孫 宇， 高祿梅， 任金妮， 賈申利

(西安交通大學(xué) 實驗室與資產(chǎn)管理處，陜西 西安 710049)

0 引 言

大型設(shè)備是高校、科研院所從事教學(xué)科學(xué)研究工作的重要基礎(chǔ)保障和優(yōu)勢資源[1-8]。為充分發(fā)揮大型設(shè)備使用效率，服務(wù)廣大的科研工作者，創(chuàng)造最大限度的作用和效益[9-11]，教育部、科技部分別頒布了《高等學(xué)校儀器設(shè)備管理辦法》[12]和《大型精貴儀器管理暫行辦法》鼓勵高校大型設(shè)備開放共享。各高校在制定本校大型設(shè)備管理辦法時，都按照辦法要求，將設(shè)備共享要求寫入文件中。但是如何切實落實政策規(guī)定，在實際中貫徹執(zhí)行共享要求，卻是各校共同面臨的問題。西安交通大學(xué)通過正在進(jìn)行的大型設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化信息平臺的建設(shè)，設(shè)計提出了“角色限制彈性時間分配”模型，有效地貫徹落實了我校的管理思路，在推動大型設(shè)備共享方面做出了積極的探索，也為構(gòu)建大型設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化平臺建設(shè)發(fā)揮了有益的推動作用。

1 大型設(shè)備共享管理思路

“西安交通大學(xué)大型精密儀器設(shè)備管理辦法”[13]中明確指出，“大型設(shè)備管理單位都有責(zé)任向全校提供使用服務(wù)，也可在滿足校內(nèi)要求的前提下，向社會開放，充分利用大型精密儀器設(shè)備的使用周期，發(fā)揮大型精密儀器設(shè)備的最大作用和效益”。

在政策的指引下，我們制定了三條指導(dǎo)原則：①最大限度提升設(shè)備運行時間；②優(yōu)先保障校內(nèi)科研、教學(xué)時間；③兼顧各類用戶需求，鼓勵設(shè)備共享。

2 角色限制彈性時間分配模型

依照上述原則，在系統(tǒng)構(gòu)建中，希望建立一個公平開放平臺，在平臺中通過角色限制彈性時間分配算法，實現(xiàn)我校管理思路。在算法中，構(gòu)建兩類用戶角色：校內(nèi)用戶SC及校外用戶SO。每次拿出一段時間作為預(yù)約比例基準(zhǔn)，開放共享。每類用戶在該段共享時間內(nèi)可使用時間比例分別由下限(SCb，SOb)和上限(SCt，SOt)決定。用戶預(yù)約日期為Ts，申請日期為To，校內(nèi)預(yù)約密度為ρSC，校外預(yù)約密度ρSO，任何一類用戶超出算法規(guī)則范圍后即被鎖定，解除條件為Tpre>Ts-To，Tpre為設(shè)定解限時間。

算法條件如下：

算法規(guī)則：①設(shè)備正常開放時間段內(nèi)，兩類用戶競爭預(yù)約，先提交申請者先獲準(zhǔn)預(yù)約時間。②任何一類用戶預(yù)約比例達(dá)到該類用戶預(yù)約上限時，即被鎖定，直至解鎖條件滿足后再次分配預(yù)約時間。

算法條件保證了設(shè)備能夠在有預(yù)約需求的情況下，最大限度開機(jī)。算法規(guī)則能夠滿足學(xué)校中按照用戶身份(校內(nèi)/校外)分配設(shè)備使用時間的政策要求。

典型場景見表1。

表1 角色限制彈性時間分配模型典型場景參數(shù)對比表

①重復(fù)預(yù)約比例：該參數(shù)指某類用戶受到預(yù)約條件限制，實際申請單元數(shù)量超過批準(zhǔn)單元數(shù)量。重復(fù)預(yù)約比例=(提出申請單元-被拒絕預(yù)約單元)/總開放單元。

②當(dāng)校內(nèi)預(yù)約密度小的時候，校內(nèi)用戶分配單元數(shù)量可以達(dá)到校內(nèi)用戶上限SCt，也可以小于該上限。

③當(dāng)校內(nèi)預(yù)約密度大的時候，校內(nèi)用戶分配單元數(shù)量可以不受校內(nèi)用戶上限限制，超過SCt，直至100%。

3 模型解釋與分析

在該模型的建立下，校內(nèi)校外兩類用戶建立平等競爭的機(jī)制、同時兼顧兩類用戶的預(yù)約需求密度。即在每類用戶的預(yù)約上限未達(dá)到的情況下，兩類用戶提出預(yù)約申請，系統(tǒng)檢測申請單元是否被占用，未被占用即被分配。當(dāng)任何一類用戶達(dá)到上限限制后，暫時被鎖定，在達(dá)到解限條件后(即另一類用戶無人預(yù)約，且解限條件成立)被再次放開。

這樣做有兩點好處：①避免機(jī)器空置浪費。最大限度提高機(jī)器使用率(即機(jī)器使用率=校內(nèi)用戶需求率+校外用戶需求率)。②保證兩方用戶利益。任何一方，在對方需求量很旺盛的情況下，會被嚴(yán)格限制以保護(hù)另外一方的利益，而在對方需求量低的情況下，又可以突破范圍限制，由系統(tǒng)按照需求密度，彈性分配單元。盡力保證各方最大限度使用設(shè)備。

對于該模型，我們進(jìn)行如下的測試。

3.1 優(yōu)先保證校內(nèi)用戶

(1) 模型參數(shù)環(huán)境。假設(shè)設(shè)備每天可開放單元數(shù)為4，一次開放時間為30 d，即總開放單元數(shù)為120個。提前解凍天數(shù)*4為2 d。校內(nèi)人員限制范圍[0,90%]，校外人員限制范圍[0,10%]。

(2) 提前解凍天數(shù)。指一類用戶被鎖定后，而另一類用戶沒有預(yù)約的情況下，為避免開放單元無法預(yù)約而產(chǎn)生空閑浪費，在到期日前若干天內(nèi)解除鎖定。

① 假定校內(nèi)需求密度為20，校外為10，即校內(nèi)需求更大。實驗結(jié)果如圖1所示。

圖1 校內(nèi)用戶優(yōu)先圖(校內(nèi)需求旺盛)

由圖中我們看出，紅色和藍(lán)色實線分別表示了校外、校內(nèi)用戶的單元分配對比，期初，兩類用戶平均分配時間，當(dāng)校外用戶達(dá)到比例限制后，由于校內(nèi)需求十分旺盛，則保證了校內(nèi)用戶的使用權(quán)。藍(lán)色虛線表示了校內(nèi)用戶的分配比例，最終達(dá)到了90%，紅色虛線表示了校外用戶，最終為10%。在水平坐標(biāo)軸上可以看出，圓點(紅色)表示分配給校外用戶的單元編號，三角(藍(lán)色)表示分配給校內(nèi)用戶的單元編號。由于每天能夠提供4個預(yù)約單元，對于校外用戶來說，總預(yù)約量為10%，即12個單元，則在本次開放周期(30 d)的前1.2 d內(nèi)被分配完畢，而對于校內(nèi)用戶來說，108個預(yù)約單元則在前5.4 d分配完畢。在該段時間內(nèi)，先提交申請的用戶，先分配時間。

22假定校內(nèi)需求密度為2，校外為20，即校外需求更大。實驗結(jié)果如圖2所示。

在本圖中我們看到，雖然所有參數(shù)未變，但是最終結(jié)果卻有了變化。兩類用戶的比例均達(dá)到了50%左右，原因為，為了保護(hù)校內(nèi)用戶，一直等到前50%的單元均被分配完畢后，校內(nèi)需求被全部滿足，而此時機(jī)器仍有空閑，則校外用戶接下來被滿足。在算法的控制下，兩類用戶的預(yù)約比例不受初始比例限制，而機(jī)器的運行比例則能夠達(dá)到最大值，即100%。

圖2 校外用戶優(yōu)先圖(校外需求旺盛)

在本圖中，需要說明的情況為藍(lán)色箭頭標(biāo)注的地方為解限通過的情況，即提交申請日期距離申請日期范圍小于Tpre。

3.2 兩類用戶公平競爭

模型參數(shù)環(huán)境：假設(shè)設(shè)備每天可開放單元數(shù)為4，一次開放時間為30 d，即總開放單元數(shù)為120個。提前解凍天數(shù)為2 d。校內(nèi)人員限制范圍[0，100%]，校外人員限制范圍[0,100%]。

假定校內(nèi)需求密度為2，校外為2，即校內(nèi)外需求平等。實驗結(jié)果如圖3所示。

圖3 兩類用戶公平競爭圖(需求同等)

在圖3中，我們看到，兩類用戶完全按照平均分配的原則，誰有需求，滿足誰。本次試驗中，由于需求總量正好等于開放單元，所以全部需求均被滿足。而當(dāng)需求不足情況如圖4所示：青顏色的虛線表示了設(shè)備總利用效率，出現(xiàn)利用率不滿的情況。

圖4 兩類用戶公平競爭圖(需求欠缺)

在需求過旺情況下，會出現(xiàn)未通過申請的情況，如圖5所示。

圖5 兩類用戶公平競爭圖(需求旺盛)

4 結(jié) 語

西安交通大學(xué)近年來在推進(jìn)大型設(shè)備共享，提高設(shè)備使用效益方面努力探索，始終創(chuàng)新，積極拓寬學(xué)校大型設(shè)備管理思路，提高服務(wù)水平。伴隨我校新一代預(yù)約管理系統(tǒng)的建設(shè)，該模型已在該系統(tǒng)中得到應(yīng)用。該模型的應(yīng)用，將我校的管理思路落實在實際操作中[14-15]，通過計算機(jī)程序進(jìn)行實時計算控制。隨著系統(tǒng)的持續(xù)運行，我們還將對現(xiàn)實數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對模型的適應(yīng)性及切合度進(jìn)行進(jìn)一步的觀察。

[1] 聞星火, 梁國華, 黃 樂. 大型儀器開放服務(wù)的實踐與思考[J].實驗技術(shù)與管理, 2007,24(6):1-5.

WEN Xing-huo, LIANG Guo-hua, HUANG Le. Practicing and thinking in sharing of valuablelarge instruments and equipment [J]. Experimental Technology and Management, 2007,24(6):1-5.

[2] 張文璐, 汪成楚. 高校大型儀器設(shè)備開放服務(wù)探討[J].高校實驗室工作研究, 2006(1):58-60.

ZHANG Wen-lu, WANG Cheng-chu. Study on sharing of valuablelarge instruments and equipment in highschool [J].College Laboratory Research, 2006(1):58-60.

[3] 孫緒華. 關(guān)于促進(jìn)我國大型科研儀器設(shè)備共享的思考[J].實驗技術(shù)與管理, 2006, 23(11):10-14.

SUN Xu-hua. Study on promoting to share scientific precision instruments in China[J]. Experimental Technology and Management,2006, 23(11):10-14.

[4] 張冀川, 陳俊杰. 面向服務(wù)的大型科學(xué)儀器共享平臺[J].太原理工大學(xué)學(xué)報, 2009, 40(2):130-133.

ZHANG Ji-chuan, CHEN Jun-jie. Service-oriented Large- scale ScienceInstruments Shareable Platform [J]. Journal of Taiyuan University of Technology,2009, 40(2):130-133.

[5] 項曉慧,阮 慧,李五一.高校大型儀器共享管理系統(tǒng)建設(shè)的探討與實踐[J]. 實驗技術(shù)與管理，2011(1)：196-198.

Xiang Xiao-hui, Ruan Hui, Li Wu-yi.Exploration and practice on construct ion of open-sharing managementsystem for large-scale instruments in colleges and universities[J]. Experimental Technology and Management,2011(1):196-198.

[6] 陳子輝,王澤生.高校大型儀器設(shè)備開放和共享[J].實驗室研究與探索，2010(2)：163-167.

CHEN Zi-hui,WANG Ze-sheng.On Open-Sharing of Large-Scale Instruments & Equipments in Universities [J]. Research and Exploration in Laboratory, 2010(2)：163-167.

[7] 劉柏山.高校大型儀器設(shè)備共享管理研究[J].黑龍江科技信息，2010(15)：103.

LIU Bo-shan. Study on sharing oflarge-scale instruments in colleges [J].Heilongjiang Technology Information，2010(15)：103.

[8] 刁叔鈞.高校大型儀器設(shè)備共享管理機(jī)制的探討[J].實驗技術(shù)與管理.2010(7)：194-196.

DIAO Shu-jun. Discussion on the mechanism of sharing and management of largeinstruments and equipment in colleges and universities[J]. Experimental Technology and Management,2010(7)：194-196.

[9] 張遠(yuǎn)方,鄭 琦.加強(qiáng)高校大型儀器設(shè)備管理的探討[J].實驗技術(shù)與管理.2010(7)：200-202.

ZHANG Yuan-fang, ZHENG Qi. Discussion on strengthening management of large-scale instrumentsand equipment in colleges and universities [J]. Experimental Technology and Management,2010(7)：200-202.

[10] 李云峰,汪成楚,李劍峰,等.理工類高校大型儀器設(shè)備共享模式的探討[J].實驗技術(shù)與管理，2010(3)：288-291.

LI Yun-feng, WANG Cheng-chu, LI Jian-feng, et al.Discussion on sharing mode for large-scale instruments and equipmentin colleges and universities of science and technology [J]. Experimental Technology and Management,2010(3)：288-291.

[11] 聞星火,郭英姿,魏 婧,等.高校大型儀器共享系統(tǒng)建設(shè)實踐與探索[J].實驗技術(shù)與管理，2010(9)：1-5.

WEN Xing-huo, Guo Ying-zi, WEI Jing,et al. Practice and explorat ion on construction of valuable apparatussharing system in colleges and universities [J]. Experimental Technology and Management,2010(9)：1-5.

[12] 高等學(xué)校儀器設(shè)備管理辦法，百度公司[EB/OL].[2012-11-21].http://baike.baidu.com/view/3406650.htm.

[13] 西安交通大學(xué)大型精密儀器設(shè)備管理辦法，西安交通大學(xué)[EB/OL].[2012-11-21].http://www.dpm.xjtu.edu.cn/newsdetail.aspx?tablename=regulations&article_id=85.

[14] 高祿梅，賈申利，楊 帥，等. 推進(jìn)大型設(shè)備開放共享的研究與實踐[J].實驗室技術(shù)與管理，2011,11(28)：217-220.

GAO Lu-mei, JIA Shen-li, YANG Shuai, etc.Research and practice on promoting open-sharing of large-scale equipment[J]. ExperimentalTechnology andManagement,2011,11(28)：217-220.

[15] 楊 帥,張慶林,任金妮. 基于Internet的大型設(shè)備共享系統(tǒng)[J]. 高校實驗室工作研究,2005(2):73-74.

YANG Shuai, ZHANG Qing-lin, REN Jin-ni.Large-scale equipment sharing system based on Internet [J].College Laboratory Research,2005(2):73-74.

把提高質(zhì)量作為教育改革發(fā)展的核心任務(wù)。樹立科學(xué)的質(zhì)量觀，把促進(jìn)人的全面發(fā)展、適應(yīng)社會需要作為衡量教育質(zhì)量的根本標(biāo)準(zhǔn)。樹立以提高質(zhì)量為核心的教育發(fā)展觀，注重教育內(nèi)涵發(fā)展，鼓勵學(xué)校辦出特色、辦出水平，出名師，育英才。

——摘自《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》