蔣一凡，李國(guó)春，李莉敏，李偉華，吳 珍，趙子巖

（國(guó)網(wǎng)信通公司，北京 100761）

0 引 言

實(shí)訓(xùn)是信息通信工程領(lǐng)域教育研究的重要組成部分，學(xué)員利用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的物理真實(shí)設(shè)備和仿真虛擬軟件進(jìn)行設(shè)備操作練習(xí)和科研活動(dòng)。分析實(shí)訓(xùn)平臺(tái)具有所需設(shè)備、空間以及維護(hù)人員成本高的特性，因此對(duì)企業(yè)大規(guī)模復(fù)制造成了很大的局限性。使用互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)設(shè)施共享技術(shù)和相關(guān)虛擬仿真技術(shù)，是解決大規(guī)模重復(fù)部署實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室局限性的最佳選擇。無(wú)論是在企業(yè)還是個(gè)人的終身學(xué)習(xí)中，快速發(fā)展的技術(shù)和陡增的能力提升需求，使得實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)起著不可替代的重要作用。實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)具備有較強(qiáng)的靈活性，不限時(shí)間與地點(diǎn)，可以為學(xué)員提供持續(xù)的實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)。

隨著信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，電力企業(yè)信息通信人才隊(duì)伍規(guī)模不斷增長(zhǎng)，提升電力企業(yè)信息通信專業(yè)人員的實(shí)操技能水平以滿足電力企業(yè)實(shí)際業(yè)務(wù)需求是近幾年亟待解決的問(wèn)題。然而目前實(shí)訓(xùn)資源分布零散、課程未成體系以及內(nèi)容與電力企業(yè)業(yè)務(wù)存在一定脫節(jié)等原因，難以滿足信息通信人員的實(shí)操要求。本文在分析實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)發(fā)展和現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，嘗試設(shè)機(jī)構(gòu)建符合電力企業(yè)信息通信人才培養(yǎng)需求的實(shí)訓(xùn)資源共享體系，并研究電力企業(yè)信息通信共享平臺(tái)建設(shè)方案的可行性。

1 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)研究

1.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)主要在不具備硬件實(shí)訓(xùn)條件的情況下開(kāi)展。其不是用真是的硬件和設(shè)備進(jìn)行實(shí)操，而是以軟件模擬出來(lái)的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)，但具備和實(shí)際設(shè)備一樣的屬性。操作人可以共享實(shí)驗(yàn)環(huán)境也可以在遠(yuǎn)端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和他人共同完成實(shí)驗(yàn)[1]。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包含以下幾點(diǎn)，一是具有能接入網(wǎng)絡(luò)并能進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)分析處理的服務(wù)器，二是具有能連接網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn)工具和儀器，三是一套用于存儲(chǔ)全過(guò)程數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，四是用于數(shù)據(jù)處理、分析以及存儲(chǔ)的仿真實(shí)驗(yàn)軟件。在設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)室時(shí)，除應(yīng)考慮虛擬實(shí)驗(yàn)室的交互性外，還應(yīng)考慮其在運(yùn)行過(guò)程中的可靠性和安全性。此外，用于虛擬實(shí)驗(yàn)的軟件系統(tǒng)應(yīng)方便維護(hù)且能夠進(jìn)一步擴(kuò)展，以滿足未來(lái)發(fā)展變化[2，3]。

1.2 遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)技術(shù)

隨著信息通信技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化和模塊化將成為遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主流方向。遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用基于Internet模式，即B/S模式，通過(guò)服務(wù)器與計(jì)算機(jī)連接，再由計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)?？蛻舳送ㄟ^(guò)互聯(lián)網(wǎng)與服務(wù)器相連，實(shí)驗(yàn)人員通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可隨時(shí)訪問(wèn)服務(wù)器，并瀏覽服務(wù)器中的信息資源或進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)[4]。

遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)的工作原理是客戶端和服務(wù)器端之間的TCP/IP協(xié)議通信。遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的特點(diǎn)如下。首先，簡(jiǎn)單智能容易使用。安裝一個(gè)網(wǎng)絡(luò)小應(yīng)用程序后，用戶只需要簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊即可進(jìn)入設(shè)備，而無(wú)需再次輸入用戶名和密碼。其次，滿足實(shí)驗(yàn)需求?？筛鶕?jù)客戶的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際和配置滿足特定需求，包括版本控制以及網(wǎng)絡(luò)和預(yù)加載配置。一旦服務(wù)被定義，電子實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加載配置設(shè)備。最后，多設(shè)備支持。該系統(tǒng)能夠支持幾乎所有的操作系統(tǒng)，包括iOS、安卓、MAC OS X、Linux以及Windows系列。用戶可以得到他們想要的設(shè)備資源，隨時(shí)隨地接入終端[5]。

華為e-Lab是業(yè)界較為成熟的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)，學(xué)員可以在全球任何地方訪問(wèn)設(shè)備資源。按照學(xué)員當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀訂制e-Lab環(huán)境，學(xué)員可以像操作現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備一樣操作e-Lab，從而快速提升能力。e-Lab遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，學(xué)員只需通過(guò)Internet接入，就可以訪問(wèn)e-Lab服務(wù)器。通過(guò)服務(wù)器統(tǒng)一調(diào)度資源，接入對(duì)應(yīng)的目標(biāo)網(wǎng)元，即可進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)操作。

2 電力企業(yè)信息通信實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)設(shè)計(jì)

基于目前主流的實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)技術(shù)，結(jié)合電力企業(yè)特點(diǎn)可知，電力企業(yè)信息通信實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循人才成長(zhǎng)規(guī)律，激活分散的實(shí)訓(xùn)設(shè)備資源，聚焦實(shí)戰(zhàn)能力的培養(yǎng)和提升[6]。通過(guò)搭建實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)，充分發(fā)揮內(nèi)外部的實(shí)驗(yàn)資源，持續(xù)優(yōu)化人才培養(yǎng)體系，助力傳、幫以及帶培養(yǎng)機(jī)制。

2.1 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)邏輯架構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)緊緊圍繞信息通信技術(shù)實(shí)訓(xùn)技能培訓(xùn)和平臺(tái)實(shí)訓(xùn)資源共享兩個(gè)核心任務(wù)展開(kāi)。實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)架構(gòu)是基于“共享-開(kāi)發(fā)-協(xié)同”的新體系。通過(guò)建立實(shí)訓(xùn)資源服務(wù)貨架，提供互聯(lián)網(wǎng)化培訓(xùn)服務(wù)模式，開(kāi)展創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景化培訓(xùn)。電力企業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 電力企業(yè)實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)支撐層作為實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)的物理基礎(chǔ)底座，依托電力企業(yè)現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)設(shè)施，支撐實(shí)訓(xùn)資源共享平臺(tái)的建設(shè)，包括云機(jī)房、云平臺(tái)、云存儲(chǔ)以及云網(wǎng)絡(luò)等。信息資源層構(gòu)建于基礎(chǔ)支撐層之上，依托實(shí)訓(xùn)資源共享信息目錄與共享體系，為上層的平臺(tái)支撐層提供信息資源支撐，主要包括設(shè)備信息數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算資源數(shù)據(jù)庫(kù)、課程數(shù)據(jù)庫(kù)以及使用記錄數(shù)據(jù)庫(kù)等多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。平臺(tái)支撐層的作用是承上啟下，處于服務(wù)層和信息資源層之間，建設(shè)包括CA認(rèn)證系統(tǒng)、數(shù)據(jù)資深目錄體系、共享平臺(tái)以及統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務(wù)的總線。服務(wù)層是整個(gè)共享平臺(tái)面向最終用戶的統(tǒng)一入口，主要是實(shí)訓(xùn)資源共享服務(wù)門(mén)戶建設(shè)。實(shí)訓(xùn)資源共享服務(wù)門(mén)戶將集成數(shù)據(jù)資深目錄，為有服務(wù)需求的用戶提供統(tǒng)一入口。安全保障體系是確保電力企業(yè)實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)安全運(yùn)行的保障體系，是保障本平臺(tái)物理安全、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全以及安全管理等內(nèi)容的整體安全體系[7]。

2.2 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.2.1 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)物理技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

電力企業(yè)的信息通信實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。其主要包含云平臺(tái)資源池、云網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)備資源池3個(gè)部分。通過(guò)云計(jì)算、云服務(wù)以及云桌面等云計(jì)算技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)資源共享云平臺(tái)化。通過(guò)云網(wǎng)絡(luò)建立各單位各部門(mén)實(shí)訓(xùn)資源設(shè)備的環(huán)聯(lián)互通，通過(guò)SDN+VXLAN實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備資源池化[8]。

圖2 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)物理技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)

實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)的總體架構(gòu)基于電力企業(yè)的業(yè)務(wù)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，采用虛擬化和云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建統(tǒng)一的實(shí)訓(xùn)資源共享基礎(chǔ)設(shè)施資源池，為實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景提供敏捷、可靠、安全且彈性的云平臺(tái)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，滿足電力企業(yè)公司未來(lái)三至五年的信息通信實(shí)訓(xùn)環(huán)境需求。實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)架構(gòu)具備良好的可擴(kuò)展性，保證未來(lái)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和新業(yè)務(wù)的快速上線。

2.2.2 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)共享資源使用架構(gòu)設(shè)計(jì)

電力企業(yè)實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)除物理平臺(tái)的搭建外，需要設(shè)計(jì)規(guī)劃共享資源使用架構(gòu)。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)服務(wù)運(yùn)營(yíng)管理、服務(wù)資源管理、服務(wù)流程管理、服務(wù)器管理、虛擬化資源管理、信息通信設(shè)備管理以及用戶角色和權(quán)限管理等多種功能設(shè)計(jì)。通過(guò)自助服務(wù)、服務(wù)自動(dòng)化編排以及智能分析等手段，構(gòu)建具有高效快捷的自動(dòng)化管理和高效智能的實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)管理能力[9]。共享資源使用架構(gòu)如圖3所示。

圖3 共享資源使用架構(gòu)

共享資源使用架構(gòu)設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)是將服務(wù)器、存儲(chǔ)以及網(wǎng)絡(luò)資源統(tǒng)一抽象成虛擬云實(shí)訓(xùn)平臺(tái)數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)資源融合、動(dòng)態(tài)伸縮以及靈活流轉(zhuǎn)。向上提供統(tǒng)一管理接口，為資源調(diào)度層提供可靈活配置和快速交付與調(diào)度的實(shí)訓(xùn)服務(wù)，包括模板服務(wù)、資源服務(wù)以及應(yīng)用軟件服務(wù)等[10]。

2.2.3 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)

根據(jù)前期對(duì)實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)應(yīng)用場(chǎng)景和流程設(shè)計(jì)的調(diào)研，梳理出以下3類(lèi)較為典型的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)在未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展中仍可以不斷完善場(chǎng)景及流程規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)的可落地[11]。

（1）業(yè)務(wù)場(chǎng)景一：各省實(shí)驗(yàn)室不具備實(shí)訓(xùn)條件。實(shí)驗(yàn)室無(wú)所需的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，導(dǎo)致員工無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)培訓(xùn)。此時(shí)可以向?qū)嵱?xùn)共享平臺(tái)申請(qǐng)具備實(shí)訓(xùn)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)訓(xùn)培訓(xùn)，員工可遠(yuǎn)程接入環(huán)境進(jìn)行實(shí)踐操作。

（2）業(yè)務(wù)場(chǎng)景二：訓(xùn)戰(zhàn)結(jié)合，MOOC先行。訓(xùn)戰(zhàn)培訓(xùn)已成為廣大企業(yè)內(nèi)訓(xùn)體系的重要培訓(xùn)手段之一。其要求以“終”為“始”，聚焦工作真實(shí)業(yè)務(wù)場(chǎng)景，滿足崗位技能提升和業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，促進(jìn)業(yè)務(wù)可持續(xù)發(fā)展。訓(xùn)戰(zhàn)包含前置的MOOC學(xué)習(xí)，員工每天自行安排0.5～1 h在線學(xué)習(xí)理論知識(shí)。完成后，可申請(qǐng)環(huán)境自主上機(jī)進(jìn)行操作演練，也可在學(xué)習(xí)MOOC課程中嵌入實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提升學(xué)習(xí)的效果。

（3）業(yè)務(wù)場(chǎng)景三：技能大比武。技能大比武是企業(yè)內(nèi)部促進(jìn)員工學(xué)習(xí)熱情，選拔優(yōu)秀人才的重要手段。利用電力企業(yè)全國(guó)各省市的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，通過(guò)實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)場(chǎng)景化，將不同地域、不同產(chǎn)品以及不同廠家的產(chǎn)品，通過(guò)實(shí)訓(xùn)資源共享平臺(tái)的云網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接組網(wǎng)，模擬現(xiàn)網(wǎng)真實(shí)場(chǎng)景，組織員工之間的技能比拼。

2.3 實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)功能設(shè)計(jì)

參考業(yè)界成功應(yīng)用及實(shí)踐調(diào)研，本文也收集和展示了已有的成熟實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)功能和使用界面，為電力企業(yè)的實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)建設(shè)提供直觀參考和借鑒。實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)可以提供角色功能清單、通用角色、自定義角色、批量導(dǎo)入用戶、新用戶自注冊(cè)、編輯用戶信息以及查詢和導(dǎo)出用戶信息等權(quán)限，還提供多層級(jí)分域、管理員跨域以及用戶切域管理等域功能。實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)中，用戶可在實(shí)訓(xùn)環(huán)境服務(wù)目錄中查看到管理員預(yù)定義的各類(lèi)實(shí)訓(xùn)服務(wù)，并根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需要選擇相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)服務(wù)提交申請(qǐng)。申請(qǐng)時(shí)可以指定實(shí)訓(xùn)服務(wù)的方式、數(shù)量、規(guī)格以及組網(wǎng)方式。此外，實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)還支持上傳背景圖、放大和縮小圖標(biāo)、配置設(shè)備端口參數(shù)、設(shè)備連線以及添加熱點(diǎn)等功能。很多實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的設(shè)備之間需要搭建組網(wǎng)。在建立設(shè)備連線具有拖拽連線和選擇設(shè)備自動(dòng)加載端口兩種方式，在跨產(chǎn)品和跨地區(qū)組網(wǎng)時(shí)，提供多種類(lèi)型的靈活組網(wǎng)方式，滿足模擬現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際場(chǎng)景的需求。另外還可以監(jiān)控學(xué)習(xí)進(jìn)度、記錄學(xué)習(xí)行為、監(jiān)控考試結(jié)果以及分析學(xué)習(xí)結(jié)果數(shù)據(jù)，支持可視化數(shù)據(jù)報(bào)表，通過(guò)實(shí)時(shí)查看學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)可獲得最終的學(xué)習(xí)情況和效果[12，13]。

3 結(jié) 論

電力企業(yè)在信息通信實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)建設(shè)方面存在巨大潛力和建設(shè)優(yōu)勢(shì)。從技術(shù)維度和人才培養(yǎng)時(shí)效性等方面綜合考慮，均具備較高可行性。通過(guò)實(shí)訓(xùn)共享平臺(tái)研究和建設(shè)，能加強(qiáng)地域之間人才培養(yǎng)合作，最大化利用現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)資源，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)信息通信人才培養(yǎng)方式的創(chuàng)新。