蘇里格氣田管網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)平臺的構(gòu)架與開發(fā)

石萬里 劉祎 常鵬 徐源

【摘要】為了確保蘇里格氣田大規(guī)模化生產(chǎn)調(diào)度、搶險指揮的高效運行和有效控制，達到提高管理水平、精簡組織機構(gòu)、減少勞動強度、降低操作成本的目的，開發(fā)了蘇里格氣田管網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)平臺。該系統(tǒng)具有開放的數(shù)據(jù)庫管理結(jié)構(gòu)、可視化圖形界面、信息查詢和檢索、管網(wǎng)系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化以及管網(wǎng)運行狀況的動態(tài)監(jiān)測，使氣田地面系統(tǒng)利用數(shù)字信息輔助管理和決策，提高管理工作的科學(xué)化、規(guī)范化水平，為生產(chǎn)指揮調(diào)度和運行管理提供科學(xué)依據(jù)，對提高氣田經(jīng)營管理決策水平具有重要的應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】蘇里格氣田 管網(wǎng)優(yōu)化 平臺構(gòu)架

1 管網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)的框架設(shè)計方案

管網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)的框架設(shè)計以蘇里格氣田數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，涵蓋如下內(nèi)容：

1.1 地面管網(wǎng)優(yōu)化運行子系統(tǒng)構(gòu)架模式

在客戶/服務(wù)器（Client/ Server，C/S）結(jié)構(gòu)下，系統(tǒng)被分成前臺（客戶機）和后臺（服務(wù)器）兩部分，應(yīng)用處理由客戶端完成，數(shù)據(jù)訪問和事務(wù)處理由服務(wù)器承擔(dān)。C/ S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于：

（1）可靠的數(shù)據(jù)完整性和安全性控制；

（2）高效的聯(lián)機事務(wù)處理性能；（3）很好的開放性和易擴充性；

（4）高效的應(yīng)用程序開發(fā)。隨著Internet的快速發(fā)展，出現(xiàn)了基于Web的瀏覽器/服務(wù)器模型（Browser/Server，B/S），該模型是把C/S模型的服務(wù)器端進一步深化，分解成一個應(yīng)用服務(wù)器（Web服務(wù)器）和一個或多個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，從而形成一個類似三層C/S模型，適用于信息的瀏覽、查詢與發(fā)布和輔助決策支持，而C/S體系結(jié)構(gòu)適用于信息管理、工程計算分析等事務(wù)處理。蘇里格氣田數(shù)字化生產(chǎn)管理系統(tǒng)涉及數(shù)據(jù)信息量大，要求處理速度快，基于此特點，為了節(jié)省工作量，維護數(shù)據(jù)的完整性與可靠性，保證系統(tǒng)運行高效，蘇里格氣田地面管網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)選擇C/S和B/S混合模式的系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，既發(fā)揮傳統(tǒng)C/S模式成熟技術(shù)，又避免建立三層C/S模式的高昂代價，同時能借助Internet技術(shù)，充分發(fā)揮B/S模式的優(yōu)點。

1.2 開發(fā)語言及數(shù)據(jù)庫的選擇

為保證系統(tǒng)具有良好的開放性和安全性，選用C#和ASP編程語言作為開發(fā)工具，縮短開發(fā)總周期，提高開發(fā)效率。C#是Visual Studio.NET中引入的一種新的編程語言，從C和C++演變而來，是一種簡單、現(xiàn)代、類型安全和面向?qū)ο蟮恼Z言，適合開發(fā)運行于.NET平臺上的，范圍廣泛的企業(yè)級應(yīng)用程序。ASP即活動服務(wù)器頁面（Active ServerPage），是一種用于WWW服務(wù)的服務(wù)器端腳本環(huán)境，具有開發(fā)簡單、功能強大等優(yōu)點，利用它可以將HTML標(biāo)簽和文本，腳本命令及ActiveX組件混合在一起構(gòu)成ASP頁，以此來生成動態(tài)網(wǎng)頁，創(chuàng)建交互式的Web站點，而不需要進行復(fù)雜的編程[7]。

服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫選擇SQLServer7.0，該數(shù)據(jù)庫具有如下優(yōu)點：

（1）可伸縮結(jié)構(gòu)，從單處理器到多處理器的硬件，用以滿足未來業(yè)務(wù)的需要；

（2）高性能結(jié)構(gòu)，利用Windows NT可得到更大的傳輸量和更快的響應(yīng)時間；

（3）方便系統(tǒng)管理，利用省時的圖形化工具，降低了對系統(tǒng)管理員的技術(shù)要求，使系統(tǒng)便于維護；

（4）強化安全的事務(wù)處理能力，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，它能保護數(shù)據(jù)不丟失；

（5）網(wǎng)絡(luò)集成環(huán)境，可使用通用的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

1.3 基于角色的用戶權(quán)限管理

信息用戶權(quán)限的管理一般包括用戶密碼、崗位角色、操作權(quán)限等，主要涉及數(shù)據(jù)庫的安全使用和對功能模塊的操作權(quán)限。不同的用戶具有不同的權(quán)限，隨著用戶崗位角色的變化，其權(quán)限也需要變化。為了適應(yīng)用戶人員變動的靈活性，提高系統(tǒng)的安全性和自適應(yīng)性，并且保持系統(tǒng)操作的繼承性，采用基于角色的用戶權(quán)限管理。

在基于角色的用戶權(quán)限管理中，系統(tǒng)管理員可以對用戶賦予一種或幾種崗位角色，從而易于分配擁有該崗位的用戶的操作權(quán)限，即增加了一些管理使系統(tǒng)更規(guī)范且不破壞其靈活性，使得管理更為方便。依據(jù)氣田管網(wǎng)數(shù)字化管理的業(yè)務(wù)模型，可以做出如圖1所示系統(tǒng)角色設(shè)計。圖中n表示用戶與崗位角色、崗位角色與操作權(quán)限之間皆為多對多的關(guān)系。

圖1 用戶、崗位角色和操作權(quán)限關(guān)系圖2 管網(wǎng)優(yōu)化運行子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、特點及應(yīng)用推廣

2.1 系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)及主界面

由系統(tǒng)界面、后臺數(shù)據(jù)庫和計算控件三部分組成，其中后臺數(shù)據(jù)庫是連接界面和計算內(nèi)核的紐帶，而界面本身是用戶和軟件計算內(nèi)核進行人—機交流的窗口。用戶使用軟件的過程是在界面上進行的，計算內(nèi)核的運行過程對用戶是隱蔽的。

在系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo)、用戶需求以及結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，開發(fā)了蘇里格氣田地面管網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)，其主界面如圖2所示。圖2 蘇里格氣田地面管網(wǎng)優(yōu)化運行系統(tǒng)

主界面

2.2 系統(tǒng)基本功能

為了實現(xiàn)蘇里格氣田地面管網(wǎng)動態(tài)信息的數(shù)字化管理，根據(jù)生產(chǎn)工作中的實際業(yè)務(wù)流程和數(shù)據(jù)管理流程，開發(fā)了系統(tǒng)的各項功能。

2.2.1 地質(zhì)配產(chǎn)數(shù)據(jù)查詢

地質(zhì)配產(chǎn)方案是管網(wǎng)輸送能力校核的基礎(chǔ)，為更有效整合資源，地面管網(wǎng)子系統(tǒng)系統(tǒng)與地質(zhì)專家子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行了對接，實現(xiàn)了地質(zhì)配產(chǎn)數(shù)據(jù)的鏈接，利用這種方式在大幅度節(jié)約數(shù)據(jù)庫建設(shè)的工作量的同時還能減少數(shù)據(jù)校驗的工作環(huán)節(jié)。用戶可在系統(tǒng)界面通過報表、柱狀圖和餅圖等直觀形式查詢各個區(qū)塊的配產(chǎn)數(shù)據(jù)，以及區(qū)塊所轄管線、集氣站設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。