/,用admin登陸Cacti管理后臺,添加設備;點擊右上角的ADD,輸入監(jiān)控設備的IP地址,然后點擊右下角的“Create”,正常情況下會得到被監(jiān)控主機的系統(tǒng)信息;接著點擊 “Create Graphs for this Host”,添加被監(jiān)控主機的系統(tǒng)分區(qū)的監(jiān)控,創(chuàng)建Graph,最后創(chuàng)建Graph trees,至此,添加監(jiān)控主機的基本操作完成。
2.4 監(jiān)控平臺構建的意義
該平臺的成功搭建,實現(xiàn)了對拜城縣行政服務中心所有網(wǎng)絡設備的24小時自動實時監(jiān)測,大大提高網(wǎng)絡的安全和運行效率,同時該平臺實現(xiàn)了網(wǎng)絡狀態(tài)的圖像化顯示、故障報警、監(jiān)測數(shù)據(jù)存儲、溫度濕度傳感器信息采集等功能,具有通用性高,通知及時,成本低,直觀等優(yōu)點,在保障中心網(wǎng)絡安全方面和減少對技術人員的依賴都起到了積極作用。
參考文獻
[1]余衛(wèi)華.基于開源軟件的網(wǎng)絡監(jiān)測系統(tǒng)[J].微計算機信息,2007,23(12):93-94+141.
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