薛露

（廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺中心，廣州510033）

中小學(xué)預(yù)案演練云平臺的構(gòu)建

薛露

（廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺中心，廣州510033）

為了有效遏制校園安全事件，保障中小學(xué)校園安全，提高校園應(yīng)對突發(fā)事件能力，依托“智慧教育云平臺”技術(shù)框架，對中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程分析，探討領(lǐng)域工程在中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練云平臺的設(shè)計，提高對軟件構(gòu)件的復(fù)用性，搭建中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練云平臺技術(shù)框架，對中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練云平臺的實用性進(jìn)行總結(jié)。

預(yù)案編制；預(yù)案演練；教育云

0　引言

根據(jù)2015年7月30日公布的《2014年全國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，全國共有義務(wù)教育階段學(xué)校25.40萬所。全國義務(wù)教育階段共招生3106.25萬人；在校生1.38億人；專任教師912.23萬人［1］。調(diào)查顯示，我國每年有1.6萬名中小學(xué)生死于各種意外傷害，包括交通事故、踩踏、食物中毒、校園暴力、校車事故、溺水事故等安全事故，中小學(xué)安全問題受到社會的廣泛關(guān)注。為了有效遏制校園安全事件，保障中小學(xué)校園安全，提高校園應(yīng)對突發(fā)事件能力，自2007-2016年，教育部先后頒布了《教育系統(tǒng)突發(fā)公共事件應(yīng)急預(yù)案》、《中小學(xué)公共安全教育指導(dǎo)綱要》、《中小學(xué)幼兒園應(yīng)急疏散演練指南》，旨在強(qiáng)化師生安全意識和應(yīng)急避險能力，培養(yǎng)學(xué)生終身受益的安全素養(yǎng)。目前，根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010－2020年）》中要超前開展教育信息化，全面部署教育網(wǎng)的要求。依托云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，很多公司給出了“智慧教育云平臺”的解決方案，用于推動教育教學(xué)的信息化水平。但對中小學(xué)的安全教育鮮有涉及。本文依托“智慧教育云平臺”技術(shù)框架，對中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程分析，探討領(lǐng)域工程在中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練云平臺的設(shè)計，提高對軟件構(gòu)件的復(fù)用性，搭建中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練云平臺技術(shù)框架，對中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練云平臺的實用性進(jìn)行總結(jié)。

1　需求分析

2014年3月3日教育部發(fā)布的《中小學(xué)幼兒園應(yīng)急疏散演練指南》要求每月至少開展一次應(yīng)急疏散演練活動，提高師生的應(yīng)急能力。因此，中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)以實用性、可執(zhí)行性為原則。中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)的主要功能是以預(yù)案場景編制為核心，將原先文本化的預(yù)案“數(shù)字化”，實現(xiàn)預(yù)案編制、預(yù)案模版管理、預(yù)案演練管理等功能，具體包括預(yù)案模版管理和查詢統(tǒng)計，并具有應(yīng)急知識庫，實現(xiàn)預(yù)案查詢、預(yù)覽、附件管理等；同時可以根據(jù)預(yù)案編制規(guī)則生成應(yīng)急預(yù)案模版，為應(yīng)急預(yù)案編制提供基本參考，方便應(yīng)急預(yù)案的生成。具備向?qū)骄幹?，智能化編制方式，根?jù)用戶輸入的預(yù)案編號、名稱、選擇類別、適用范圍自動生成具備預(yù)案基本要素的預(yù)案初稿；預(yù)案演練管理預(yù)案演練管理對應(yīng)急預(yù)案的演練進(jìn)行記錄和查詢。通過預(yù)案演練，一方面可以驗證預(yù)案的可行性，另一方面通過演練保證突發(fā)事件發(fā)生時，應(yīng)急措施能夠按照預(yù)案順利進(jìn)行。中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)的總體業(yè)務(wù)流程如下：

圖1　系統(tǒng)流程圖

2　系統(tǒng)用例圖

統(tǒng)一建模語言（UML，Unified Modeling Language）是面向?qū)ο筌浖臉?biāo)準(zhǔn)化建模語言，采用UML建立系統(tǒng)用例圖，UML所建的模型是精確、無歧義和完整的，它適合對所有重要的分析、設(shè)計和實現(xiàn)決策進(jìn)行詳細(xì)描述，已成為軟件分析與模型設(shè)計的事實標(biāo)準(zhǔn)［2］。通過對中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的分析，確定了系統(tǒng)中的的主要角色，主要包括預(yù)案編制者角色、演練組織者角色和學(xué)習(xí)者角色。

（1）預(yù)案編制者角色用例圖

應(yīng)急預(yù)案的成功編制需要學(xué)校、職能部門和專業(yè)人士的積極參與，可有效地保證應(yīng)急預(yù)案的準(zhǔn)確性、完整性和實用性，而且為應(yīng)急各方提供了一個非常重要的協(xié)作與交流機(jī)會，有利于統(tǒng)一應(yīng)急各方的不同觀點(diǎn)和意見。不同類型的預(yù)案編制需要由學(xué)校不同的人員、不同的專業(yè)技術(shù)人員的參與，預(yù)案編制者角色作為實體類，用例圖如圖2。

（2）演練組織者角色用例圖

演練模擬系統(tǒng)通過計算機(jī)三維建模技術(shù)構(gòu)建各種突發(fā)事件發(fā)生場景、角色、運(yùn)動、環(huán)境模型，依托3DGIS在系統(tǒng)中完成各類要素的布置和圖形圖像渲染，建立各要素之間的相互關(guān)系并關(guān)聯(lián)相關(guān)屬性、多媒體數(shù)據(jù)，結(jié)合演練流程，運(yùn)用動畫技術(shù)對演練過程進(jìn)行動態(tài)展示，并利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行演練事件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。演練組織者角色作為實體類，用例圖如圖3。

圖2　預(yù)案編制者用例圖

圖3　演練組織者者用例圖

（3）學(xué)習(xí)者角色用例圖

通過預(yù)案演練形成新的知識積累，存儲到應(yīng)急知識數(shù)據(jù)庫中，通過教育云系統(tǒng)的的系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)交互，教師、學(xué)生、學(xué)校工作人員作為學(xué)習(xí)者，可以依托教育云，查詢、查看應(yīng)急安全教育，提高應(yīng)急安全意識和能力，學(xué)習(xí)者角色作為實體類，用例圖如圖4。

3　云平臺體系設(shè)計

整個平臺將設(shè)計基于Web應(yīng)用的分布式多層架構(gòu)，以技術(shù)先進(jìn)、功能完整、穩(wěn)定可靠、低運(yùn)行成本、低維護(hù)要求的、高效的、適應(yīng)基礎(chǔ)教育需要為設(shè)計原則。采用B/S模式開發(fā)，由應(yīng)用層、功能層和數(shù)據(jù)管理層三層架構(gòu)組成。多層架構(gòu)的核心是提供可規(guī)?；匦?，一方面是從服務(wù)負(fù)載上可規(guī)模化，能同時為極大規(guī)模的用戶同時提供服務(wù)；另一方面是服務(wù)功能上的可規(guī)模化，可形成極大規(guī)模的軟件群系統(tǒng)，各分系統(tǒng)可以共享信息、服務(wù)，形成企業(yè)級的信息高速公路。

圖4　演練組織者

應(yīng)用層：直接面向用戶（教師、學(xué)生）。

功能層：為用戶提供各種功能性和工具性的服務(wù)，以支持教師的教和學(xué)生的預(yù)案演練需要。

數(shù)據(jù)管理層：面向管理人員，為功能層提供數(shù)據(jù)支持和資源支持，保障底層的數(shù)據(jù)管理、資源管理和數(shù)據(jù)安全保障等。

4　數(shù)據(jù)共享與交換

本平臺的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實際滿足國家應(yīng)急平臺數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)，保證與教育部門應(yīng)急平互聯(lián)互通，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，避免數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換帶來的資源浪費(fèi)。數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)以數(shù)據(jù)交換中間件平臺為核心，系統(tǒng)采用信息總線的模式進(jìn)行構(gòu)建。無論是內(nèi)部管理系統(tǒng)還是外部管理系統(tǒng)都通過以數(shù)據(jù)交換中間件平臺信息總線進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，信息傳輸。按照接口設(shè)計的原則，數(shù)據(jù)傳輸格式采用統(tǒng)一的格式，包括各類信息的定義方式均采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

圖5　云平臺體系架構(gòu)

數(shù)據(jù)交換中間件平臺允許不同的系統(tǒng)根據(jù)自身特點(diǎn)采用不同的介入方式，數(shù)據(jù)交換中間件平臺至少提供三大類接入：Web Service接入、JMS接入、IBM MQ接入。為兼容眾多差異化很大的平臺，IMF采用Web Service作為主要的接入方式。

為應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)一個對外共享數(shù)據(jù)庫——建設(shè)在其內(nèi)部，這些系統(tǒng)的前置適配器訪問其對外共享數(shù)據(jù)庫，前置適配器負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)交換中間件平臺的計入層進(jìn)行交互。這樣前置適配器不會侵入應(yīng)用系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)庫，最大程度保障了應(yīng)用系統(tǒng)系統(tǒng)敏感數(shù)據(jù)的安全，同時也滿足數(shù)據(jù)采集的需求。

5　結(jié)語

通過對中小學(xué)預(yù)案演練系統(tǒng)的設(shè)計，為中小學(xué)應(yīng)急預(yù)案演練系統(tǒng)原型的搭建提供設(shè)計依據(jù)，提供一種應(yīng)急教育的信息化手段，豐富當(dāng)前教育云平臺中應(yīng)急教育模塊內(nèi)容，提高中小學(xué)廣大師生應(yīng)急能力。

［1］2014年全國教育事業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報.http://www.moe.edu.cn/srcsite/A03/s180/moe_633/201508/t20150811_199589.html

［2］Lange C，Chaudron M，Muskens J.In Practice:UM Software Architecture and Design Description［J］.IEEE Software，2006，23（2）:40-46.

Research on the Construction of Plan Drills Cloud Platform of Primary and Secondary Schools

XUE Lu

（Guangdong Science and Technology Infrastructure Center，Guangzhou 510033）

In order to effectively curb the campus security incident，and ensure the safety of primary and middle school campus，and improve the campus ability to cope with emergencies，carries out the business process analysis on the contingency drills system of primary and secondary schools，discusses project contingency drills cloud platform in primary and secondary schools in the field of design based on a wisdom education cloud platform technology framework to improve the reusability of software component，finally summarizes practices of the contingency drills cloud platform in middle and primary schools.

Preplan Compiling；Preparedness Drill；Education Cloud

1007-1423（2016）25-0071-04DOI：10.3969/j.issn.1007-1423.2016.25.016

薛露（1987-），女，河南駐馬店人，碩士研究生，中級工程師，研究方向為架構(gòu)設(shè)計以及應(yīng)急信息化咨詢等工作

2016-07-05

2016-09-02

廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺中心、廣東省科技計劃項目（No.2013B021500003）