气象远程教育培训系统
气象远程教育培训系统（精选9篇）
气象远程教育培训系统 第1篇
2002年, 中国气象局实施了“气象远程培训系统”工程建设。自2003年开展气象远程培训以来, 全体气象从业人员突破时空限制, 可以在任何时间、任何地点进行个性化学习, 充分体现了远程教育培训时效快、受训面广、费用低的优越性。气象远程培训主要通过音频、视频 (直播或录像) 以及包括实时和非实时在内的计算机技术把课程传送到学习点。但是, 多媒体文件通常较大, 在用户带宽有限时, 传输和下载都比较耗费时间。流媒体技术解决了上述问题。
流媒体是一种新的媒体传送方式, 近年来发展迅速, 被广泛地用于网络音、视频的传输和播放, 它使得在窄带互联网上高效、实时地传播多媒体信息成为可能。借助流媒体技术, 远程教学中的视频或音频媒体被压缩成流式文件, 存放在流媒体服务器中, 配合Web服务器上的图文教学信息, 通过Web浏览器查询与点播, 有效解决文件传输延迟较大的问题。流式传输因其良好的实时性和交互性, 较多应用流媒体技术开展课件点播和音、视频实时课堂等教学活动。本文主要介绍基于流媒体技术的气象远程培训课件点播系统。
1 流媒体技术概述
1.1 流媒体的概念
流媒体 (Streaming Media) 是指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体。由于流媒体采用了流式传输技术, 文件不是一次读取和发送所有数据, 而是首先发送文件的第一部分;在第一部分开始播放的同时, 数据其余部分会不断传来, 以供播放端使用。这样整个文件传输过程就像流水一样, 连绵不断, 故称之为“流媒体”。
1.2 流媒体技术及其网络协议
流媒体技术就是应用流式传输技术在网络上传输多媒体文件, 而流式传输技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器, 让用户一边下载一边观看、收听, 而不需要等整个压缩文件下载到自已机器后才可以观看的网络传输技术。支持流媒体传输的网络协议包括RTP (Real-time Transport Protocol实时传输协议) 、RTCP (Real-time Transport Control Protocol实时传输控制协议) 、RTSP (Real-time Stream Protocol实时流协议) 和RSVP (Resource Reservation Protocol资源预留协议) 。RTP是用于Internet上针对多媒体数据流的一种传输协议, 被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作, 其目的是提供时间信息和实现流同步。RTCP将控制包周期性地发给所有连接者, 应用与数据包相同的分布机制。RTSP则定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RSVP是一种支持多媒体通信, 并提供端到端的QOS协商和控制功能的协议, 通常运行于服务器和路由器中。
1.3 流式传输的基本原理
由于Internet以包传输为基础进行断续的异步传输, 各个包选择的路由器可能不尽相同, 故到达客户端的延迟也就不等。因此, 流式传输的实现需要缓存, 使用缓存系统能弥补延迟和抖动的影响, 从而使媒体数据能连续输出。流式传输的一般过程为:用户选择某一流媒体服务后, Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息, 以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来;然后, 客户机上的Web浏览器启动A/V H elper程序, 使用HTTP从Web服务器检索相关参数对H elper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型及于A/V检索相关的服务器地址。
1.4 流媒体播放方式
(1) 广播方式:用户被动接受流, 客户端接受流, 但不能控制流。数据包的单独一个拷贝发送给网络上的所有用户, 不管用户是否需要。
(2) 单播方式:一台服务器传送的数据包只能传递给一个客户机, 媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包, 多个点对点方式结合。
(3) 组播方式:允许路由器将数据包复制到多个通道, 客户端共享一个数据包, 按需提供。
(4) 点播方式:客户端与服务器主动连接用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。
2 流媒体技术在气象远程培训课件点播系统的应用
2.1 流媒体课件点播系统
气象远程培训系统中的课件点播系统简单易用, 使用的设备、人力较少。
课件点播系统:
(1) 传声器+摄像机→编码器→服务器←→局域网←→客户端
(2) 传声器+摄像机→编码器→服务器←→Internet←→客户端
2.2 流媒体课件的制作
流媒体课件主要通过流媒体生成器软件Power Creator进行录制、编辑等。
课件实时录制过程:摄像机+教师+电脑→录制服务器→生成课件
Power Creator软件简单实用, 集课件录制、编辑于一体。授课老师只要将教案编写成电子文档, 懂得使用计算机, 就能完成教学。Power Creator软件的优势还体现在:能够将计算机屏幕内容, 包括鼠标运动轨迹、电子白板内容等完全录制下来。在录制屏幕内容时, 只占用非常少的CPU资源, 压缩率很高, 磁盘空间占用少, 屏幕捕获帧率可达30帧/秒, 还可以实时采集教师的图像与声音。课件录制好后, 利用软件可以对课件进行任意剪切, 而且视频与讲稿能实现同步剪切。为避免出现“静音课件”现象, 可以对图像和声音进行预览与监视, 保证课件的录制效果。
2.3 流媒体课件的发布
通过Microsoft Media Server作为课件发布平台, 服务器操作系统安装Windows Server 2003, 集成Windows Media Service管理单元, 可以完全控制服务器, 并使用MMC管理控制台管理多组Windows Media服务器。发布方式分为单播和组播, 根据客户端要求又可分为点播和广播。组播是将一个现场直播流同时传递给多个客户端, 客户端不是连接到服务器上, 而是连接到这个数据流, 这样可以降低使用带宽。
2.4 流媒体课件的点播
远程学习者可以通过以下方式点播课件:在客户端通过安装好的Windows Media Player连接Windows Media服务器, 选择需要的流媒体课件。在Windows Media Player中打开URL对话框并键入“mms://Windows Media server/file.asf”地址, 或在浏览器的地址栏中键入文件地址, 即可点播课件。如果服务器使用http传送流式内容, 也可以通过URL地址连接服务器。通常情况是在html页面嵌入Microsoft Active X播放控件, 用户可以通过浏览器打开服务器提供的页面, 直接播放流媒体文件, 实现课件点播。
2.5 课件点播系统的改进
在实际应用中, 因用户访问量增加, 课件点播系统会出现音视频传输延迟较大, 甚至部分出现无限传输等待现象。原因在于Windows Media Services不能及时处理用户响应, 建议从以下两方面进行改进。
课件制作方面:课件的屏幕由教师视频窗口、教师授课内容窗口、课件内容索引窗口三部分组成, 音视频文件约占整个课件大小的50%。在实际播放课件时, 远程学习者较少关注教师的肢体语言, 主要关注的是教师的声音和教案, 因此, 可以弱化视频流传输甚至完全去掉视频流。处理方法是将录制好的课件进行分流, 保留音频, 视频部分用教师授课图片代替。这样, 在进行流传输时, 只传输音频, 减少系统负载。例如, 一段500MB的课件经过分流后, 容量压缩50%左右, 大小约为200MB, 大大减少了系统负载。
应用服务方面:采用分布式课件服务器作负载均衡。在进行远程学习时, 员工用ID号登录气象远程教学网即可。员工ID号是按照省份编制的, 即通过ID号可以区分员工所在省份。因此, 一方面在部分省份设置分布式课件服务器作为试点, 另一方面, 在主站增加课件服务器作负载均衡, 分担远程教学网压力。如下图所示, 应用分布式课件服务器前, 员工登录网站后, 由于员工与主站服务器直接交互, 负载集中在主站服务器上;应用分布式课件服务器后, 员工登录后, 系统根据员工ID号判断其所属省份, 指向相应省份的课件服务器, 员工与分布式课件服务器交互, 减小了主站服务器的压力。没有设置分布式课件服务器的省份, 仍由主站服务器群提供服务。通过以上改进, 形成由主站提供应用服务, 各省设置的分布式课件服务器和主站分布式服务器群组成的流媒体课件点播系统。
通过课件制作方面的改进, 远程教学网传输的是经过分流的流媒体课件, 相同课件内容, 传输流量减小;通过应用服务方面的改进, 分布式课件服务器承担了主服务器部分负载, 提高了整体系统性能。从全国层面来看, 可以大大减少课件点播时的延迟现象, 提高学习效率。
4 结语
本文着重对流媒体技术在气象远程培训课件点播系统中的应用进行了探讨, 阐述了流媒体课件的制作、发布、点播方法, 对于课件点播系统在实际应用中出现的问题, 提出了改进的建议。通过气象远程培训课件点播系统, 学习者共享优质教学资源, 教学管理人员可以方便快捷生成课件, 使教与学及时沟通, 大大提高远程培训效果。
参考文献
[1]郭力.远程教育中流媒体课件的设计与制作[J].陕西师范大学学报:自然科学版, 2009 (S1) .
[2]鹿瑶, 韩飞.流媒体技术在气象远程教学中的应用[J].计算机与信息技术, 2009 (Z2) .
[3]韩飞, 鹿瑶.基于流媒体的课件点播系统[J].陕西气象, 2010 (1) .
气象远程教育培训系统 第2篇
枣强县气象局按照《关于进一步加强基层台站职工科学发展主题远程培训管理工作的通知》要求，组织全体职工参加远程培训学习，确保全局职工都能如期参加培训，按时完成相应学时数。全局共有7名职工参加了培训学习，学习了7讲21个学时的必修课。同时按照要求组织全体职工观看光盘课件内容，每次观看学习都做了详细的学习记录。
我局充分认识基层台站职工科学发展主题远程培训的重要性和必要性，采取了有效措施抓好落实，确保培训取得实效。为确保高标准、高质量、高水平地完成此次远程培训工作，我们制定了详细的学习计划，由参加过县局长培训的领导担任本单位职工的学习辅导员，并要求职工合理安排好学习与工作时间，充分利用业余时间积极开展自学，并坚持做好笔记，要求每周进行一次交流总结。
基层气象工作是整个气象工作的基础，是发展现代气象业务的重要基石。中国气象局培训中心为我们提供了一个很好的学习交流平台，不仅有领导、专家的讲课，还为大家提供了在一起有相互学习交流的机会。通过学习让大家了解了当前和今后一个时期推动气象事业科学发展新形势、新要求和新任务。基层气象工作所面临的新形势，以及中国气象局进一步加强基层气象工作的基本思路。了解在现代气象业务体系建设中对基层气象业务工作的基本要求和重点任务，加强基层台站基础条件改善的政策措施。掌握中国气象局针对基层人才队伍建设的政策措施，明确加强基层党建和文化建设的重要意义，了解基层党建工作的基本要求，掌握加强基层气象文化建设的思路和要求。掌握公共气象服务的定义、分类、定位、发展思路以及县级气象局发展公共气象服务的重点任务。了解县级气象预报预测业务内容、了解气象预报预测系统的主要内涵和重点任务，以及基层气象台站在该系统中的定位和作用。了解当前综合气象观测系统面临的主要问题及未来发展的主要思路和主要任务；掌握基层台站综合气象观测业务工作的重点。掌握气象部门所履行的主要政府行政管理职能的内容，学会运用依法行政理论指导实际工作。了解气象为新农村建设服务的重要意义，气象为农服务体系建设和农村气象灾害防御体系建设的主要内容，熟悉并掌握人工影响天气业务和雷电灾害防御工作的重点。
基层台站直接“面向生产、面向民生、面向政策”，是气象防灾减灾服务需求的重要来源，也是气象科技转化成防灾减灾效益的前沿阵地。基层台站的发展是关系到气象事业发展的根本问题。要实现气象事业又好又快的发展，关键是要提高基层预报水平，切实抓好气象服务工作。总之，基层气象事业发展在当前新的形势和要求下，既面临着良好的发展机遇，同时也面临着诸多挑战。通过这次培训学习，不仅提高气象部门基层台站职工对气象事业科学发展新形势、新要求和新任务的认识，加深对中国气象局党组重大决策部署的理解，全面准确地掌握气象现代化体系建设的科学内涵和发展方向，转变观念，提升素质，促进基层气象事业又好又快发展。
枣强县气象局
气象远程培训考试成绩统计分析 第3篇
摘 要：随着信息化时代的到来，以基层台站气象职工为主要培训对象的气象远程教育培训得到蓬勃发展。目前，气象远程教育培训效果是人们关注的焦点。在统计“天气预报技术与方法”学习评价成绩的基础上，分析了气象远程教育培训中影响学员学习成绩的主要因素，指出了当前气象远程培训学员学习评价中存在的问题，并提出改进气象远程培训学习评价的几点建议。
关键词：远程教育；学习评价；试题库
中图分类号：G726 文献标识码：A
一、引言
气象远程教育培训经过多年的发展，逐步构建了具有部门特色的，以国家级主站、省级二级站、地县级远程学习点组成的三级气象远程教育培训体系。目前，培训效果是关注的焦点，而考试是学员学习成绩的评定，是学员学习收获的一个很重要的指标，是学员是否掌握好所学知识的重要标志。通过对学员考试成绩的分析，既可以及时检验和测评培训的效果、培训的组织管理情况、学员的学习情况，还可以评价和判断试题库的组建情况。因此，为保证气象远程培训的质量和效果，必须对气象远程教育培训考试成绩进行统计分析，真正发挥考试在教学中的作用，更好地给学员及教师提供远程培训的教学支持服务。
本文通过对“天气预报技术与方法”远程培训考试成绩的统计，分析气象远程教育培训中影响学员学习成绩的主要因素，指出当前气象远程培训学员学习评价中存在的问题，并探讨改进气象远程培训学习评价的方法思路。
二、研究对象及方法
中国气象局气象干部培训学院组织了三期“天气预报技术与方法”远程培训。培训对象为各地市级、县级气象局预报员及相关业务和管理人员。由于培训内容体量较大，培训分为三期进行。在培训前和培训后共组织了六次网上统一在线考试，六次考试均由在线考试系统从试题库随机抽取题目自由组卷，考试试题以是非判断题和单项选择题为主，试卷满分100分。
三、统计结果分析
（一）总体概况
全国报名参加三期“天气预报技术与方法”远程培训的学员有10887人，参加培训前考试的有4564人，参加培训后考试的有6199人，见表1。
参加培训的学员中有8.9%的学员为硕士及以上学历，69.1%的学员为本科学历，15.9%的学员为专科学历，6.1%的学员为中专及以下学历，见图1。可见，参加“天气预报技术与方法”远程培训的学员以本科及以上学历为主。
在培训前的考试中，学员的平均成绩为58.5分、考试合格率为49%；在培训后的考试中，学员的平均成绩为70.3分、考试合格率为77%，见图2。学员的平均成绩提高了20.2%、合格率提升了28%。经过培训，学员平均成绩及合格率均有很大程度的提高，培训取得了良好的效果。
在三期的天气预报技术与方法远程培训中，由于第1期的培训内容为全国各地天气预报业务都涉及的基础理论知识部分，而第2期和第3期内容为各类灾害性天气预报分析。由于天气预报业务的区域性强，各地预报业务的重点不同，因此总体来看，第1期远程培训考试成绩的可信度最高，所以选择第1期培训考试成绩为本文分析对象。
第1期培训前考试2487人参加，平均成绩为58.2分，其中60分以上学员1221人，合格率49%；培训后考试2848人参加，平均成绩为75.3分，其中60分以上学员2419人，合格率85%，合格率提升了36%；85分以上学员938人，优秀率为33%。整体而言，经过培训学员成绩有明显提高。
（二）不同学历的学员成绩对比分析
由于学员人数较多，学历差异较大，因此在成绩统计分析过程中，考虑了学历对考试成绩的影响，根据学员不同的学历情况进行了平均成绩的统计，如表2。
从表2中可以看出，学历与考试成绩呈正比，硕士及以上学历的学员成绩明显高于本科学历学员，本科学历学员的考试成绩高于专科学员，专科学员的考试成绩又高于中专及以下学员。随着学历的降低，学员的平均成绩也逐步降低。
（三）不同年龄段的学员成绩对比分析
在成绩的统计分析过程中，还考虑了年龄对考试成绩的影响。将参加第1期培训考试学员的成绩按不同年龄段进行对比分析，结果如表3。
从表3中可以看出，不同年龄段学员的考试成绩随年龄的增大呈逐渐下降的趋势。其中，30岁以下学员平均成绩为76.8分；31～40岁之间的学员平均成绩为74.2分；41～50岁之间的学员平均成绩为74.1分；51～60岁之间的学员平均成绩为73.7分。
以上分析表明，考试采用的是在线答题的方式，年龄较大的学员答题比年轻人速度慢，可能是造成其成绩偏低的原因之一；但也表明，年轻学员思维活跃、识记能力及学习能力均较强，所以考试成绩偏高，相对而言，年龄偏大的学员考试成绩则相对偏低。
（四）学习时长对学员成绩的影响分析
对参加第1期培训后考试的学员的学习时长进行了统计，学时未达到及达到教学计划学时要求的学员考试成绩明显不同。未达到的学员平均考试成绩70.2分，达到的学员平均考试成绩78.7分，见表4。从表4可以看出，未达到的学员平均成绩明显低于整体平均成绩，而达到的学员平均成绩又明显高于整体平均成绩。因此，在培训过程中，要求学员要按照教学计划的要求学习培训课程。
由于学习是一个内因起主导作用的活动过程，学习效率影响学习收获，离开学员的积极性、主动性，教学就不会取得良好的效果。因此，在制定远程培训教学计划时，应根据培训课程的总课时数适当安排培训周期，全面做好学习支持服务，实现培训目标。
（五）培训前、后平均成绩提高幅度的对比分析
由于组织了培训前、后两次考试，因此有必要对培训前、后考试成绩进行对比分析，所以对第1期不同年龄段、不同专业背景（分为科班、非科班两大类）、不同学历层次学员的培训前、后平均考试成绩的提高幅度进行了比较，结果见表5、表6、表7。
从表5、表6及表7中可以看出，不同年龄段、不同专业背景、不同学历层次学员的培训前、后考试成绩提高幅度有明显不同。51～60岁学员的成绩提高幅度最大，40岁以下学员的成绩提高幅度偏小；非科班学员的成绩提高幅度较大，科班学员的成绩提高幅度较小；中专及以下学员的成绩提高幅度最大，硕士及以上学员的成绩提高幅度最小。这是由于年龄偏大的学员，往往学历较低、基础较差，所以经过培训后，培训前、后考试成绩的提高幅度偏大；科班毕业的学员，学前已基本掌握了基础知识部分，所以经过培训后考试成绩提高幅度偏小。由于近些年气象部门新进员工多为学历偏高人员，这些年轻而学历又高的学员由于基础理论知识的储备多、能力强，所以虽然考试成绩偏高，但培训前、后成绩的提高幅度偏低。
四、讨论与建议
（一）气象远程教育培训学习考核评价存在的问题
1.在考试方式上过分重视终结性考试评价，忽视形成性评价
目前气象远程培训的考核评价采取的是培训终结性评价。这种评价方式用单一的考试手段代替了多元化的评价，单纯以考试成绩评定学员的学习，忽视形成性评价。其实，无论是形成性评价还是终结性评价，其作用都是对学生学习的评价，其比例应该由具体的课程性质决定，而不是单一地采用终结性评价的形式。这种与传统教育相似的学习评价方式突出了“考”的功能，一些教学思想和教学方法的改进，以及教学策略的运用在这种考试中很少体现出来，以考为主，因而从考试结果中不仅分析不了教与学过程，更不能对培训质量做出客观评价。一般而言，在师生分离的情况下，学员在学习中对形成性评价的需要比终结性评价更为迫切，因为在网络学习中，形成性评价对学员学习过程及效果的影响比终结性评价更大。
2.在考试内容上过分强调了学员对知识的识记能力，忽视了学员综合运用知识解决实际问题的能力
气象远程培训的考试多数以记忆性知识为主，出题方式多数为是非判断题和单项选择题。这类内容多是记忆性的，这样就使得学员自主学习能力与解决问题的能力在考试中体现不出来，影响学员学习的主动性和积极性。
3.在线考试所用试题库在标准化、科学化建设方面存在不足
考试所用试题库还不是很完善，虽然试题数量尚可，但试题均没有合适的区分度、难度等指标。试题库制度是学员评价的科学化、客观化、标准化的需要。试题库绝不是试题的组合，题库建设必须立足于科学的方法、手段，有一个逐渐积累、形成和评价的过程。一般地说，题库中试题必须应经过难度和区分度检验的科学筛选。试题库建设基本都是教师试题的简单汇集，这样的题库用在教考分离上会缺乏实际意义。
（二）气象远程教育学习评价方法改进的几点建议
1.构建多元化的评价指标体系
在气象远程培训的教学过程中，学习效果的评价方式不是单一的，是多元化的。评价形式应采取多样灵活的方式，应该是终结性评价与形成性评价相结合的方式。形成性评价是远程培训课程考核中一个不可或缺的环节，考核形式设计和形成性评价比重的安排既影响到学习过程管理的职能发挥，又影响到学员学习的积极性，应该利用现代网络和通信技术，发挥三级气象远程培训体系的功能，设计出使教与学互动、形成性与终结性评价贯通的考核模式。
不仅考核学员培训后的学习成绩，还要考核学员学习过程的收获。这就要加强学习过程的管理，将计划、组织、控制职能用于学习过程之中，发现问题并及时纠正、补充。使学习过程的目标与掌握相关知识趋近，使学习过程成为考核的一部分，以期推动学员在学习中进行评价，在评价中进行学习。
2.评价内容进一步注重“质”的评价
制定比较适合气象基层职工考试内容的参考原则和标准。对学员学习评价的内容应该包括学员掌握专业理论知识和实践知识的程度及已达到的认知水平等。考试评价过程中要注意全面考核学员对基本知识、基本技能、基本理论的掌握程度及应用能力。尤其是形成性评价的内容应更具有实用性，这样对学员知识构建更具有建设性，有助于激发学员的学习意愿和潜能。
3.进一步完善在线考试题库
在远程培训的学习评价中，为了提高考核结果的有效性和可靠性，试题库建设时注重内容组合、学习导向，力争达到重点突出、客观全面、难易适度。编制试题时把握好试题的难度和区分度非常重要。因为理想的试题难度不一定有理想的区分度，而难度相近的试题，其区分度也会有很大差异，只有二者指标适宜，才能把每一位学员的真正知识水平表现出来。
试题库建设是一个循环渐进的过程，培训过程中应根据新的教材和教学内容，及时健全和更新试题库，并对考题难易程度进行重新分类，进一步确定试题的区分度。要注意尽量使其内容在范围、形式、难易程度上与终结性评价所要求应掌握的内容趋近，以增强试题库内容的实用性。在编制试卷时按试题难度、区分度筛选试题，分配试题类型、比例及题量，使试题的覆盖面广，既全面又突出重点，使考试真正成为测量学员学习情况与评价教学效果的有效工具。
参考文献
[1]李红波，胡建兵.网络学习评价模式[J].电化教育研究，2004，（5）.
探究气象综合观测系统远程监控警报 第4篇
气象观测是一门由多个学科融合而成的独立学科。就我国而言, 气象综合观测系统覆盖面达到了全方位, 从陆地到海洋, 从地表面到高空, 甚至到达星际空间, 研究的角度从大气物理参数到大气化学微量成分等等, 进行着不停歇的、多个角度的、综合观测的庞大系统。气象综合观测系统主要由七大部分组成, 主要包括地面气象观测系统、空基气象观测系统、特种观测系统、地基高空气观测系统、天基对地综合观测系统、观测质量保障系统和气象观测基准。气象综合观测系统是整个气象工作的基础, 特能够对我国的灾害性天气进行全方位的观测, 对我国的气象工作发挥着重要作用。
2 目前我国气象综合观测系统的现状及趋势
早在2008年的三月我国为了能使气象综合观测系统更顺畅的工作就着手设计监控系统。最近几年, 我国在数据的采集和报警信息的处理上, 开展了很多监控业务。现在我国正在力求使用多种技术来完善气象综合观测系统, 逐步提高观测的准确程度, 系统连续工作的能力, 还有能够系统自动工作的能力。
目前我国气象探测的主要研究是传感器技术, 发展的趋势就是这个气象探测逐渐转向电子化和自动化。在今后的气象观测中, 对于风的探测要放在重点, 目前风的全天候测试没有做到完善, 要进一步完善主要应用主动遥感技术。高空探测的探测对象也要发生变化, 要从开始的对流层, 转向平流层飞机的探测, 在移动探测方面也应逐渐发展。目前气象灾害的影响对居民的生活造成了严重的危害, 所以我国应不断发展技术, 特别是在气象综合观测系统最初的建设时, 对于远程监控警报系统在各方面的设计都要特别慎重。
3 远程监控警报系统的建设
3.1 远程监控系统的种类
最初对远程监控系统进行设计的时候要初步了解一下它的种类, 远程监控系统分为两类, 一类是点上监控, 就是监控范围小, 就针对一点进行观测, 发现异常情况及时报警;另一类是面上监控, 就是对整个地面的气象进行观测。
3.2 远程监控报警系统的设计与实现
在对远程监控警报系统就行设计的时候最先注意的应该是运行监控, 主要包括对设备的运行、信息监控还有数据监控这些功能的设计;第二点应该注意的是技术保障, 主要包括装备保障信息、站网信息以及维护维修信息各种管理功能的设计;第三点应该注意的是综合评估监控的运行;第四点应该注意的是对于系统内部数据的各种设计, 包括数据交换以及传输、系统的管理还有技术资料的各项管理。
远程报警的目的就是在进行远程监控时, 对于发生的异常情况可以及时的报警, 还可以减少解决故障的时间, 能够进行及时的维护, 这对系统实行高效率的运行是有帮助的。警报平台包括资源、运行和配置三个层面。第一个层面是资源层面主要由信息项组成, 它是在监控的过程中, 经过各项数据分析处理最后得到的警报信息。第二个层面是运行层面, 它的任务是定时监测数据库里的信息, 通过分析形成报警信息, 然后发送给工作人员。它实现报警功能是通过语音平台和短信平台。语音平台主要是对当时的具体情况进行监控, 而短信平台是将监控的结果用信息的形式发送给工作人员, 然后工作人员进行维护。第三个层面是配置层面, 它的任务是选定消息进行报警, 定期上报内容, 把上报的对象、次数还有形式进行设置。
远程监控是由三个主要的功能部分组成的, 主要包括远程中心服务、用户的界面还有监控信息的处理。监控中心在整个警报系统中发挥着重要作用, 它把采集到的信息按照有关的规定进行分析和判断, 最后形成有价值的监控结果, 这样有利于整个警报系统的运用。监控信息在处理方式上是不同的, 主要包括两种处理方式, 第一种方式是单站监控处理, 就是由Monitor manager提供的管理类来建设station monitor对象。第二种方式是全网监控信息的处理, 它主要是把服务类和管理类两者进行实例化, 然后通过订阅上传所得到的数据。警报功能的基础是监控部分, 通过监控部分对警报功能的作用得以实现。要实现警报功能首先要生成警报信息, 再把警报信息发送给工作人员。对于短信的发送和接收主要是通过AT指令。
总之, 对于气象综合观测系统在设计远程监控系统的时要对整个系统做统一的完整的规划, 要规定出循序渐进的各个步骤, 逐个进行实施。要建立国家、省和台站之间的互联网, 对信息的管理和共享要实现一体化。对于各种信息的共享的一体化要提高分析数据的能力, 这样对于能够提高气象综合观测系统的服务质量。
4 结语
由上文得出, 我国气象综合观测系统的良性运行与远程监控警报系统有着密切关系。远程监控系统为整个气象综合观测系统的实现和有序进行提供了保障。在系统出现运行故障时, 警报系统会及时进行报警, 这样能够及时解决出现的问题, 也节省了解决故障的时间, 对于我国气象综合观测系统的发展起到了推动作用。
摘要：对气象综合观测系统进行了介绍, 对我国目前的气象综合系统的现状和未来发展趋势进行了分析。主要分析了远程监控系统的警报功能, 主要对气象综合观测系统在远程监控警报系统上做了详细研究, 从它的设计和实现上加强了整个气象综合观测系统的服务质量, 对系统的正常运行起到了保障作用。
关键词：气象综合观测系统,远程监控,警报
参考文献
[1]胡玉峰.自动气象站原理与测量方法北京[M].气象出版社, 2004.
[2]刘小宁, 任芝花.地面气象资料质量控制方法研究概述[J].气象科技, 2005, 33 (3) :199-203.
[3]任芝花, 熊安元, 地面自动站观测资料三级质量控制业务系统的研制[J].气象, 2007, 33 (1) :19-24.
气象远程教育培训系统 第5篇
1、系统总体设计方案
微气象监测终端对输电线路区域微气象条件进行在线监测, 监测的主要气象参数包括风向、风速、湿度、温度、大气压、降雨量、日照辐射, 其中风向、温度、日照辐射为模拟量。图1为微气象监测终端原理图, 主要包括以下几个部分:
1.1 采集模块
根据采集对象不同, 数据采集模块也可划分为不同部分, 如风向、风速、湿度、温度、日照辐射等模块。其中风向、日照辐射是模拟量, 经16位的ADC进行模数转换, 通过串口和主控模块相连接。其余的气象参数通过传感器得到的采集数据为数字量或为一定的频率脉冲。
1.2 以STM32F103C为核心的主控模块
主控模块驱动系统运行, 负责数据存储、处理以及传输, 并向采集模块以及通信模块提供数据接口。
1.3 通信模块
通信模块选用GPRS DTU (数据终端单元) 为通信中继, 以无线的方式接入移动GPRS, 将采集到的数据传输到数据服务中心。其中, GPRS DTU通过USART2接口与主控芯片相连接, 实现数据通信。
1.4 电源模块
根据检测系统的无线化的组网方案及环境需求, 系统采用太阳能电池供电。
1.5 防雷设计
考虑到监测终端是安装在输电线路杆塔上的, 环境可能较偏僻、恶劣, 因此监测终端还采用了防雷设计。
2、MC U外围电路设计
2.1 STM32系列微控制器介绍
STM32系列微控制器兼有低功耗及多种省电工作模式, 能够优化工业设备、医疗设备、物业控制设备和计算机外设等产品的性能。
在设计中, 充分分析了MCU选择原则后, 并对比STM32系列芯片特点, 最终选用STM32系列中的STM32F103C8作为控芯片。ST提供了完整高效的开发工具 (Keil MDK和IAR EWARM) 及库函数。软件包所提供的驱动覆盖了从GPIO到定时器、CAN、I2C、SPI、USART等所有标准外设。STM32FI03C8性价比较高, 具有3个USART接口、2个I2C接口、37个GPIO、3个16位定时器, 片上丰富的存储器及外设资源能够很好的满足系统的功能实现, 能够达到微气象控制系统的设计需求。
2.2 MCU外围电路设计
MCU外围电路主要包括传感器输入信号、通信接口、晶振电路、复位电路及BOOT选择电路。如图2所示:
摘要：设计采用STM32系列处理器作为控制芯片, 将多个传感器整合到了一套监测终端上, 使得一台监测装置可以同时监测多项微气象要素。系统数据传输以与控制芯片相连的GPRS DTU通过无线方式接入移动通信GPRS网络, 实现远程的无线数据传输, 并以此为基础实现大范围输电线路的微气象监测。
关键词：STM32,微气象,GPRS,输电线路
参考文献
[1]魏洪兴主编.嵌入式系统设计师教程.北京:清华大学出版社, 2006.
[2]意法半导体STM32系列STM32F10332位微控制器.今日电子.2008, 2:61-62.
[3]赵负图主编.数字逻辑集成电路手册.北京:化学工业出版社, 2005.
气象远程教育培训系统 第6篇
视频监控系统是系统、全面地对人或设备进行监督、控制的一系列设备,是许多重要场所的必备系统,尤其是在无人值守区域更起到不可替代的作用。近年来,视频监控系统在国内外气象、水文领域中得到了广泛应用和发展。澳大利亚的墨累-达令河流域及昆式兰州河流的现代管理采用了视频监控技术,用视频采集终端将现场信息通过SCADA/数据通信网络传送图像到中央控制室,实现实时监控,保证了操作的准确性。2007年5月,云南省红河州气象局基于气象宽带无线网络建成观测场视频监控系统,大大提升了测报质量及保障观测场的设备安全。随着监控技术的发展,传统的模拟监控方式逐渐被数字监控方式所取代,视频监控系统转向无线网络传输已成为必然趋势。
通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)是在现有的GSM网络的基础上发展的一种新的承载业务[1,2],具有网络覆盖率广、实时在线、按流量计费、方便、性价比高等优点。GPRS理论上可以将多个时隙组合在一起,速率高达171.2 Kbit/s,实际测试速度可以达到40～50 Kbit/s。随着无线通信事业的快速发展,通过GPRS网络传送用H.263等低比特图像压缩标准压缩的视频数据已成为远程视频实时监控系统的新选择。
笔者对国内外视频监控系统进行了分析,并将其用于自动气象站,结合GPRS业务实现了无线数据传输。
2 系统工作原理及组成
整个远程视频监控系统分为现场视频监控终端和远程视频监控中心,它们之间通过GPRS网络建立TCP连接来传送视频编码和控制指令。
现场视频监控终端由摄像头、视频采集卡、主控制模块和GPRS数据传输模块4部分组成。摄像头和视频采集卡将采集到的数据送入主控模块,由主控模块编码、打包后传送到GPRS数据终端,然后由该终端通过GPRS网络以及互联网将数据传送到接入互联网的远程主机。
终端的关键在GPRS传输上,采用“处理器+内嵌TCP/IP协议模块”的方案,实现数据透明传输。GPRS模块获得数据中心公网IP地址后与数据中心连接,然后自动实现TCP/IP协议,将从处理器接收到的数据打包成TCP/IP数据包,并发送到中国移动的内部网(CMNET),然后由中国移动通过GPRS服务节点(GSN),把资料发送到Internet,远程主机通过Internet接收数据。系统总体结构图如图1所示。
3 系统设计
系统设计目标是实现自动气象站的远程视频监控,即将监控终端安装在监控现场,把摄像头的采集数据压缩、编码后,通过GPRS无线网络上传到连接Internet的远程监控主机上。主机通过极目接收软件将接收到的数据画面播放显示在电脑上,并能够建立数据库,对历史数据进行保存备份。同时,通过接收监控软件的功能按钮可遥控监控现场的摄像头[3]。
3.1 系统硬件设计
摄像头可以根据客户要求选择合适的型号,视频采集卡选择符合H.263标准的视频采集卡成品。在本系统中,笔者选用北京百目公司的一款视频编码板极目W718LC/LS,将模拟视频信号采集、解码和视频图像压缩编码以及主机通信接口等功能全部集成在一起。
嵌入式控制模块在现场视频采集站点中的作用有现场系统的初始化、系统当前状态的检测、编码数据打包发送、解释服务器发布的控制指令、向GPRS模块发送AT指令、与远程服务器建立TCP连接等。选择Philip公司的LPC2114作为CPU芯片。LPC2114是基于支持实时仿真和跟踪的16位ARM7TDMI-S CPU,带有128 Kbyte嵌入的高速Flash存储器,128位宽度的存储器接口和独特的加速结构,能够在最大时钟速率下运行。
GPRS模块采用BENQ M23,这是一双频GSM/GPRS调制解调模块,执行ETSE GSM Phase 2+的标准,支持3/5VSIM卡。其最大优点是内部集成了TCP/IP协议栈,可以直接使用相应AT指令进行开发工作,大大简化了系统的开发难度。
极目W718LC/LS压缩编码模块提供异步串口接口形式,与控制器串口COM1相连,接口信号电平符合3.3V TTL电平标准,硬件连接比较简单。GPRS模块与控制器串口COM2相连,采用单独供电,并设计SIM卡电路,实现数据远程传输[4,5]。
3.2 系统软件设计
系统软件主要包括远程监控中心软件和监控终端软件。监控中心软件采用面向对象的方法,由Visual C++6.0编程实现。监控终端软件包括微控制器软件和数据传输两部分,采用由ARM公司推出的ARM ADS1.2为开发工具开发[3]。
3.2.1 远程监控中心软件
监控中心软件主要实现系统与用户对话的功能,可以检查网络是否连通,发送初始化终端设备命令。当收到终端发回的“准备就绪”命令反馈后,中心发送数据传输命令,通知终端发送数据到中心[4],当收到“视频显示”命令反馈后,中心就可以进行图像显示了。
系统监控中心作为服务器,监控终端作为客户端。监控中心利用WinSock和监控终端进行有连接通信。WinSock提供了对TCP的支持,通过TCP协议我们可以与制定的IP地址的中心主机通信。监控中心建立一个监听套接口,然后在此套接口上等待连接,当连接建立后会产生一个新的套接口用于通信,而监控终端在创建套接口后调用连接函数创建连接,用到两个Socket类:CListenSocket类和CAcceptSocket类。CListenSocket类为侦听套接字类,只注册了FD_ACCEPT事件,主要负责维护为客户连接服务的数据套接字。CAcceptSocket类为数据套接字类,主要负责和视频采集站点的通信[5]。利用WinSock进行有连接通信时,服务器与客户端双方函数调用如图2所示。
3.2.2 终端软件设计
1)视频采集部分
W718LC/LS模块拥有
2)控制器软件
微控制器软件流程如图3所示,微控制器先对GPRS模块进行参数配置,模块初始化后,请求和远程中心建立TCP连接,监控中心在接受监控终端的连接请求并建立TCP连接后,发送控制指令给LPC2114,由LPC2114控制监控终端的视频采集和视频编码传送。GPRS模块部分指令应用情况见参考文献[6]。
4 实验测试
在实验室环境下,用一台连接Internet并开放端口的计算机模拟远程监控中心做实验,映射得到监控中心IP地址为61.155.226.131。启动监控终端,各模块初始化完毕后通过AT指令对GPRS模块进行相应参数配置,模块成功连接后返回信息,可以看到终端视频数据能够无改变地传输到数据中心并通过监控软件播放在计算机上,反复实验都能够实现与数据中心的数据交互。实验表明,无论监控中心和监控终端相隔多远,只要中心计算机连接到Internet并获得公网IP地址,监控终端就能够把现场视频准确、可靠地传输到中心,实现无线传输。
5 小结
系统将视频监控系统结合GPRS无线传输应用自动气象站上,实现无人值守环境下的监控。系统具有体积小、方便可靠、无线传输、价格低廉等特点,在火灾防御监控、水文监控等行业拥有非常广阔的应用前景。
参考文献
[1]BATES R J．通用分组无线业务(GPRS)技术与应用[M]．北京：人民邮电出版社，2004．
[2]陈能干，裘姝平．基于GPRS的远程视频监控系统设计[J]．电视技术．2007，31(1)：76-78．
[3]周立功．ARM微控制器基础与实战[M]．2版．北京：北京航空航天大学出版社，2005．
[4]北京百目技术有限公司．极目W718LC/LS视频图像压缩模块硬件说明V1．3[EB/OL]．[2008-01-12]．http://www.baimu.com.en/chinese/ download/Doe/W718L_Datasheet.pdf.
[5]北京百目技术有限公司．极且W718LC/LS视频图像压缩模块编程指南V1．5[EB/OL]．[2008-01-12]．http://www.baimu.com.cn/chinese/ download/Doe/W718L_ProgGuide.pdf.
气象远程教育培训系统 第7篇
关键词：现代气象远程培训,质量保证体系,总体框架
由于现代气象远程培训系统的建设较晚, 气象远程培训实践也是近几年的事, 现代气象远程培训质量保证体系的研究和实践还是空白。现代气象远程培训系统由课程、学生、管理和后勤四个主要子系统构成。根据影响气象远程培训质量的主要因素以及以学员为中心、重视过程管理、加强持续改进的新理念, 我们构建了现代气象远程培训质量保证体系模型。在此基础上, 分析现代气象远程培训的组织管理模式, 完成现代气象远程培训质量保证体系总体框架的构建设想。
1 现代气象远程培训系统的运行
现代气象远程培训系统的核心运行子系统是“教与学子系统”, 即课程和学生两个子系统。课程子系统处理和课程开发有关的运行活动, 主要包括多种媒体课程教学材料的设计、开发、制作、发行和接收。学生子系统处理和学生有关的运行活动, 主要包括对学生的各类学习支助服务活动和各种学生学习过程管理。要构成一个真正完善的现代气象远程培训系统, 还必须有其他两类活动和相应的两个子系统。其一是后勤活动及相应的后勤子系统, 负责系统所需要的资源的采集和更新;另一类是行政管理活动及相应的管理子系统, 负责协调各种运行活动之间、运行活动与后勤活动之间、以及系统活动与周围环境之间的关系。现代气象远程培训系统的四个主要子系统 (课程、学生、管理和后勤) 及其结构如图1 所示。
2 影响气象远程培训质量的主要因素
气象远程培训教学模式具有开放性、现代化的特征, 影响气象远程培训质量的主要因素有:培训质量目标、管理职责、培训资源管理、培训过程管理、培训质量监控与评价。
培训质量目标是实现培养目标的具体落实, 也是判定质量保证体系有效性的重要指标。从以下几个方面来确定:一是培训质量特性;二是比较特性;三是质量改进性;四是培训过程的绩效。培训管理必须确定管理职责, 以保证培训教学的正常运行和培训质量目标的实现。培训资源是支持远程培训教学活动的各种条件。培训过程管理反映了培训质量标准的控制。只有对培训过程进行有序而又严格的控制, 才能保证教学质量。培训质量监控与评价能够为远程培训质量的改进提供可靠的参照依据。分析影响气象远程培训质量的主要因素, 是为了气象远程培训质量保证体系的构建和运行中, 使影响质量的所有因素在培训全过程中实现可控, 形成培训质量反馈机制并持续改进, 最终在机制和制度上保证教学模式的有效运行。
3 现代气象远程培训质量保证体系模型的构建
根据影响气象远程培训质量主要因素, 按照以学员为中心、重视过程管理、加强持续改进的新理念, 我们构建了现代气象远程培训质量保证体系模型。 (见图2) 。
该模型以过程为基础, 在现代气象远程培训的实践中具有重要意义。明确学员、送培单位需求, 根据培养目标所确定的培训质量目标通过各过程的应用提供教育教学服务, 可视为一个大过程。培训机构的活动由四个过程构成:培训实施过程, 管理活动过程 (质量目标与管理职责) , 资源管理过程, 教学监控、分析和改进过程。这四个过程相互作用。管理活动过程要求培训机构对学员、送培单位做出满足其要求和进行持续改进的承诺, 组织策划和提供为达到培养目标所需要的资源, 并通过资源管理过程, 提供管理所需的人力资源、设施和与实现远程培训质量目标要求相适应的工作环境, 作为对培训实施过程的保障。监控、分析和改进过程则通过对培训实施过程的控制, 为质量保证体系的持续改进提供支持。该模型的四个子系统中, 质量目标和管理职责系统、培训实施系统、培训资源系统应建立质量保证的标准;教学监控、分析和改进系统应建立起评估体系和模式, 由此组成气象远程培训质量保证体系。
4 现代气象远程培训质量保证体系总体框架的构建设想
4.1 现代气象远程培训的组织管理模式
气象部门的远程培训组织机构由国家级主站、省级二级站、地县级学习点组成, 各级站点的主要职责是:
国家级主站:设在中国气象局气象干部培训学院远程培训部。牵头组织气象远程培训体系的建设工作;负责气象远程教育培训的组织实施工作;承担远程教学网络平台与相关教学、安全管理系统建设和维护工作;负责远程教学素材库、案例库、课件库等数字化资源建设以及远程教育技术开发工作;牵头组织远程学习点建设, 承担远程培训的管理规范和日常运行工作。
省级二级站:设在中国气象局气象干部培训学院各分院和省级培训中心。依托全国天气预报电视会商及电视会议系统实现与主站进行实时双向交互式教学、讨论、答疑等;根据主站的统一要求对本站学员进行辅导;向主站反馈教学信息等;必要时对地县级学习点进行教学辅导。
地县级学习点:设在各省的地、州、市、县气象局、气象台 (站) 。主要通过登录气象远程教育网收看主站播放的教学节目, 必要时可以通过电话拨号登录到主站服务器进行信息交流;组织学员进行面授辅导、集中考核;向省级站反馈教学信息;开展远程学习示范点建设。
现代气象远程培训的组织管理模式如图3 所示。
4.2 现代气象远程培训质量保证体系总体框架
结合我国各试点高校远程教育教学质量保证体系建设实践和现代气象远程培训质量保证体系模型的构建, 可以提出现代气象远程培训质量保证体系总体框架设想, 如图4 所示。该框架主要涉及三个主体:培训机构, 上级主管部门、质量评估机构 (评估专家组或第三方认证机构) 。三个主体的主要职责如下:培训机构:建立并运行内部质量保证体系, 同时申请质量评估机构对其进行评估。对机构、送培单位及学员负责。上级主管部门:依据质量评估的结果, 通过行政管理手段监控培训机构的教学质量。对气象部门、及送培单位负责。质量评估机构:组织制定相关的评估标准;对培训机构的远程培训质量进行评估;通过对远程培训质量的评估为远程教育管理者的决策提供建议;为培训机构提供质量保证建议;对外定期发布质量评估报告, 同时将评估结果报上级主管部门审核。对送培单位、上级主管部门、培训机构和学员负责。
目前, 我国尚缺乏第三方的中介认证机构, 作为现代气象远程培训外部质量保证体系的重要组成部分之一, 随着时间的推移, 它们的作用将日趋明显, 也是现代气象远程培训质量保证体系成熟的标志。
5 结论
随着现代气象远程培训系统的不断完善, 远程培训质量得到越来越高的重视, 构建现代气象远程培训质量保证体系的研究与实践势在必行。该设想在气象远程培训中的成功应用将很好地规范远程培训效果评估, 极大地提高远程培训质量, 在气象人才队伍建设、学习型气象部门建设中发挥作用, 为推进气象事业的发展做出贡献。同时, 该研究对其他行业部门现代远程培训质量保证体系的构建也有一定的借鉴作用。
参考文献
[1]孙耀庭.远程开放教育质量保证体系的构建与运作研究[J].中国远程教育, 2009 (08) .
[2]吴建玲.现代远程教育教学质量保证体系的构建——远程教育系统质量控制基本要素分析与模型设计[J].中国成人教育, 2009 (12) .
气象网络教育资源系统建设研究 第8篇
伴随着网络时代的到来, 气象事业由于现代化业务发展的实际需要, 开放式的学习模式已经成为大势所趋, 特别是利用远程教学信息方式进行在任何时间、任意地点的自由学习, , 能够大大缓解基层业务人员的工学矛盾。与此同时, 不同专业、不同岗位、甚至不同地域的职工有不同的学习兴趣和学习目标, 从而对教育资源的建设提出更高的要求。经过调研发现, , 气象职工需要高参考价值、高质量的个性化学习信息, 为了更好地适应用户, 资源库建设素材须根据用户的状态, 研究气象职工的行为习惯与兴趣, 提供丰富和高质量的教育培训资源, , 为职工提供更为个性化的教育综合服务。
截止至2014年, 气象教育资源经过多年的积累, 主要资源类型包括:网络课件、培训专题、试题库、教学案例库、国外课件、电子图书、虚拟现实系统等不同门类的教学资源。为进一步规范教育资源体系建设, 中国气象局气象干部学院建设了综合教育资源管理系统, 通过系统的整体建设, 结合教学平台的设计, 主要实现:
(1) 进一步规范教学资源的分类存储, 整合教学平台课件资源、文档资源、教学辅导资料及多媒体素材等多种培训资源, 建立集中统一的综合教育资源中心。
(2) 进一步完善资源的管理流程, 建设统一的教学资源的上传和管理入口, 完善资源上传、审核、发布流程, 规范下载权限, 形成标准的信息化教学资源管理模式。
(3) 不断完善教学资源协作开发与共享系统, 根据网络课件开发不同角色的任务开发一个网络课件开发协同管理平台, 将不同网络课件开发流程及流程中不同角色协同在一个平台上进行管理, 初步实现教学资源的在线协作开发和资源共建共享机制。
2 系统功能描述
根据气象行业教育培训的特点, 综合教学资源管理系统主要实现对课程、课件、文档、案例、个例、电子图书以及知识库的统一集中管理。资源管理系统提供统一的上传入口功能, 设计文件格式化、统一存储、安全扫描、内容抽取、全文检索索引、文档格式识别并转换、统一权限验证等功能。作为所有培训相关系统的文件数据基础, 同时为培训管理相关系统建设提供了统一规范、安全、可复用的重要文件接口, 如图1所示。
2.1 资源管理
资源管理模块是整个资源建设的核心环节, 资源编辑上传管理模块包括, 高级在线编辑器和普通在线编辑器, 可实现图文混排, 包括插入图片、字号控制、超级链接等排版功能。编辑器可直接编写html代码, 对文章进行排版或突出显示。用户上传资源时, 可以选择资源所属的类型, 资源所要发布的范围, 范围可包含私有、公有、指定可访问用户的类型范围、单独指定某些用户。当用户修改资源或文章时, 可选择是否创建新版本, 方便用户查看该资源的历史版本, 文件上传过程如图2所示。
用户可以浏览并下载自己权限范围内的所有资源, 如果用户同时具有多种角色, 则首先该用户将继承自己所有角色中最大的对该文档的权限, 用户下载之前可在线浏览文档中的内容, 属性, 类型, 包括附件中的内容。
2.2 资源检索统计
对于综合教学资源管理内的结构化数据资源可以进行快速检索, 系统提供按照字段属性检索和全文检索功能, 提供按上传人员、单位、资源类别、课程信息等不同维度对资源进行统计和排序功能, 用户对于检索出来的资源进行查看、浏览、下载、收藏到个人学习中心、查看资源的属性描述以及对资源进行评价等操作, 对于不同门类的使用信息进行分类统计, 动态了解资源的使用情况。通过资源的检索和统计, 可以对用户的资源进行定制, 在数据分析后, 可以对教学资源进行推送, 满足个性化学习的需要。
2.3 资源评价及积分管理
资源评价系统由用户评价模块构成, 用户可以进行评价和发表评论。可对资源进行分级评价, 评价等级分为5级, 每级对应不同的积分标准。管理员可对用户的评价和评分可进行管理和修改, 系统自动将修改结果通知用户。针对资源库的资源提供专家点评, 由管理员指定用户的专家角色, 当用户具有专家角色后, 可优先或者突出显示评论。
2.4 权限管理
对某一个角色进行授权以后, 可将同一角色赋予多个用户, 简化了对用户的授权过程。资源的权限包括编辑, 上传, 审批, 发布, 检索, 下载权限。为了保证受限资源的安全性, 对不同安全级别的文件物理路径进行限制, 对于面对所有用户的文件, 可同时允许搜索引擎访问, 对用户有所限制的文件, 同时也拒绝搜索引擎的访问。
2.5 接口设计
资源提供公共的统一的访问接口, 其他系统可通过公共访问接口实现资源的访问, 进行个性化设计, 比如为教学系统和个人学习中心提供:
(1) 最新资源排行列表。
(2) 最热门的资源排行列表。
(3) 推荐资源排行列表。
(4) 评价最高的资源排行列表。
通过与远程教育平台的接口, 实现远程教育平台内的课件资源和新资源系统内的资源实现共享, 可从新资源系统中查询远程教育平台内的课件资源。同时, 通过与远程教育系统人员、权限的接口, 实现资源的访问控制。可实现培训班内所属权限的资源共享, 例如:默认状态, 培训班教师及学员发布的资源仅可以被本培训班内的学员浏览使用。资源发布时, 可由发布人选择资源共享范围, 例如:可以只在指定区域网络网内发布, 可以只发布给同班学员, 也可以发布给本省或本地区学员, 也可将此资源共享给其他的人员, 相关权限设定可由管理员进行调整。
3 数据库设计
在数据库存储方案中, 主要根据教育部资源建设规范, 进行数据表结构的设计, 在资源的建设过程中, 不同类别的资源可以进行扩展, 提高了系统的扩展性。因此, 各类重要文件经过资源管理系统提供的统一上传入口上传后, 被提取信息存入数据库和受管的文件目录中, 这些数据需要在系统中形成格式化数据存储在数据库中, 其中存入数据库的文件基本字段如图3所示。
综合教学资源的数据库关系图如图4所示。
4 结论
通过综合教育资源管理系统的建设, 初步实现气象系统教学培训资源的开放性与规范化相统一, 能够主动分析和把握气象行业用户的应用需求, 充分利用现有信息资源优势, 开展资源服务, 提高数据服务的质量和效率, 推动气象远程教学培训效果的提升, 此外, 在系统建设过程中, 还应该进一步考虑培训资源更加详细深入的查询服务、内容跟踪服务和用户集成服务, 从而提升教学资源的使用效率。
参考文献
[1]2013年中国企业e-learning应用研究报告[Z].2013.
[2]马勃民, 程建钢, 韩锡斌, 杨超, 曹岩.构建网络教学资源库系统[A].第六届全球华人计算机教育应用大会论文集, 2002.
[3]朱凌云, 余胜泉.教育信息资源库建设的观念与方法[J].教育技术通讯, 2001.
[4]王小平, 余亮.基于数据挖掘的网络教育资源库构建[J].西南师范大学学报, 2005.30 (1) :163~167.
[5]陈旭明.教学资源管理平台研究与开发[D].华南理工大学, 2008.
远程教育身份认证系统设计 第9篇
以先进的计算机网络技术和现代教育技术为支撑的我国现代远程教育已经起步并取得了积极的进展,然而正是远程教育这一分散的教学模式给传统的管理机制带来了挑战。由于远程教育使用WWW,身份认证服务需要对每项请求进行检查。目前主要有两种构建身份认证系统的方法。一是将WWW服务器置于DMZ内,并且每种服务有一个认证功能。二是WWW服务器位于Internet中,而身份认证系统位于DMZ中。在这里,我们使用后一种方法,让WWW服务器充当系统内部服务器,这样实现起来更加容易。
本系统的主要功能有身份认证、访问控制、将用户的请求返回给内部服务器。当它受到一个用户请求时,系统认证该用户并将请求返回给一个合适的内部服务器。我们设计的身份认证系统,使用户可以安全进入Internet中的WWW服务器,得到需要的服务。
1 系统设计
1.1 系统的整体设计
很多身份认证系统使用简单的用户ID和口令认证方式,但是本系统采用基于客户证书的认证方式,避免了用户口令设置不当造成的不安全。使用基于客户证书的认证方式要求用户必须在自己的浏览器上安装证书,然后才能访问内部服务器,在浏览器上进行远程教育的相关操作。
我们在本系统中设计了4个服务器(见图1)。第一个是证书服务器(Cert server),用来签发、撤销、复制客户证书。第二个是登录服务器(Gate server),用来进行身份认证和访问控制。第三个是用户数据库服务器(User DB server),用来存储并向系统提供用户信息。证书服务器使用用户数据库服务器来签发证书,登录服务器使用用户数据库服务器来认证用户,内部服务器使用用户数据库服务器检索用户信息来控制返回的证明。内部服务器在用户数据库服务器上注册后,可以对它进行访问。最后一个服务器是会话数据库服务器(Session DB server),它存储在某一特定时刻访问登录服务器是用户的相关信息,用户通过该服务器可以得到正在使用登录服务器的其他用户的信息。
1.2 证书服务器(Cert server)
证书服务器提供签发、撤销和复制数字证书的功能。它包括一个CA(证书认证中心)和CA的接口。假设用户已经在用户数据库服务器上用e-mail注册。系统通过用户数据库中的e-mail辨别该用户。用户申请证书,并将证书安装在浏览器上。客户证书有两种形式:学生证书和教师证书。用e-mai注册的用户可以申请一个学生证书。如果需要教师证书,用户需要知道口令。
证书服务器工作的大概过程:用户访问证书服务器申请客户证书,根据提示输入个人信息;证书服务器将信息提交给用户数据库服务器,检查该用户是否已注册;如果用户已注册,证书服务器生成密钥并将用户信息写入用户数据库服务器;证书服务器发送密钥和用户访问的下一个URL给用户;用户访问该URL,输入e-mail、口令和密钥;证书服务器检查用户的密钥,生成用户ID,并发送到用户数据库服务器进行身份认证;最后在浏览器上安装数字证书。
1.3 登录服务器(Gate server)
得到客户证书的用户可以通过登录服务器访问内部服务器。登录服务器有三个功能。一是身份认证。如果客户没有票据,登录服务器对客户证书进行身份认证。如果用户用票据访问登录服务器,通过HTTP建立会话。登录服务器检查票据中用户所处环境的信息来决定是否通过认证。二是作为已认证用户的反向代理服务器。用户可以通过登录服务器访问内部服务器的页面。三是将请求传递给内部服务器。客户通过认证后,登录服务器将用户ID和请求发送给内部服务器。登录服务器从内部服务器中得到相关内容,更改它们的URL使之与访问控制列表相匹配,并将它们返回给客户。
2 系统实现
认证服务器是在Apache2.0+Tomcat4.1上实现的。登录服务器使用Apache2.0+mod_ssl2.0。用户数据库服务器和会话密钥数据库服务器使用MySQL。
本身份认证系统可以为内部服务器提供用户ID,因此内部服务器可以在不需要进行认证的情况下进行网上考试。当内部服务器检查用户ID时,使用挑战-响应系统和登录管理系统来记录学生对问题的答案。挑战-响应系统提供两种环境。第一种是对学生进行网络培训似的提问,由学生给出答案。另一种是教师准备网络考试的试题。挑战-响应系统根据用户ID去辨别用户是学生还是教师。学生可以通过登录管理服务器查询成绩、正确答案、平均分和名次。教师也可以执行类似操作,还可以查看他们所出问题的答案和反馈信息。
3 系统安全性分析
用户使用证书进行各种远程教育的操作,管理员无法干涉用户和证书服务器之间的交流。系统允许用户删除和复制用户证书来保证安全性。如果客户证书被盗或者丢失,用户可以立刻将它废除。在证书服务器工作的过程中,用户向证书服务器发送请求、下载证书都是使用HTTPS进行通讯。这样,即使攻击者得到用户的e-mail,由于没有用户的口令,他也无法下载证书。在登录服务器中,服务器检查用户所处的环境信息。所以即使攻击者得到票据,由于登录服务器可以发现环境信息的不同,攻击者无法获得访问权限。
4 结束语
本系统提出了适合远程教育的身份认证方案,原理明了,实现过程简单,在提供远程教育服务的同时满足了所需要的身份认证、访问控制等安全需求。即使用户不具备专业的计算机知识,也能够通过登录系统得到客户证书,进入内部服务器并获得服务。
参考文献
[1]Etsuko Suzuki.A Design of Authentication System for Distributed Education[J].Information Technology Based Higher Education and Training.2004.
[2]于忠党,张睿.基于人脸识别的远程教育身份认证方法研究[J].渤海大学学报(自然科学版).2008.
气象远程教育培训系统
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