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关键词:知识管理;教育资源;网络学习空间
中图分类号:G250.73 文献标识码:B 文章编号:1673-8454(2012)01-0025-03
一、引言
2009年湖南省教育厅引进基于Web2.0和云计算服务的“世界大学城”网络服务平台,搭建全省各级各类教育单位的数字化学习平台。[1]该举措启动至今,全省有230个机构平台建设单位,开发了大量的教育资源,初步实现了教育资源的信息化。但是,网络学习空间的活动繁荣掩盖不住教育资源建设与运用中存在的诸多问题:重数量轻质量、重建设轻应用等。随着信息管理逐渐发展为知识管理,教育资源管理中的信息管理技术和理论也将逐渐为知识管理技术和理论所替代,目前关于这方面的研究已经引起了教育技术学领域许多研究者的注意,本文尝试将知识管理的技术和理论应用于教育资源管理中,以期为优化网络学习空间的教育资源建设提供新的视角。
二、教育资源的知识管理
1.知识管理[2]
知识管理是以人为中心,以信息为基础,以知识创新为目标,将知识看作是可开发资源的一种管理思想,目的就是要寻求信息处理能力与人的知识创新能力的最佳结合,在整个管理过程中最大限度地实现知识共享。
对一个组织而言,知识管理具体涉及以下问题:(1)组织需要的知识是什么?(2)现有的知识在哪里?可以从哪里获取?(3)知识如何转移,如何有效利用,如何生成新的知识?(4)知识如何存储、更新和保护?
总的来说,知识管理是对人和知识的动态管理过程,因为知识仅局限于组织内的某个部门或者某个人并不能充分发挥其综合效益,知识只有在流动中才能体现出价值。
2.知识管理对教育资源的作用
传统的教育资源建设观突出于用信息管理的理论和技术来指导教育资源建设,也就是教育资源建设的“技术观”和“信息观”。在“技术观”的影响下,各组织关注硬件建设和教育资源的数字化,着眼于教学内容、素材以及设备和软件的操作上,却忽视了学校自身的实际情况和教学的实际需要,也忽视了学生作为独立个体,在课堂内外自行选择教育资源、在自有的社会文化和知识背景条件下进行意义建构独立的、个体化的过程。而教学资源建设的“信息观”则热衷于学校资源中心信息系统框架的建构,把教育资源等同于数据库中的数据信息,以期通过教育资源短期的巨大投入建立一个庞大的教育资源库,从而实现教育资源的信息化,致使教育资源的重用性和通用性较低,忽视了教育资源的深层次加工与处理。知识只有在流动中才能发挥作用,同样教育资源只有在流动过程中才能体现其教育价值。
基于知识管理建设教育资源的思想是建立一个服务于教育教学的知识库,能够从功能和服务上支持教师的教学决策,促进师生之间学习内容的共享与知识的创新。所以,应用知识管理建设教育资源是实现人、技术和过程的平衡和相互促进,从而促进教育资源在资源的拥有者和使用者之间流动。
“世界大学城”网络学习空间转变了传统的信息化建设观念,是以市场为导向,运用云计算服务技术,推行按需购买服务,淡化为我所有,强调为我所用,实现人人参与资源建设,变传统的静态资源库观为动态的资源知识流观,使教育资源成为学校内有生命力的流动智慧。这就是应用知识管理指导教育资源建设的体现,也是一种良性资源共建共享的新机制。
三、网络学习空间中教育资源的知识管理框架
知识管理作为信息管理发展的新阶段,应用于教育资源的管理之中,在管理教育资源的同时,还注重将教育资源与人力资源结合起来进行管理,全面考虑教育资源管理中技术和人的作用。
本文认为知识管理指导下“世界大学城”网络学习平台的教育资源管理宏观框架如图所示,由网络学习平台、知识处理流程、知识建设管理、知识创新四个层次组成。
1.网络学习平台
“世界大学城”网络学习平台是以Web2.0、SNS、Blog、Tag、RSS、Wiki等为核心,依据六度分隔理论、XML、Ajax等理论和技术设计并以网络交互远程教育为核心,综合了远程教学、网络办公、即时通讯、商务管理、全民媒体、个性化数字图书馆等功能的虚拟平台,提供知识搜索工具、知识交流工具、知识编码工具、教育资源知识库和知识库管理系统等工具实现资源的高效管理和快捷应用。[3]
“世界大学城”网络学习平台不仅能通过诸如知识库、知识搜索工具、知识编码工具等平台工具对显性知识进行管理和应用。同时,还能通过知识交流、知识挖掘等工具促进隐性知识在网络空间中交流与共享,实现管理的目的。
2.知识处理流程
应用知识管理技术对“世界大学城”网络学习平台的教育资源处理分为知识获取、知识定位、知识组织、知识共享、知识评价、知识创新六个步骤。
(1)知识获取是指网络学习空间构建的资源共建共享机制,鼓励用户开发、搜索、筛选、共享丰富的教育资源,通过不断积累,使学习平台的资源库实现持续进化。
(2)知识组织包括分类和整合,就是对知识和信息按照资源建设技术规范进行分类存储。
(3)知识定位是借助“世界大学城”先进的基于内容的搜索、智能等先进技术,实现资源的快速定位,以减少使用者浪费在寻找资源上的时间。
(4)知识共享是通过统筹规划、激励机制创设共享组织氛围,使“世界大学城”用户乐于将自己的知识和积累的经验无偿分享,把知识散播出去,让尽量多的人能够接触到这些知识。同时,通过运用交流平台,实现校―校、师―师、师―生等跨界的隐性知识交流。
(5)知识创新是将知识资源运用于信息化的教学活动、教学管理中,并创建或再生新知识。
(6)知识评价是用户从教育性、科学性、技术性和艺术性等方面对资源的评价与筛选,“世界大学城”的开放特性促使了知识评价的自然形成,其中教育资源被广泛浏览、引用、评论就充分说明其教学绩效。
3.知识建设管理
知识管理就是在组织内建立起知识共享与创新的环境,知识建设管理是教育资源良性运行的前提。对于组织而言,要实现资源的共建共享,必须建立促进知识交流的氛围,把教师的教学经验、学生的学习成果都作为一种智力资源进行管理。通过采取适当的激励促进机制,使用户愿意将自己的隐性知识转化成显性知识,实现知识的共享,这些知识才是教育资源真正丰富和不断发展的动力和源泉。支持教育资源共享与创新观念的建立需要一个长期的过程。
“世界大学城”网络学习平台对每一个空间用户的每一个学习活动给予分值并进行累计,并根据该分值进行评价,以激励知识拥有者主动提供知识给别人共享。
4.知识创新
知识创新是知识管理的终极目标,也是教育的重要方面。教育资源管理的实施不仅是为了更好地共享知识,更重要的是为了在“世界大学城”网络学习平台上,在促进机制的保证下,经过教育资源处理过程,达到教育资源的知识整合集成和创新。只有通过共享与创新,教育资源知识库才会不断地丰富,最终实现教育资源的共享共建的循环过程。
四、网络学习空间教育资源知识管理的实施要点
教育资源建设是一项长期工作,不是靠一两次的短期突击就能实现。“世界大学城”网络学习平台为教育资源建设提供了一个极佳的“用武之地”,目标、机制和文化是应用知识管理网络学习空间教育资源的实施要点。
1.明确目标
在网络学习空间的教育资源建设过程中实施知识管理的总目标是为了使显性知识有序化、隐性知识显性化,通过共享、交流使知识最终内化为组织和个体智慧。但是,总体目标仅仅只是组织的一种期望,还不能成为实际操作的对象,它必须分解成一些低层次的目标,使组织中不同层次和岗位的人了解,他们应当做什么才能有助于这个总体目标的实现。所以,以具体学校为例应明确多个具体的目标,各目标之间相互联系、相互支援、相互协调。
目标的制定要建立在师生参与上,让他们清楚目标制定的背景,不仅能使得问题考虑更加周到,也能让所有人同心同德地去实现目标。另外,目标的确定既要具有挑战性,也不能过高,使每个教师和学生充满信心,努力工作与学习去完成目标,而不是丧失信心,放弃努力,致使目标落空。
2.机制建设
在教育资源建设过程中实施知识管理,既不是纯粹的管理体系改革,也不是单纯的知识体系建设,而是“管理”和“知识”相互融合,建立一种长效的管理机制,是实施知识管理的保证。所以,知识管理的管理机制要解决“谁来做”、“做什么”、“如何激励”、“如何考核”等问题。特别是“如何激励”,是调动师生的创造积极性,发掘存储于个体中的隐性知识,使得师生乐意分享自己的经验,形成良性循环。
3.文化建设
知识管理的目标是实现隐性知识和外显知识共享,要达到这个目标,知识共享和知识创新是两个关键的内容。知识共享是指知识所有者与他人分享自己的知识,是知识从个体拥有向群体拥有的转化过程;知识创新是指通过研究获得新知识的过程。
所以,共享和创新的文化建设是知识管理成功与否的重要因素,只有树立共享意识,知识管理才能很好地得以实现,在目前普遍存在知识独享的社会意识下,进行校园文化的建设就显得尤为重要。
可以说,学校文化是知识管理的载体,实施知识管理的根本依托在于学校文化建设,甚至可以说学校文化建设是知识管理的深层次实践。笔者认为知识管理下学校文化应把建立信赖分享的文化、鼓励学习的文化、支持创新的文化、以人为本的文化作为自己的价值取向。
五、结论
本文首先阐述了教育资源建设中的知识管理,揭示了“什么是知识管理”、“知识管理对教育资源的作用”,从而解决了“是什么”的问题。其次分析了网络学习空间教育资源的知识管理框架,找到了运用知识管理进行网络学习空间教育资源建设的可行性,解决了“为什么”的问题。最后从目标、机制和文化三个关键问题上提出了网络学习空间中教育资源的知识管理具体要求与方法,解决了“怎么办”的问题。总之,将知识管理的理论和技术应用于教育资源建设中,是一种可行、可靠的指导思想和支持技术。
参考文献:
[1]王键.基于云计算的资源共建共享型职教网络学习服务体系的研究与实践[J]. 中国教育信息化, 2010(17).
关键词:高速公路施工;无线网络;视频监控系统;实时监控
一、引言
高速公路建设工程具有施工点多、线长、地理位置较偏僻、交通不便、参建单位多等多重特征,安全隐患突出,尤其是如今高速公路一般桥隧比例高,长隧道、高墩桥等关键工程多,地形、地质情况复杂,施工现场管理复杂,施工条件艰苦,施工便道艰险等。因此,对高速公路施工实行实时监控迫在眉睫。目前国内在高速公路施工监控技术方面以光纤传输为主,很难解决施工过程中涉及地域范围广、地理情况复杂、移动性强以及监控点变动大等特点。施工过程中应用无线网络视频技术应运而生,是大势所趋。
二、无线网络技术和视频监控系统
无线网络视频监控系统,在高速公路中主要用于公路收费及公路运营期间的监控。将无线网络技术应用到高速公路建设期的施工管理中,将是无线网络技术得以更进一步广泛应用的实践活动。
1.无线网络技术
无线网络有三种常见的网络结构:自组网拓扑网络、基础结构拓扑网络和中继网络。
(1)自组网拓扑网络。自组网拓扑网络(Ad Hoc)由无线客户端设备组成。其主要特点是无中心接入点和具有多跳功能。各个移动终端的地位相同,所有带无线网络接口卡的计算机移动终端可通过无线通道连接组成任意网状拓扑结构,从而实现计算机移动终端间直接对等的相互通信。
该网络优点是不需要无线接入点设备;根据网络环境可随时改变网络拓扑结构;组网简单方便。缺点是允许接入移动终端较少,每个网络通常仅为5至10个移动用户;网络中每个移动终端必须有主机和路由器双重功能;无线传输介质通常采用红外线,网径较小,传输距离较短。
Ad Hoc网络适于采用红外线无线传输介质的小范围室内无线网络。该网络结构简单、造价低廉,非常适合于室内和建筑物内组网。
(2)基础结构拓扑网络。基础结构拓扑网络(Infrastructure Network)以星型拓朴结构为基础,以无线接入点(AP)设备为中心连接所有移动终端站点的无线网络。将一个AP设备为中心和其所属移动终端组成网络所搜盖的区域称为基本服务区段(BBS,Basic Service Set);而将多个BSS形成的基础结构网络称为扩展服务区段(ESS,Extented Service Set)。
基础结构拓朴网络提供了对其它网络的访问,支持TCP/ IP和SNMP等多种网络各层协议,带有转发功能和介质访问控制等功能。AP起到了桥接其它无线或有线网络的作用。这种结构中的两个无线节点之间无法直接通信,只能在无线节点与AP之间通信。该网络提供移动终端在基本服务区网络之间的基本漫游和在两个扩展服务区域间进行的扩展漫游,并且各个网段可采用不同的标准。
(3)中继网络。中继网络是由两个无线网桥或接入点设备组成的点对点的无线链路,以此无线链路作为有线基干网的一部也可借以实现两个无线或有线网段间的远距离连接。
中继网络以星型拓扑结构为基础,以无线接入点设备为中心连接区域内所有固定终端和移动终端点组成基本服务区网络,各个基本服务区网络通过交换机连接在一起进入有线网络,实现与Internet的连接。由两个无线网桥或接入点设备组成的点对点的无线中继链路可将中间被不便于安装线缆的障碍物隔开的无线网络或有线网络连接起来。
无线中继网络往往用于构成两个建筑物之间的无线链路,以及实现建筑物内若干有线与无线网络之间的连接。
2.网络设备
无线局域网根据设计方案不同其设备构成也不同,无线网络的相关设备主要有无线网卡、无线接入点、无线网桥、无线路由器等。
(1)无线网卡。无线网卡的功能主要是实现网络节点与传输介质数据信号形式的变换、收发控制,保证计算机之间的顺利通信。基于IEEE802.11 b协议的无线网卡采用CCK高速调制解调技术和宽带射频技术,在2.4GHz频段上对高速突发数据实现稳定可靠的传输,峰值数据速率为1 Mbps、2 Mbps、5.5 Mbps和11 Mbps,在支持应用层协议时,网卡平均数据传输速率在5Mbps以上。
(2)无线接入点AP。无线接入点设备包括桥接功能和移动管理,即对数据包的过滤、存储、转发及对移动主机的认证、登录、散步的管理等。AP设备具备自动选择频道功能,用于选择最好的传输信道带宽供各所属站点使用。AP软件是在数据链路层开发的,它对数据链路层以上各层是透明的。
(3)无线网桥。网桥属于OR参考模型七层分层结构的第二层(链路层)设备,操作对象是成帧的数据,包括帧的收发、帧内各区域的识别、解释并且散列出MAC地址将记录到相关MAC地址表中。无线网桥是一个多端口设备,将若干网段桥接在一起构成网桥网络。远程无线网桥应用模式有点对点无线桥接模式、点对多点无线桥接模式和桥接中继模式。点对点型无线网桥可用来连接两个分别位于不同点的网络。
(4)无线路由器。无线路由器工作在OR参考模型七层分层结构的第三层(网络层)设备,为收到的报文寻找正确的路径和把报文转发出去,提供连接网际或网络内的ISDN、专用电话线及帧中继,可以由单一中心支持数百个远端网络无线接入。无线互连网络协议具有快速、准确、高效和良好的可扩展性。
3.视频监控系统
网络视频监控系统的优点:视频图像完全数字化,便于存储且保存时间长,数据更稳定且不易丢失;数字信息检索方便,数据查询时可大大提高工作效率;网络视频监控系统中的数字信息搞干扰能力强,不易受传输线路信号衰减的影响,能够加密传输;前端监控设备由摄像机和视频服务器组成,系统扩展性强。视频监控系统主要有以下三种监控模式:模拟视频监控、基于微机平台的数字视频监控及基于嵌入式的网络视频监控。
(1)模拟视频监控。图像传输方式采用由摄像机、视频矩阵、监视器和录像机等组成,利用模拟视频线将来自摄像机的视频连接到监视器上,利用视频矩阵主机,采用键盘进行切换和控制,录像采用使用磁带的长时间录像机;远距离图像传输采用模拟光纤,利用光端机进行视频传输。模拟视频监控系统中的数据信号一直是以模拟信号形式存在的,虽然信号质t很高,但是模拟视频监控系统传输距离很短,系统的扩展性差,且只能点对点传输。
(2)基于徽机平台的数字视频监控。基于微机平台的数字视频监控系统采用微机和widows平台,在计算机中安装视频压缩卡和相应的软件,各种监控数据通过各自的传输线路,汇聚到监控终端机上。该监控系统中数据信号的采集及存储都是以数字形式,质量较高;系统功能较为强大;与信息系统可以交换数据,应用的灵活性很好。其缺点为稳定性不好,视频前端较为复杂,远距离传输时需要安装视频光端机,系统建设成本高,不易维护,且维护费用较大;可靠性不高,在环境或空间不适宜的监控点处的PC机还需专人负责管理。因此该监控系统不不适合新建的监控系统,适合传输监控系统的改造,同时又要求实现远程视频传输的系统。
(3)基于嵌入式的网络视频监控。基于嵌入式的网络视频监控系统以网络平台为依托,遵循TCP/IP网络协议,将摄像机采集到的模拟视频信号通过视频服务器直接转换成企数字信号,或由内置处理器的网络摄像机直接进行信号处理成IP数字信号,然后以IP包的形式在网络上传输。图像处理设置在监控点,利用互联网和局域网扩展监控的范围,实现视频图像采集、传输、录像和视频输出的全过程数字化。
三、系统设计
1.设计流程
系统应遵循规划、设计、实施、持续改进的循环流程,其设计流程如图1所示。
图1 监控系统设计流程
2.系统结构
系统结构图如2所示。
图2 系统结构
3.系统实现
系统数据采用网络传输,施工单位、监理单位,可以按照业主相关要求,在系统中填报施工日报、月报、监理月报、监理指令等相关质量控制报表,及时的反映了项目的质量控制情况,提高了项目监控管理效率,达到项目全过程管理要求。加强了施工重要环节的预控、施工过程的监控、施工结果的管理,加强了施工单位施工标准化、规范化的监理管理。
4.系统功能
(1)施工现场实时监控。在施工现场关键点建立视频监控,远程监控安全生产情况,不受交通、天气、地理位置限制。其信息和图像实时传输,实现施工现场监控、广播指挥、语音通信等功能。
(2)人员动态定位监控。在地质复杂或重要的建设区域(如隧道),对施工人员进行精确定位和危险报警,对进入该区域的人员实行身份验证和考勤管理,对该区域施工人员实时动态定位管理,例如超时报警、报警、违禁时间报警等,达到对施工人员的精细化管理,同时保证施工人员的生命安全。
(3)图像存储备份。监控中心通过硬盘对实时监控图像进行储存备份,同时对重要位置的图像进行永久备份。重要视频、音频、每日进度图像可作为永久性竣工文档的一部分,可用于真实地展示竣工资料,丰富竣工文档的种类和信息。
(4)查询统计。系统通过人机交互系统实现查询统计功能,可在系统中填报施工日报、月报、监理月报、监理指令等相关质量控制报表,反映项目质量控制情况,提高管理效率,达到项目要求。
参考文献:
关键词 网络;电力;远程控制;技术分析
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)21-0039-01
我国架空输配电线路多暴露在外,其运行不仅受电力负荷和接卸载荷的影响,还受自然环境变化的影响,运行阶段很容易出现氧化、腐蚀等现象,若不及早对其控制预防,将会引发多种线路故障。而电力远程监控系统的实现,不仅提高了系统使用的灵活性,还使得电力系统的诊断和维护更加的便捷,加快了系统维修人员的工作效率。此外,选择网络远程控制系统还加快了信息集成化的速率,提高了信息转化、信息共享的高效性,便于各系统单元分工运转。
1 架空线路检查工作中面临的主要难题
高空线路巡检工作面临的主要问题主要表现在下面几方面:1)电力设备增加且无人值守问题导致巡检质量监控与巡检出勤率之间的矛盾日益激化;2)电力设备定期检查少,巡视工作没有重点;3)巡检工作人员工作水平高低不同;4)需要检查的设备数量较多,检视工作人员责任心不高,且无法准确核实检查人员对线路的详细描述;5)定期检查阶段缺陷线路报告量大,分类整理工作难度大,很难为缺陷修补工作提供有力依据;6)线路检查记录方式落后,工作效率低下。
2 电网视频监控系统结构组成要素
电网输变电线路远程监控能够实现的主要原理为:使用云台摄像头收集电网运行线路的周边环境,运用编码器把视频做压缩处理,之后经电力光纤、无线网络传输至上层监控指挥中心对其做解压处理,再进行云台监控,全方位多角度显示线路运行实况,以方便工作人员应对紧急电力事件。其构成要素主要为下面几点。
1)图像采集。
整个无线网络监控系统的最底层为感知层,负责收集输变电线路周边环境图像参数,比如,收集线路运行情况;冰雪覆盖情况以及线路塔架情况等,然后对收集的图像作压缩处理,减轻对宽带的负荷。
2)电网远程视频监控的网络层。
整个无线网络视频监控系统的中间环节是网络层,它的主要作用是把收集到的数据资料传输到上层监控指挥中心,并将指令传输到监控终端控制系统。在该阶段,收网络传输距离的限制,可选择不用的电力输出通道,如:GPRS、电力专用光纤等。
3)电力远程视频监控系统的监控中心。
整个无线网络视频监控系统的终端环节是监控中心,它主要负责处理传输过来的数据图像,显示网络运行实况后,建立数据资料库,以便工作人员查询使用。同时,还可以对云台摄像头进行调节控制,全方位的显示输变电线路周边的实况。
3 电网远程无线通信传输
远程无线通信传输作为视频监控终端和监控中心相互连接的通信纽带,能够把监控终端的视频信息传输到监控中心,同样也可以把监控中心下达的指令传输到监控终端。另外,无线网络监控系统终端设计方案有效的解决了配变电参数远距离传输的问题,能够对数据资料进行实时采集,同时,以ARM监控器为基础,专门配置了先进的配变电监测器,负责为电力部门提供专业化的资料分析,例如:电力质量、故障判断分析等。当线路传输出现紧急故障问题时,监控设备可及时发出警报,监控人员及时做紧急处理,确保电力系统安全稳定的运行。
4 电力远程监控中心的主要功能和作用
1)电力远程监控中心的实现功能。
电力无线网络监控中心主要构成部分为:计算机系统的终端设备,即,电力远程监控中心服务器,它是以监控神经枢纽的形式存在的,主要控制整个电力系统的运行,实现电力监控以及电力管理等问题。
电力远程监控中心的实现功能为:①网络传输程序的应用。网络传输程序和监控终端直接联系,完成编码压缩工作后将采集到的视频数据传输到数据程序处理部分,并将最后指令发送到监控终端;②监控数据处理。监控数据处理共涉及两方面的内容:其一,解压监控终端传输过来的视频,并对其做储存处理;其二,工作人员进行数据分析,将分析的结果以控制命令的形式发送到视频监控终端对其进行远程控制;其三,显示最终监控画面。数据处理过后,可以多画面或者单画面的对电力设备和周边环境进行实时监控,并根据要求多角度转动云台摄像头;其四,人工登录管理。人工登录需对用户的身份进行详细的核查,根据用户等级分配查看权限,以确保的监控系统正常运行。
2)基于无线网络的电力远程实时监控发挥的作用。
一般情况下,远距离线路传输路段所经区域地理环境和气候条件较为恶劣。尤其是在严寒的冬季,温度低,湿度高,造成线路荷载量过重,进而导致塔架倒塌问题。而远程无线监控系统的运用能够及时将输变电线路的实况反馈到监控指挥中心,通过图像分析做最佳优化处理,以维护电力系统安全运行。基于无线网络的电力远程实时监控发挥的优化作用表现为:①提高线路传输效率;②能够对输变电线路的运行情况做实时监控,确保监控视频无中断现象;③无线网络监控安全性能高。当前无线网络监控采用多层次、多技术对其做维护处理,不论是在感知层、网络层还是在传输监控层都能够对数据进行全方位保护;④无限网络监控安装便捷,分布广泛,施工方便,且无线网络监控前段设备能够随便部署,不受距离因素的影响,扩充能力也较高,能够根据运行实况随地设置监控点;⑤能够对数据资料做集中性处理。无线网络系统的运用改变了传统的分级处理方式,只需一个终端监控中心便能够对多个监测点的数据资料进行集中管理分析,极大的提高了线路运行效率,降低了线路传输成本;⑥无线网络覆盖面积广,能够充分利用无线基站,完成对偏远地区的全程监控。
5 结束语
随着计算机网络技术快速发展,其远程操作控制技术被越来越多的应用到社会生产实践中,在本文中主要论述了以无线网络为基础电力远程监控系统的实现。文中针对架空线路检查中的几点问题,阐述了电力远程监控的实现原理,实现功能以及电力远程监控的作用。参照我国信息网络技术发展实情可以发现,其中仍有很多技术性问题存在,仍需网络技术人员对其进行探索解决,以期更好的为社会经济建设服务。
参考文献
[1]陈希武.利用网络实现远程控制的技术分析[J].科技创新导报,2009(01).
论文摘要:目前我国电信网中的通信设备种类繁多,结构庞大,功能复杂。为实现高容错、高可靠性,电信运营企业网络资源管理多采用分布式系统实现。在多台服务器参与实际工作时,由主监控器将处理业务分解为相应的处理进程,按一定的调度策略分散到各个服务器上以达到负载均衡。即使处理信息业务量不断增加,也只需通过任务调度增加服务器的台数或升级服务器来解决。
引言
电信网是一个极其复杂的系统,结构庞大,功能复杂;分系统、子系统纵横交错,相互藕合[1]。由于任务使命的特殊性,对系统(包括每个子系统)的可靠性要求极高,因此高可靠性是对电信网运行的基本要求。目前我国电信网中使用的通信设备种类繁多,电信运营企业网络资源管理工作成为电信运营商提高网络运营效率、提供网络互联、接入服务以及端到端综合服务能力、实现全网集约化经营的重要手段。网络资源管理系统是一套位于电信企业后台的运行支撑系统。虽然已经开通运行的局不少,但要做到先进、实用、规范、符合电信管理网(TMN)建设的要求,还需要不断的完善与发展[2]。
1 系统构成
整个监控系统划分成三层,包括:集中监控中心CSC(Central Supervision Center)、区域监控中心LSC(LocalSupervision Center)以及各基站的现场监控单元FSU(Field Supervision Center)[3, 5]。三层系统结构如图1所示。
集中监控中心CSC负责对多个区域监控中心LSC的集中管理,它接收LSC传来的实时信息、报警信息和视频信息、显示监控画面和视频内容、处理所有的报警信息、发送管理人员的控制命令给LSC、记录报警事件。在CSC可以看到各LSC的所有实时信息,完成各种控制任务。CSC和LSC之间通过TCP/IP连接,传输与具体连接的网络类型无关[4]。
区域监控中心LSC由监控主机、智能模块、协议转换模块、信号处理模块、多设备驱动卡、视频处理卡及智能设备等组成。监控主机与智能设备之间通过RS485/232或网络连接,采用主从方式通过各种通讯协议相互通讯,取得各设备的实时数据。LSC将所有的实时数据上传给CSC,由CSC统一对所有事件作出响应。
监控单元FSU连接各种电源,空调等智能或非智能设备以及各种环境量的采集器。FSU对监控对象进行数据采集,接收监控对象的的告警数据,通过接口把这些数据上行传送给LSC。监控单元通过接口接收LSC下行传送过来的控制命令,把这些控制命令发送至受控设备及环境量采集器,对受控设备及环境量采集器直接进行控制。基本的FSU构成如图2所示。
2 监控软件调度结构
为实现高容错、高可靠性,电信运营企业网络资源管理多采用分布式系统实现。在分布式系统中,任务调度算法按照调度程序的结构或调度程序所收集调度信息的范围,网络监控软件分为集中式调度算法和分布式调度算法[6]。
集中式调度算法系统中有一个负责调度的主机负责搜集系统负载信息。它维护着一个任务分配表,并且根据系统负载状况来分配任务。其它的主机都是计算主机,计算主机只负责接收任务,如图3所示。
这种策略的优点是:调度主机拥有全局信息,易于进行决策并保持负载平衡,易于跟踪执行情况。算法比较容易实现,适用于结点数目比较少的网络环境,在总线型网络上有比较好的性能[7]。
分布式调度算法是根据局部范围内的一些结点主机的负载信息来进行负载平衡调度操作,不再有一个集中的调度主机,每个主机只与一部分主机通信。按负载平衡调度的启动者来划分,这类调度策略主要有发送者驱动策略,接收者驱动策略和混合驱动策略,如图4所示。
分布式的调度算法的主要优点是可扩放性好,适合结点数较多的大规模并行分布系统。主要缺点是算法复杂,难于实现没有全局信息,难于跟踪程序运行。鉴于系统的多样性和复杂性,选用哪种调度方法取决于实际需要的不同考虑。一般而言,在结点较少的情况下(如16个结点),集中式调度不会造成通信瓶颈,且实现算法简单、可靠。本系统中,选用集中式调度策略实现进程调度。
系统的设计开发软件采用C#.NET实现,系统的运行平台为W indows 2000/2003服务器版。
3 网络监控平台
网络监控平台是监控系统的底层通信部分,在后台运行,主要处理网络信息交互,具体包括网络监控线程、信息解析线程及网络下发线程。各部分的具体流程如下:
如图5所示,网络监控线程监控网络的运行情况。网络数据解析主要是分析网络数据,是否满足通信帧协议要求,判断接收数据的有效性,若有效则将接收数据录入缓存区。
如图6所示,信息解析完成网络数据的帧结构解析,并根据具体内容分别录入后台数据库。针对告警信息,触发告警处理线程,有新数据录入,根据具体内容触发消息处理机制,告知服务监控平台进行数据刷新。如图7所示,展示了主窗口监控页面。
4 服务监控平台
服务监控平台主要是便于维护人员对站点进行在实时监控,具体包括告警监控、站点设置、查询等内容。通过人机界面设置和查询,底层通过消息机制与网络监控平台通信,下发查询、设置指令,接收告警及回传信息。
消息传送线程由两部分组成,分别是消息发送部分,消息接受部分,如图8所示。主要是完成服务监控平台和网络监控平台间的信息交互,交互信息包括告警信息,查询和设置信息等。
如图9所示,展示了站点设置与查询界面。
5 结论
网络监控软件集安全监控、动力环境监控、图像监控、节能控制等功能为一体的高集成度产品。具有稳定性好,集成度更高,功能强大等特点,满足不同用户的接口要求。支持在线软件升级功能。满足多种智能设备监控程序的内置,可以直接挂接多个智能设备,实现基于网络的智能设备的监控。
参考文献:
[1] 中国移动机房动力环境监控系统技术规范.中国移动GF006. 1-2001(1. 0版)[Z].
[2] 中国移动机房动力环境监控系统测试规范.中国移动GF006. 2-2001(1. 0版)[Z].
[3] 中国移动通信动力及环境集中监控系统技术规范.中国移动GF006-2000[Z].
[4] 通信局(站)电源系统总技术要求.XT005-95[Z].
[5] 刘金琨.智能控制[M].北京:电子工业出版社出版,2003.
[6] 郭兵等. SoC技术原理与应用[M].北京:清华大学出版社出版, 2004.
关键词:网络监控;协议;SNMP;Centos;Cacti;Mysql;RRDTool
引言
拜城县行政服务中心网络是集中心办公网、工商局专网、国税专网、地税专网于一体的综合性网络结构,整个网络采取VLAN虚拟隔离的安全措施;整个网络目前有十个楼层交换机,一个核心交换机,都是华为品牌,六台浪潮服务器。行政服务中心网络承担着整个县的网络审批业务和公共资源交易服务,网络的稳定和安全性不言而喻,但整个网络却没有专业的网络监控平台和专业的技术维护人员,通过援疆技术人才搭建的行政服务中心网络监测平台,实现了对中心网络设备、服务器的24小时实时监测,最大程度上保障了中心的网络安全和审批业务的正常运行。
1 监控平台的实现原理
1.1 Cacti系统的介绍
Cacti是一套基于PHP,MySQL,SNMP及RRDTool开发的网络流量监测图形分析工具,通过snmp服务获取数据,然后用rrdtool储存和更新数据,当用户需要查看数据的时候用rrdtool生成图表呈现给用户。
监测的对象可以是linux或Windows服务器,也可以是路由器、交换机等网络设备,主要用来搜集各种设备的CPU占用、内存使用、运行进程数、磁盘空间、网卡流量等数据,它提供优秀的整合和协调能力,不仅完全免费、配置简单、直观化,而且支持插件和数据模版,便于进一步扩展检测功能。
1.2 监控平台的工作原理
Cacti操作可以分为data Retrieval、data Storage、Data Presentation三大部分,首先cacti使用Poller(轮询器)通过SNMP协议,从远端的设备上收集数据;将数据存在rrdtool生成的rrd文件中,在web监控界面中通过php读取rrdtool并生成指定监控项目和指定时间段的监控曲线图。
2 监控平台的安装步骤
2.1 Cacti系统的安装及配置
本监测平台采用的是Centos6.4操作系统,在现有的LNMP的web环境下安装配置,安装步骤如下:
(1)下载相关安包: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)安装相关依赖包:
yum install cairo-devel libxml2-devel pango-devel
(3)编译安装net-snmp:
(4)编译安装rrdtool:
(5)创建相关软连接:
a.ln-s/data/app/net-snmp/bin/*/usr/local/bin/
b.ln-s/data/app/rrdtool/bin/*/usr/local/bin/
(6)解压并安装cacti:
(7)创建数据库,并导入数据文件:
(8)安装前配置相关用户及安装路径:
配置好后,输入http://localhost/cacti/install/,即可进入cacti欢迎安装界面。
2.2 交换机、服务器端的配置
无论是交换机、路由器、还是linux或Windows服务器,只要正确支持SNMP协议,并允许cacti服务器采集数据,就能够进行集中监测了。
华为交换机开启SNMP:
super 进入最高权限
system-view 进入系统视图
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
审批服务器开启SNMP:
Cacti 强大之处在于监控windows server不需要安装程序,在Windows Server 2008中,打开“控制面板”,“添加删除Windows组件”,选择“管理和监视工具”,查看“详细信息”,确定已经勾选了“简单网络管理协议”;添加完成后,“服务”列表中会出现“SNMP Service”服务;然后打开“服务”,选择“SNMP Service”,查看“属性”页面,选择“安全”标签页,确保已经添加“public”只读团体,并且勾选了“接收来自任何主机的SNMP数据包”,重新启动“SNMP Service”服务。
2.3 设置Cacti实现网络监测
首先输入http://localhost/cacti/install/,用admin登陆Cacti管理后台,添加设备;点击右上角的ADD,输入监控设备的IP地址,然后点击右下角的“Create”,正常情况下会得到被监控主机的系统信息;接着点击 “Create Graphs for this Host”,添加被监控主机的系统分区的监控,创建Graph,最后创建Graph trees,至此,添加监控主机的基本操作完成。
2.4 监控平台构建的意义
该平台的成功搭建,实现了对拜城县行政服务中心所有网络设备的24小时自动实时监测,大大提高网络的安全和运行效率,同时该平台实现了网络状态的图像化显示、故障报警、监测数据存储、温度湿度传感器信息采集等功能,具有通用性高,通知及时,成本低,直观等优点,在保障中心网络安全方面和减少对技术人员的依赖都起到了积极作用。
参考文献
[1]余卫华.基于开源软件的网络监测系统[J].微计算机信息,2007,23(12):93-94+141.