面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

武鵬++李文倚++龐長才++劉小白

摘要：基于.NET平臺，應(yīng)用Spread組件進行二次開發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺。該數(shù)據(jù)共享平臺實現(xiàn)了批量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)協(xié)同共享和綜合查詢計算比選功能，有效解決了平臺機械電氣設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)難以匯總、集成、共享和計算比選的問題。

關(guān)鍵詞：海上平臺；機械電氣；批量采集；數(shù)據(jù)共享

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）09-0029-02

1 背景

海洋石油領(lǐng)域在多年積累的基礎(chǔ)上逐步形成了建立在各類設(shè)計數(shù)據(jù)之上的海上平臺機械電氣設(shè)備的設(shè)計理念與方法。但隨著海洋石油事業(yè)的快速發(fā)展，已建和在建海上生產(chǎn)平臺快速增加，海上平臺機械電氣設(shè)備的設(shè)計和管理逐漸面臨一些新的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為：1）海上平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)還未能有效匯總，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計人員在實際工作中不能快速地利用積累的設(shè)計數(shù)據(jù)；2）各類設(shè)備參數(shù)、設(shè)計數(shù)據(jù)、成熟的設(shè)計成果無法及時共享和比選；3）難以快速有序地開展前期研究電氣相關(guān)計算工作。目前面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享還缺乏成熟的解決方案與應(yīng)用。

為了解決上述問題，為海上平臺機械電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計提供數(shù)據(jù)與信息支持，提升專業(yè)設(shè)計人員的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平，提高工作質(zhì)量和工作效率。有必要建立數(shù)據(jù)共享平臺以完成平臺機械設(shè)備參數(shù)、電氣設(shè)備信息數(shù)據(jù)和設(shè)計資料的收集整理工作[1]，并掌握各類型各階段設(shè)備參數(shù)的變化情況，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合檢索查閱及設(shè)備比選，規(guī)范常用電氣計算方法。

本文面向海上平臺機械電氣設(shè)備設(shè)計領(lǐng)域，基于.NET平臺，應(yīng)用Spread組件進行二次開發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)了批量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)協(xié)同共享和綜合查詢計算比選功能，形成了面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺，解決了實際問題。

2 數(shù)據(jù)共享平臺總體邏輯結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)共享平臺總體邏輯結(jié)構(gòu)如下圖1所示：

主要包含三個部分：數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和綜合查詢計算比選系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)采集接口完成平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)的批量采集，包括五個構(gòu)件：1）數(shù)據(jù)有效性檢查器：對數(shù)據(jù)進行有效性檢查；2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：將不同類型的數(shù)據(jù)依據(jù)不同管理需求轉(zhuǎn)換成滿足條件的待存儲的數(shù)據(jù)；3）數(shù)據(jù)預(yù)覽器：對待存儲的數(shù)據(jù)進行在線預(yù)覽；4）內(nèi)置計算器：對數(shù)據(jù)進行簡單的處理和計算；5）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲器：實現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量存儲。其中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)進行管理，包括三個組成部分：1）數(shù)據(jù)訪問權(quán)限控制器：對所有數(shù)據(jù)按權(quán)限進行存取等訪問控制；2）基本信息管理：主要對油氣田、平臺和水下井口三類數(shù)據(jù)對象的基本信息進行管理，形成分層分類型的管理方式；3）具體數(shù)據(jù)對象管理：包括平臺和水下井口兩大類相關(guān)若干小類的數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)訪問主體對相應(yīng)數(shù)據(jù)對象的在線查看、編輯、導(dǎo)出、下載等操作，形成數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作模式。其中綜合查詢計算比選系統(tǒng)從數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中抽取數(shù)據(jù)，按需查詢滿足條件的設(shè)計方案并進行相關(guān)數(shù)據(jù)的計算和比選，包括六個組成部分：1）數(shù)據(jù)抽取器：從數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)；2）數(shù)據(jù)檢查器：對從數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中提取的數(shù)據(jù)進行有效性檢查；3）結(jié)果顯示器：根據(jù)不同的顯示需要組織數(shù)據(jù)進行顯示；4）數(shù)據(jù)處理器：對數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理；5）計算統(tǒng)計器：對數(shù)據(jù)進行計算和統(tǒng)計；6）比選器：對滿足一定條件的設(shè)計數(shù)據(jù)進行對比以供選擇。

3 數(shù)據(jù)共享平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

本文設(shè)計實現(xiàn)了面向平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺，整個平臺采用B/S架構(gòu)[2]。數(shù)據(jù)采集接口對于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)分別使用了ADO.NET和基于FTP協(xié)議的ActiveX技術(shù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通過Spread for Web Forms組件技術(shù)，以類似Excel電子表格的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多sheet批量導(dǎo)入。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以文件系統(tǒng)的形式通過FTP進行物理存儲，同時以油氣田ID、平臺ID、水下井口ID為辨識與相應(yīng)存儲于數(shù)據(jù)庫表的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行映射。數(shù)據(jù)采集接口功能主要由PlatformSubseaWellheadDataImport類來實現(xiàn)，部分類方法如下圖2所示：

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的實現(xiàn)基于經(jīng)典的三層Web架構(gòu)[3]：表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。本文分別對基本信息和具體數(shù)據(jù)對象進行逐項分解，進行了數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計與物理設(shè)計形成了相應(yīng)數(shù)據(jù)庫表。其中基本信息管理是整個數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)，主要涉及如下數(shù)據(jù)庫表：油氣田基本信息表[RgisterFields]、海上平臺基本信息表[RegisterPlatform]、水下井口基本信息[RegisterSubseaWellhead]。其中油氣田基本信息表與海上平臺基本信息表、水下井口基本信息表構(gòu)成主外鍵關(guān)系，海上平臺和水下井口基本信息表又與各類具體數(shù)據(jù)對象表構(gòu)成主外鍵關(guān)系。部分?jǐn)?shù)據(jù)庫表關(guān)系如下圖3所示：

基本信息維護界面和相關(guān)后臺邏輯主要由RegisterFieldsInfo、RegisterPlatform、RegisterSubseaWellhead類實現(xiàn)，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中使用Microsoft SQL Server的PIVOT 關(guān)系運算符將表達式某一列中的唯一值轉(zhuǎn)換為輸出中的多個列來旋轉(zhuǎn)表值表達式變?yōu)樾碌谋?，通過靈活使用數(shù)據(jù)庫表行列轉(zhuǎn)換技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)表按行存儲按列顯示，即表現(xiàn)層數(shù)據(jù)綁定使用了經(jīng)過行列轉(zhuǎn)換后的結(jié)構(gòu)，即記錄變成了字段。如果客戶端需要新增分類顯示，只需要在數(shù)據(jù)表中生成一條新的數(shù)據(jù)記錄，客戶端將自動顯示新增分類列，即將字段的處理轉(zhuǎn)換成記錄的處理，不需要修改數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計結(jié)構(gòu)，有效地提高了數(shù)據(jù)管理模塊的可擴展性和靈活性。表現(xiàn)層的實現(xiàn)使用了Spread for Web Forms組件技術(shù)，對其進行二次開發(fā)，結(jié)合ADO.NET與數(shù)據(jù)源進行交互，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的批量操作、多sheet模式、單元格精確控制等。

綜合查詢計算比選系統(tǒng)的實現(xiàn)主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)提取器、數(shù)據(jù)檢查器、結(jié)果顯示器的過程。核心功能包括：數(shù)據(jù)處理、計算統(tǒng)計和比選，在命名空間QueryStatistic中分別進行實現(xiàn)，例如結(jié)果顯示器類ArchiveCommonShow部分方法如下圖4所示：

總體上數(shù)據(jù)共享平臺實現(xiàn)了三大功能，分別是數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)管理功能、綜合查詢計算比選功能，為數(shù)據(jù)匯總、集成、共享、處理和應(yīng)用提供了全套解決方案。

4 應(yīng)用案例

截至目前已通過本系統(tǒng)分別采集了67個平臺和水下井口29類平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)，某平臺數(shù)據(jù)管理界面示例如下圖5所示：

設(shè)計人員通過數(shù)據(jù)管理界面對各類數(shù)據(jù)進行批量處理和

管理，還可以直接鏈接定位到對應(yīng)文件系統(tǒng)形式存在的設(shè)計資料，例如.dwg設(shè)計圖，實現(xiàn)平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)Web形式的共享和統(tǒng)一管理。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計并實現(xiàn)了面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)集成接口，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和綜合查詢計算比選系統(tǒng)，構(gòu)成了數(shù)據(jù)共享平臺，可以有效匯總相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為全面快速統(tǒng)一使用平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)提供支持，便于設(shè)計人員對同類設(shè)計情況進行對標(biāo)分析，提升設(shè)計工作的合理性和便捷性，提高工作效率與質(zhì)量。在下一步工作中，可以進一步引入非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫或者結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)支持多層次、靈活的數(shù)據(jù)分析功能[4]。

參考文獻：

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