基于J2EE體系架構(gòu)的井控管理信息平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

王傳偉

大慶鉆探工程公司鉆井工程技術(shù)研究院工藝研究所

1 概述

隨著Intranet（企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)）的普及，J2EE日益成為主流的企業(yè)級管理信息系統(tǒng)的開發(fā)平臺。J2EE體系架構(gòu)彌補了傳統(tǒng)Client/Server（客戶端/服務(wù)器）模式客戶端更新維護(hù)困難的缺陷，適應(yīng)了動態(tài)企業(yè)及時更新的需要，采用被稱為Browser/Server（瀏覽器/服務(wù)器）模式的三層體系結(jié)構(gòu)，更新只在服務(wù)器端產(chǎn)生，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)用戶在不同的地點、不同的時間、不同的系統(tǒng)環(huán)境下，都能隨時訪問到最新的程序和數(shù)據(jù)資源，提高了系統(tǒng)的易用性。大慶鉆探井控管理信息平臺采用J2EE技術(shù)開發(fā)，并最終取得了較好的推廣應(yīng)用效果。

2 井控管理信息平臺設(shè)計

2.1 總體架構(gòu)設(shè)計

基于J2EE的井控管理信息平臺結(jié)構(gòu)體系與J2EE架構(gòu)相對應(yīng)，也是基于組件的多層模式，是基于Browser/Server模式的三層應(yīng)用軟件體系結(jié)構(gòu)?？蛻舳藷o需安裝專用軟件，利用系統(tǒng)自帶的Internet Explorer等Web瀏覽器向中間層發(fā)出對應(yīng)用程序的執(zhí)行及數(shù)據(jù)庫的訪問指令，而不直接訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器；中間層利用SQL語言、ADO(ActiveX Data Object)組件對數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。中間層提供了三層模型中的邏輯應(yīng)用服務(wù)器(Application Server)，它是一個Web服務(wù)器，為客戶端提供用戶交互界面，還承擔(dān)業(yè)務(wù)邏輯控制和程序規(guī)則；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供安全的數(shù)據(jù)訪問。由于業(yè)務(wù)邏輯和客戶端分離，大大降低了客戶端負(fù)擔(dān)及維護(hù)成本，也便于集中優(yōu)化服務(wù)器軟硬件平臺，提高整體響應(yīng)性能。

2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計

根據(jù)對客戶的需求分析和系統(tǒng)的目標(biāo)設(shè)計，將系統(tǒng)劃分為不同的功能模塊， 如圖1 所示。井控管理信息平臺主要包含4個子系統(tǒng)，分別是“權(quán)限管理系統(tǒng)”、“常務(wù)管理系統(tǒng)”、“決策支持系統(tǒng)”和“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，共27個功能模塊。各功能模塊在主控菜單下調(diào)用執(zhí)行或者由工作流驅(qū)動運行。

（1）權(quán)限管理系統(tǒng)

實現(xiàn)用戶基本信息維護(hù)和角色權(quán)限管理?？梢远x用戶、組織機構(gòu)、角色、用戶組、用戶權(quán)限等信息，并可以對用戶、角色、用戶組授權(quán)，以便對每一個用戶的權(quán)限進(jìn)行嚴(yán)格控制。

圖1 井控管理信息平臺功能結(jié)構(gòu)

圖2 井控管理工作流程

（2）常務(wù)管理系統(tǒng)

實現(xiàn)對井控相關(guān)日常動態(tài)信息的管理與維護(hù)，重點是監(jiān)控井控現(xiàn)場存在問題的快速發(fā)布和及時整改。井控管理中心對鉆井現(xiàn)場井控檢查后，及時將存在問題及圖片發(fā)布至平臺，鉆井隊針對存在問題按要求及時整改并上傳整改情況（文字及圖片）。相關(guān)人員可實時查詢井控信息日報，掌握鉆開油氣層申報審批、現(xiàn)場防噴演習(xí)、井控人員持證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)項點的執(zhí)行情況。井控設(shè)備全過程信息化管理，可以查詢井控設(shè)備的使用、維修、庫存情況，并提供設(shè)備維護(hù)到期提醒功能。具有監(jiān)控關(guān)鍵井的封井器試壓情況，查詢試壓曲線等功能。

（3）決策支持系統(tǒng)

發(fā)布井控相關(guān)的會議紀(jì)要、井控培訓(xùn)信息、應(yīng)急體系、技術(shù)交流資料等，便于技術(shù)及管理文件的上傳下達(dá)，提高井控管理時效。同時還包含最新全面的井控技術(shù)規(guī)范、實施細(xì)則和鉆井井控相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)知識，匯集國內(nèi)外各大油田歷年發(fā)生的鉆井井噴和井下作業(yè)井噴案例事故分析。用以增強井控意識，規(guī)避井控風(fēng)險，為技術(shù)及管理人員提供學(xué)習(xí)資料和決策支持信息。

（4）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

對平臺基礎(chǔ)信息的維護(hù)和管理。主要包含井基礎(chǔ)信息、井隊基礎(chǔ)信息和設(shè)備基礎(chǔ)信息以及數(shù)據(jù)庫維護(hù)等功能。

2.3 工作流分析設(shè)計

工作流技術(shù)是實現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)過程建模，業(yè)務(wù)過程仿真分析、業(yè)務(wù)過程優(yōu)化、業(yè)務(wù)過程管理與集成，最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)過程自動化的核心技術(shù)。首先，以現(xiàn)有井控信息管理的工作流程為基礎(chǔ)，以行業(yè)（企業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)管理制度為依據(jù)，以提高井控管理工作效能為目標(biāo)，梳理并建立計算機網(wǎng)絡(luò)支持環(huán)境下的井控日常檢查、井控持證管理、井控設(shè)備管理等井控管理工作流程模型，如圖2所示。

整個平臺以數(shù)據(jù)庫為核心，以井控信息管理工作流為驅(qū)動，實現(xiàn)功能與數(shù)據(jù)的高效流轉(zhuǎn)。

2.4 數(shù)據(jù)庫體系建立

通過對現(xiàn)有井控管理過程中36張工作報表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的梳理和分析，按照《石油工業(yè)數(shù)據(jù)庫設(shè)計規(guī)范》和數(shù)據(jù)庫設(shè)計的唯一性原則，劃分為61個工作數(shù)據(jù)表、7個基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表和12個管理數(shù)據(jù)表。采用Oracle數(shù)據(jù)庫技術(shù)，將分類結(jié)構(gòu)設(shè)計和屬性設(shè)計進(jìn)行最優(yōu)結(jié)合，建立了大慶井控管理綜合數(shù)據(jù)庫。

(1) 建立數(shù)據(jù)庫編碼規(guī)范

參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《石油鉆井工程信息代碼》的命名規(guī)則和鉆井工程井控技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)術(shù)語，確定了數(shù)據(jù)庫表和視圖以及字段的命名規(guī)則。所有表和字段名稱均采用其中文名稱的漢語拼音首字母縮寫作為代碼。如遇到重碼，在代碼后加一位數(shù)字1至9來區(qū)分。數(shù)據(jù)庫表采用“子系統(tǒng)名稱_模塊域_數(shù)據(jù)表實體(功能)名稱”的方式命名，如“井控取證”數(shù)據(jù)表命名為JK_JKDT_JKQZ；數(shù)據(jù)庫視圖命名在“子系統(tǒng)名稱”后增加字母“V”用以和數(shù)據(jù)庫的物理表進(jìn)行區(qū)分，如“井控取證查詢”視圖命名為JK_V_JKQZ；字段命名使用專業(yè)術(shù)語和通用名稱，力求簡單，含義清楚，如：井號—JH、井型—JX等。

(2) 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

井控管理信息數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)可劃分成用戶數(shù)據(jù)表、系統(tǒng)表、標(biāo)準(zhǔn)值表和視圖四類。其中用戶數(shù)據(jù)表記錄平臺用戶錄入或修改的數(shù)據(jù)；系統(tǒng)表是建立平臺時系統(tǒng)生成的，負(fù)責(zé)記錄系統(tǒng)信息和設(shè)置、用戶和角色信息以及工作流的過程數(shù)據(jù)等；標(biāo)準(zhǔn)值表為用戶提供一些通用的常規(guī)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)值，如封井器型號等；視圖主要用來依據(jù)用戶數(shù)據(jù)表生成特定的數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計結(jié)果。根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的分析，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表單。結(jié)合大慶鉆探井控工作的實際需求，確定數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)項定義以及字段的長度、字符格式等。

3 幾項關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)

3.1 用戶身份驗證與頁面訪問控制

根據(jù)公司井控管理組織結(jié)構(gòu)將平臺用戶劃分為系統(tǒng)管理員、井控中心管理員、公司領(lǐng)導(dǎo)、二級單位領(lǐng)導(dǎo)、信息員等5類16種角色，基于角色訪問控制和Web Services技術(shù)，開發(fā)了用戶管理、角色管理和資源管理等五個模塊，其間調(diào)用session函數(shù)，分別對每個用戶的菜單權(quán)限、功能按鈕權(quán)限和數(shù)據(jù)權(quán)限等進(jìn)行設(shè)置，實現(xiàn)了對平臺及頁面訪問的權(quán)限控制，保證了信息的安全性和真實性。

3.2 實時信息反饋技術(shù)

傳統(tǒng)信息系統(tǒng)中的審批流程不是反應(yīng)遲緩就是缺乏對反饋的信息進(jìn)行記錄，造成在實際操作中，無法對反饋信息進(jìn)行查詢和處理，形成各級管理部門間信息處理不清的矛盾。在平臺開發(fā)中采用了實時信息反饋技術(shù)，及時記錄和反饋處理信息。實現(xiàn)了井控日常檢查工作的網(wǎng)絡(luò)化管理，增加了工作透明度，有力推動了整改落實及反饋。

3.3 自動預(yù)警功能

根據(jù)已有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過程序控制調(diào)用業(yè)務(wù)函數(shù)組件，實現(xiàn)了井控設(shè)備維修和井控持證到期的提前預(yù)警功能，增強了井控管理部門對過期證件和過期設(shè)備的監(jiān)管力度。

4 應(yīng)用情況及結(jié)語

大慶鉆探井控管理信息平臺于2012年7月在大慶和吉林探區(qū)相關(guān)12家二級單位上線運行，實現(xiàn)了對井控管理工作所有關(guān)鍵環(huán)節(jié)的動態(tài)管理，累計生成數(shù)據(jù)1.3萬余條，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。該平臺將先進(jìn)的J2EE企業(yè)管理軟件開發(fā)技術(shù)與油田井控管理工作相結(jié)合，將工作流理論引入井控日常管理，建立了計算機網(wǎng)絡(luò)支持環(huán)境下的高效的井控管理工作流模型。自主設(shè)計的預(yù)警算法，實現(xiàn)了對井控設(shè)備維修、井控持證以及井隊未整改問題等事件的自動到期提醒功能。平臺的應(yīng)用，統(tǒng)一規(guī)范了井控管理流程和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，為二次井控決策提供了數(shù)據(jù)支持，實現(xiàn)了全面、精細(xì)、準(zhǔn)確、及時的井控管理。該平臺在油田鉆井領(lǐng)域具有廣泛的適用性。