本站原创【摘 要】文章在“以用户为中心”的理念指导下,在分析用户需求和学习特性的基础上,以构建符合干部网络学习的模式为主线,选用Flash Media System为流媒体解决方案,构建干部网络教育平台.平台集中了多渠道的网络教育资源,进行资源编码、Web内容管理等预处理后通过点播、直播提供给平台用户,并采用内容分发和负载均衡技术将平台继续延伸.分角色设计的网络学习流程以及在网络学习支持怎么写作特别是资源检索、评价与推送机制上的初步应用都使用户获得良好的网络学习体验.今后平台还需在学习者与资源、与管理者的互动机制上做进一步研究.
【关 键 词】面向对象；流媒体；FLV
内容分发；网络学习支持
【中图分类号】G40－057 【文献标识码】A 【论文编号】1009－8097（2012）12－0107－05
一、前言
干部网络教育是适应网络时代干部教育现代化、信息化发展要求的新型培训方式,能够有效突破传统教育的时空局限,实现干部教育的常态化和多样化.全国农村党员干部学习平台、党校系统远程教育平台、干部学习网等层出不穷,图、文、声、像并茂的多媒体学习资源扑面而来,学员在欣喜网络学习平台建成的同时,也在埋怨平台上教育资源的单调匮乏、网络学习体验不好、学习支持怎么写作不足.干部网络教育的对象不同于一般的在校学生,学习对象的年龄梯度较大,信息技术的运用能力参差不齐,学习上既有个人业务能力提升也有人事部门统一组织的需求,因此干部网络教育平台的构建除了要借鉴现有网络学习平台的技术和模式外,重点是以干部为对象突出自己的特色.
当前,全国各地已先后建立了一些干部网络教育的平台.“上海干部在线学习城”是我国最大的省市级别干部在线学习网站,其“学习中心”模块通过教育超市、互动天地、在线考场、学习银行、网上办班、教管中心等在网上实现教、学、考、管全过程管理.“云南省干部在线学习学院”除了提供完善的学习、考核功能外,还推出了适于移动学习的手机平台.“浙江领导干部网络学院”提供了大量的视频点播资源,并且享受中国移动无线书城的所有图书.“山东干部学习网”课程资源涉及11个板块,能够满足不同层级、不同行业、不同类别干部的共性和个性需求.上述四个平台在全国干部网络教育中具有较大影响力,为当地的干部教育培训工作提供强有力的技术支持.但是总结发现存在以下问题.
1、学习模式较单一
这些平台都采用实名注册管理制,这样可以对学员的学习内容、时间以及日志等进行记录、分析,适合于人事部门组织的统一培训和学习；而普通游客用户无法使用各点播资源,资源利用的广度和深度上不足.
2、学习资源以点播为主
当前的网络学习资源大多存储在本地怎么写作器,并以点播的形式提供给学员,即使一些重要的会议现场、课堂教学也是先录播后点播,网络直播手段的缺失,导致重要信息及资源的滞后,在学习资源实时性上不足.
3、学习支持怎么写作不足
大部分平台都提供了学习、考核、管理的功能,实现了完整的在线学习流程.但是在基于资源内容的分析上还不突出,对学员学习特征的跟踪上不够完善,没有形成面向对象的个性化学习资源推送.
4、技术平台通用性差
音视频作为主要的学习资源形式,要经过特殊的压缩编码,才能以流媒体的形式在网络上传输.各平台采用的流媒体方案不同,对客户端插件的要求也不同,学员的体验效果就存在差异.如“山东干部学习网”要求客户端为Windows Media Player,浏览器为IE7.0,操作系统为Windows XP,技术平台的局限性显然打击了学员的学习热情.
本文在坚持“以用户为中心”的现代教育教学理念下,通过对干部学员的学习需求和特点进行分析,以网络学习模式的构建为主线,借鉴优秀的平台技术和管理经验,提出建设面向对象的干部网络教育平台.平台选用Flash Media System流媒体解决方案,客户端无需做特定配置,通过浏览器即可实现点播、直播,从操作流程、学习资源、网络速度等方面提供良好的用户学习体验.干部网络教育平台的建设不仅是课堂教学的有利补充,也使得个性化自主学习成为现实,在探索新型教学模式及课堂教学改革方面具有积极意义.
二、面向对象的干部网络教育平台设计
1、网络学习流程的设计
根据对干部在线学习现状的调研,我们发现主要有两大类对象：具有明确学习任务的对象和寻找感兴趣内容的对象.各地人事部门会定期组织干部进行有目标的网络学习,他们通常具有明确的学习内容、学习要求,平台要对该类用户提供跟踪管理机制,需要该类用户进行基本信息的注册,每次学习时要登录到平台中,我们称之为“注册用户”.除此之外,还有一些党员干部没有明确的学习任务,只是在平台上寻找各种资源以提升个人工作能力,他们对感兴趣的资源会分配较多的学习时间,我们称之为“游客用户”.这两类用户学习的任务不同,我们提供的管理策略也不同,自然网络学习的流程就不同,如图1.
对于注册用户,平台在其注册时记录他们的学历、专业、职务、岗位、培训期数、兴趣等信息,用户登录后平台根据注册信息自动推送学习资源.用户可以从推送的资源中进行选择性学习,平台会记录学习内容、资源使用时间、使用次数等过程信息,如果在推送资源中未发现学习目标,平台会提供全文检索功能,根据关 键 词检索到目标学习资源.在学习过程中,每个资源还提供评价功能,用户可进行打分及资源评价.平台收集学习过程信息、资源使用信息、资源评价信息,建立针对性的数据模型,通过有效的数据分析手段对资源进行属性和权重标志,优化个性化学习资源推送的结果.
对于游客用户,用户可以在平台首页的“最新资源分类推荐”、“精品资源分类推荐”中寻找自己感兴趣的内容,如果未发现目标,可以使用资源检索功能进行简单的主题检索,对感兴趣的资源进行学习.平台通过Cookies信息记录资源使用的时间和次数,这将影响到“精品资源分类推荐’,中的资源排序.2、平台总体架构
我们以怎么写作应用为目的,以业务流程为内容,以技术支撑为手段,设计干部网络教育平台的总体架构（如图2）,架构以分层、分模块的形式为我们说明每个层面需要做的工作.
对学习对象和学习流程进行分析的基础上,以何种手段呈现我们提供的学习资源是平台建设需重点关注的问题.视频点播与网络直播是当前干部网络学习的主要手段,我们设计平台中的点播资源以优化的资源分类目录树结构形式呈现,这样用户可以根据需求点播自己感兴趣的资源,而会议、报告、活动等现场实况通过网络直播的形式传输出来,以便于不在现场的用户能够及时了解活动内容.
三、流媒体关键技术分析
在数据网络上传输媒体流,需要解决从音视频源的编码／解码、存储,到网络端的媒体怎么写作、媒体流传输,到用户端的播放等一系列问题.目前,主流的流媒体怎么写作器有：微软的Windows Media Server,Real Networks公司的HelixServer,QuickTime公司的QuickTime Server和Adobe公司的FlashMedia Server（简称FMS）,其比较分析如表l.
1、音视频源编码／解码
从流的角度来讲,流媒体技术要求音视频压缩不仅是高效的,还必须是码率可调整的,即音视频数据只压缩一次,但可以多个帧率、空间分辨率或视频质量进行解码,这样数据在进行传输时就能根据网络带宽的变化进行一定的调整,从而使一个码率可调整的码流支持所有用户.
MPEG是运动图像压缩算法的国际标准,通过减少运动图像中的冗余信息达到压缩目的.MPEG-4是以多媒体应用为主要目标,采用基于内容的可精细扩展压缩编码方法,在交互性、带宽自适应性、抗误码性、高效压缩等方面具有很大优势,MPEG-4既提供了DVD级的图像质量,文件又大大减小,适合于网络视频的传输与应用.
H.264是由JVT组织提出的下一代视频压缩编码标准,同MPEG-4一样,H.264也是基于块的混合编码,但它采用了一些技术改进,如通过帧间预测和运动补偿消除时域冗余,经过变换编码消除频域冗余等,这些技术大大提高了编码性能,其压缩效率是MEPG-4的2倍左右.H.264因其高压缩性和高可靠性已成为网络流媒体普遍采用的格式.
2、媒体流传输的质量控制
流式文件网络传输的质量直接影响着整个流媒体应用系统,它不同于传统的TCP技术,有专用的传输协议系统.
（1）实时传输协议RTP
RTP通常是在一对一或者一对多的情况下传输数据流,根据时间信息实现流的同步.RTP与HTTP、FTP不同,后两者可完整地下载整个流媒体文件,而RTP是以恒定的速率在网络上传输,客户端按照这种速度接收数据,当媒体画面播放过后,一般不可以再回退重复播放.
（2）实时流协议RTSP
RTSP协议是一个应用层协议,主要用于控制实时数据的发送,其本身并不传输数据,必须依赖于下层传输协议RTP、TCP或UDP等.RTSP与RTP最大的区别在于RTSP是双向实时数据传输协议,允许客户端向怎么写作器端发送请求,提供诸如播放、暂停、快进等多个交互式操作.
（3）媒体怎么写作器协议MMS
MMS协议是微软公司定义的用来访问及接收Windows Media怎么写作器中A文件的协议,广泛用于Microsoft Media的流媒体怎么写作器.MMS会话使用TCP连接发送和接受媒体控制命令,使用UDP或TCP连接分流数据.
（4）实时消息传输协议RTMP
RTMP协议是建立在TCP协议或者轮询HTTP协议之上,是一种专门在客户端和怎么写作器端高效传输视频、音频和数据的一种TCP／IP协议.RTMP协议就像一个用来装数据包的容器,这些数据可以是SWF格式的数据,也可以是FLV中的音视频数据.
在流媒体传输协议领域,开放的HTTP、RTP、RTSP和RTMP协议族是跨平台的唯一选择,MMS协议显然不具备跨平台的能力.因此,目前一般采用RTMP协议来传输控制信息,用RTP、RTSP等网络协议传输实时流媒体数据.
3、客户端播放方式
通过表1中的客户端播放方式的比较分析可以看出,前3种技术具有明显的排他性,特别是客户端要选择专有软件,这不仅会造成资源浪费、系统冗余,同时由于多个的兼容问题还可能造成程序冲突,影响整个系统的稳定性.而FMS采用的是Flash Player,Flash Player是世界上使用最广泛的软件平台,覆盖超过所有互联网终端的98％,并且能够跨操作系统和浏览器运行,解决了其他流媒体系统挑选的问题.FLV视频具有压缩率高、文件体积小、加载速度快的特点,在保证图像质量的前提下,对怎么写作器负载和网络带宽压力较小,适合网络传输和观看；除此之外,一般FLV包在SWF PLAYER的壳里,可以很好地保护原始地址,使得用户不容易下载,起到保护版权的目的.
纵观对关键技术的分析可以看出,Flash Media System在媒体编码压缩算法、网络传输协议以及客户端播放程序的选择方面能够真正做到跨平台、跨媒体,具有更好的通用性.根据本平台视频怎么写作即时性和用户多样性的需求,选用FlashMedia System作为流媒体解决方案.
四、基于FMS的干部网络教育平台实现
如图2中“业务平台”所包含内容.首先,平台要进行内容节目源的采集,包括点播内容和直播信息：其次,对采集到的资源进行加工处理,形成完整的资源页面：再次,这些资源页面推送或分发到用户端供用户学习；最后,在用户学习过程中提供全文检索、资源评价及资源推送等支持怎么写作.
1、音视频资源采集
干部网络教育平台上用于点播的音视频资源来源渠道主要有：一是购写的时评、讲座、报告等音像资料,这类资源大多存储在VCD或DVD光盘上；二是录制的党校远程课程,以MPG文件存储在本地磁盘上：三是我校录制的精品课程,以I文件存储在本地..mpg、.i、.vob等文件体积较大,不适合在窄带网络上传输,需要在不影响视频清晰度的情况下,转换成适合窄带传输的流媒体格式.本平台采用的FLV压缩编码是在Joboshare Video Converter基础上二次开发的,能够支持主流视频格式间的自由转换,相关参数如表2.平台中的“视频库”模块,实现对音视频资源的采集管理.上传本地存储的MPG、I文件,选择上传文件的发布点并编辑文件基本信息,系统会自动调用FLV压缩编码程序进行转码工作,转码完成后将生成的FLV文件存储在发布点下,音视频资源库中相应记录文件的名称、大小、播放长度、创建时间等信息,这样就完成了音视频资源的采集工作.
平台通过“自动直播存储模块”实现电视直播、录播及课堂直播.我们架设采集工作站并配置Osprey高性能音视频采集卡,在采集有线电视信号的同时进行编码处理,将模拟信号转换为H.264视频流存储到本地或输出.目前已接入综合、中文国际等8路电视信号,接入礼堂、学术交流中心、多媒体教室等4路课堂信号,相关参数如表3.
除此以外,平台对于同一音视频节目源,提供多种采集压缩策略,可设置64K－128K、128K－256k、300K、500K等不同码流.这样,用户在学习或收看节目时,平台会根据用户的实际带宽情况自动选择适合的码流进行播放,对不同接入环境的用户都具有良好的适应性.
2、内容管理系统
“视频库”里存储了大量的音视频资源,这些资源要以有意义的方式提供给用户,还需经内容管理系统的加工制作.内容管理系统能够实现对各种非结构化或半结构化资源的采集、管理、利用及传递,并将这些内容有机地集成到结构化数据的智能环境.视频点播、网络直播内容都需要通过网站页面的方式进行资源推送,内容管理系统在应用视图上接收信息发布的输入,将文字、图片、视频、音频、FLASH等存储在数据库或物理文件中,而页面的设计存储在模板里,通过将内容与设计分离的方式实现对资源的灵活管理.
平台通过“模板管理”实现对不同级别页面的设计管理,如：主页面、资源目录页、资源详情页等使用不同的页面模板,美工人员可以随时根据需要设计并发布各类页面模板.采编人员利用“稿件库”进行写稿,选择要发布的资源,并标记资源的标题、时间、主讲人、摘 要、稿图、来源、关联稿件等描述信息,选择使用的页面模板,稿件编辑完成后,内容管理系统利用组件以及基于消息的页面生成机制生成静态资源页面.这样在页面上加载的音视频资源及其属性信息以整体有意义的形式传达出来.
按照角色分配机制进行内容管理,使得平台采编人员只需专注于资源的整合及资源的发布,美工人员只需从事专业的页面设计工作,管理人员则统筹系统搭建和站点运行工作,这种分工负责机制不仅能够建立有效的业务流程,而且使得建设者有精力关注于资源内容本身.
3、内容分发网络与负载均衡
传统的Client／Server部署模式,是由怎么写作器根据用户的请求向用户发送其请求的媒体内容.这里,干部网络教育平台要满足不同层次不同地域用户的访问需求,客户端数目及访问量较大,中心怎么写作器会出现带宽瓶颈、单点故障、可扩展性差等问题,因此必须探索新的部署模式.内容分发网络CDNt（Content Delivery Network）,是在接近用户的业务提供点设立若干内容怎么写作器,采用智能化策略将用户需要访问的内容及时推送到距离用户最近、怎么写作质量最好的节点,在各分支内容怎么写作器间实施流量负载均衡,可有效解决由于网络带宽小、用户访问量大等原因造成的用户访问响应速度慢的问题.
平台部署如图3,利用虚拟化存储平台（VMware ESX）和西校区怎么写作器设备,构建内容分发节点的流媒体缓存怎么写作器,当流媒体系统有多个并发用户时,根据内容分发策略,系统自动将远端用户分发到边缘节点上,由流媒体缓存怎么写作器提供流媒体访问.这种基于集中式怎么写作的部署模式能够加速流媒体分发,实现直播、点播等业务,也是当前广播电视运营商提供流媒体业务分发和传送的主要渠道.本平台将云计算与内容分发技术相结合,可以优化资源及怎么写作提供的效果,提升干部网络教育平台运行水平.
4、网络学习支持
在干部网络教育中,内容资源的开发为网络学习准备了条件,而学习支持怎么写作才是网络学习顺利发生和有效达标的根本保证,因此,建立完善的网络学习支持怎么写作系统才是平台得以推广和应用的根本所在.
（1）站内检索管理
在平台首页及目录页中呈现的资源毕竟是有限的,要从海量的学习资源中找到我们感兴趣的,必须借助资源检索工具.利用平台存储的资源标题、关键字、主讲人、专业、时间、内容等结构化数据,进行基于数据库的站内检索.通过web检索入口,平台提供简单检索、模糊检索、组合检索等多种检索机制,由于站内检索的数据容量有限,加之数据索引等机制引入,因此检索速度快,查准率高.
（2）资源评价管理
网络资源评价有一套完整的体系,而针对于该平台来说,用户对资源质量最有发言权.平台建立资源评价管理机制,注册用户学习完某一资源后,要对资源进行打分评价,系统记录分值情况,并进行综合比较,根据打分评价的结果进行资源推介.游客用户以及未进行学习的注册用户都无权进行资源评价,这样在一定程度上保证了打分结果的公正性.
（3）个性化学习资源推送
平台除了记录注册用户的基本信息外,还通过用户日志记录所有访问序列,包括：学习内容、学习时间、资源打分情况等,这些代表了用户感兴趣的事务,平台通过数据挖掘技术将这些事务转化为知识,从网络资源库中向用户推送个性化学习资源.
五、结论
本文提出的干部网络教育平台是在充分尊重“以用户为中心”的现代教育教学理念下,在调研分析用户学习需求和学习特性的基础上,以构建符合干部网络学习的模式为主线,选用成熟、适用的流媒体解决方案构建的.平台集中了多渠道优秀的网络教育资源,进行资源预处理后通过点播、直播以流媒体形式提供给平台用户,分角色设计的网络学习流程使用户获得良好的学习体验.
本平台在网络学习支持怎么写作方面已做了相关探索,建立了资源检索、评价及推送机制,但是这些应用在学习者、管理者与资源上的互动还不够.学习者是网络学习的主体,资源是网络学习的对象,资源的质量如何,学习者最有发言权,因此本平台下一步的研究重点是深化三者问的互动机制,挖掘学习日志中对资源推荐有影响的有效因素,优化资源推送的效果.干部网络教育平台的建设不仅是课堂教学与培训的有利补充,也使得个性化自主学习成为现实,推动网络教育在新型教学模式及课堂教学改革方面的作用.