馬運(yùn)超，王培勇，孫晉海

基于E－science模式的我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

馬運(yùn)超1，2，王培勇1，孫晉海2

E－science是科學(xué)研究在信息時(shí)代出現(xiàn)的全新科研協(xié)作模式，與傳統(tǒng)科研方法相比，E－science為科學(xué)研究的共享與交流提供了極大的發(fā)展空間。以E－science理論為基礎(chǔ)闡述了一種B／S結(jié)構(gòu)的體育科研協(xié)作平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方法，該平臺(tái)以體育科研工作實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)，構(gòu)建了體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)、體育科研儀器共享系統(tǒng)和體育科研人員交流系統(tǒng)等多個(gè)功能模塊。平臺(tái)解決了體育科研工作者科研項(xiàng)目協(xié)作、科研儀器共享、科研資源集成、科研流程控制等關(guān)鍵技術(shù)，為體育科研工作者科研協(xié)作和創(chuàng)新提供了可能。

體育；科研；協(xié)作；E－science

引言

近年來(lái)，我國(guó)體育科研活動(dòng)取得巨大發(fā)展，但是，受傳統(tǒng)科研方式的制約，體育科研活動(dòng)的開(kāi)放度明顯不夠，體育科研工作者之間的信息交流匱乏。在這種情況下，不但無(wú)法共享彼此的科研成果、傳播科研經(jīng)驗(yàn)，更為嚴(yán)重的是，出現(xiàn)許多重復(fù)性勞動(dòng)，同時(shí)，對(duì)一些高難度、大規(guī)模的研究，由于缺乏有效的科研合作，往往無(wú)法順利開(kāi)展。進(jìn)入21世紀(jì)，人類社會(huì)步入知識(shí)經(jīng)濟(jì)和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，由于信息技術(shù)得到迅速發(fā)展，信息技術(shù)和科學(xué)研究發(fā)生了緊密的結(jié)合，這種結(jié)合使許多國(guó)家紛紛提出了數(shù)字科研（E－Science）的現(xiàn)代化科研方式。數(shù)字科研，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是科學(xué)研究的信息化，它是信息時(shí)代科學(xué)研究環(huán)境和科學(xué)研究活動(dòng)的典型體現(xiàn)，其目標(biāo)是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將地理位置不同的計(jì)算設(shè)施、存儲(chǔ)設(shè)備、知識(shí)資源和科研儀器等集成在一起，建立面向網(wǎng)絡(luò)科研服務(wù)的通用基礎(chǔ)支撐環(huán)境，從而建立一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域，甚至全球協(xié)作的虛擬科研和試驗(yàn)環(huán)境［5，8，10］。本研究正是以數(shù)字科研理論為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了供我國(guó)體育科研工作者科研合作使用的體育科研協(xié)作平臺(tái)。

1 數(shù)字科研協(xié)作平臺(tái)概述

20世紀(jì)下半葉以來(lái)，隨著科研活動(dòng)節(jié)奏的日益加快，以及科學(xué)研究問(wèn)題的不斷復(fù)雜化，科研合作已成為科學(xué)研究的一種重要形式，科學(xué)家也不斷嘗試著創(chuàng)造出更為有力的“科研協(xié)作工具”，以擴(kuò)展科研工作者本身的能力，幫助科研人員獲得更完善的成果。數(shù)字科研協(xié)作平臺(tái)是一種以科研項(xiàng)目為中心的科研協(xié)作模式，是科研工作者在虛擬的環(huán)境下，利用現(xiàn)代信息技術(shù)開(kāi)展更大范圍的科研協(xié)作、對(duì)話與分享；利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)收集體育科研信息，組織體育科研數(shù)據(jù)；利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行科研知識(shí)建模與創(chuàng)造，從而促進(jìn)問(wèn)題的解決，實(shí)現(xiàn)有意義的科研［1，2］。

2 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)

2.1 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則

我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的設(shè)計(jì)根據(jù)我國(guó)體育科研活動(dòng)的模式與特點(diǎn)，并借鑒項(xiàng)目管理思想和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)而設(shè)計(jì)，平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)原則為：基于體育科研項(xiàng)目的科研合作；基于角色的用戶訪問(wèn)控制；基于模塊的系統(tǒng)管理；基于標(biāo)準(zhǔn)的資源應(yīng)用和信息共享；基于分布式環(huán)境的協(xié)同交流與研究和基于虛擬團(tuán)隊(duì)的運(yùn)行方式［6，7，11］。

2.2 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)

我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)可以用三層結(jié)構(gòu)來(lái)描述，自上而下分別是科研應(yīng)用層、科研協(xié)作層和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層［4，9，15］（圖1）。

圖1 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)示意圖

2.2.1 科研應(yīng)用層

科研應(yīng)用層直接面向體育科研工作者，滿足體育科研工作者對(duì)科研項(xiàng)目發(fā)布、虛擬科研團(tuán)隊(duì)組建、科研項(xiàng)目協(xié)作研究和昂貴科研儀器設(shè)備的共享需求，科研應(yīng)用層能為體育科研工作者提供一個(gè)應(yīng)用服務(wù)的門(mén)戶。

2.2.2 科研協(xié)作層

科研協(xié)作層是我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的核心層，這一層主要支持科研人員完成合作科研項(xiàng)目中的相關(guān)工作，包括科研虛擬組織的創(chuàng)建、運(yùn)行、管理、維護(hù)，各類數(shù)字化文檔的共享與協(xié)同，高效、安全、方便地實(shí)現(xiàn)科研文檔和科研成果的共享和發(fā)布。

2.2.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層是整個(gè)體育科研協(xié)作平臺(tái)的最底層，這一層由各種可獲得的資源構(gòu)成，包括科技文獻(xiàn)、人力資源、儀器設(shè)備、計(jì)算資源、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和需協(xié)作的課題項(xiàng)目等。

3 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的功能分析

我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)（圖2）包括首頁(yè)、科研動(dòng)態(tài)、科研項(xiàng)目協(xié)作、個(gè)人空間、科研協(xié)作工具、學(xué)術(shù)會(huì)議管理、科研資料在線、科研儀器共享、問(wèn)卷調(diào)查和系統(tǒng)管理等多個(gè)子系統(tǒng)［18，19，23］。其中科研項(xiàng)目協(xié)作和科研儀器共享是平臺(tái)的核心系統(tǒng)，各系統(tǒng)的具體功能如下：

1.科研動(dòng)態(tài)發(fā)布系統(tǒng)：此系統(tǒng)是對(duì)體育科研的最新動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)發(fā)布，幫助科研工作者了解最新的科研動(dòng)態(tài)。

2.科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)：此系統(tǒng)是本平臺(tái)的核心系統(tǒng)，此系統(tǒng)主要完成體育科研項(xiàng)目的信息發(fā)布、項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)組建、項(xiàng)目協(xié)作研究、項(xiàng)目進(jìn)度控制和項(xiàng)目成果發(fā)布等重要功能，通過(guò)該模塊可以實(shí)現(xiàn)不同地域的科研工作者對(duì)體育科研項(xiàng)目的協(xié)作研究和進(jìn)度管理，實(shí)現(xiàn)體育科研項(xiàng)目更大范圍的合作。

3.個(gè)人空間系統(tǒng)：此系統(tǒng)是科研工作者的私人空間，通過(guò)個(gè)人空間，科研工作者可以了解自己參與課題的進(jìn)展和最新信息，還可以上傳自己的個(gè)人資料、照片、日志等私人信息。

圖2 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的功能結(jié)構(gòu)示意圖

4.科研協(xié)作工具系統(tǒng)：為體育科研工作者科研協(xié)作的即時(shí)交流工具，包括協(xié)同編輯、即時(shí)通訊、數(shù)據(jù)計(jì)算等功能。

5.學(xué)術(shù)會(huì)議管理系統(tǒng)：主要提供體育學(xué)術(shù)會(huì)議信息、會(huì)議注冊(cè)和會(huì)議投稿等功能。

6.科研資料在線系統(tǒng)：主要提供體育科研數(shù)據(jù)的采集、傳輸和共享服務(wù)。

7.科研儀器共享系統(tǒng)：是平臺(tái)的另一個(gè)核心系統(tǒng)，該模塊主要完成昂貴體育科研儀器的信息發(fā)布和查詢，儀器服務(wù)的申請(qǐng)和受理，以及儀器使用的統(tǒng)計(jì)分析等功能。

4 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的技術(shù)分析

4.1 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的技術(shù)分析

根據(jù)我國(guó)體育科研對(duì)科研項(xiàng)目、大型儀器和科研人員的協(xié)作需求，本平臺(tái)采用B／S結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行架構(gòu)，采用C＃、ASP.NET作為平臺(tái)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，SQL Server 2005作為平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。平臺(tái)在邏輯構(gòu)架上采用微軟推薦的分層式三層結(jié)構(gòu)構(gòu)架即表示層（UI）、業(yè)務(wù)邏輯層（BLL）和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層（DAL）［12，13］。

4.2 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)用戶角色與權(quán)限設(shè)計(jì)

我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)根據(jù)系統(tǒng)的使用情況和權(quán)限，把平臺(tái)的用戶分為：項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目成員、專家、普通訪客和系統(tǒng)管理員5種類型（表1），不同的用戶角色享有不同的用戶權(quán)限［7，21］。

表1 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)角色職能一覽表

5 我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)主要功能模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

5.1 體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

5.1.1 體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)的工作模式分析

體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)的工作模式（圖3）是最初由體育科研項(xiàng)目負(fù)責(zé)人發(fā)布項(xiàng)目信息，并根據(jù)科研項(xiàng)目的需要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃，制定項(xiàng)目的研究計(jì)劃，組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，然后項(xiàng)目負(fù)責(zé)人按照項(xiàng)目的不同階段，劃分流程，并對(duì)項(xiàng)目成員分配任務(wù)。在項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，可以讓對(duì)項(xiàng)目感興趣的人通過(guò)申請(qǐng)，加入項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目成員則可以通過(guò)相互間合作交流，協(xié)同工作完成任務(wù)。在此過(guò)程中，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)項(xiàng)目的進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)項(xiàng)目進(jìn)行到一定階段，可要求項(xiàng)目成員提交進(jìn)度報(bào)告，或者邀請(qǐng)專家對(duì)項(xiàng)目的階段成果進(jìn)行評(píng)審，根據(jù)得出的結(jié)果，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人可以采取相應(yīng)的措施，如改進(jìn)項(xiàng)目，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整計(jì)劃，重新劃分流程，分配任務(wù)等，從而使體育科研項(xiàng)目的開(kāi)展成良性循環(huán)，直至完成項(xiàng)目，進(jìn)行項(xiàng)目的最終評(píng)審，宣告項(xiàng)目結(jié)束［3，17，22］。

圖3 體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)的工作模式示意圖

5.1.2 體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)總體使用Photoshop和Dreamweaver等軟件進(jìn)行界面設(shè)計(jì)和菜單組織，使得系統(tǒng)界面美觀，方便進(jìn)行功能之間的切換，具有很好的操作性和觀賞性［14，16，20］。系統(tǒng)主功能界面包括導(dǎo)行菜單、項(xiàng)目查詢選擇區(qū)、項(xiàng)目顯示列表、項(xiàng)目詳情等多個(gè)功能區(qū)和工具欄（圖4）。

圖4 體育科研項(xiàng)目協(xié)作系統(tǒng)界面

5.2 體育科研儀器共享系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

體育科研儀器共享系統(tǒng)結(jié)合體育科研工作者對(duì)儀器的應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)了大型儀器設(shè)備信息管理，日常運(yùn)行工作管理，以及用戶在網(wǎng)上對(duì)儀器設(shè)備使用的預(yù)約等服務(wù)。體育科研儀器共享系統(tǒng)的主要功能包括信息的發(fā)布和查詢、使用者與擁有者之間的互動(dòng)、儀器服務(wù)申請(qǐng)、儀器服務(wù)受理、儀器預(yù)約服務(wù)、儀器統(tǒng)計(jì)分析等功能（圖5）。

5.3 個(gè)人空間系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

個(gè)人空間系統(tǒng)（圖6）是平臺(tái)的重要子系統(tǒng)，它記錄了體育科研項(xiàng)目從建立到最終評(píng)審的全過(guò)程。通過(guò)該模塊科研工作者可以了解到個(gè)人參與和管理的科研項(xiàng)目以及自己科研項(xiàng)目的進(jìn)度、計(jì)劃等信息。通過(guò)個(gè)人空間項(xiàng)目負(fù)責(zé)人可以把項(xiàng)目任務(wù)分發(fā)給項(xiàng)目組成員，同時(shí)，要求項(xiàng)目組成員每隔一定時(shí)間在系統(tǒng)內(nèi)提交一份進(jìn)度報(bào)告［24，25］。

圖5 體育科研儀器共享系統(tǒng)界面

圖6 個(gè)人空間主界面

6 小結(jié)

我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)是專門(mén)為體育科研團(tuán)隊(duì)提供的綜合性資源共享和協(xié)作平臺(tái)，本文在分析當(dāng)前體育科研工作的基礎(chǔ)上，提出了構(gòu)建我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的設(shè)想，并依據(jù)此設(shè)想詳細(xì)探討了我國(guó)體育科研協(xié)作平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)原則、功能結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)方法等。體育科研協(xié)作平臺(tái)的建設(shè)不僅要解決技術(shù)問(wèn)題，還需要有相應(yīng)的制度、法規(guī)提供支持。本研究作為我國(guó)體育科研協(xié)作研究的初步嘗試，下一步還需要在體育科研合作現(xiàn)狀，科研合作管理辦法和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面做更深入的研究。

［1］李盛竹.科研全球化背景下的我國(guó)高校國(guó)際科技合作對(duì)策［J］.社會(huì)科學(xué)家，2010，（10）：63－66.

［2］陸芳.高?？蒲泻献骶W(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建及其知識(shí)流動(dòng)研究［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2007.

［3］阮蘭娟.基于課題的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作學(xué)習(xí)及其支持環(huán)境的設(shè)計(jì)研究［D］.桂林：廣西師范大學(xué)，2007.

［4］邵曉晨.大型儀器設(shè)備協(xié)作共用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.鄭州：河南師范大學(xué)，2009.

［5］孫坦，黃國(guó)斌，張智雄，等.數(shù)字化科研——e－Science研究［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2009：1－5.

［6］王賢文，丁堃，朱曉宇.中國(guó)主要科研機(jī)構(gòu)的科學(xué)合作網(wǎng)絡(luò)分析——基于Web of Science的研究［J］.科學(xué)研究，2010，（12）：1806－1811.

［7］許哲平，崔金鐘，覃海寧，等.中國(guó)生物多樣性e－Science平臺(tái)建設(shè)構(gòu)想［J］.生物多樣性，2010，18（5）：480－488.

［8］于書(shū)紅.高校科研團(tuán)隊(duì)網(wǎng)上協(xié)作研究平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.金華：浙江師范大學(xué)，2007：1－3.

［9］張學(xué)義，胡興雨，吳俊，等.基于興趣的科研合作網(wǎng)絡(luò)演化模型［J］.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2010，46（30）：104－107.

［10］趙建華.Web環(huán)境下智能協(xié)作學(xué)習(xí)系統(tǒng)構(gòu)建的理論與方法［D］.廣州：華南師范大學(xué)，2002：93－96.

［11］趙志立.基于e－Science的抽象科學(xué)工作流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2009：21－25.

［12］ANDRONICO GIUSEPPE，ARDIZZONE VALERIA，BARBERA ROBERTO，etal.E－Infrastructures for e－science：a global view［J］.J Grid Compu，2011，9（2）：155－184.

［13］BELLOUM ADAM，INDA MARCIA A，VASUNIN DMIT－RY，etal.Collaborative e－science experiments and scientific workflows［J］.IEEE Internet Comput，2011，15（4）：39－47.

［14］BOSIN ANDREA，DESSI NICOLETTA，PES BARBARA.Extending the SOA paradigm to e－science environments［J］.Future Gener Comp SY，2011，27（1）：20－31.

［15］CARDILLOA A，LATORA S S V.Atopological analysis of scientific coauthorship networks［J］.Phy A，2006，372：333－339.

［16］FOSTER MARCUS P.The next 50years of the SI：a review of the opportunities for the e－science age［J］.Metrologia，2010，47（6）：R41－R51.

［17］KURNIAWAN DONNY，ABRAMSON DAVID.Isengard：an infrastructure for supporting e－science and grid application development［J］.ConcurR Comp－Pract E，2011，23（4）：390－414.

［18］LUDASCHER BERTRAM，ALTINTAS ILKAY，BERKLEY CHAD，etal.Scientific workflow management and the kepler system［J］.Concurr Comp－Pract E，2006，18（10）：1039–1065.

［19］MARTIN ELAINE RUSSO，KAFEL DONNA.Response to neil rambo’s editorial："e－science and biomedical libraries"［J］.JMLA，2010，98（1）：5－5.

［20］PEACHEY TOM，MASHKINA ELENA，LEE CHONGYONG，etal.Leveraging e－science infrastructure for electrochemical research［J］.Philos T Roy Soc A，2011，369（1949）：3336－3352.

［21］SPENCER DIMITRINA，ZIMMERMAN ANN，ABRAMSON DAVID.Special theme：project management in e－science：challenges and opportunities［J］.Comput Supp Coop W J，2011，20（3）：155－163.

［22］SUN YI，WANG LIZHE，JIE WEI，etal.Research in e－science：current status and future direction［J］.Comput Syst Sci eng，2011，26（3）：151－152.

［23］ZANG TIANYI，CALINESCU RADU，KWIATKOWSKA MARTA.Metamodel－driven SOA for collaborative e－science application［J］.Comput Syst Sci Eng，2011，26（3）：215－226.

［24］ZHOU T，WANG B H，JIN Y D，etal.Modelling collaboration networks based on nonlinear preferential attachment［J］.Phys C，2007，18：297－314.

［25］Z ZHAO，A BELLOUM，M BUBAK.Special section on workflow systems and applications in e－science［J］.Future Gener Comp SY，2009，25（5）：525－527.

The Design and Development of China Sports Scientific Research Cooperation Platform Based on E－science Paradigm

MA Yun－chao1，2，WANG Pei－yong1，SUN Jin－h(huán)ai2

E－science research is a brand new research collaboration pattern emerged in the information age.Compared with traditional research methods，E－science provides great developing space for the sharing and exchanging of scientific research.This paper illustrates a B／S structure based method of designing and implementing sports science collaboration platform applying E－science theory.The platform originates from sports research reality，whose function modules include sports research project collaborating system，sports research instruments sharing system，sports researcher communication system，etc.The platform solves key techniques concerning sports researchers’scientific research project cooperation，scientific research resources integration，scientific research process control，and provides the possibility to sports researchers for scientific cooperation and innovation.

sports；scientificresearch；cooperation；E－science

G80－05

A

1000－677X（2012）02－0088－06

2011－10－14；

2011－ －

全國(guó)教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題（DLA080206）；山東省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（2009RKB306）。

馬運(yùn)超（1980－），男，山東棗莊人，講師，在讀博士研究生，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)信息采集與分析，Tel：（0537）4458973，E－mail：mayunchaoqf＠163.com；王培勇（1953－），男，河南南陽(yáng)人，教授，博士，研究方向?yàn)轶w育教育訓(xùn)練及生物醫(yī)學(xué)工程，Tel：（010）62784963，E－mail：wangpy＠tsinghua.edu.cn；孫晉海（1962－），男，山東棗莊人，教授，碩士，研究方向?yàn)轶w育管理與體育系統(tǒng)工程，Tel：（0537）4455200，E－mail：sunjinhai＠126.com。

1.清華大學(xué)體育部，北京100084；2.曲阜師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院，山東曲阜273165

1.Department of Physical Education，Tsinghua University，Beijing 100084，China；2.Institute of Sports Science，Qufu Normal University，Qufu 273165，China.