北京地鐵培訓資料管理系統設計與實現

方 薇

目前城市地鐵 (如京、滬、津、穗)中，已建立了以AFC、ATC、SCADA、BAS、FAS及高速通信網為代表的諸多運營管理、調度指揮和安全監控系統。地鐵系統的信息化程度不斷提高，復雜性也在不斷增大，對地鐵從業人員的技術水平提出了更高的要求。而且運營部門積累了大量的技術文檔、管理制度及設備維修手冊等資料，如果這些資料不能有效管理，將給日后地鐵線網設備的維護和管理帶來極大的困難。因此，對地鐵運營管理中的設備信息、維修制度、維修經驗等信息進行電子化和網絡化管理，利用數字化信息處理技術和網絡通信技術，建設覆蓋城市地鐵范圍的設備信息和維護經驗的可視化共享平臺，在此基礎上設計并實現了培訓資料管理系統，以提高地鐵從業人員的專業技術水平。

1 系統功能

培訓資料管理系統，功能模塊上分為用戶管理、資料管理、權限管理及日志管理四部分，各模塊又包含若干子模塊。

1.1 用戶管理模塊

用戶管理模塊可為普通用戶提供注冊接口，系統管理員收到新用戶的注冊請求，并審核通過后，普通用戶即可使用注冊時填寫的用戶名和密碼登錄系統。系統管理員亦可主動添加一個新用戶，為其指定用戶名和密碼。此外，該模塊允許用戶修改自身密碼、所屬部門、電話、住址等詳細信息。必要時，管理員也可以按照姓名、部門等條件查找或刪除系統中的用戶。用戶管理模塊功能如圖1所示。

1.2 權限管理模塊

權限管理模塊功能如圖2所示，系統管理員可以為用戶分配針對某一文檔組的查看、下載及管理權限。查看權限下，用戶只能瀏覽文檔;下載權限下，用戶不僅能夠瀏覽文檔還能夠下載該文檔;管理權限下，用戶擁有該文檔的所有權限，包括瀏覽、下載、更改、刪除等權限。

1.3 資料管理模塊

資料管理模塊實現了培訓資料的上傳、下載、搜索、展現、刪除等主要功能。由于培訓資料的類型不僅包括PDF等格式的文本型資料，還包括教學視頻、設備圖紙、課堂錄音等視頻、音頻、圖片類型的資料，因此資料展現子模塊需要支持這4種類型資料的展現。由于培訓資料數量龐大，為了提高資料錄入效率，資料上傳子模塊需要支持批量上傳功能。為了提升用戶體驗，為用戶提供評論和收藏功能。用戶查詢到自己喜歡的文檔時，可以使用收藏功能，將文檔放到自己的收藏夾中，下次登錄系統時，便可以方便快捷的找到該文檔。用戶瀏覽文檔時，如有疑惑，可以在文檔的評論區陳述自己的看法，以達到相互交流、共同提高的目的。資料管理模塊的系統功能如圖3所示。

圖3 資料管理模塊功能設計圖

1.4 日志管理模塊

日志管理模塊包括用戶相關日志、文檔相關日志、查詢日志及系統錯誤日志4個子模塊。

用戶相關日志記錄了用戶登錄、下載、瀏覽、收藏及評論的各個操作，分析這些日志可以了解學員的學習規律以及學習成果，了解學員比較關注的領域，從而及時推薦對用戶有幫助的資料。

文檔相關日志記錄了系統中文檔的上傳、下載以及收藏等過程。分析文檔日志可以得到各個文檔下載、收藏的次數，可以得出文檔的實用價值。

查詢日志記錄了用戶搜索文檔時輸入的關鍵字或者選擇的條件，可以了解系統用戶目前比較關注哪方面的資料，從而有針對性的向系統增加此類資料的數量，以滿足用戶的需求。此外，該模塊還向系統管理員提供系統運行時的錯誤日志，幫助管理員不斷優化系統性能，提高系統的穩定性。該模塊的功能如圖4所示。

圖4 日志管理模塊功能設計圖

2 開發平臺

圖5 系統開發平臺

培訓資料管理系統的開發架構如圖5所示。它采用B/S架構開發，系統運行平臺選擇穩定性比較好的Linux系統，具體版本為Centos 6.4。由于該系統的存儲資源主要是文檔資料，數據量特別大，并且需要備份以實現系統的穩定運行，因此選用Hadoop的分布式文件系統HDFS來存儲文檔資料。文本的屬性信息存儲在Hadoop的HBASE數據庫中。鑒于資料管理系統是以資料為導向，每一個文件可以視為該系統的一個中心，因此后臺開發框架選用REST風格的RestLet架構。為了提高用戶體驗，美化操作界面，該系統的前端架構以Boot-Strap為基礎實現二次開發。

3 關鍵技術

培訓資料管理系統需要管理視頻、音頻、圖片及文本等多種樣式的資料，因此在B/S模式下，如何高效快捷的呈現各種不同類型的資料是實現該系統的一個難題。培訓資料的格式如表1所示。

表1 培訓資料格式匯總表

目前瀏覽器顯示圖像文件時，已存的HTML的＜img＞標簽即可實現，因此圖像類型資料的展現是比較容易的。對于視頻和音頻文件而言，傳統方法是瀏覽器調用第三方插件來播放，用戶要使用該系統必須為瀏覽器安裝插件。近年來隨著HTML5技術的日益成熟，HTML5的＜video＞標簽和＜audio＞標簽對音視頻的播放提供了比較好的支持。因此采用HTML5技術代替第三方插件來播放音頻、視頻文件，以簡化用戶操作。

由于版權問題，微軟公司的word、excel、ppt等文檔是不能直接在瀏覽器上展現的，但是PDF文件是可以通過瀏覽器閱讀的，因此系統需要先將上傳到服務器的word、excel、ppt文檔轉換成PDF文檔，再通過瀏覽器來閱讀轉換后的PDF文檔。

資料上傳與轉換格式流程如圖6所示，服務器接收到客戶端上傳的資料后，首先判斷資料類型，如果是音頻、視頻或者圖像資料，則直接將資料存儲到SRC文件夾中，用戶需要查看這三種類型的資料，根據資料名稱到SRC文件夾中獲取相關資料。如果上傳的是文本類型的資料，先將資料存入SRC文件夾后，再判斷資料是否為pdf格式的文件，如果是則直接將該文件存入PDF文件夾中，如果不是則在TMP文件夾中創建一個同名的空文件。客戶端軟件掃描服務器上TMP文件夾，獲取該文件夾中的文件名稱。然后根據文件名從SRC文件夾中獲取原始文件，在客戶端將原始文件轉換為PDF格式的文件，然后將PDF文件上傳到PDF文件夾中，同時刪除TMP文件夾中的空文件。至此，文件格式轉換完成，系統要呈現文本格式的文件時，直接獲取PDF文件夾中的相應文件即可。

圖6 資料上傳與轉換格式流程圖

4 應用效果

培訓資料管理系統經過開發、測試階段后，已經部署到生產環境。系統自上線實用以來，性能穩定、功能完善、用戶體驗較好，完全達到了系統設計之初的目標。由于在線用戶數量不斷增長，對系統的并發性能做了一次優化，現階段系統的吞吐量和延時完全達標，效果良好。

該系統現在滿足了員工培訓的目的，員工可以在線查詢培訓資料，完成學習。將來可為系統添加在線考試系統，使用戶在完成一個階段的學習后參加一次考試，以檢驗學習效果，提升業務水品。

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