基于云计算的石化安全校园科普平台和移动终端APP软件的开发

方案、开发过程、技术路线及关键技术等，并为实际开发做好了需求分析指导。

关键词：云计算;石化安全教育;移动终端;科普平台

中图分类号：TP311.56;TP316      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）16-0007-03

Abstract：Due to the shortage of petrochemical safety science education，various accidents often occur. The statistical investigation found that the accident was caused by human factors. Based on this background，it is imperative to develop a petrochemical safety education mobile terminal APP and science education platform. This paper expounds the practical significance，development plan，development process，technical route and key technologies of petrochemical safety campus science platform and mobile terminal APP software development，and provides a demand analysis guide for practical development.

Keywords：cloud computing;petrochemical safety education;mobile terminal;popular science platform

0  引  言

石化行业具有“生产连续性强、易燃易爆、高温高压、有毒有害”等特点，稍有疏忽就有可能发生火灾爆炸等事故。据相关统计资料，由于人为因素所导致的事故约占事故总数的70%～80%，因此，对企业职工进行安全教育培训，提升职工的安全意识是重中之重的问题，同时，加强民众对石化安全的教育也至关重要。随着计算机技术的不断发展，对石化安全的教育和管理工作不应该再仅仅局限于现场培训、讲座和表格记录、手工统计等传统模式，借助于数据库的海量存储以及云计算等先进技术，可建立起基于云计算的石化安全科普平台和移动终端APP，使得石化安全科普教育向着信息化的模式转变。

1  需求分析

茂名作为一个传统的石化生产工业区，民众石化安全科普知识普及水平低，认知比较模糊，严重制约了经济的可持续发展。其主要原因有以下几个方面：第一，石化安全科普手段落后，科普展板和文字说明占据了主角，缺乏对公众的吸引，互动性差，特别是缺乏有效的石化安全科普知識展示、传播及交流平台和移动端APP;第二，石化安全科普资源分散、共享性差、开发深度不足;第三，石化安全科普服务对象针对性不强，以往只对石化企业工人进行科普教育，科普主题活动缺乏吸引力，难以激发公众参与热情。

基于上述背景及现实所需，搭建一个共享性高、互动性强、基于微信和手机端APP应用的移动科普平台，并与本地区高校的校团委、学生会、计算机协会一起精细策划并开展系列科普活动，综合展现石化企业高校科技成果，营造积极向上的石化安全科普教育氛围，实现全天候、广覆盖、个性化的移动互联网科普模式。

2  国内外相关技术发展现状与趋势

2.1  在移动互联网科普应用方面

国外基于移动互联网的科普应用涉及各个科学领域、突出不同的科学主题，包含生物学、化学、物理学、数学、遗传学、天文学等多个方面的内容，这些移动互联网科普应用已逐渐与各个学科研究领域相结合，并力图用最简捷的方式为人们学习科学知识提供最大可能的便利。比如英国TouchApp公司开发了一系列的教育科普类APP，典型的APP有“生物学示意图”“分子量计算器”等科普APP。这些科普APP以其精美的设计、直观的图解、有趣的动画受到了公众的普遍欢迎，能帮助人们更加快速和形象地了解相关学科的科学知识。

国内移动互联网科普大多是与教育市场密切结合在一起的，针对多样化的教育需求而出现。就种类而言，国内科普APP主要以通俗性的科普APP和娱乐教育型的APP为主，专业性的科普APP和专门教育类的科普APP还处于起步阶段。比较典型的应用APP有“环球科学”“科学新生活”“科学大众”等。

2.2  在科普APP技术研发方面

国内外都出现了较为成功的科普应用产品，在具体开发技术应用方面又各有所长。如美国《国家地理》杂志在其开发的移动科普APP中，采用智能算法针对不同用户推荐个性化的科普产品，并强化公众互动性功能的设计，取得较好的用户反响。中科院开发的基于云平台的科普APP产品采用虚拟仿真、在线互动等技术实现了科普知识的生动展现。目前，科普APP开发主要基于Android和iOS平台，这两大平台在移动互联网中能够给用户提供更优越的服务。此外，越来越多的三维仿真、全景、视频等技术也逐步支持Android和iOS两大平台，为多样化的科普APP开发提供了丰富的效果。

3  开发方案

3.1  总体方案

基于云计算的石化安全校园科普平台和移动终端APP软件的开发要从移动互联网科普产品的具体特点和发展需求出发，结合前期科普调研、问卷调查、相关产品分析等研究方法，确定科普资源创作以及移动科普平台建设。在此基础上进行石化安全的原创科普资源创作，运用多种媒体技术创作一批生动形象、交互性强的科普资源，根据公众的移动互联网使用习惯，研发集知识性、互动性和趣味性为一体的移动互联网科普平台，并开展形式多样的科普宣传推广活动。

3.2  技术路线

以现代软件工程为指导，通过项目调研、云服务和移动互联网关键技术研究、石化安全科普资源获取和信息处理、软件平台开发与测试、部署应用、开展石化安全科技主题系列科普活动等六个环节组成整个项目的技术路线。并坚持需求牵引、技术驱动，分层实施、逐步展开，边研究开发，边应用示范，通过应用示范进一步优化和完善软件平台的研发思路。

总体技术路线分为：素材加工、科普创作、关键技术集成、移动平台开发、应用推广等5个部分，如图1所示。

3.2.1  科普资源创作

科普资源创作过程中，充分考虑公众尤其是青少年在科普平台使用上的习惯以及对科普资源的多样性需求，综合运用仿真、全景、动画、视频等技术对科普素材进行加工整理和创意设计。科普微视频创作采用虚拟仿真和真实场景相结合的录制方式，经过后期加工处理，结合石化安全科普主题创作系列微视频;科普微动漫创作方面运用Flash、3DMax等技术，对石化安全原理、故障诊断等科普主题进行仿真设计;科普微网站开发采用基于B/S模式的网络Web应用系统。

3.2.2  科普平台技术架构

项目采用B/S访问方式，即客户端浏览器（或手机、Pad等移动终端）访问服务器方式。服务器端应用开发和部署采用基于LAMP的模式，即基于Linux操作系统、Apache服务器、MySQL数据库、PHP开发语言。

3.2.3  移动科普平台开发

移动科普平台开发包括手机端移动应用APP、微博、微信号建设。移动手机端应用APP开发采用基于Hybrid App的体系架构，本地数据管理采用Native App方式，客户端APP基于Android平台，用Java语言+Eclipse开发。

4  开发过程

按照“整合、共享、服務、创新”的指导思想，结合广东省，尤其是茂名地方区域社会发展和经济建设的需求，拟采用云计算和移动互联网技术，构建一个基于云计算的石化安全科普活动资源服务平台，增长师生乃至市民的石化安全知识，加强科普宣传、提高公众对石化安全的认知度，综合展现本地区石化安全科技建设成果，精心筹划系列以广东石油化工学院为首的石化安全科普活动，对激发师生乃至市民学习兴趣、增长其石化安全知识，发挥中国石油和化学工业科普联盟的“爱生活爱化工”意识、营造积极向上的石化安全科普教育氛围有重要意义。

4.1  核心技术

基于云计算的石化安全教育移动终端APP的核心技术就是云计算的实现。云计算是近年来提出的一种新型计算模式，通过采用虚拟技术，以规模经济为驱动，以Internet为载体，由大量的计算资源组为单位构成IT资源池，从而可以按照用户需求动态地提供虚拟化、可扩展的服务。石化安全教育移动终端APP可以利用云计算提供的虚拟技术将各种不同类型的计算资源抽象成服务。采用云计算技术，可以将大部分的计算任务都在云计算平台上完成，管理员可以通过不同的终端在任意地点实时展开各种工作。

移动手机端应用APP开发采用基于Hybrid App的体系架构，本地数据管理采用Native App方式，客户端APP基于Android平台，用Java语言+Eclipse开发。Hybrid App架构模式将应用程序分为两层：交互层与设备底层。交互层就是APP界面，通过Web语言编写，移动设备底层API交互的接口则将功能封装起来，通过JavaScript接口使用。安全教育移动终端APP的界面可以根据需求进行调整，对于底层功能使用Cordova技术进行扩展。Cordova开发Hybrid App是基于移动设备内置的WebView，后台代码和JavaScript的交互通过WebView接口来实现。使用Cordova提供的工具可以将Web应用程序打包成可以在各个平台上运行的原生应用程序。Cordova应用程序框架如图2所示。

另外，移动APP的开发需要研究石油化工生产装备的特性，分析诊断故障产生的原因，实时掌握石化装备实时运行的情况，同时需要移动互联网、分布式数据库、大数据处理、移动数据库、搜索引擎与优化、多媒体、图形图像处理等技术为项目服务。同时还要建设微网站，围绕石化产业安全生产的总体概况、关键技术、工作原理、应用领域、发展规划等主题，通过广泛收集、自主创作等方式整合一批科普资源，建设科普微网站，用作与移动APP相呼应的产品。

4.2  核心任务

基于探索适宜石化安全云工作流任务与虚拟化容器资源协同的自适应调度等若干关键问题展开开发，研究工作流任务分配和虚拟化容器资源供给，满足多工作流不同服务质量（QoS）需求的调度策略技术，利用移动互联网科普平台具有实时性好、互动性高、覆盖面广等特点。在前期石化产业安全生产科普资源创作的基础上，建设石化产业安全生产的移动科普平台，包括开发一个石化产业安全生产的科普APP;建立一个石化产业安全生产科普的微博或微信平台、主题科普活动发布与管理等功能模块，提高科普宣传实效性。其中，科普APP突出与公众的科普互动功能，通过内容分享、朋友圈转发、问答互动、在线测试、科普小游戏、网络课堂等方式加强用户互动。科普微博、微信平台将定期发布石化产业安全生产的相关新闻、政策法规、应用示范、知识问答、科普活动、科普讲座等内容。

4.3  核心问题

需要解决的关键问题主要包括以下两个方面：第一，如何采用适宜的数字化技术与知识表达方法，对合作单位多年来沉淀的石化特色科普成果与资源进行采集、分类、梳理、整合、统一表达，构建石化科普教育资源数据库，石化科普教育资源既有结构化数据，也有非结构化数据，需要大数据处理技术（NoSQL、Hadoop等）加以解决;第二，如何采用适宜的方法解决虚拟化容器技术下不同服务质量需求的多工作流任务分配问题，实现移动互联和云计算技术，构建内容全面、形式新颖、特色鲜明的石化安全校园科普资源平台，开发移动终端APP微信平台，通过动漫、视频、全景、讲座、竞赛、展览等多种形式全面展现APP软件系统，也是开发时要解决的关键问题。

5  结  论

建立基于云计算的校园石化安全教育移动科普平台和移动终端APP是向高校学生宣传石化安全知识的好方法、好举措，该科普方法也可以由高校深入到企事业单位、社区、中小学，这对提升普通大众的石化安全意识和石化企业文化知识水平有利，持续提高石化企业管理科技创新能力，贯彻落实广东石化产业强省和茂名市石化强市战略将会带来积极的推动作用和产生深远的影响。该平台的建设以及移动终端APP的开发是学科交叉的重要實践。云计算平台的实现以及其他各种技术的实现都有一定的难度，坚持在需求中调研分析、在开发过程中不断检验和修正方法，必能建立起一个高效便捷的校园石化安全教育科普平台。

参考文献：

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作者简介：陈永芳（1974.09-），女，汉族，广东茂名人，计算机应用讲师，毕业于岭南师范学院，本科，研究方向：计算机应用技术。

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