天然氣裝置信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

伊春濤，伊春野

(1.大慶油田工程有限公司 地理信息中心，黑龍江 大慶 163712；2.大慶榆樹林油田開發(fā)有限責(zé)任公司 生產(chǎn)運行部，黑龍江 大慶 151100)

0 引言

油田用加熱爐是油田勘探開發(fā)中的重要設(shè)備之一[1-2]。隨著我國各油氣田公司對天然氣資源勘探與開采力度的逐年加大，我國天然氣逐年大幅增產(chǎn)，天然氣集輸設(shè)備的種類和個數(shù)也大幅增加。在我國西部以天然氣生產(chǎn)為主的某油田中，應(yīng)用了大量的天然氣裝置設(shè)備，類別繁多且單類設(shè)備數(shù)量大。隨著生產(chǎn)時間的累積和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，形成了大量的設(shè)備信息臺賬。據(jù)統(tǒng)計，2008年在此油田有詳細(xì)設(shè)備信息記錄的11套天然氣處理裝置中，共計有64類4200多個主要設(shè)備。這些設(shè)備臺賬信息相互獨立地保存在設(shè)備的使用部門，這直接導(dǎo)致同類設(shè)備信息無法在不同使用部門間實現(xiàn)有效的信息共享，即使在同一使用部門里也很難實現(xiàn)同類信息的匯總、對比及分析。另外，很多裝置的設(shè)計圖冊也沒有有效、統(tǒng)一的管理，導(dǎo)致設(shè)備維護(hù)時，不能方便地獲取裝置設(shè)計信息。這些都給天然氣設(shè)備維護(hù)人員的工作帶來了極大的不便，他們希望建立一個天然氣裝置設(shè)備信息采集、存儲、匯總和展示于一體的信息化系統(tǒng)，能夠?qū)⑦@些孤立的設(shè)備信息有效地管理起來，并能及時地獲取裝置設(shè)計信息。

1 系統(tǒng)分析與設(shè)計

天然氣裝置設(shè)備主要分為工藝、儀表、給排水、熱暖和電力等幾個主要專業(yè)設(shè)備。工藝主要包括加熱爐、制冷機(jī)和壓縮機(jī)等設(shè)備；儀表主要包括壓力變送器、火焰探測器和在線分析儀等設(shè)備；給排水主要包括水罐設(shè)備、供水氣壓罐和埋地生化污水處理設(shè)備等設(shè)備；熱暖主要包括換熱器、燃?xì)庹{(diào)壓箱和燃?xì)獗趻鞝t等設(shè)備；電力主要包括電力變壓器、高壓配電柜和低壓配電柜等設(shè)備。此信息管理系統(tǒng)主要是實現(xiàn)上面所述設(shè)備信息及其設(shè)計圖冊的有效管理，其過程包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)維護(hù)和數(shù)據(jù)應(yīng)用四個部分。數(shù)據(jù)采集的源頭，一是指現(xiàn)存的大量的歷史數(shù)據(jù)，包括紙質(zhì)和電子的設(shè)備臺賬及工藝設(shè)計圖冊；二是指系統(tǒng)部署后，日常生產(chǎn)所產(chǎn)生的新設(shè)備數(shù)據(jù)及工藝設(shè)計圖冊。對于數(shù)據(jù)的采集，需要對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、電子化處理。對于數(shù)據(jù)的錄入，需要批量數(shù)據(jù)和單項數(shù)據(jù)兩種錄入模式。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)已入庫數(shù)據(jù)的修改和刪除功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對各種設(shè)備數(shù)據(jù)及設(shè)計圖冊的查詢、匯總和導(dǎo)出等應(yīng)用功能。針對上面的分析，對系統(tǒng)功能和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計。

1.1 系統(tǒng)功能設(shè)計

系統(tǒng)功能主要分為數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢、文檔管理和系統(tǒng)管理四個主要部分。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

1)數(shù)據(jù)維護(hù)，主要有數(shù)據(jù)錄入和數(shù)據(jù)維護(hù)兩項功能。數(shù)據(jù)錄入功能分為批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入和單項數(shù)據(jù)錄入。由于設(shè)備歷史臺賬數(shù)據(jù)存在方式及格式的不一致，其需要進(jìn)行電子化和標(biāo)準(zhǔn)化處理后方可入庫。數(shù)據(jù)維護(hù)功能提供對數(shù)據(jù)的修改及無用數(shù)據(jù)的刪除功能。

2)數(shù)據(jù)查詢，主要分為固定查詢、導(dǎo)航查詢和條件查詢。按照日常業(yè)務(wù)的工作習(xí)慣，我們制定了固定查詢方式。此方式不需要使用者指定任何查詢條件，即可得到生產(chǎn)常用的設(shè)備信息。導(dǎo)航查詢，是將各套裝置分部門分專業(yè)組織成“結(jié)構(gòu)樹”的形式，以便使用者有層次地獲取所需的設(shè)備信息。條件查詢，指根據(jù)用戶動態(tài)設(shè)定的不同查詢條件，個性化地得到用戶所需的特定信息。

3)文檔管理，主要實現(xiàn)設(shè)計圖冊等文檔的分部門分專業(yè)上傳、下載、查詢和維護(hù)功能。各類文檔可以按文件名稱、所屬站名、專業(yè)類別和上傳人等四種方式進(jìn)行查詢，查詢結(jié)果可以瀏覽下載。

4)系統(tǒng)管理，主要包括人員信息管理和日志信息管理。人員信息管理，主要實現(xiàn)人員及部門信息的添加、修改和刪除功能，并對人員的訪問權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。根據(jù)系統(tǒng)用戶角色的不同，系統(tǒng)訪問權(quán)限分為五類，各類訪問權(quán)限各有不同功能范圍。日志信息管理，主要記錄登錄用戶各種操作的時間、對象及影響等信息。

1.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計主要包含概念數(shù)據(jù)模型(Conceptual Data Model，CDM)設(shè)計和物理數(shù)據(jù)模型(Physical Data Model，PDM)兩個重要階段[3-4]。CDM設(shè)計是建模過程的關(guān)鍵階段，此階段把現(xiàn)實世界中需要保存的信息抽象成信息世界中的實體(Entity)和關(guān)系(Relationship)，產(chǎn)生實體關(guān)系圖(E/R Diagram)。PDM建模反映了業(yè)務(wù)領(lǐng)域中信息之間的關(guān)系，它不依賴于物理實現(xiàn)。只有重要的業(yè)務(wù)信息才出現(xiàn)在PDM中。一般的數(shù)據(jù)庫建模過程是從對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)流程的抽象形成CDM模型開始，從而轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的PDM模型，進(jìn)而可以生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)字典和數(shù)據(jù)定義語言(Data Definition Language，DDL)，有了DDL就可以直接創(chuàng)建關(guān)系數(shù)據(jù)庫。另外，整個建模過程是可以逆向進(jìn)行的，以驗證模型正確性。整個過程如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)模型創(chuàng)建過程

按照上面數(shù)據(jù)模型的創(chuàng)建過程，我們創(chuàng)建了天然氣裝置數(shù)據(jù)庫，其邏輯上由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫組成。其中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫包括工業(yè)專業(yè)14張表、儀表專業(yè)17張表、給排水專業(yè)19張表、熱暖專業(yè)9張表和電力專業(yè)3張表。系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)庫主要包括人員、部門、權(quán)限、日志、文檔和元數(shù)據(jù)信息表。

在創(chuàng)建數(shù)據(jù)模型的過程中，應(yīng)用了計算機(jī)輔助工具PowerDesigner。PowerDesigner支持CDM和PDM建模及相互轉(zhuǎn)換，CDM中的實體、實體屬性、標(biāo)識符、聯(lián)系，甚至繼承關(guān)系等都可以自動轉(zhuǎn)換為PDM中的表、列、主鍵或外鍵和參照完整性等[3-4]。

2 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)的開發(fā)基于通用的三層B/S(Browser/Server)架構(gòu)模式，采用Microsoft SQL Server 2005作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺，利用Web Servers技術(shù)將各種業(yè)務(wù)邏輯封裝成Web服務(wù)，項目的開發(fā)環(huán)境為Microsoft Visual Studio 2008，開發(fā)語言采用Visual C#。項目實現(xiàn)的主要界面如圖3和圖4所示。

圖3 系統(tǒng)主界面

圖4 系統(tǒng)查詢界面

3 結(jié)語

此系統(tǒng)自2008年10月投產(chǎn)上線以來，運行穩(wěn)定、應(yīng)用便捷。其所裝載的11套天然氣裝置的設(shè)備數(shù)據(jù)及設(shè)計圖冊，為該油田有效管理設(shè)備信息、提取設(shè)備資料和獲取參考信息等，提供了一定的信息技術(shù)支持。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 馬衛(wèi)國，孫洪鈺，馮定.油田用加熱爐技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].石油機(jī)械,2006,34(10):70-71.

[2] 景深，劉明革.油田加熱爐設(shè)計要素及技術(shù)發(fā)展[J].石油機(jī)械,2001,29(2):26-27.

[3] 張慶輝，邵易峰.基于PowerDesigner的通信裝備數(shù)據(jù)庫設(shè)計實現(xiàn)[J].艦船電子工程,2010,30(2):68-70.

[4] 劉紅玉，杜清遠(yuǎn)，蔡忠亮.基于PowerDesigner的空間數(shù)據(jù)庫建庫技術(shù)[J].測繪信息與工程,2007,32(3):24-26.