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在科技高速发展的今天,“让技术走进学校,更好地服务于教育教学”显得尤为重要。学校的信息化建设需要先进的技术,负责或实践这些技术的教师需要开拓视野,需要集思广益,进而结合本区域或本学校的具体情况以高效、节耗的技术促进学校的信息化建设。“校园技术攻略”将围绕上述内容,为读者提供指导、帮助及适时交流。
学校的信息化建设并非一朝一夕可以成就的,其中可能存在种种问题,对于设备、对于方案、对于优化措施,下文将带我们近距离接触,深入了解其中玄机。
随着信息化时代的到来和教育信息科技的发展,各级政府和学校加大教育信息化投入,加速教育教学信息化项目建设。在过去的几年中,从国家远教项目到县级教育信息化装备项目,从城域网络到计算机网络教室,从卫星接收站到多媒体教室,从硬件配置到软件选型,笔者参与其中,体会颇多。现就技术层面列举若干问题,分析并提出解决办法。
● 设备选型需多方考虑
1.按实际环境选型,避免设备功能缺陷
2005年,在计算机网络教室建设项目中,国内某一著名品牌中标,为我县建设45间网络教室,提供约1500台配备纯平17寸显示器的台式计算机。在施工结束通电试运行时,发现网络教室的电源断路器(俗称空气开关)无法一次合闸,严重的甚至会引起学校供电总断路器跳闸,而且每所学校都不同程度存在这种情况。随即对布设线路、稳压器和单台计算机做严格检查,未发现问题,工程陷入僵局。
但在检查中一个现象引起了我们的注意:一次合闸不成功后紧接着第二次合闸即能成功供电。此时,才发现该批次的纯平显示器的消磁动作是在通电时进行的,不受显示器电源开关控制。一间网络教室30台显示器在第一次合闸瞬间一起执行消磁动作,其电流高达千安培(后厂家提供数据表明),远远超出供电设施设计负荷,造成跳闸;由于第一次合闸显示器中的消磁电路已预热,紧接着第二次合闸时消磁电路就不再动作,供电断路器也不再跳闸,供电成功。
由于国家标准和招标参数中未对显示器消磁动作时间作要求,该批设备也是合格产品,最后被迫改动每间教室供电施工方案,每7～8台计算机安装一个分支断路器,并要求每位任课教师每次在教室总电源合闸通电前必须关闭每个分支断路器。虽然问题解决了,但给整个项目带来经济、工期和投入使用后的遗憾不言而喻。
如果在招标设备选型时严谨地考虑到实际的使用环境,注意到多台设备的群体效应,选择多数品牌产品采用的消磁动作受控于电源开关的显示器,以上问题就不会存在了。
2.充分了解相关规定,优化设计方案
2009年,在另一计算机网络教室建设项目中,国际某一著名品牌中标,为我县建设40间网络教室,提供约1800台配备液晶显示器的台式计算机。在施工完成通电试运行时,发现凡是供电线路上安装有漏电保护器的,当网络教室计算机启动台数达到一定数量时,就会引起漏电保护器动作而切断供电。
逐台检查计算机、供电布线、安全接地线等都未发现问题,并且同学校的其他品牌计算机网络教室工作也正常。考虑到计算机启动台数达到一定数量时漏电保护器动作,估计与计算机泄漏电流有关。和厂家技术人员一同抽样检测了该批计算机(含主机和显示器)数十台,其平均工作泄漏电流为3.08mA,虽未超过国标安全规定值,但远远高于我们抽样检测的其他品牌计算机(含主机和显示器)0.86mA的平均工作泄漏电流。厂家给出的解释是:国际品牌产品在设计上对电磁兼容性(EMC)要求较为严格,主机和液晶显示器都具有不少于两级的EMC电路,故泄漏电流较只具有一级EMC电路的其他品牌计算机大,是优良的合格产品(在后来的开箱电路查看中得到验证)。
原因查到了,解决起来却很难,因为当地供电部门要求学校必须安装漏电保护器,而且只能选用不大于30mA动作电流的产品。和供电部门协商后,同意从每个学校供电入口处布专线到网络教室,通过教室总电源开关、稳压器后分多路向计算机供电,每路最多接入8台计算机并安装漏电保护器①(千万不能用非正规产品,我们测试了4个杂牌产品都失败了,最后使用正泰产品才稳定可靠工作)。
这也是个多台设备的群体效应造成的问题,但与上一个案例不一样的是,这不是产品自身的缺陷或功能设置不当,而是施工方案、设备选型与当地相关部门的规定之间的矛盾。如招标制定技术参数、施工方案时严谨论证,多与相关部门沟通,提前考虑到以上问题,则项目实施就会更顺利、更完善。
3.关注新技术新产品,提高项目建设优良率
多年来,计算机网络教室建设项目中都采用伺服式电源稳压器,这是不适当的。伺服式电源稳压器虽然负载能力强,调节范围宽,价格低,但其机械伺服结构导致其响应时间达500毫秒,输入电压的瞬间波动不能迅速调整,出现输出电压的突升与突降,此致命缺点在实际使用中反而使得计算机的供电瞬间波动更大;而且不隔离干扰,其机械伺服结构中的碳刷一年以后磨损严重,线包污染,需要专业人员维护。我们在以前的建设中也大量采用这种稳压器,造成计算机电源早期损坏率严重偏高。
从2009年开始,我们在网络教室建设中选择了精密净化交流稳压电源,它采用先进的正弦能量分配电压调节技术,由正弦能量分配器和大功率滤波器并联组成,全电子化,响应时间小于50毫秒,精度高、过载能力强,使用寿命长,输出电力纯净,堪称“无污染电源”,缺点是电压调节范围较窄,功率不易做大,但用于网络教室已足够,总的来说其略高的价格物有所值。2009年项目中1800余台计算机电源损坏仅5例就是最好的证明。当然,如果投入充足可以选用性能更优秀但价格昂贵的参数稳压器和NPS智能稳压电源。
● 方案设计需关注施工细节
1.细化设计,避免造成不必要的损失
在一个多媒体投影教室建设项目中,为每间教室配备了一台1KVA在线UPS电源,目的是更好地保护投影机、计算机等设备,并在停电时提供足够时间正常关闭设备。但由于项目要求中只作了简要文字说明,未画出详细的线路施工图,结果施工单位就仅把投影机电源接在了UPS上,其他的包括计算机、视频分配器等电源均在UPS保护之外,虽然投影机得到了保护,但电压的波动和干扰还是威胁着计算机等设备,而且一旦停电计算机就会非正常关机,对软硬件都是很不利的。最后38间多媒体投影教室全部返工。
2.坚持规范,提防商家误导和施工人员偷工减料
在学校信息设施检查和与信息技术教师交谈中,发现一些设计失误和施工错误,有的是商家误导学校,改变规范设计,有的是施工人员偷工减料或者根本就不合格。这些问题的存在不仅严重影响了学校教育教学活动的开展,而且埋下隐患,给今后信息化建设的推进带来严重障碍。
比如,很多学校建设广播系统,不使用设备上本来就具备的分区广播功能,一对信号线连接了学校各教室、办公室、功能室、运动场的所有音箱,当要对个别场所广播时人工关闭其他场所音箱,问其这样设计的目的居然是“为了节约信号线的布设”;有学校宁肯再配置一台计算机建数字自动广播系统,也不采用可靠性更高、操作更方便、投入更少的MP3自动广播系统,原因是数字自动广播系统“功能强大”,可强大的功能基本是摆设;定压、定阻音频输出混接造成效果不良甚至毁坏设备,音频、视频、射频线随意选用造成音画质量下降等司空见惯。
又如,网线根本不按586A(B)标准压制水晶头,而是按照颜色相对应进行压制;一根网线分给两条线路使用(各用4根线,甚至不是两对双绞线);网线长度不够随意绞接后用电工胶布或者医用胶布缠绑;无任何防雷措施架空牵拉网线;交换机安装在箱柜角落造成散热不良;把多个网络简单汇聚在一起形成环路等。这些错误的做法也许网络能暂时使用,但一段时间后肯定出现网络连接不稳定,网速下降、中断等现象。要纠正这些施工中的错误相当麻烦,甚至比新建还困难数倍。
学校的信息化建设并非一朝一夕可以成就的,其中可能存在种种问题,对于设备、对于方案、对于优化措施,下文将带我们近距离接触,深入了解其中玄机。
随着信息化时代的到来和教育信息科技的发展,各级政府和学校加大教育信息化投入,加速教育教学信息化项目建设。在过去的几年中,从国家远教项目到县级教育信息化装备项目,从城域网络到计算机网络教室,从卫星接收站到多媒体教室,从硬件配置到软件选型,笔者参与其中,体会颇多。现就技术层面列举若干问题,分析并提出解决办法。
● 设备选型需多方考虑
1.按实际环境选型,避免设备功能缺陷
2005年,在计算机网络教室建设项目中,国内某一著名品牌中标,为我县建设45间网络教室,提供约1500台配备纯平17寸显示器的台式计算机。在施工结束通电试运行时,发现网络教室的电源断路器(俗称空气开关)无法一次合闸,严重的甚至会引起学校供电总断路器跳闸,而且每所学校都不同程度存在这种情况。随即对布设线路、稳压器和单台计算机做严格检查,未发现问题,工程陷入僵局。
但在检查中一个现象引起了我们的注意:一次合闸不成功后紧接着第二次合闸即能成功供电。此时,才发现该批次的纯平显示器的消磁动作是在通电时进行的,不受显示器电源开关控制。一间网络教室30台显示器在第一次合闸瞬间一起执行消磁动作,其电流高达千安培(后厂家提供数据表明),远远超出供电设施设计负荷,造成跳闸;由于第一次合闸显示器中的消磁电路已预热,紧接着第二次合闸时消磁电路就不再动作,供电断路器也不再跳闸,供电成功。
由于国家标准和招标参数中未对显示器消磁动作时间作要求,该批设备也是合格产品,最后被迫改动每间教室供电施工方案,每7～8台计算机安装一个分支断路器,并要求每位任课教师每次在教室总电源合闸通电前必须关闭每个分支断路器。虽然问题解决了,但给整个项目带来经济、工期和投入使用后的遗憾不言而喻。
如果在招标设备选型时严谨地考虑到实际的使用环境,注意到多台设备的群体效应,选择多数品牌产品采用的消磁动作受控于电源开关的显示器,以上问题就不会存在了。
2.充分了解相关规定,优化设计方案
2009年,在另一计算机网络教室建设项目中,国际某一著名品牌中标,为我县建设40间网络教室,提供约1800台配备液晶显示器的台式计算机。在施工完成通电试运行时,发现凡是供电线路上安装有漏电保护器的,当网络教室计算机启动台数达到一定数量时,就会引起漏电保护器动作而切断供电。
逐台检查计算机、供电布线、安全接地线等都未发现问题,并且同学校的其他品牌计算机网络教室工作也正常。考虑到计算机启动台数达到一定数量时漏电保护器动作,估计与计算机泄漏电流有关。和厂家技术人员一同抽样检测了该批计算机(含主机和显示器)数十台,其平均工作泄漏电流为3.08mA,虽未超过国标安全规定值,但远远高于我们抽样检测的其他品牌计算机(含主机和显示器)0.86mA的平均工作泄漏电流。厂家给出的解释是:国际品牌产品在设计上对电磁兼容性(EMC)要求较为严格,主机和液晶显示器都具有不少于两级的EMC电路,故泄漏电流较只具有一级EMC电路的其他品牌计算机大,是优良的合格产品(在后来的开箱电路查看中得到验证)。
原因查到了,解决起来却很难,因为当地供电部门要求学校必须安装漏电保护器,而且只能选用不大于30mA动作电流的产品。和供电部门协商后,同意从每个学校供电入口处布专线到网络教室,通过教室总电源开关、稳压器后分多路向计算机供电,每路最多接入8台计算机并安装漏电保护器①(千万不能用非正规产品,我们测试了4个杂牌产品都失败了,最后使用正泰产品才稳定可靠工作)。
这也是个多台设备的群体效应造成的问题,但与上一个案例不一样的是,这不是产品自身的缺陷或功能设置不当,而是施工方案、设备选型与当地相关部门的规定之间的矛盾。如招标制定技术参数、施工方案时严谨论证,多与相关部门沟通,提前考虑到以上问题,则项目实施就会更顺利、更完善。
3.关注新技术新产品,提高项目建设优良率
多年来,计算机网络教室建设项目中都采用伺服式电源稳压器,这是不适当的。伺服式电源稳压器虽然负载能力强,调节范围宽,价格低,但其机械伺服结构导致其响应时间达500毫秒,输入电压的瞬间波动不能迅速调整,出现输出电压的突升与突降,此致命缺点在实际使用中反而使得计算机的供电瞬间波动更大;而且不隔离干扰,其机械伺服结构中的碳刷一年以后磨损严重,线包污染,需要专业人员维护。我们在以前的建设中也大量采用这种稳压器,造成计算机电源早期损坏率严重偏高。
从2009年开始,我们在网络教室建设中选择了精密净化交流稳压电源,它采用先进的正弦能量分配电压调节技术,由正弦能量分配器和大功率滤波器并联组成,全电子化,响应时间小于50毫秒,精度高、过载能力强,使用寿命长,输出电力纯净,堪称“无污染电源”,缺点是电压调节范围较窄,功率不易做大,但用于网络教室已足够,总的来说其略高的价格物有所值。2009年项目中1800余台计算机电源损坏仅5例就是最好的证明。当然,如果投入充足可以选用性能更优秀但价格昂贵的参数稳压器和NPS智能稳压电源。
● 方案设计需关注施工细节
1.细化设计,避免造成不必要的损失
在一个多媒体投影教室建设项目中,为每间教室配备了一台1KVA在线UPS电源,目的是更好地保护投影机、计算机等设备,并在停电时提供足够时间正常关闭设备。但由于项目要求中只作了简要文字说明,未画出详细的线路施工图,结果施工单位就仅把投影机电源接在了UPS上,其他的包括计算机、视频分配器等电源均在UPS保护之外,虽然投影机得到了保护,但电压的波动和干扰还是威胁着计算机等设备,而且一旦停电计算机就会非正常关机,对软硬件都是很不利的。最后38间多媒体投影教室全部返工。
2.坚持规范,提防商家误导和施工人员偷工减料
在学校信息设施检查和与信息技术教师交谈中,发现一些设计失误和施工错误,有的是商家误导学校,改变规范设计,有的是施工人员偷工减料或者根本就不合格。这些问题的存在不仅严重影响了学校教育教学活动的开展,而且埋下隐患,给今后信息化建设的推进带来严重障碍。
比如,很多学校建设广播系统,不使用设备上本来就具备的分区广播功能,一对信号线连接了学校各教室、办公室、功能室、运动场的所有音箱,当要对个别场所广播时人工关闭其他场所音箱,问其这样设计的目的居然是“为了节约信号线的布设”;有学校宁肯再配置一台计算机建数字自动广播系统,也不采用可靠性更高、操作更方便、投入更少的MP3自动广播系统,原因是数字自动广播系统“功能强大”,可强大的功能基本是摆设;定压、定阻音频输出混接造成效果不良甚至毁坏设备,音频、视频、射频线随意选用造成音画质量下降等司空见惯。
又如,网线根本不按586A(B)标准压制水晶头,而是按照颜色相对应进行压制;一根网线分给两条线路使用(各用4根线,甚至不是两对双绞线);网线长度不够随意绞接后用电工胶布或者医用胶布缠绑;无任何防雷措施架空牵拉网线;交换机安装在箱柜角落造成散热不良;把多个网络简单汇聚在一起形成环路等。这些错误的做法也许网络能暂时使用,但一段时间后肯定出现网络连接不稳定,网速下降、中断等现象。要纠正这些施工中的错误相当麻烦,甚至比新建还困难数倍。