基于區塊鏈技術的高校科研管理系統設計

摘要：隨著信息化大數據時代的發展，高校的科研工作因課題數量增多以及工作的煩瑣復雜，僅依靠傳統的數據表格逐級下發匯總、反復確認，不僅工作量大，而且存在信息失真和基本信息泄露的風險。基于此，文章以.NET為平臺，采用Framework框架，融合區塊鏈技術，設計了4層網絡架構的科研管理系統。經測試，該系統有效地提高了科研管理效率，降低了管理費用，為高校科研工作的開展提供了有力支持。

關鍵詞：科研管理系統；4層網絡架構；區塊鏈

中圖分類號：TP311" 文獻標志碼：A

0 引言

高校作為全國重要的科技創新基地，科研工作在其發展中成為重要的推動力量。科研能力和科研成果數量成為衡量大學綜合實力的重要標志，這也導致了大學在科學研究和科研考核方面的力度越來越大。現在大部分大學的科研工作還是使用辦公軟件收集處理數據，而這種方式不僅傳遞速度慢，還給科研管理人員和教師增加了不少工作負擔，同時也會出現數據丟失和泄露的風險。因此，利用新興技術開發高效便捷、智能易用的科研管理系統，加強科研數據的安全和隱私保護就變得尤為重要。本文基于區塊鏈技術的分布式、去中心化的數據存儲特點［1］ ，在調研了具體使用人員的需求后，設計出4層網絡架構的高校科研管理系統，旨在解決當前科研管理面臨的難題，提高科研管理效率。

1 需求分析

科研管理系統是為全校工作者提供科研服務的網絡化開放式管理系統。系統的用戶群覆蓋面廣，類別復雜，不僅包括從事科研活動的教師以及科研管理人員，還包括制定考核標準的部門領導、從事科研審核的科研秘書、參與科研績效分配的管理人員等。其他如后勤綜合管理、產教融合、學生處、教務處等，也可以根據需要自定義角色。本系統采用Web模式，即B/S方式，雖然功能多，但是操作簡單，界面友好，無需安裝，在瀏覽器中輸入網址即可使用。

根據本校對科研建設、科研管理以及績效考核方面的需求調研，科研管理系統的功能劃分如圖1所示。

2 系統總體設計

2.1 網絡架構設計

傳統的3層網絡架構，即界面層、業務邏輯層和數據訪問層，由于其方法和執行代碼處于同一個頁面，業務層在轉達自Web的內容時，需要編寫大量的代碼，不利于訪問不同的數據庫，開發工作量比較大，而且會增加后期系統升級和維護的費用［2］。因此，本文將傳統的模型-視圖-控制器的設計模式［3］與3層網絡架構融合，并將各種常用的公共組件引入系統，設計出包括數據處理層、業務邏輯層、控制層和表現層的4層網絡架構，如圖2所示，同時將區塊鏈技術接入系統，將網狀的點對點數據傳播流轉變為去中心化的環形數據流，改變數據傳播流向，將數據分布式存儲到各個實體的內部服務器中。科研管理數據可以通過網絡的可信節點快速上傳，并能對所記錄數據的真實性進行驗證，在保證數據隱私性的前提下，系統既夯實了數據的安全性，又做到了有據可依、透明可信。

2.2 系統特點

本文所設計的科研管理系統具備以下特點：（1）系統采用自動化數據采集方式，可以從各個模塊中獲取用戶信息、項目信息、資源信息、成果信息和財務信息等數據信息［4］。除此之外，系統還支持手動輸入資料信息，保證了資料的翔實。（2）系統利用區塊鏈技術，采用分散式存儲技術，將數據存放于多個節點，可以保證數據的可靠安全。（3）系統采用分片技術對數據進行分片處理，既可以提高數據的讀寫效率，也可以從海量數據中提取有用的信息，便于生成各類報表和圖表等分析結果。（4）系統支持響應各種實時數據請求的功能，通過可視化技術向用戶呈現多種分析圖表，同時支持用戶生成自定義個性化的數據分析報表。（5）系統采用Web應用程序設計方式，通過關系型數據庫SQL Server 2015集中管理各類數據，實現數據及時更新、匯總，便于數據備份和恢復維護。（6）系統采用先進的集成緩存技術，有效地改善了運行性能，從而提高了系統的運行速度，增強了系統在多個用戶同時訪問系統時的響應能力。

3 數據庫E-R圖設計

科研管理系統的數據庫包含的實體有科研管理人員、科研秘書、教師、科研成果等，而科研成果又可以分為論文、論文、專利、著作、教材、項目、獲獎、大賽等，其中每個實體的屬性關聯項也很多，比如大賽，又分為個人賽和指導教師賽，其關聯項有名稱、舉辦單位、教師姓名、學生姓名、級別、時間、證書等。每一個科研人員可以同時管理多個項目，需分階段提交立項、中期、結項，先由二級科研秘書進行審核，通過后提交到一級科研秘書審核。因此數據庫實體繁多復雜，層次多，每個實體之間可以存在1對1、1對多和多對多的關系。基于以上分析，系統的數據庫總體E-R圖設計如圖3所示。

4 部分功能模塊設計

科研管理系統由多個相互關聯、相對獨立的子系統組成，為學校實施項目提供了便利。本系統從具體的功能上劃分，主要包括科研機構、科研人員、科研成果統計、年度考核等，其中考核統計指標方面采用參數化設置方法，可以滿足高校的個性化需求。

4.1 科研機構

科研機構模塊以科研機構為單位，包括院系管理、教研室管理、產教管理、重點科研基地管理等多個模塊，如圖4所示。系統具有對機構負責人、聯絡人等相關情況進行設置的職能。

4.2 科研人員

科研人員是包括直接從事科學研究的教師、科研管理人員以及從事科研工作的有關輔助人員等。科研人員的原始人員數據可以直接從學校的人事管理系統中實時獲取，科研處能夠及時了解學校科研人員的基本情況。科研系統同時也能對歷史數據進行及時更新，具體操作可參考圖 5，與之相關的科研詳情表可以在人員列表上自動創建。

4.3 科研成果

科研成果通常可分為不同的形式，如科研論文、研究報告、著作、獲獎、成果轉化、鑒定結果、美術作品、專利等。項目組成員之間可以分配科研成果的工作量，如圖 6 所示。

4.4 科研考核

科研考核主要是對科學研究工作進行質量與價值評估。科研人員和科研單位的科研工作量根據系統設定，并參考圖 7 進行自動計算，以判斷是否符合考核要求。

5 系統測試

本文根據用戶設定的需求目標，為保證系統的整體協調性及可靠性，對科研管理系統采用黑盒方法進行測試，分別對其功能、界面、兼容性、安全性以及性能進行測試，測試的結果符合預期設計的要求。

6 結語

在信息化高速發展的時代，科研管理系統將信息技術與科研管理相結合，以系統化的思維來解決項目管理和考核的問題。本系統致力于提供包括科研業務管理、咨詢發布、在線辦公在內的全方位的科研管理資訊。通過實際使用，該系統為學校的科研成果統計和科研考核動態分析提供了量化核算工作量的接口，有效地提高了科研管理效率，降低了管理費用，為高校的科研工作提供了有力支持。

參考文獻

［1］曹亮，黨彥龍，彭映杰.基于區塊鏈的高校科研管理系統設計與研究［J］.技術與市場，2023（7）：40-42.

［2］張培松，李丹丹.計算機科研管理系統的設計與應用［J］.電子技術，2021（11）：188-189.

［3］張濱.高校科研成果及考核管理系統的設計與實現［J］.中國信息化，2022（8）：69-70.

［4］朱曉明.地方高校科研檔案管理系統功能優化——以青島大學為例［J］.蘭臺世界，2021（4）：90-92.

Design of university research management system based on blockchain technology

Abstract： "With the development of the information big data era， the scientific research work of universities has increased in number of topics and become tedious and complex. Relying solely on traditional data tables for step-by-step distribution， summary， and repeated confirmation not only requires a large workload， but also poses risks of information distortion and basic information leakage. Based on this， this article focuses on NET as the platform， using the Framework framework and integrating blockchain technology， and a research management system with a four layer network architecture is designed. After testing， the system has effectively improved the efficiency of scientific research management， reduced management costs， and provided strong support for the development of scientific research work in universities.

Key words： research management system; four-layer network architecture; blockchain