易國鍵

摘 要：基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，研究智慧實訓(xùn)場所運維管控的分層分布體系，構(gòu)建智慧實訓(xùn)場所物聯(lián)網(wǎng)的信息感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息集成融合以及智能分析應(yīng)用等分層分布式體系架構(gòu)。研究智慧實訓(xùn)場所物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備層、間隔層信息模型與控制中心層信息模型之間的適配策略和協(xié)調(diào)方法，建立用于集成設(shè)施設(shè)備和過程數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化全景信息模型。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；運維管控；全景信息模型

1 研究背景

隨著智慧校園建設(shè)的逐步推進，當(dāng)前高校校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)通常都比較完善，為實現(xiàn)實訓(xùn)場所信息

化管理工作奠定了良好的基礎(chǔ)。在實訓(xùn)中心運維管理方法制度研究方面，從組建機構(gòu)、建立制度和明確流程三個方面研究綜合演練和實訓(xùn)中心運維管理方法。并從實驗室管理機制及運行模式創(chuàng)新等方面對高校實訓(xùn)場所的管理進行了研究和探索。但長期以來，許多高校實驗實訓(xùn)場所歸屬不同的院系管理，即使同屬于一棟大樓，但彼此之間往往沒有聯(lián)系，信息無法共享，形成信息孤島，存在資源浪費情況。

實訓(xùn)場所管理應(yīng)當(dāng)是多部門的協(xié)作管理，新形勢下的實驗室管理其重心是儀器設(shè)備的使用管理和績效管理，其實質(zhì)是對實驗室建設(shè)進行管理，包括硬件條件建設(shè)和軟件條件建設(shè)的管理。充分發(fā)揮實驗室等實訓(xùn)場所的資源優(yōu)勢，促進實驗教學(xué)改革，使教育學(xué)相互促進，全面提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量要充分發(fā)揮實驗室等實訓(xùn)場所的資源優(yōu)勢，促進實驗教學(xué)改革，使教育學(xué)相互促進，全面提高教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2 設(shè)計意義

本研究是以“面向智慧實訓(xùn)場所運維管理的物聯(lián)網(wǎng)信息融合控制技術(shù)研究與實踐”為題，旨在開發(fā)一套基于物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)與多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合技術(shù)的實訓(xùn)場所管控技術(shù)體系和方法，研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)感知層設(shè)備通信集成、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成與融合控制、設(shè)備全生命周期管理可視化、實訓(xùn)場所一體化運維監(jiān)控可視化交互等功能的實訓(xùn)場所智慧運維管控工具，以便為實訓(xùn)場所運維管控等具有多設(shè)備集成、多源數(shù)據(jù)融合需求的相關(guān)業(yè)務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用提供更加科學(xué)、更加專業(yè)、更加便捷的過程管控服務(wù)。

智慧實訓(xùn)場所狀態(tài)監(jiān)測模型是整個智慧實訓(xùn)場所管控體系的基礎(chǔ)，是物聯(lián)網(wǎng)終端狀態(tài)數(shù)據(jù)承載的主體和信息訪問的規(guī)范，貫穿于整個智慧實訓(xùn)場所管控系統(tǒng)的感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸和智能應(yīng)用的所有環(huán)節(jié)，服務(wù)于實訓(xùn)場所建設(shè)和管理決策，從而提高實訓(xùn)場所監(jiān)測和管理的智能化水平。

3 解決方案

該擬示范應(yīng)用項目是已明確的可支撐項目研究成果落地的實際項目，其系統(tǒng)化建設(shè)方案架構(gòu)如圖1所示，項目的具體應(yīng)用方案將分為如下兩個階段來逐步推進。

3.1 實訓(xùn)場所規(guī)劃設(shè)計階段

1）在滿足總體需求的情況下，改進實訓(xùn)基地建設(shè)設(shè)計方案。運用本項目階段性研究成果，結(jié)合實訓(xùn)基地項目建設(shè)的總體設(shè)計需求，對實訓(xùn)場所常規(guī)管理、資產(chǎn)管理、環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、設(shè)備遠程控制、過程管理可視化等設(shè)計方案進行持續(xù)改進。

2）在兼容既有設(shè)施設(shè)備的情況下，增加硬件和軟件模塊，促進系統(tǒng)功能的全面發(fā)揮。結(jié)合本項目技術(shù)和方法研究情況，整合運用原有的實訓(xùn)場所基礎(chǔ)設(shè)施和監(jiān)控設(shè)備條件，結(jié)合智慧實訓(xùn)場所運維管控輔助支持系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，增加相關(guān)傳感器、RFID 設(shè)備、視頻感知、聲頻感知、位置感知、信息控制等相關(guān)硬件設(shè)備，并購置相關(guān)輔助軟件模塊，以支撐系統(tǒng)的完整功能實現(xiàn)。

3.2 實訓(xùn)場所正常投用之后

1）收集系統(tǒng)運行過程數(shù)據(jù)，進行分析與評估，根據(jù)系統(tǒng)運行狀況和應(yīng)用效果，改進和完善系統(tǒng)功能的技術(shù)實現(xiàn)方法及可視化呈現(xiàn)模式，提高系統(tǒng)的可靠性、易用性、可擴展性等性能特性。

2）結(jié)合系統(tǒng)的示范應(yīng)用情況，對示范應(yīng)用項目承接的部分原有實訓(xùn)場所運維管控流程進行流程再造和智慧管控升級，逐步實現(xiàn)不同子系統(tǒng)之間的協(xié)同與聯(lián)動，制定滿足智慧實訓(xùn)場所運維管控的實施和管理技術(shù)規(guī)范。

3）將項目研究成果及解決方案推廣應(yīng)用到項目承擔(dān)單位其他二級學(xué)院、其他兄弟院校綜合實訓(xùn)基地新建項目或運維改造項目中，實現(xiàn)高校實訓(xùn)場所運維管控的智慧化升級，促進智慧校園的整體建設(shè)。

4 系統(tǒng)功能

1）通過本次的研究，可以實現(xiàn)實訓(xùn)場所資源的優(yōu)化配置，改變單點監(jiān)控、數(shù)據(jù)孤島等現(xiàn)象，避免設(shè)備和系統(tǒng)的重復(fù)投資和浪費，顯著降低設(shè)備采購風(fēng)險。并且，由于解決了異種設(shè)備通信集成問題，可進行多廠商、多渠道的設(shè)備采購，為實訓(xùn)場所建設(shè)項目降低采購成本 15%左右。

2）通過互聯(lián)網(wǎng)可視化遠程訪問，實時監(jiān)控實訓(xùn)設(shè)備和儀器狀態(tài)，充分發(fā)揮設(shè)備和系統(tǒng)功能，極大降低前期固定資產(chǎn)投入和中后期系統(tǒng)運維費用，能產(chǎn)生多重經(jīng)濟效益。相比于傳統(tǒng)運維模式，預(yù)計能節(jié)省約20%左右的運維費用和人力成本。

3）項目成果在取得相應(yīng)示范應(yīng)用效果后，易于推廣到所在學(xué)校其他二級學(xué)院、重慶市及國內(nèi)其他地區(qū)院校的綜合實訓(xùn)場所建設(shè)或運維改造項目中。經(jīng)初步估算，每套軟件系統(tǒng)及解決方案將產(chǎn)生至少 80 萬元的收益，按平均年推廣應(yīng)用 10 套計算，每年至少可產(chǎn)生經(jīng)濟收益 800 萬元。同時，可以為智慧校園基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)管理領(lǐng)域提供一種可普遍實施的解決方案，極大減少資源浪費，并提升實訓(xùn)場所管理人員的工作效率，將能產(chǎn)生較好的社會價值和經(jīng)濟收益。

5 總結(jié)

揭示實訓(xùn)場所運維管控物聯(lián)網(wǎng)所需采集數(shù)據(jù)的多源異構(gòu)特性，結(jié)合數(shù)據(jù)的點面特性、維度特性定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速關(guān)聯(lián)索引和集成管理，依據(jù)數(shù)據(jù)知識的語義邏輯實現(xiàn)關(guān)聯(lián)融合，開發(fā)基于分布式服務(wù)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合控制方法，為實訓(xùn)場所運維管控的系統(tǒng)應(yīng)用及多系統(tǒng)交互聯(lián)動提供良定義的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。