數(shù)據(jù)庫三層體系下的石油環(huán)境管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

郭佳琪

（中國石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司信息中心，吉林松原 138000）

縱觀石油環(huán)境管理系統(tǒng)的歷史，可以說是從0起步，從DOS到Windows，功能上也從對單一的環(huán)境管理進(jìn)入了動態(tài)監(jiān)管功能當(dāng)中。但是隨著社會的發(fā)展、信息傳遞以及科技的更新?lián)Q代，傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)應(yīng)用的是以前的管理方法，不管是在管理的范圍還是內(nèi)容深度上來講，都難以滿足當(dāng)下需求。從系統(tǒng)的更新上來看，單機(jī)版縱然有著自己的優(yōu)點(diǎn)，但是在當(dāng)前信息背景下，已不能滿足時代需求；而C/S結(jié)構(gòu)雖然長期占領(lǐng)應(yīng)用市場，但是在進(jìn)行系統(tǒng)升級和維護(hù)工作的時候，需要耗費(fèi)額外的人力物力才能夠讓工作順利進(jìn)行，增加了企業(yè)的運(yùn)維成本；當(dāng)下比較熱門的B/S結(jié)構(gòu)，雖然解決了C/S結(jié)構(gòu)的一些問題，但是信息通訊能力較差，容易影響到系統(tǒng)的安全問題。而本次研究設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫三層體系結(jié)構(gòu)管理系統(tǒng)，可以結(jié)合以上兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)的同時，解決缺陷，達(dá)到兩全其美的效果。

1 軟件需求分析

1.1 組織機(jī)構(gòu)

我國的石油環(huán)境管理的結(jié)構(gòu)和檢測體系主要劃分為三個等級。第一級別的單位主要是安全環(huán)保部門和環(huán)境監(jiān)測總站；第二級別的單位是一些油田的環(huán)保處和監(jiān)測站；最后一個級別就是每個油田下屬的子企業(yè)。

1.2 基礎(chǔ)信息管理需求

對數(shù)據(jù)的管理，是每個數(shù)據(jù)庫軟件的基本功能。在石油環(huán)境管理的數(shù)據(jù)管理當(dāng)中，主要有7個數(shù)據(jù)庫需要建立，分別是：①環(huán)保機(jī)構(gòu)信息數(shù)據(jù)庫；②污染源監(jiān)測數(shù)據(jù)庫；③環(huán)境統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫；④環(huán)保項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫；⑤環(huán)保設(shè)施數(shù)據(jù)庫；⑥環(huán)保法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、方法數(shù)據(jù)庫；⑦環(huán)境管理事務(wù)數(shù)據(jù)庫。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 功能設(shè)計(jì)

2.1.1 錄入數(shù)據(jù)

作為信息管理系統(tǒng)，首要的功能就是要對數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)的操作，也就是將數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫當(dāng)中。主要的表類別有：環(huán)保機(jī)構(gòu)表、廢水監(jiān)測表、項(xiàng)目進(jìn)度表、資金出入表等。針對每一類的表內(nèi)容數(shù)據(jù)，都需要可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改等操作，還可以將數(shù)據(jù)的固定步驟的歷史記錄進(jìn)行保存。

2.1.2 表的生成和輸出

使用者將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)之后，系統(tǒng)可以通過預(yù)先設(shè)定的計(jì)算方式，后臺自動生成統(tǒng)計(jì)結(jié)果的表格，用戶可以選擇以預(yù)覽或者打印等方式進(jìn)行查看。在結(jié)果生成之前，允許用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行修改或者是補(bǔ)充數(shù)據(jù)；在結(jié)構(gòu)生成之后，同樣允許用戶對數(shù)據(jù)的內(nèi)容和格式進(jìn)行修改，最后保存在系統(tǒng)中。

2.1.3 上報(bào)數(shù)據(jù)

管理系統(tǒng)中，不能夠缺少信息的流動。因此，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是可以進(jìn)行備份和上報(bào)的。

2.1.4 數(shù)據(jù)查詢

系統(tǒng)查詢的方式有多種：可以進(jìn)行內(nèi)容的字符查詢；可以將查詢結(jié)果以定義的形式輸出成為文檔；查詢的結(jié)果可以由后臺生成統(tǒng)計(jì)圖表，用戶也可以自行修改圖標(biāo)的內(nèi)容和形式。

2.1.5 系統(tǒng)的維護(hù)

定期維護(hù)系統(tǒng)管理員賬號和密碼，不定期檢查數(shù)據(jù)庫用戶，防止僵尸用戶，造成系統(tǒng)漏洞，威脅系統(tǒng)安全。

2.2 HIPO圖

該圖包括了層次結(jié)構(gòu)圖和IPO兩個部分，前者針對整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和每個功能之間的關(guān)系，后者則是進(jìn)行了數(shù)據(jù)的處理過程的關(guān)系。如圖1所示。

圖1 層次結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 界面的交互設(shè)計(jì)

本次Treeview實(shí)現(xiàn)了“選擇某項(xiàng)功能，彈出對應(yīng)的窗口和內(nèi)容”的模式。其中，主要設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)的輸出、上報(bào)和對信息的接受以及查詢等功能；而主窗口是系統(tǒng)的默認(rèn)界面，其中涵蓋了系統(tǒng)的具象化功能模塊以及相應(yīng)的內(nèi)容顯示；功能中的企業(yè)選擇，可以進(jìn)行企業(yè)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理；添加的詳細(xì)功能，可以讓數(shù)據(jù)以用戶自定義的形式進(jìn)行顯示或者切換。主要的功能有：關(guān)閉、保存、頁面設(shè)置、打印預(yù)覽、退出等；編輯上，可以進(jìn)行剪切、復(fù)制、黏貼、選擇性黏貼、刪除內(nèi)容/行、查找和替換；數(shù)據(jù)的排列方式可以進(jìn)行升序或者降序排列，快速找到第一個和最后一個數(shù)據(jù)；輸出可以轉(zhuǎn)換成表格或文檔的形式，通過幫助工具實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的壓縮和修復(fù)。

3.2 數(shù)據(jù)的維護(hù)

數(shù)據(jù)的維護(hù)主要包括了數(shù)據(jù)的添加、修改和刪減等行為。用戶可以通過Treeview的功能進(jìn)行對數(shù)據(jù)庫的維護(hù)。因?yàn)楸淼念愋椭g的差異，維護(hù)的手段主要有四種。

（1）對于字符較少的單表：可以通過數(shù)據(jù)表的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)的維護(hù)，這種維護(hù)手段的優(yōu)勢在于可以在同一時間對多條記錄進(jìn)行查看和輸入。

（2）對于字符較多的單表：可以使用連續(xù)窗體的手段來對數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，同樣可以達(dá)到連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)修改和添加的操作。

（3）字符很多的表：通過單一窗體的手段對數(shù)據(jù)逐條維護(hù)。

（4）父子關(guān)系表：用戶可以通過對父表數(shù)據(jù)的記錄進(jìn)行顯示和維護(hù)。需要對子表進(jìn)行維護(hù)時，可以利用父表窗體提供的篩選記錄，打開子表的維護(hù)窗體，對子表的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在子表的窗體當(dāng)中，可以詳細(xì)地顯示父表當(dāng)前的記錄。

3.3 報(bào)表管理

在系統(tǒng)當(dāng)中，用戶可以對表進(jìn)行自定義。表主要有兩種類型，分別是系統(tǒng)的表和用戶的表。這兩種報(bào)表都擁有不同的命名方式。前者是XT+開頭，后者是用戶根據(jù)自身的需要進(jìn)行命名。

其中，XT+開頭的系統(tǒng)報(bào)表主要有：季度報(bào)表、年度報(bào)表等，系統(tǒng)可以提供多種選擇的報(bào)表輸出模式，可以在界面上直接進(jìn)行預(yù)覽，或者通過打印輸出的方式，或者輸出轉(zhuǎn)換成網(wǎng)頁模式，在網(wǎng)頁端顯示內(nèi)容、文檔、表格或圖表。對于報(bào)表的選擇，可以是對類型和輸出方式進(jìn)行選擇，系統(tǒng)通過對選擇表進(jìn)行結(jié)果輸出；但是因?yàn)槭艿接脩魴?quán)限問題的影響，三級權(quán)限用戶，不可以選擇表的輸出模式，只能在系統(tǒng)中直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。用戶可以自行修改系統(tǒng)提供的結(jié)果，從而讓結(jié)果可以更加符合實(shí)際情況。

3.4 上報(bào)數(shù)據(jù)的管理

本次數(shù)據(jù)庫的三層結(jié)構(gòu)，在上報(bào)數(shù)據(jù)的環(huán)節(jié)當(dāng)中，有著良好的表現(xiàn)。保證了信息的傳輸率和流暢度。在上報(bào)數(shù)據(jù)的功能中，用戶可以選擇上報(bào)的類型和實(shí)踐類別，系統(tǒng)自動顯示數(shù)據(jù)的存儲路徑，用戶可以在存儲設(shè)備上進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出和數(shù)據(jù)的傳輸。在數(shù)據(jù)傳輸候，由于設(shè)置數(shù)據(jù)的主鍵和唯一鍵，系統(tǒng)和用戶會對數(shù)據(jù)重復(fù)性進(jìn)行判定，在中心庫中進(jìn)行接收數(shù)據(jù)和已有數(shù)據(jù)的比對，防止重復(fù)傳輸和重復(fù)保存的行為。并且根據(jù)表的主鍵作為添加、更新或替換行為的依據(jù)。在操作上，用戶可以通過兩個差別目錄進(jìn)行數(shù)據(jù)內(nèi)容的區(qū)分：一種是將下屬企業(yè)上報(bào)的數(shù)據(jù)通過指定文件路徑的備份后接收數(shù)據(jù)的操作；另一種可以將數(shù)據(jù)文件的路徑直接定義為備份的文件，防止數(shù)據(jù)的重復(fù)傳導(dǎo)。

3.5 數(shù)據(jù)的查詢和統(tǒng)計(jì)

對于數(shù)據(jù)庫的信息操作，除了添加數(shù)據(jù)的操作之外，主要就是進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)。查詢有兩種方式，一種是根據(jù)指定內(nèi)容的選擇和排查進(jìn)行指定的查詢，這種查詢方式由于是Acess系統(tǒng)自帶的，因此不需要在系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行額外的設(shè)計(jì)。另一種查詢方式就是用戶自定義的查詢。用戶自定義查詢分成單表和多表數(shù)據(jù)查詢兩種類型。多表查詢作為一種輔助功能，是在基于單表查詢的基礎(chǔ)上進(jìn)行的交叉查詢，這種查詢方式并不耽誤系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)。在查詢結(jié)果的表現(xiàn)形式上，可以用統(tǒng)計(jì)表來展示，其形式用戶可以自定義修改。

3.6 系統(tǒng)維護(hù)

系統(tǒng)的維護(hù)是在Linux系統(tǒng)界面通過查詢系統(tǒng)配置文件監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，再輔助toad軟件檢測數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行情況，在用戶提出需求情況下增加數(shù)據(jù)庫登陸的白名單；定期清理數(shù)據(jù)庫空間，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)溢出導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失的情況；不定期對數(shù)據(jù)庫用戶和管理員用戶清理賬號和密碼，防范數(shù)據(jù)安全隱患。

3.7 數(shù)據(jù)庫安全性的建立

3.7.1 加密處理

一般情況下，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的加密處理，從操作過程上來講，也就是在對數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容進(jìn)行加密處理之前，需要先對數(shù)據(jù)做整理，再進(jìn)行二進(jìn)制的數(shù)據(jù)加密，形成不可讀的數(shù)據(jù)，也就是密文數(shù)據(jù)，只有輸入對應(yīng)的密鑰之后才能夠顯出正常的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

3.7.2 防火墻技術(shù)

數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)安全成為人們越來越關(guān)注的問題。網(wǎng)絡(luò)和信息傳輸?shù)南到y(tǒng)除了加密處理之外，還會有防火墻來進(jìn)一步保證數(shù)據(jù)本身和傳輸過程的安全性。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中，同樣也建立了系統(tǒng)的防火墻，不定期進(jìn)行漏洞掃描查找漏洞，打補(bǔ)丁修復(fù)漏洞，保證數(shù)據(jù)的訪問、查看、查詢和交換，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對環(huán)境管理的有效性和安全性。

4 結(jié)論

本研究通過多方面分析當(dāng)前市面上的石油環(huán)境管理系統(tǒng)，確定了本次系統(tǒng)研究的目的，并最終使用數(shù)據(jù)庫的三層體系結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，符合當(dāng)前宏觀環(huán)境的狀態(tài)。在現(xiàn)在石油市場的競爭程度越來越激烈的情況下，一款結(jié)構(gòu)合理、使用簡潔的管理系統(tǒng)，將會對未來系統(tǒng)的升級和石油行業(yè)的發(fā)展有著良好的借鑒價值，轉(zhuǎn)變石油行業(yè)的發(fā)展方式，加快企業(yè)的變革，引領(lǐng)石油行業(yè)朝著數(shù)字化信息化方向轉(zhuǎn)變。