鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與開發(fā)

王福林, 解 聰

(西安石油大學(xué) 石油工程學(xué)院,西安710065)

0 引 言

鉆井作為油氣田開發(fā)的重要組成部分,對(duì)鉆井作業(yè)人員的專業(yè)技能和專業(yè)知識(shí)有嚴(yán)格的要求。 目前,鉆井作業(yè)區(qū)域主要分布在遠(yuǎn)離市區(qū)、環(huán)境惡劣的沙漠、山丘等地帶。 技術(shù)更新和技術(shù)交流存在一定的滯后性。 如何提高鉆井現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能,以云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)為代表的新興互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)帶來(lái)了解決問(wèn)題的方案,設(shè)計(jì)開發(fā)鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái),以互聯(lián)網(wǎng)為媒介,促進(jìn)行業(yè)內(nèi)技術(shù)信息共享和設(shè)備資源交流［1］。

1 鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)

平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)是平臺(tái)功能的基礎(chǔ)。 咨詢服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)要能夠支持平臺(tái)數(shù)據(jù)、信息的整合以及管理；網(wǎng)站的建設(shè)提供統(tǒng)一的內(nèi)容和安全管理；在后期的運(yùn)營(yíng)過(guò)程中要能夠根據(jù)客戶需求進(jìn)行個(gè)性化調(diào)度［2］。

鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)為五層：接入層、展現(xiàn)層、應(yīng)用層、支持層和基礎(chǔ)層,以及兩個(gè)主要控制：權(quán)限控制和系統(tǒng)安全控制,如圖1 所示。

圖1 鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)Fig. 1 Architecture design of drilling technology consulting service platform

基礎(chǔ)層。 平臺(tái)搭建的基礎(chǔ),保障平臺(tái)的運(yùn)行,通過(guò)全面基礎(chǔ)設(shè)置的搭建,為整體應(yīng)用平臺(tái)的全面建設(shè)提供良好的保障。

支撐層。 整體應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的基礎(chǔ)保障。 根據(jù)面向服務(wù)體系架構(gòu)的設(shè)計(jì)思想,通過(guò)對(duì)平臺(tái)業(yè)務(wù)分析,實(shí)現(xiàn)相關(guān)應(yīng)用組件,如工作流、調(diào)度協(xié)議等有效整合,方便相關(guān)功能模塊的快速搭建［3］。

應(yīng)用層。 平臺(tái)架構(gòu)的重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)信息處理的重要環(huán)節(jié)。 按功能的不同分為鉆井百科、鉆井社區(qū)、智庫(kù)問(wèn)答、事故案例、專家咨詢和鉆井計(jì)算六個(gè)功能模塊。

展現(xiàn)層。 鉆進(jìn)技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)的最終表現(xiàn)形式。 以一組具有相同規(guī)范的網(wǎng)站群面向用戶,涵蓋有主界面、各級(jí)網(wǎng)站以及各類專題網(wǎng)站等。

接入層。 實(shí)現(xiàn)訪客通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)展現(xiàn)層各功能模塊,獲取信息資源的重要環(huán)節(jié)。 主要的訪客角色為用戶和管理員。

權(quán)限控制：是根據(jù)用戶的級(jí)別和需求對(duì)用戶的數(shù)據(jù)權(quán)限控制和功能權(quán)限控制［4］。

系統(tǒng)安全控制。 為了避免平臺(tái)的數(shù)據(jù)泄露和商業(yè)風(fēng)險(xiǎn),主要包括兩個(gè)方面：一是用戶認(rèn)證,即對(duì)訪客提供的用戶名和密碼進(jìn)行校驗(yàn)；二是用戶權(quán)限,即對(duì)用戶的每一步操作進(jìn)行權(quán)限驗(yàn)證,保證平臺(tái)的合理運(yùn)行。

通過(guò)有效的層級(jí)結(jié)構(gòu)劃分,全面的展現(xiàn)平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,便于對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)修改、重用和部署。 同時(shí),系統(tǒng)功能的模塊化和松耦合為未來(lái)業(yè)務(wù)的彈性擴(kuò)展提供保障。

2 功能模塊設(shè)計(jì)

2.1 鉆井百科

“鉆井百科”以詞條為核心,定位于鉆井技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域,同時(shí)不斷地向其它石油與天然氣開發(fā)領(lǐng)域擴(kuò)充,直至延展至石油石化全行業(yè)的百科服務(wù)。

詞條來(lái)源方式主要有用戶創(chuàng)作和管理員發(fā)起兩種途徑,用戶可以對(duì)詞條內(nèi)容進(jìn)行修改和舉報(bào),管理員對(duì)用戶反饋進(jìn)行收集和審核,其運(yùn)營(yíng)機(jī)制如圖2所示。

圖2 “鉆井百科”模塊運(yùn)營(yíng)機(jī)制Fig. 2 ＂Drilling Encyclopedia＂ module operation mechanism

用戶與管理員的合作可以有效的保證詞條模塊的運(yùn)行,同時(shí)也達(dá)到了“大眾編輯”的效果。 “大眾編輯”是公共知識(shí)共享平臺(tái)的核心部分,加大了用戶對(duì)平臺(tái)發(fā)展的參與程度,提高詞條內(nèi)容的閱讀性,保證詞條創(chuàng)建的公開化［5］。

2.2 鉆井社區(qū)

“鉆井社區(qū)”是一個(gè)包括公布欄、個(gè)人知識(shí)發(fā)布、個(gè)人博客、論壇等各類信息發(fā)布形式在內(nèi)的網(wǎng)上交流空間,其對(duì)用戶原創(chuàng)內(nèi)容(UGC-User Generated Content)的產(chǎn)生具有極大的推動(dòng)作用。 該模塊設(shè)計(jì)的主要目的是利用網(wǎng)絡(luò)不限制地域、不限制時(shí)間、不限制登陸用戶的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)用戶的實(shí)時(shí)交流,也實(shí)現(xiàn)用戶間數(shù)據(jù)流的追蹤,為平臺(tái)收集、分析行業(yè)熱點(diǎn)提供基礎(chǔ)依據(jù)［6］。

鉆井社區(qū)在設(shè)計(jì)過(guò)程中以用戶為核心,通過(guò)跟隨機(jī)制,知識(shí)交流機(jī)制、平衡機(jī)制,實(shí)現(xiàn)對(duì)話題、主頁(yè)、意見領(lǐng)袖的建立,極致用戶的個(gè)人體驗(yàn),實(shí)現(xiàn)社區(qū)文化建立,不斷精華用戶社群,保證優(yōu)秀知識(shí)展示。

2.3 智庫(kù)問(wèn)答

“智庫(kù)問(wèn)答”模塊旨在實(shí)現(xiàn)目前出現(xiàn)過(guò)和即將出現(xiàn)的行業(yè)問(wèn)題解答。 該模塊有意識(shí)的打破傳統(tǒng)知識(shí)分享活動(dòng)中對(duì)貢獻(xiàn)和接受雙方面對(duì)面交流的依賴,發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎、在線互動(dòng)等新型分享模式,實(shí)現(xiàn)石油鉆井行業(yè)普通工人與行業(yè)專家的遠(yuǎn)程交流。 為跨越學(xué)科障礙,推動(dòng)技術(shù)發(fā)展帶了新的活力［7］。

“智庫(kù)問(wèn)答”模塊智庫(kù)資源收集機(jī)制信息收集過(guò)程如圖3 所示。

圖3 “智庫(kù)問(wèn)答”模塊智庫(kù)資源收集機(jī)制Fig. 3 ＂ Think Tank Q ＆ A＂ module resource collection mechanism

該模塊的數(shù)據(jù)來(lái)源主要分為用戶提問(wèn)和熱點(diǎn)分析兩類,在自然語(yǔ)料的處理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶問(wèn)題的區(qū)別處理,最終將未作答問(wèn)題發(fā)給普通用戶和行業(yè)專家進(jìn)行作答,最終優(yōu)秀的答案收集在智庫(kù)資源中實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的問(wèn)題的解決［8］。

2.4 事故案例

“事故案例”模塊將石油發(fā)展至今在石油勘察、開發(fā)過(guò)程中的經(jīng)典案例匯集。 在技術(shù)實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、反思問(wèn)題,以此推進(jìn)技術(shù)革新。"事故案例庫(kù)"極大應(yīng)用案例量及與案例相關(guān)的其他知識(shí)內(nèi)容,方便用戶根據(jù)生產(chǎn)學(xué)習(xí)中遇到的問(wèn)題進(jìn)行案例的規(guī)范化編輯,以便后臺(tái)審核管理員公布,實(shí)現(xiàn)共享。

2.5 專家咨詢

“專家咨詢”模塊旨在超越時(shí)間和空間限制,為用戶提供方便、快捷的遠(yuǎn)程咨詢服務(wù)。 該模塊設(shè)計(jì)有兩套專家系統(tǒng)：人工專家系統(tǒng)和在線專家系統(tǒng)［9］。

圖4 “在線專家系統(tǒng)”運(yùn)營(yíng)機(jī)制Fig. 4 ＂Online Expert System＂ operating mechanism

在線專家系統(tǒng),在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中根據(jù)用戶的提問(wèn),利用AI 技術(shù)將文本庫(kù)和語(yǔ)料庫(kù)中的資源進(jìn)行檢索、整合,最終以“黑板”的方式為用戶顯示相關(guān)問(wèn)題的推理過(guò)程以及最終的處理結(jié)果,"在線專家系統(tǒng)"運(yùn)營(yíng)機(jī)制如圖4 所示,與人工專家系統(tǒng)相比,在線專家系統(tǒng)是對(duì)平臺(tái)資源庫(kù)深度利用的有力保證,通過(guò)語(yǔ)料庫(kù)和文本庫(kù)的創(chuàng)造性挖掘,構(gòu)建模擬專家,展現(xiàn)了平臺(tái)數(shù)據(jù)處理能力的不斷更新,避免重復(fù)問(wèn)題咨詢的出現(xiàn),提高平臺(tái)工作效率。

2.6 鉆井計(jì)算

“鉆井計(jì)算”主要負(fù)責(zé)鉆井相關(guān)計(jì)算模型和鉆井相關(guān)計(jì)算過(guò)程的收集和整理,該模塊對(duì)目前已應(yīng)用的鉆井經(jīng)典模型建立和求解過(guò)程進(jìn)行延伸,即實(shí)現(xiàn)對(duì)已有模型簡(jiǎn)化,又?jǐn)U大網(wǎng)站的模型數(shù)量,為解決鉆井過(guò)程中的計(jì)算提供必要保障。

3 鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)開發(fā)實(shí)現(xiàn)

3.1 關(guān)鍵技術(shù)

網(wǎng)頁(yè)搭建由結(jié)構(gòu)、表現(xiàn)和行為3 個(gè)主要環(huán)節(jié)組成。 在平臺(tái)開發(fā)過(guò)程中通過(guò)HTML 確定網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)；通過(guò)CSS 確定網(wǎng)頁(yè)表現(xiàn)樣式；通過(guò)JQuery 確定網(wǎng)頁(yè)行為標(biāo)準(zhǔn)［10］。

HTML(HyperText Markup Language,超文本標(biāo)記語(yǔ)言)是描述網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容的一些特定符號(hào)。 應(yīng)用HTML 完成對(duì)平臺(tái)首頁(yè)、列表頁(yè)、詳情頁(yè)的內(nèi)容編寫,統(tǒng)一平臺(tái)網(wǎng)頁(yè)群的整體風(fēng)格,實(shí)現(xiàn)快速搭建。

CSS(Cascading Style Sheets,層疊樣式表) 是HTML 的樣式控制語(yǔ)言。 在平臺(tái)頁(yè)面群搭建過(guò)程中,應(yīng)用Dreamweaver 建立樣式文件,對(duì)文本的字體、字號(hào)、顏色等屬性格式進(jìn)行設(shè)置,對(duì)頁(yè)面內(nèi)控件的長(zhǎng)寬、位置、背景、邊框等進(jìn)行格式設(shè)置。 以鏈入式的調(diào)入方式實(shí)現(xiàn)樣式文件調(diào)用,借助CSS 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)網(wǎng)頁(yè)群的個(gè)性展現(xiàn)［11］。

JQuery 是一個(gè)快速、簡(jiǎn)潔的JavaScript 框架,具有獨(dú)特的鏈?zhǔn)秸Z(yǔ)法、短小清晰的多功能接口和高效靈活的CSS 選擇器。 在開發(fā)過(guò)程中應(yīng)用少量的代碼選擇HTML 的各種標(biāo)簽,實(shí)現(xiàn)用戶與計(jì)算機(jī)之間的交互。

3.2 編程實(shí)現(xiàn)

鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)是在WEB2.0 環(huán)境下的一個(gè)網(wǎng)頁(yè)群,其中包含平臺(tái)主界面和其他功能界面。主界面下包含有各功能頁(yè)面鏈接及其他功能窗口,滿足用戶對(duì)鉆井技術(shù)的查詢,鉆井案例的瀏覽以及其它在本平臺(tái)相關(guān)功能的操作,主要界面如圖5、圖6 所示。

圖5 平臺(tái)主頁(yè)Fig. 5 Platform Home

圖6 鉆井社區(qū)頁(yè)面Fig. 6 Drilling Community Website

4 結(jié)束語(yǔ)

鉆井技術(shù)咨詢服務(wù)平臺(tái)的五層架構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)在web2.0 環(huán)境下開發(fā)設(shè)計(jì)純粹行業(yè)性技術(shù)分享平臺(tái)具有一定的指導(dǎo)意義和借鑒價(jià)值。 平臺(tái)的功能模塊涵蓋了目前行業(yè)所需的主要知識(shí)及網(wǎng)絡(luò)社區(qū)服務(wù)功能。 為了滿足用戶需求還需對(duì)平臺(tái)進(jìn)一步改進(jìn)和完善：一是數(shù)據(jù)庫(kù)處于實(shí)驗(yàn)室水平,尚未達(dá)到上限要求；二是訪問(wèn)方式單一,缺乏其他形式的客戶端。 后期將集中于Android、IOS 版本的開發(fā)和應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充。