鄭煒楠，于兆一

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

0 引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)、云平臺技術(shù)的不斷發(fā)展，在線考試系統(tǒng)作為一種考試軟件，逐漸從最初的興起，發(fā)展到現(xiàn)階段的廣泛應用，各個領(lǐng)域越來越多地引進了在線考試系統(tǒng)。在線考試系統(tǒng)通過軟件，模擬考試的操作流程，通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，登錄考試系統(tǒng)，在線答題、練習、查看考試分數(shù)等，通過連接電子版考試服務(wù)器的互聯(lián)網(wǎng)，在計算機上完成考試作答等一系列流程［1］。由于企業(yè)發(fā)展需求不同，在線考試系統(tǒng)的性能設(shè)計也不同［2］。在線考試系統(tǒng)與傳統(tǒng)的考試方式存在一定的差異，兩種考試形式具有互補性，在線考試系統(tǒng)能夠?qū)ξ覈扔械慕逃M行一定程度地補充［3］。在線考試系統(tǒng)的業(yè)務(wù)耦合性較強，系統(tǒng)的核心功能是考試管理［4］。傳統(tǒng)的考試方式在時間和地點方面存在一定的限制性，在線考試系統(tǒng)能夠滿足任何時間、地點都能考試的需求。在線考試系統(tǒng)對平臺的穩(wěn)定性要求較高，需要保證考試資料下載的流暢度，并在登入、退出系統(tǒng)時保證用戶的信息安全。

電網(wǎng)調(diào)度工作處于高速發(fā)展期，對于電網(wǎng)操作的難度大幅度提升，擔負了電網(wǎng)安全保護與穩(wěn)定供電的重任，因此，對電網(wǎng)調(diào)度工作人員的考核十分嚴格?；诖?，本文提出了基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)設(shè)計，全方位地對電網(wǎng)調(diào)度人員進行考核，通過系統(tǒng)掌握各個工作人員的業(yè)務(wù)水平，及時進行培訓與改進。

1 基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)總架構(gòu)

建立電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)，通過在線平臺進行管理，可以有效提升業(yè)務(wù)教學的管理效率以及教學的質(zhì)量，將學生的業(yè)務(wù)學習情況實時反饋給教師，便于教師進行培訓課程的安排。由此，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)教學的信息化，實現(xiàn)規(guī)范化管理。借由此系統(tǒng)，教師和學生均可以實現(xiàn)考試科目選擇、成績查詢、即時通信等功能。

云計算技術(shù)是利用分布式處理技術(shù)處理海量數(shù)據(jù)，利用網(wǎng)絡(luò)及瀏覽器等對虛擬數(shù)據(jù)進行計算、存儲等，將結(jié)果傳輸給用戶實現(xiàn)應用服務(wù)。云平臺是利用云計算技術(shù)，通過將大量的計算過程進行解構(gòu)重分配。用戶可以根據(jù)自身的需求，選擇相應的數(shù)據(jù)處理、存儲等方式，進而得到快捷的服務(wù)。為檢驗電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)培訓的成果，引入云平臺的理論，構(gòu)建基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分為3層，分別為平臺服務(wù)層、考試管理層和基礎(chǔ)設(shè)施層。該系統(tǒng)利用私有云/共有云的模式，通過平臺服務(wù)層和基礎(chǔ)設(shè)施層，將海量數(shù)據(jù)計算任務(wù)進行分配。教師和學生通過平臺服務(wù)層發(fā)出應用指令后，通過考試管理層處理服務(wù)請求，利用數(shù)據(jù)處理技術(shù)挖掘數(shù)據(jù)庫內(nèi)的存儲資源，然后將信息推送至前臺界面顯示。為降低基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)的整體資金投入，減少設(shè)備的應用及資源維護壓力，引入了多用戶連接方式。當多個用戶同時在線使用系統(tǒng)并發(fā)出應用服務(wù)請求時，系統(tǒng)將應用需求發(fā)布給服務(wù)器，鏈接向同一個應用資源，用戶即可通過較小的代價與其他用戶共享資源，從而減少計算處理空間，降低響應耗時。同時，系統(tǒng)還引入中間調(diào)度層技術(shù)，通過將用戶分為不同數(shù)量的組別，并鏈接向不同的應用資源，多個應用資源同時運行，大大減少了系統(tǒng)的響應壓力。

2 基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 云平臺部署

考慮電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)面對大量用戶同時訪問的壓力，將系統(tǒng)的瀏覽服務(wù)器連接到考試管理層的私有云。當并發(fā)用戶較低時，虛擬資源空間減少，避免資源浪費。當并發(fā)用戶較多時，虛擬資源空間擴展，避免資源不足。

通過主負載均衡器和從負載均衡器調(diào)度用戶的訪問請求，使服務(wù)器的資源均衡。增加調(diào)度控制服務(wù)器監(jiān)控虛擬機、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器等的運行情況，并對云平臺的虛擬資源進行動態(tài)調(diào)整，以滿足低/高并發(fā)用戶的訪問請求。對于虛擬機，采用紅帽系統(tǒng)的RHEV PowerShell API監(jiān)控內(nèi)存、磁盤、CPU等運行參數(shù)。對于本地服務(wù)器，采用Nagios網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控內(nèi)存、磁盤、CPU等運行參數(shù)。對于Web應用，采用MyARM軟件監(jiān)控訪問響應時間、流量數(shù)據(jù)等。

2.2 本地硬件設(shè)備部署

基于云平臺的在線考試系統(tǒng)，在一定程度上來說部分系統(tǒng)功能屬于管理類系統(tǒng)，在電網(wǎng)的安全區(qū)域內(nèi)，采用Browser硬件運行模式。本文設(shè)計的基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)包括3臺服務(wù)器，分別負責多媒體文件的處理存放、儲存數(shù)據(jù)庫服務(wù)、運行Web應用。選取4臺內(nèi)部CPU數(shù)量為2的登錄虛擬機，保證其負載量達到標準要求，保證承載4 500人的考試需求，CPU的內(nèi)存控制在35%~75%。選取65 MB以上的網(wǎng)絡(luò)帶寬、磁盤陣列具有定時刪除的功能，空間內(nèi)存保證在100 G以上，能夠滿足考試擴展的需求。

3 基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 構(gòu)建考試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫

基于云平臺的在線考試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫分析，主要圍繞管理員、學員與教師3種用戶。各個用戶所需的系統(tǒng)服務(wù)模式不同。管理員的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，包括對教師和學員日常教學與考試功能的管理及維修，對于系統(tǒng)運行出現(xiàn)的考試內(nèi)容故障等問題，管理員的系統(tǒng)控制界面能夠及時進行調(diào)整與處理。管理員的數(shù)據(jù)庫需要掌握教師的教學情況與教學質(zhì)量，實時采集各項教學數(shù)據(jù)，通過管理數(shù)據(jù)庫，對教師的教學質(zhì)量進行評價，為教務(wù)管理人員的監(jiān)督和評估提供幫助。教師對于控制界面的需求主要體現(xiàn)在實踐教學課程設(shè)置的操作，通過在線考試系統(tǒng)，下發(fā)考試課程及講解內(nèi)容，通過系統(tǒng)的顯示界面，及時解答學員的各類問題。學員所需的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫需要具有各項課件內(nèi)容與作業(yè)等，能夠?qū)⒆约旱膯栴}通過系統(tǒng)傳輸給教師。

3.2 建立云平臺電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)工作流模型

為了使得系統(tǒng)中復雜的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)考試更加便捷，本研究將電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)工作流的引擎進行優(yōu)化，建立可管理的云平臺工作流模型。

確定云平臺在線考試的內(nèi)容實施，在電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)工作流的第一階段，對云平臺模型進行參數(shù)屬性的設(shè)置。在系統(tǒng)中，本設(shè)計將JPBM加入UML的狀態(tài)圖，使云平臺工作流模型具有固定的節(jié)點，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)考試的實際需求，采用元素組合描述考試工作流程。

根據(jù)圖1可知，在電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)工作流模型中，系統(tǒng)啟動后，成立電網(wǎng)調(diào)度模塊，制定調(diào)度業(yè)務(wù)計劃，通過調(diào)度考試計劃審核后，進入考試內(nèi)容實施，最終判定考試結(jié)果，完成工作流模型的建立操作。在模型的節(jié)點類型設(shè)置中，根據(jù)用戶需要，填寫對應的考試計劃表，指定系統(tǒng)任務(wù)的執(zhí)行人與審核人。基于云平臺生成的流程圖文件，將抽象的系統(tǒng)程序轉(zhuǎn)化為過程模型圖，對在線考試工作流的進度進行有效監(jiān)控。

圖1 電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)工作流系統(tǒng)運行流程

3.3 設(shè)置考試管理功能

基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)，包括考試內(nèi)容的在線編制、在線考試計劃的制定、電網(wǎng)調(diào)度考試人員與電網(wǎng)調(diào)度閱卷人員的指定。系統(tǒng)的性能設(shè)置依據(jù)主要包括在線監(jiān)考與考試成績的管理功能。

針對與傳統(tǒng)考試要求的不同，系統(tǒng)的出題方式也要相應地進行改變。考試內(nèi)容的編制由具有管理員權(quán)限的用戶完成，新建試卷時，將試題按照難度區(qū)分類別，分別建立子數(shù)據(jù)庫，從不同的數(shù)據(jù)庫中調(diào)取考試題目，允許管理員對試卷的考試內(nèi)容及考試時間進行設(shè)置。管理員界面可以創(chuàng)建考試，將試卷分發(fā)給各考生，考試時間截止時關(guān)閉考試，并在考生提交試卷答案后自動判卷，給出考試成績?？忌缑?，在考試開始時，考生需使用身份證號碼登錄考試系統(tǒng)。成功登錄后，系統(tǒng)的顯示頁面會出現(xiàn)考試內(nèi)容與考生的各項信息。在考試開始與結(jié)束前，系統(tǒng)會提示考生時間。考試結(jié)束時，系統(tǒng)會自動保存試卷答案并提交。提交成功后，經(jīng)過與數(shù)據(jù)庫中對應答案進行比對，系統(tǒng)確定考試成績。

在線監(jiān)考的功能設(shè)置，要考慮考試中的突發(fā)事件，進行相應的處理，例如重新答題、強制結(jié)束考試等。云平臺的考試系統(tǒng)對于成績管理，需要具有存儲性，將用戶的考試成績以Excel表格的形式實時導出，保證成績數(shù)據(jù)管理的安全性。

考試成績確定后，可以選擇分析功能，以所有考生信息及考試成績?yōu)閿?shù)據(jù)集，通過數(shù)據(jù)挖掘輸出正確題目數(shù)量和錯誤題目數(shù)量及相應的百分率，并據(jù)此自動生成餅狀圖、柱狀圖等，并可以與歷史考試成績相比較，確定考生的知識水平提升情況，便于教師進行課程改進。

4 系統(tǒng)測試

4.1 測試準備

為了驗證本文提出的基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)的有效性，進行了如下測試。測試采用SQL Server服務(wù)模式，服務(wù)器選取Visual Studio，瀏覽器選取IE運行模式。依據(jù)IIS應用原理，將考試系統(tǒng)的起始頁輸入IE瀏覽器的地址欄位置。對系統(tǒng)的各項性能指標進行檢測，以滿足系統(tǒng)設(shè)計與用戶的需求。

4.2 測試結(jié)果

為驗證本文提出的基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對設(shè)計系統(tǒng)的并發(fā)量進行測試。選擇某電網(wǎng)企業(yè)從事電網(wǎng)調(diào)度工作人員的數(shù)據(jù)信息進行測試。該企業(yè)當前從事電網(wǎng)調(diào)度工作人員有270名，按照全部員工同時進行在線考試的情況下，對本文設(shè)計系統(tǒng)進行并發(fā)量的測試。測試結(jié)果如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)并發(fā)量測試結(jié)果

通過圖2可以看出，隨著考試人數(shù)的不斷增加，基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)的穩(wěn)定性呈下降趨勢，但是依舊始終保持在95%以上，說明在并發(fā)量較大情況下，該系統(tǒng)能夠具有較好的穩(wěn)定性，可以滿足電力企業(yè)電網(wǎng)調(diào)度工作人員同時在線考試的需求。

5 結(jié)語

本文提出的基于云平臺的電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)在線考試系統(tǒng)，在云平臺模式的推動下，將考試系統(tǒng)與平臺技術(shù)服務(wù)相結(jié)合，形成了行業(yè)共贏的機制。在線考試系統(tǒng)能夠為用戶提供全方位的服務(wù)，加快電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)的考查效率。