基于无线局域网的大型仪器设备绩效评价系统

项 英，邓 晰，沈祥兴

(1.武汉大学a.信息管理学院，b.图书馆，湖北 武汉430072;2.海南大学艺术学院，海南 海口570228)

0 引 言

大型仪器设备是高校人才培养、科学研究的重要条件和基本手段，是学校综合实力的体现。随着现代科学技术的迅猛发展，知识在经济发展中起到愈来愈重要的作用，使得高校仪器设备的管理显得尤为重要。在新的形势下，如何加强对仪器设备的管理，建立适应知识经济发展要求的管理机制，找出存在的问题，分析产生问题的原因，采取有效对策，真正做到资源共享，提高仪器设备的使用效益，已成为高校急需考虑和解决的核心问题［1］。

当前高校有相当一部分仪器设备的机时使用率和使用效益不高。除仪器设备本身的特殊性和科研工作的特殊需求之外，与管理水平也有很大关系［2］。建立科学的大型仪器设备共享管理模式应以无线局域网和信息采集、保存、评价技术为支撑，校园网共享仪器设备网络管理平台系统为载体，实现教学仪器设备统一配置和管理、预约使用、有偿服务的新型运行机制。这样的管理模式，打破仪器设备使用效益主观评价方式，建立一个客观的、科学的绩效评价体系，使大型教学仪器设备管理更加科学化、规范化。

基于无线局域网的仪器设备绩效评价和平台基准开发模式，对充分发挥高校大型仪器设备效能的提高具有理论与实践意义。在明确无线局域网的仪器设备绩效评价的基本概念、机制、特征的基础上，掌握仪器设备信息的采集、保存、评价的方法［3］，对于解决当前大型仪器设备监测的瓶颈问题具有重要意义。

1 大型仪器设备绩效评价系统的构建

无线局域网在一定的局部范围内利用无线通信技术建立的计算机网络，是20 世纪90 年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以无线电波作为信息传输的媒介实现计算机之间的通信，并为移动通信及特定环境下的通信提供了方便的网络接入手段［4］，以自组多跳的网络方式传送到Agent，大型仪器设备共享平台拓扑结构，见图1。

图1 大型仪器设备共享平台拓扑结构

无线局域网仪器设备绩效评价系统的建设必须在原有的校园网上进行。不改变校园网络主体架构，只需用原有的网管、认证、计费系统就可以对无线网络进行统一管理和认证，实现无线与有线网络良好的兼容和互补。同时做到尽可能的简化网络结构，提高网络访问速度与效率［5］;无线网络的优化使无线接入设备能覆盖所有期望覆盖的仪器设备区域，区域中的信号强度能够符合接收的要求，并具有足够承担预期负载的能力［6］;该系统必须遵循标准的统一性，所采用的各项技术必须与国际主流标准协议相一致，并能够保证与多个主流厂商的互操作性。

通过该系统，用户可以通过Internet、校园网和校园无线局域网共享大型仪器设备管理系统的资源，提高仪器设备的使用率，实现院校之间优势资源互补，提高国内高校综合实力和竞争能力。

1.1 仪器设备绩效评价系统数据采集

技术路线采用一种称为代理(Agent)的机制［7-8］，只要是一个基于TCP/IP 的可编程的系统，都可以开发出各种操作系统(Windows、LINUX、AIX、HP UX、Solaris、其他特殊的专用系统等)的Agent，它驻留在目标系统中，监视驻留系统中发生的各类事件，并对不同类型的数据进行采集。它还可修改数据采集服务器的配置，控制采集的数据类型。数据大致分为基于硬件网关型数据(如IP 地址、MAC 地址等)、基础资源型数据(如操作系统进程、CPU 使用率、内存可用量百分比等相关参数)、DB 访问型数据(主要基于C/S 模式的应用系统，直接对数据库进行操作的相关数据)、WEB访问型数据(主要基于B/S 模式的三层架构或非三层架构应用系统)四种类型等。数据采集服务器部署在各个无线网络子网上，按照统一的格式，实时或定时的进行“拉入”操作，将采集到的行为数据封装、打包、存入数据采集服务器［9］，如图2 所示。

图2 数据获取示意框图

采集的数据主要包括用户在某仪器设备上机和操作记录。其中，用户上机记录通过该无线局域网的数据采集服务器获得，记为记录集

SJ=〈Username，Identity，InTime，OutTime，TName〉

其中:Username 为用户的“一卡通”编号;Identity 为用户所在的单位名称;InTime 为用户开始上机时间;OutTime 为用户下机时间;TName 为每台仪器设备分配的唯一名称。

用户操作记录通过仪器设备上位PC 机上安装Agent 程序获得。

基本原理是通过Agent 程序获得仪器设备上位PC 机操作系统的窗口句柄，在每次窗口变化时触发事件，获得当前的窗口标题(Title)时间(Time)，然后将采集的信息发送至数据采集服务器端［10］。

(1) 客户( 仪器设备上位PC 机) 端的工作流程。

服务器端程序在接收到客户端发送的内容之后，首先进行出错校验，如果校验无误，则将接收到的数据写入该客户端对应的记录集合中。

(2) 服务器( 数据采集服务器) 端工作流程。

在获得Collection 和SJ 之后，还需要对数据进行关联处理和归一化处理，将采集到的仪器设备工作状态数据转换为易于分析处理的数据形式。

1.2 研究成果信息的搜集

研究成果信息是指用户使用某大型仪器设备所取得的学术成就，包括用户所公开发表的论文信息、拥有的专利信息及主持的科研项目的有关信息。借鉴信息检索和信息组织领域的有关理论和方法［11］，此类信息主要通过Spider 对各种表征用户研究成果的信息进行搜集，包括用户所属的单位网站、各大学术数据库、专利数据库及其他的信息来源，并设定资源采集周期，定期采集和更新数据集。然后通过对这些数据集进行文本处理和语义识别，将搜集到得信息进行重新组织，并最终以学术成果数据库的方式为上层信息处理服务。该搜集模块主要由Spider 和Analyzer 两个子模块构成，模块之间的关系如图3 所示。

图3 研究成果信息搜集及分析模块结构

2 仪器设备绩效评价内容和方法

上述的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤，可将采集和搜集到的大型仪器设备相关数据，按层次分析法进行绩效评估等。

层次分析法是Saaty 等于20 世纪70 年代提出的对复杂问题做出决策的一种新方法。它将定性分析与定量分析相结合，根据问题的总目标，以系统的观点，把问题分解成若干因素，并按其支配关系构成递阶层次结构模型，最终利用两两比较的方法确定各方案的相对重要性，从而做出正确的决策［12］。层次分析法的基本思想就是将组成复杂问题的多个元素权重的整体判断转变为对这些元素进行“两两比较”，再转为对这些元素的整体权重进行排序判断，最后确立各元素的权重。主要有以下步骤。

2.1 仪器设备绩效评价

(1) 绩效评估指标。大型仪器设备中的绩效评估指标。需建立一个由目标层(被评估的仪器设备)、准则层(绩效评估1 级指标)、指标层(绩效评估2 级指标)组成的递阶层次模型。

(2) 层次比较。通过比较下层元素对于上层元素的相对重要性建立判断矩阵。

(3) 矩阵的特征值。层次单排序计算各判断矩阵的特征值最大值及其所对应的特征向量得出层次单排序，获得指标层对于目标层的重要性数据序列从而获得最优决策。先解出判断矩阵A 的最大特征值λmax，再利用公式ω=λmax解出λmax所对应的特征特征向量ω，经过标准化后，即为同一层次中相应元素对于上一层次中某个因素相对重要性的排序权值。

(4) 一致性检验。首先计算A 的一致性指标Cl:CI－(λmax－n)/(n－1)，式中:n 为判断矩阵的阶数，当A 具有完全一致性时，CI=0。λmax－n 愈大，矩阵的一致性愈差。判断矩阵是否具有满意的一致性还需将CI 与平均随机一致性指数RI 进行比较，对于l ～9 阶判断矩阵，TL Saaty 给出了RI 值阶数为{1，2，3，4，5，6，7，8，9}的n 值分别与平均随机一致性指数{0，0，0.58，0.9，1.12，1.24，1.32，1.41，1.45}的RI 值相对应。当CR =CI/RI ＜0.1 时，就认为判断矩阵A具有满意的一致性;否则要对A 重新调整，直到具有满意的一致性为止。

(5) 求得权重体系。判断矩阵通过一致性检验，将层次单排序的结果转换即可得该权重体系。从而可以确定大型仪器设备绩效评估指标的权重体系。这些指标权重表示被评价对象的不同侧面的重要程度的定量分配，是对各评价因子在大型仪器设备绩效评估中的作用进行区别对待。绩效评估的最终结果就是通过一系列指标的定性与定量结合后的数据反映出来的。因此，指标体系的建立和指标权重的确立都是大型仪器设备绩效评估不可缺的关键步骤。

2.2 确定仪器设备绩效指标权重

基于网络的大型仪器设备绩效评估系统的构建，运用层次分析法确定仪器设备管理绩效指标权重，较好地实现了定性与定量的结合，提高了仪器设备绩效评估结果的合理性，比完全凭个人经验和知识来主观确定更科学、更合理，并通过计算机编程可将复杂的矩阵计算轻易地实现，减少主观因素的干扰，仪器设备绩效指标权重的确定找到了一条可行的途径。

根据影响仪器设备管理绩效水平的关键因素，可将仪器设备管理绩效指标体系划分为4 大子体系:工作状态评价指标、功能利用绩效评价指标、社会效益评价指标以及经济效益评价指标。每个相对独立的子体系反映仪器设备管理绩效水平的一个侧面。每个子体系下有各项指标。将各子体系加以综合，就可以完整地反映仪器设备管理绩效水平的全貌。建立由目标层(基于网络的大型仪器设备管理绩效指标体系)、准则层(工作状态、功能利用、社会效益、经济效益)、指标层(2 级指标)组成的递阶层次模型，如表1 所示。

3 结 语

无线局域网和信息采集、保存、评价技术为支撑，校园网共享仪器设备网络管理平台系统为载体，将实现教学仪器设备统一配置和管理、预约使用、有偿服务的新型运行机制。这样的管理模式，打破仪器设备使用效益主观评价方式，建立一个客观的、科学的绩效评价体系，使大型教学仪器设备管理更加科学和规范化。

表1 大型仪器设备管理绩效指标体系

［1］ 韩 静，钱圣杰.提高大型仪器设备使用效率的探析［J］.实验室研究与探索，2007，26(2):140-142.

［2］ 李小寒，周勇义，张黎伟. 提高大型仪器设备使用效益的探索［J］.实验室研究与探索，2009，28(3):156-158.

［3］ Xiangxing Shen，Dongmin Li，Chong Shen. Evaluating China’s University Library Web sites using correspondence analysis［J］.Journal of the American Society for Information Science and Technology，2006，57(4):493-500.

［4］ 刘小波，陈志民，叶志婵，等. 无线网络在数字化校园中的应用［J］.现代计算机(专业版)，2010(4):104-105.

［5］ 许 瑞.北京师范大无线校园网建设［J］. 中国教育网络，2008(5):50-51.

［6］ 沈丹萍.校园无线局域网的优化［J］.中国科技信息，2010(10):115-118.

［7］ 王春红，张 敏.基于Agent 的个性化信息系统的研究［J］.计算机应用与软件，2008，25(1):201-203.

［8］ 杨 杰，舒 辉. 代理服务器特性探测技术研究［J］. 计算机应用，2009，29(3):826-829.

［9］ Xiangxing Shen，Yiping Fang. Research of online learning behavior evaluation and system construction［C］//Proceedings of 2008 International Seminar on Education Management and Engineering，Australia，Sydney，M ＆ D Forum Press:338-343.

［10］ Yasen Chen. Web-based E-learning behaviors of college students study［C］//The Third International Symposium on Library and Information Science Education in the Digital Age，Wuhan，Wuhan University Press，2010.9.

［11］ 邱均平.网络计量学［M］.北京:科学出版社，2010:128-129.

［12］ Satty T L. 层次分析法:在资源分配、管理和冲突分析中的应用［M］.北京:煤炭工亚出版社，1988:77-81.