海洋鉆井平臺(tái)管理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)

陳 宇，何祖軍，楊奕飛

（江蘇科技大學(xué) 電子信息學(xué)院，江蘇 鎮(zhèn)江 212003）

鉆井平臺(tái)管理信息系統(tǒng)作為我國(guó)石油勘探事業(yè)信息化重要組成部分，對(duì)鉆井平臺(tái)的日常運(yùn)行、企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有重要作用。隨著科技的高速發(fā)展，將互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用于平臺(tái)管理已成為必然趨勢(shì)。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將岸基與平臺(tái)緊密聯(lián)系起來(lái)，管理者登入該系統(tǒng)，可以動(dòng)態(tài)的了解平臺(tái)生產(chǎn)情況、人員工作情況等，從而可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)解決問(wèn)題，并且可以利用平臺(tái)歷史數(shù)據(jù)記錄，制定工作計(jì)劃、維修計(jì)劃等[1]。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)加強(qiáng)了平臺(tái)與岸基端的信息傳遞，增強(qiáng)了鉆井平臺(tái)信息管理的有效性[2]。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 B/S結(jié)構(gòu)

B/S(瀏覽器/服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，是以C/S結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的。在此結(jié)構(gòu)中，用戶利用瀏覽器通過(guò)HTTP文件向網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)請(qǐng)求后，將該請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成SOL語(yǔ)法發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將接收到的請(qǐng)求先進(jìn)行有效性驗(yàn)證，在進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理后，將結(jié)果反饋給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；最后，由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，發(fā)送給瀏覽器客戶端。

基于B/S結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其優(yōu)點(diǎn)有：1)層次清晰；2)客戶端開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，不需要安裝專門的軟件或插件；3)使用方便，只要在能上網(wǎng)的地方，用戶就能進(jìn)行系統(tǒng)操作。4)維護(hù)方便，系統(tǒng)只需要對(duì)服務(wù)器端進(jìn)行維護(hù)，而客戶端不需要[2]。

1.2 Apache Tom cat服務(wù)器

Apache Tomcat服務(wù)器不僅能為動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)服務(wù)，同時(shí)也能為靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)提供支持。在該網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中，客戶端請(qǐng)求會(huì)先發(fā)送給Apache，一般有兩種情況，靜態(tài)文本請(qǐng)求將由Apache解析，結(jié)果返回給客戶端；動(dòng)態(tài)請(qǐng)求（如jsp、servlets等），解析工作就由Tomcat完成，解析結(jié)果仍是通過(guò)Apache返回給客戶端。這種組合實(shí)現(xiàn)了分工合作,提高了系統(tǒng)處理效率，對(duì)系統(tǒng)的性能有很大的提升。

1.3 JSP技術(shù)

JSP(Java Server Pages)是一種開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)技術(shù)，它是以Java Servlet以及整個(gè)Java體系為基礎(chǔ)的，因此，它結(jié)合了Java Servlet和Java體系的所有優(yōu)點(diǎn)，性能優(yōu)越、維護(hù)方便，同時(shí)，JSP技術(shù)又在許多方面進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn),例如，它具有“一次編寫,各處運(yùn)行”等特點(diǎn)，該特點(diǎn)為創(chuàng)建高度動(dòng)態(tài)的Web應(yīng)用提供了一個(gè)特有的開(kāi)發(fā)環(huán)境。在JSP技術(shù)中，可以利用HTML或XML標(biāo)志或者小腳本來(lái)生成頁(yè)面上的動(dòng)態(tài)內(nèi)容，生成內(nèi)容的邏輯被封裝在標(biāo)志和JavaBeans組件中，并且被捆綁到小腳本中，所有的腳本語(yǔ)言在服務(wù)器端運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)容生成和顯示分離[3]。JSP/Servlets混合模型與JSP單一模型相比，單一模型適合于處理一些簡(jiǎn)單的應(yīng)用，而混合模型適合處理一些較復(fù)雜的、需要多個(gè)JavaBean組件的應(yīng)用。

1.4 M icrosoft SQL Server 2005

Microsoft SQLServer 2005數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)功能較為全面，其數(shù)據(jù)庫(kù)引擎為關(guān)系型數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)提供了更安全可靠的存儲(chǔ)功能，該平臺(tái)可以構(gòu)建和管理用于業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用程序。Microsoft SQL Server 2005具有完備的網(wǎng)絡(luò)功能，由于支持XML，因此，系統(tǒng)易于擴(kuò)展，具有較高的穩(wěn)定性。該數(shù)據(jù)庫(kù)利用了SMP技術(shù)，把數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載分布到普通的服務(wù)器集群上，當(dāng)系統(tǒng)資源不足時(shí)，只需在數(shù)據(jù)庫(kù)集群中增加新的普通服務(wù)器，而不需要更換原來(lái)系統(tǒng)。同時(shí)，Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫(kù)支持強(qiáng)有力的、靈活的、基于角色的安全機(jī)制，擁有安全審計(jì)工具，能夠提供高級(jí)文件加密和網(wǎng)絡(luò)加密功能。它的穩(wěn)定性和與Windows系統(tǒng)的集成性都很好，普遍用于企業(yè)級(jí)MIS系統(tǒng)，也常用作Web應(yīng)用程序的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)[4]。

2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本文采用B/S結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計(jì)Fig.1 Design of system architecture

2.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖2所示，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由岸基局域網(wǎng)和平臺(tái)局域網(wǎng)組成，通過(guò)衛(wèi)星地面站或移動(dòng)通信網(wǎng)組成一個(gè)整體。在本平臺(tái)局域網(wǎng)設(shè)計(jì)中，設(shè)置一臺(tái)中心服務(wù)器，并在每個(gè)平臺(tái)上設(shè)置一臺(tái)終端服務(wù)器用以儲(chǔ)存本地?cái)?shù)據(jù)。在該中心服務(wù)器中，儲(chǔ)存平臺(tái)共享信息和終端服務(wù)器中數(shù)據(jù)的路由信息。當(dāng)中心服務(wù)器接到請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，先確定所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)是否在本地，若無(wú)，則根據(jù)本地路由信息，獲取終端服務(wù)器儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)。這樣減少了中心服務(wù)器的負(fù)荷，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3 系統(tǒng)功能分析與設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)信息

所涉及的業(yè)務(wù)信息主要包括：

圖2 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Fig.2 System network structure

1)員工信息：包括員工身份信息、入職時(shí)間、所屬部門、職位、排班安排等。

2)設(shè)備分類信息：包括部門目錄、設(shè)備類別、設(shè)備類型、資產(chǎn)類別、設(shè)備編號(hào)名稱統(tǒng)一目錄等。

3)設(shè)備資產(chǎn)信息：包括設(shè)備編號(hào)、設(shè)備類別、型號(hào)規(guī)格、財(cái)產(chǎn)分類、設(shè)備用途、制造商、出廠編號(hào)日期、使用年限、年折率、立卡時(shí)間、啟用部門、啟用時(shí)間、安裝地點(diǎn)等。

4)設(shè)備報(bào)廢信息：主要包括設(shè)備停用和設(shè)備報(bào)廢。設(shè)備停用設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：?jiǎn)⒂萌掌?、設(shè)備停用日期、停用部門、停用原因、領(lǐng)導(dǎo)部門審批意見(jiàn)。設(shè)備報(bào)廢管理主要內(nèi)容設(shè)計(jì)有：報(bào)廢日期、報(bào)廢部門、報(bào)廢原因、清理費(fèi)用、報(bào)廢審批意見(jiàn)、報(bào)廢技術(shù)鑒定以及報(bào)廢后仍可利用的配件。

5)工作計(jì)劃信息：包括每個(gè)平臺(tái)工作量安排表、員工排班表、工作進(jìn)度表等。

3.2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)各模塊按照此組織關(guān)系進(jìn)行了嚴(yán)格的劃分，其模塊設(shè)計(jì)圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)Fig.3 System function structure

系統(tǒng)各模塊主要功能：

1)系統(tǒng)管理模塊：保證整個(gè)平臺(tái)安全可靠地運(yùn)行，為系統(tǒng)提供日志管理、分級(jí)控制、權(quán)限管理等功能。

2)人員管理模塊：記錄平臺(tái)上員工信息、調(diào)動(dòng)情況；利用合理的考勤制度充分激發(fā)和調(diào)動(dòng)廣大職工生產(chǎn)工作積極性，提供及時(shí)有效的信息為領(lǐng)導(dǎo)分配工資和獎(jiǎng)金作決策服務(wù)；準(zhǔn)確記錄船上人員情況，為職工安全和平臺(tái)財(cái)產(chǎn)安全提供保障。

3)設(shè)備管理模塊：建立一套完備的設(shè)備資料信息系統(tǒng)，利用歷史參數(shù)對(duì)設(shè)備進(jìn)行評(píng)估；設(shè)備維護(hù)信息齊全、清晰、準(zhǔn)確，隨時(shí)可知道設(shè)備故障和維修情況；掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，可按時(shí)進(jìn)行檢查。

4)生產(chǎn)管理模塊：主要包括指標(biāo)計(jì)劃錄入與分解和工作計(jì)劃制定，同時(shí)，記錄平臺(tái)上發(fā)生的大事。

5)物資管理模塊：主要是搞好物資的綜合管理水平，保質(zhì)保量地提供大小修、事故搶修所必須的備品、備件和材料，優(yōu)化庫(kù)存，降低成本，加速資金周轉(zhuǎn)，加強(qiáng)物資使用監(jiān)督、財(cái)務(wù)監(jiān)督和核算，減少浪費(fèi)，提高物資管理勞動(dòng)生產(chǎn)率。

3.3 系統(tǒng)流程

1)客戶端流程

用戶在瀏覽器端輸入系統(tǒng)網(wǎng)址后，進(jìn)入Login.jsp頁(yè)面；輸入用戶名和密碼，提交后進(jìn)入check.jsp頁(yè)面，如果用戶名和密碼正確，則利用Cookie把用戶名和密碼保存在客戶端，下次登入時(shí)服務(wù)器首先讀取客戶端Cookie信息，如果存在用戶名和密碼數(shù)據(jù)，則直接登錄，否則顯示登錄頁(yè)面。登入后進(jìn)入主頁(yè)面main.jsp，用戶根據(jù)需要訪問(wèn)平臺(tái)上的信息進(jìn)入current_data.jsp或者h(yuǎn)istory_data.jsp頁(yè)面。

2)數(shù)據(jù)處理流程

本系統(tǒng)中，為實(shí)現(xiàn)平臺(tái)端和岸基端數(shù)據(jù)通信同步，設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理流程如圖4所示。①接收端：接收端請(qǐng)求數(shù)據(jù)，將本地端口號(hào)和請(qǐng)求信息一起發(fā)送給服務(wù)器。②發(fā)送端：根據(jù)請(qǐng)求信息，將請(qǐng)求的數(shù)據(jù)壓縮成郵件附件形式，并附上唯一的編碼，其編碼形式為“發(fā)送端端口號(hào)+接收端端口號(hào)+該郵件在該端口上的流水號(hào)”。③接收端：讀取該附件，判斷該郵件編碼中的接收端端口號(hào)是否和本地一致，只有一致，才發(fā)送請(qǐng)求確認(rèn)信息給服務(wù)器。④發(fā)送端：發(fā)送確認(rèn)信息。⑤接收端：成功收到對(duì)方確認(rèn)信息后，按附件的流水號(hào)處理郵件。該設(shè)計(jì)減少了郵件錯(cuò)發(fā)、漏發(fā)的可能，確保平臺(tái)端和岸基端通信的同步。

圖4 數(shù)據(jù)處理流程Fig.4 Flow chart of data processing

4 系統(tǒng)安全技術(shù)

結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際情況，分別從多個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)安全進(jìn)行控制。

1)用戶身份認(rèn)證。利用cookie對(duì)用戶身份進(jìn)行認(rèn)證，并根據(jù)用戶角色權(quán)限對(duì)用戶操作全過(guò)程進(jìn)行控制，對(duì)用戶與服務(wù)器之間的信息傳輸進(jìn)行雙向身份認(rèn)證和加密，以確保信息安全；

2)數(shù)據(jù)庫(kù)安全控制。根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)安全需要，采用數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)最小特權(quán)策略對(duì)用戶進(jìn)行權(quán)限控制，即用戶只可以訪問(wèn)與工作相關(guān)的內(nèi)容。與此同時(shí)，對(duì)于重要數(shù)據(jù)，還定期進(jìn)行備份[5]。

3)應(yīng)用程序安全控制。對(duì)于應(yīng)用程序，采用軟件防火墻進(jìn)行安全控制，定期對(duì)局域網(wǎng)和服務(wù)器進(jìn)行殺毒檢測(cè)，定期對(duì)殺毒軟件進(jìn)行升級(jí)。

4)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全控制。①在服務(wù)器與Internet之間采用硬件防火墻對(duì)信息進(jìn)行過(guò)濾，對(duì)外部訪問(wèn)請(qǐng)求進(jìn)行控制。②采用web服務(wù)器提供的SSL安全通信機(jī)制來(lái)防止數(shù)據(jù)在網(wǎng)上被截獲。③配置服務(wù)器可允許或者拒絕訪問(wèn)的特定IP地址。

5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)具有操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、升級(jí)容易等優(yōu)點(diǎn)，尤其是對(duì)大型的鉆井企業(yè)優(yōu)點(diǎn)更加明顯。圖5是鉆井平臺(tái)信息系統(tǒng)人員管理系統(tǒng)界面，圖6、圖7是鉆井平臺(tái)生產(chǎn)管理系統(tǒng)查詢界面。

圖5 人員管理系統(tǒng)界面Fig.5 Personnelmanagement system interface

6 結(jié)束語(yǔ)

圖6 生產(chǎn)管理系統(tǒng)查詢界面（1）Fig.6 Productionmanagement system query interface(1)

圖7 生產(chǎn)管理系統(tǒng)查詢界面（2）Fig.7 Productionmanagement system query interface(2)

基于B/S結(jié)構(gòu)的鉆井平臺(tái)管理信息系統(tǒng)是利用的JSP、web、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)建立的。該系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)與岸基信息實(shí)時(shí)交互功能，又幫助解決了鉆井企業(yè)對(duì)平臺(tái)系統(tǒng)管理困難的問(wèn)題，還能夠輔助企業(yè)管理者進(jìn)行決策分析。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，是鉆井企業(yè)提高管理水平、實(shí)現(xiàn)信息化的好助手。

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