面向铁路行业的多租户SaaS云教育培训平台设计

赵会军 张力 胡召华 吕天航 成腾

摘  要：面向铁路行业的云教育培训平台是数字经济时代支撑铁路行业企业教育培训高质量发展的重要基础。文章分析了铁路行业企业由内部管理需求主导的三种教育培训系统服务模式及其在响应行业企业教育培训信息化需求方面存在的不足，提出基于共享服务的铁路教育培训信息化服务模式，以及适应用户不同网络环境的多租户SaaS云教育培训平台架构模式、主要结构和基础业务功能，包括培训管理、在线学习、在线考试、线下办班、教育管理等，进而为提升铁路行业企业教育培训信息化水平提供支持。

关键词：铁路教育培训；云培训平台；多租户；SaaS模式；共享服务；培训管理

中图分类号：TP311  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2023）08-0130-04

Abstract： The cloud education & training platform for the railway industry is the important foundation for supporting the high-quality development of education and training of railway enterprises in the era of digital economy. This paper analyzes three types of education and training system service modes dominated by internal management needs of railway industry enterprises and their shortcomings in responding to the education and training informatization needs of industry enterprises. It proposes a railway education and training informatization service mode based on shared services， as well as a multi-tenant SaaS cloud education and training platform architecture mode， main structures， and basic business functions suitable for different network environments of users， including training management， online learning， online exams， offline classes， education management， etc.， thereby providing support for improving the informatization level of education and training in the railway industry enterprises.

Keywords： railway education & training; cloud training platform; multi-renter; SaaS mode; shared service; training management

0  引  言

新時代铁路高质量发展对员工教育培训的力度和水平不断提出更高要求。面对分布在铁路行业企业多级组织、多专业领域的庞大体量员工以及疫情防控常态化、行业知识更新工程、学习环境与习惯转变等新形势新趋势，铁路行业企业不仅需要为员工提供更加丰富的学习手段，还需要充分利用信息化手段改进传统的线下培训、提高教育培训管理质量与水平。由于管理体制机制变化的历史特点，铁路行业企业从无到有探索开展了的教育培训系统建设实践，形成了以内部管理需求为导向的教育培训平台服务模式，例如有机关业务部门主导的面向本专业教育培训内容的专业教育培训系统，也有二级单位主导的面向本单位的综合性教育培训系统，还有专业培训机构主导的支撑培训办班业务的教育培训系统。这些系统及其服务模式定位于满足局部业务需求，无法及时满足铁路企业整体以及行业不断扩展的教育培训信息化需求，例如新应用快速研发、教学资源共建共享、促进教育培训大数据管理、推动教育培训服务质量提升，等等。另一方面，基于云计算的多租户SaaS（Software-as-a-Service）云平台由于其良好的灵活性、可靠性、可扩展性等显著优势[1]，在更好满足铁路行业教育培训信息化需求方面呈现出巨大潜力[2]，并具有可操作性。鉴此，本文研究面向铁路行业的云教育培训平台服务模式及架构模式、功能体系等设计问题，具有重要现实意义。

已有相关研究主要包括教育培训信息化和行业云平台技术研究两个方面。企业教育培训信息化方面，人们主要关注在线培训作用以及教育培训系统功能等。例如，陈诚等[3]实证研究表明数字化培训有助于提升班组长岗位胜任力；邢志祥等[4]指出要发展企业在线安全生产培训；赵会军等[5]提出铁路企业智能培训架构体系。这些研究对于丰富和完善铁路企业教育培训平台的功能体系提供了基础。行业云平台技术方面，人们主要关注云计算的优势以及云平台的架构设计等。例如，张晓宇和王蓉蓉[6]提出基于云计算改进在线学习、在线考试的系统性能；韦忠庆等[7]提出SaaS模式的在线考试系统设计；郭歌等人[8]提出了面向行业云的铁路工程管理平台多租户SaaS架构模式，等等。这些研究为本文设计铁路云教育培训平台架构模式等提供了重要借鉴。总体来看，有关铁路行业云教育培训平台的研究工作尚不多，为此本文研究有助于进一步丰富相关理论。

1  教育培训系统服务模式现状

当前铁路企业员工教育培训系统服务模式主要有三种，即由专业管理部门主导的专业性教育培训系统模式（简称机关部门主导模式），内部所属单位主导的面向本单位的综合性教育培训系统服务模式（简称二级单位主导模式），以及由专业培训机构主导的教育培训系统服务模式（简称培训机构主导模式）。

1.1  机关部门主导模式

专业管理部门尤其是铁路企业本级职能或业务部门对该专业从业人员承担有教育培训职责，也具有本专业最丰富的教育培训资源和相对权威的需求分析、方案设计能力，鉴于此，建立了一些由业务或者职能部门主导的教育培训系统，主要功能聚焦在在线学习、考试和一些基础的培训管理等方面。这类教育培训系统能够较好地支撑本专业的学习培训活动开展，但是在培训管理以及跨专业资源共享等方面较弱，并且独立部署，功能之间存在较大的重复性。

1.2  二级单位主导模式

铁路企业内部二级单位甚至三级单位，尤其是具有独立经营主体的所属单位，除了参与上级专业或管理部门组织的集中培训活动以外，自身还需要开展本单位内部的其他教育培训活动，鉴于此，一些所属单位主导建立了满足自身开展教育培训活动需要的系统，主要功能也主要聚焦在在线学习、考试和一些基础的培训管理等方面。这类教育培训系统能够让所属单位根据自身的教育培训资源和计划灵活开展网上学习、考试等，通常也是独立部署。

1.3  培训机构主导模式

铁路企业内部培训基地、党校等專业培训机构为了承担教育培训任务以及自身自主开展行业性教育培训项目，建立了自己的教育培训系统。这类系统除了具有在线学习、考试等常见功能外，还侧重于教育培训师资、教材、资料以及办班过程管理。但是，由于其业务聚焦在整个教育培训活动的实施环节，而且基本上都是独立部署，这类平台往往不能满足教育培训主办单位自身其他的教育培训管理需要，例如与人才管理的衔接、培训计划制定、培训电子档案、电子证书管理等。

1.4  三种服务模式分析

从教育培训业务覆盖来看，二级单位主导模式在系统功能模块理论上相对较多，培训机构主导模式次之，机关部门主导模式往往功能模块最少。从促进教育培训上下游多主体之间资源共享和方式手段创新应用的角度来看，机关部门主导模式效率更高。由于三种模式服务对象略有差异，应用创新的侧重点也不尽相同。然而，无论哪种模式，对于铁路企业整体以及行业不断扩展的教育培训信息化需求，都存在完备性不足、灵活性不够、可扩展性较差等问题，制约了铁路行业企业教育培训信息化高质量发展。

2  平台共享服务模式及架构模式

2.1  服务模式

基于共享服务的教育培训信息化服务模式是铁路教育培训信息化发展的趋势。基于共享服务理念，通过统一平台向各类租户动态提供教育培训各项应用服务，既可以解决铁路行业教育培训资源共享、实施过程协同协作、大数据综合利用等促进铁路行业企业高质量发展的业务问题，又可以促进铁路教育培训信息化专业化发展，使其功能体系不断完备，推动应用创新生态良性运转，并且随着铁路教育培训数字化转型推进，其优势和潜力还会进一步显现。

平台以云服务方式向铁路行业企业提供面向各种教育培训活动的信息化、数字化支持，其用户主要包括不同企业本级的机关人事和业务部门、下属单位的机关和业务部门、专业培训机构等单位或部门、员工等。对于同一个企业来讲，内部各部门、所属单位及专业培训机构等之间围绕培训项目进行协作。不同铁路企业之间可以通过平台开展教学资源共享。平台的应用系统覆盖铁路企业干部、职工教育培训的各类业务活动。

2.2  架构设计

为了最大程度发挥平台的作用和价值，其架构设计需要满足一些基本需求：一是平台的租户包括单位、部门、机构，用户可以在不同组织中担当角色。二是应用系统需要能够支撑多租户，租户间充分共享教学、数据等资源。三是在满足用户需要的同时，租户间应该保护私密性。四是为应对不同企业教育培训管理模式、流程的差异性等，平台应提供统一平台配置管理服务。

平台的架构模式如图1所示。由一个平台技术支撑单位和多个SaaS应用系统研发单位同时面向不同的铁路企业、部门、培训机构等各类租户提供SaaS服务。租户及其用户在公网环境和内网（铁路企业内部专网）环境下都可以使用SaaS服务。平台提供统一的配置管理中心和数据分析应用、音视频等基础平台。为了促进铁路企业教育培训平台与其他系统之间的协同协作，图1中的数据分析应用、音视频等基础平台也可以与其他人力资源管理系统、统一用户管理平台等进行集成。

3  平台结构及功能体系

3.1  功能框架设计

平台为铁路企业员工提供泛在丰富的教育培训方式，并支撑实现教育培训管理数字化。平台由若干个耦合度较低的子系统构成，各个子系统根据需要在公有云和私有云进行应用部署，并通过数据交换实现必要的数据同步。各个子系统均支持移动端操作以最大程度提升用户使用体验。平台根据需要实现字段级、表级、数据库级别的数据隔离，为不同租户提供独立服务。

在功能体系方面，平台覆盖铁路教育培训的计划、实施、监控、评价以及结果管理等全过程，支持线上、线下以及混合式培训学习，也支持非正式学习和正式学习，能够灵活管控用户对功能和数据的使用权限。从业务角度出发，平台至少包括培训管理、在线学习、在线考试、线下办班、教育管理五大业务模块。平台的功能结如图2所示。

3.2  详细设计

3.2.1  培训管理模块

主要支撑教育培训管理者开展培训规划、培训过程监督、培训绩效评估等决策与管理活动。平台需要包含培训需求调查、培训计划管理、培训过程监控、教学资源管理、培训费用管理、培训档案管理、电子证书管理等核心功能。在功能实现方面，需要不断加强大数据和人工智能技术的运用，以提升基于数据开展培训决策与培训活动管理的综合能力。

3.2.2  在线学习模块

为学员提供通过不同网络环境开展在线学习的手段，是平台应用最频繁的功能之一。随着新一代信息技术快速发展，从文档学习、视频点播学习，到直播学习、音视频互动学习、虚拟现实仿真学习等在线学习方式不断创新发展。平台的在线学习模块需要能够实现这些学习方式，并且保持较好的功能扩展性。

3.2.3  在线考试模块

在线考试的核心功能相对比较明确，例如题库管理、组卷、考试答题、考试监控、成绩管理等。但是结合实际，在线考试有不同的应用场景，例如，有时候是作为适应性培训的结业考核，不需要严格的身份验证、过程留痕等；有时候作为一项资格性考试或考核，需要参照传统的机考进行身份验证、智能监考、过程留痕等功能。

3.2.4  线下办班模块

为线下组织实施培训班提供全过程信息化支持。平台需要包含班级管理、课程管理、报名管理、缴费管理、报到管理、考勤管理、考核管理、培训评估、总结等核心功能。在报名、缴费、报到、考勤等环节需要能够支持各类智能终端操作。

3.2.5  教育管理模块

为铁路企业组织推荐员工攻读硕士博士等研究生教育提供全程信息化支持。平台需要包含项目管理、员工推荐、费用报销、证书登记等管理功能，能够与教育机构或高校进行数据交换等。

系统界面设计示例如图3、图4所示。

4  测试分析

平台基于V模型进行测试设计，测试阶段由单元测试、集成测试、系统测试组成。单元测试主要采用白盒测试结合代码走查的方式进行，重点关注软件系统在描述、表示和规格上的错误；集成测试采用黑盒测试方法，主要关注系统各个模块之间数据的正常通信。

系统测试包括功能测试、性能测试以及安全测试，安全测试旨在通过模拟黑客可能使用的攻击技术和漏洞发现技术，对目标系统的安全做深入的探测，找出系统存在的安全漏洞，分析安全漏洞对系统的威胁，评估信息系统存在的安全风险；功能测试采用黑盒测试方法，通过对平台进行测试需求分析，主要从业务逻辑、功能逻辑、输入输出验证三个方面对平台进行功能性测试，覆盖功能完备性、功能正确性、功能适合性、功能依从性等质量特性；性能测试采用Loadrunner 12工具开展性能效率测试，根据性能效率要求设計测试场景，通过录制回放技术生成测试脚本，执行性能效率测试并记录测试结果，分析系统的并发用户数、事务响应时间、吞吐量（TPS）等情况，判断是否满足性能效率指标要求。

5  结  论

数字化教育培训是现代企业员工教育培训的发展趋势。教育培训平台在铁路企业人力资源建设中的地位和作用日趋突出。基于多租户SaaS模式的教育培训平台不仅可以更好地满足铁路企业各类教育培训主体的功能需求，还可以促进教育培训资源共享、促进数据价值挖掘、促进模式创新和技术应用创新，有望持续赋能铁路企业教育培训工作高质量发展。未来，一方面要加强平台上的应用创新，尤其是基于虚拟现实、人工智能等新技术的应用研发；另一方面要加强对平台数据的分析应用，增强理论引领作用发挥。

参考文献：

[1] 徐泉，王良勇，刘长鑫.工业云应用与技术综述 [J].计算机集成制造系统，2018，24（8）：1887-1901.

[2] RAUCH E，SEIDENSTRICKER S，DALLASEGA P，et al. Collaborative Cloud Manufacturing： Design of Business Model Innovations Enabled by Cyberphysical Systems in Distributed Manufacturing Systems [J].Journal of Engineering，2016，2016：1-12.

[3] 陈诚，李文华，陈国福，等.数字化培训提升施工班组长岗位胜任力的实证研究 [J].铁道科学与工程学报，2022，19（2）：554-561.

[4] 邢志祥，王安可，钱辉.企业在线安全培训模式的研究进展 [J].安全与环境工程，2018，25（2）：115-120.

[5] 赵会军，张力，刘维新.铁路企业智能培训体系研究 [J].继续教育研究，2022（4）：68-71.

[6] 张晓宇，王蓉蓉.基于云计算的企业管理培训系统优化设计 [J].现代电子技术，2020，43（18）：22-25.

[7] 韦忠庆，袁煜，蔡军.基于SaaS模式的分布式在线考试系统设计 [J].现代电子技术，2019，42（12）：48-51+56.

[8] 郭歌，王万齐，刘北胜.面向行业云的铁路工程管理平台架构研究 [J].北京交通大学学报，2020，44（2）：44-51.

作者简介：赵会军（1982—），男，汉族，山西太原人，副研究员，博士研究生，研究方向：现代教育培训技术、信息技术应用；张力（1972—），男，汉族，湖南常德人，高级工程师，硕士研究生，研究方向：产业经济学、人力资源管理；胡召华（1973—），男，汉族，安徽太湖人，副研究员，硕士研究生，研究方向：信息技术应用；吕天航（1990—），男，汉族，北京人，助理研究员，硕士研究生，研究方向：现代教育培训技术、信息技术应用；成腾（1992—），男，汉族，北京人，助理研究员，硕士研究生，研究方向：现代教育培训技术、信息技术应用。