一種提高428XL帶道能力的操作系統(tǒng)優(yōu)化方法

龐長(zhǎng)永,賀立永,黃 乾,王建強(qiáng),廖建國(guó),付金洲

(1.東方地球物理公司裝備服務(wù)處儀器服務(wù)中心 河北 涿州 072750； 2.東方地球物理公司國(guó)際部 河北 涿州 072750 )

0 引 言

隨著寬方位、寬頻帶、高密度地震勘探技術(shù)的發(fā)展，超大道數(shù)高效地震數(shù)據(jù)采集項(xiàng)目越來越普及，尤其是中東地區(qū)的勘探項(xiàng)目施工作業(yè)的道數(shù)都在10萬道左右，這就要求配套應(yīng)用的地震儀器具有很強(qiáng)的帶道能力。例如，位于阿聯(lián)酋中南部ON3項(xiàng)目，是阿聯(lián)酋石油公司(ADNOC)授標(biāo)的東部聯(lián)合區(qū)塊項(xiàng)目。工區(qū)內(nèi)涉及大型沙漠、城鎮(zhèn)、農(nóng)場(chǎng)、保護(hù)區(qū)、油田設(shè)施等多種障礙物。按照甲方的要求，項(xiàng)目第一區(qū)塊分7個(gè)拉鏈?zhǔn)叫^(qū)片，每個(gè)區(qū)片寬度設(shè)計(jì)為20 km。按照施工設(shè)計(jì)的要求，超級(jí)排列達(dá)到53 600道才能滿足施工要求。然而428XL儀器成功應(yīng)用項(xiàng)目的超級(jí)排列都在50 000道以下，即使在沙特、阿曼等平坦地形偶爾嘗試過的超級(jí)排列也從不多于52 000道，這就為428XL儀器如何滿足大于53 600道超級(jí)排列提出了挑戰(zhàn)。針對(duì)ON3項(xiàng)目的技術(shù)需求和428XL系統(tǒng)在施工中出現(xiàn)的具體問題，地震儀器專業(yè)技術(shù)人員通過技術(shù)攻關(guān)和實(shí)踐探索，創(chuàng)新了一種428XL操作系統(tǒng)的優(yōu)化方法，進(jìn)而顯著提高了428XL的帶道能力。為了總結(jié)本項(xiàng)目的地震儀器技術(shù)攻關(guān)成果并為今后超大道數(shù)勘探項(xiàng)目創(chuàng)新應(yīng)用428XL儀器提供參考，現(xiàn)就本次通過創(chuàng)新優(yōu)化428XL操作系統(tǒng)來提高帶道能力的具體方法進(jìn)行全面介紹。

1 施工中遇到的問題

隨著應(yīng)用軟件的不斷更新，428XL儀器目前行業(yè)中使用的軟件主要是V5.0[1]及V6.0兩個(gè)版本。根據(jù)廠家提供的技術(shù)資料，兩個(gè)版本在數(shù)據(jù)采集及處理能力上完全一樣，之所以版本不同，主要是為迎合市場(chǎng)上工作站等硬件的更新變化而改變的。東方公司阿布扎比ON3項(xiàng)目所用的428XL儀器，是V6.0版本，配有77 544道地面設(shè)備，以及相應(yīng)的LAUXG，TFOIG及LCIG等G型設(shè)備；客戶機(jī)是兩臺(tái)HP Z440電腦(安裝Window10操作系統(tǒng))，主服務(wù)器是一臺(tái)HP Z840工作站，且主服務(wù)器工作站配置如下：型號(hào)為HP Z840；內(nèi)存為128 GB；硬盤為5×600 GB；CPU為2× E5-2640 V3 (8c) 2.60 GHz；顯卡為K2200；集成網(wǎng)卡為Intel Dual Port 1 Gb；擴(kuò)展網(wǎng)卡為2x Intel Dual port 10 Gb。

ON3項(xiàng)目于2019年8月25日試生產(chǎn)，9月5日正式24 h施工。項(xiàng)目先從區(qū)片3開始生產(chǎn)，然后轉(zhuǎn)到區(qū)片4。項(xiàng)目采用可控震源滑動(dòng)掃描生產(chǎn)方式[2]，滑動(dòng)時(shí)間分別為5.5 s(小于8 km)、3 s(8～16 km)、0 s(大于16 km)，參數(shù)設(shè)置如圖1所示，428XL選擇2 ms采樣間隔、18 s掃描長(zhǎng)度、6 s記錄長(zhǎng)度。

圖1 動(dòng)態(tài)滑掃T-D規(guī)則參數(shù)設(shè)置窗口

項(xiàng)目施工初期先從區(qū)片3開始，區(qū)片3排列長(zhǎng)度是640道，每束線67條排列接收，超級(jí)排列為42 880道，生產(chǎn)暫且順利。生產(chǎn)排列轉(zhuǎn)到區(qū)片4時(shí)，測(cè)線長(zhǎng)度改變?yōu)?00道，每束線仍然67條排列接收，因此超級(jí)排列增加到53 600道。區(qū)片3和區(qū)片4的排列布設(shè)道數(shù)見表1。開始東段生產(chǎn)暫且順利，當(dāng)排列滾到區(qū)片4中間時(shí)(排列滾動(dòng)方向和順序如圖2所示)，隨著新排列的不斷滾進(jìn)，儀器就逐步出現(xiàn)RTV數(shù)據(jù)堵死的現(xiàn)象，如圖3所示。每次出現(xiàn)RTV數(shù)據(jù)堵死的時(shí)候，系統(tǒng)就無法正常運(yùn)行，只能重新聯(lián)機(jī)。每次重新聯(lián)機(jī)后，第一炮能正常采集，第二炮就又出現(xiàn)RTV堵死現(xiàn)象，數(shù)據(jù)不能回傳導(dǎo)致無法生產(chǎn)。為降低超級(jí)排列容量，項(xiàng)目只好臨時(shí)借用節(jié)點(diǎn)儀器(WTU)來滿足應(yīng)急生產(chǎn)，致使當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)效率一落千丈。為了查找原因，找出解決問題辦法，采取邊生產(chǎn)邊測(cè)試驗(yàn)證方式，力求盡快恢復(fù)高效生產(chǎn)。

表1 ON3項(xiàng)目超級(jí)排列道數(shù)變化表

圖2 野外施工排列滾動(dòng)方向和順序示意

圖3 RTV出現(xiàn)堵死故障的局部窗口顯示

2 原理分析及誘因排查

G型428XL儀器的帶道能力與諸多因素密切相關(guān)[3]，概括起來主要有四個(gè)方面：一是外部設(shè)備技術(shù)性能和布設(shè)關(guān)系；二是主機(jī)系統(tǒng)技術(shù)性能；三是外部環(huán)境條件；四是操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件技術(shù)性能。外部設(shè)備主要是采集鏈、光纜交叉線、電源站及交叉站等，主要看有無壞線、壞站，以及二級(jí)排列或者蛇形排列等。主機(jī)系統(tǒng)，主要取決于主機(jī)工作站的狀態(tài)，LCIG狀態(tài)及各種連線、附件性能等。外部環(huán)境條件主要看有無高壓線、微波塔、雷達(dá)站以及惡劣天氣等。操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件是廠家提供的Linux RH V6.6平臺(tái)下安裝的428XL V6.0版本，主要看二者的匹配程度。

為尋求問題原因，有關(guān)技術(shù)人員做了大量的測(cè)試工作，428XL帶道能力問題測(cè)試統(tǒng)計(jì)情況見表2。

表2 428XL帶道能力問題測(cè)試統(tǒng)計(jì)

當(dāng)428XL-G系統(tǒng)的超級(jí)排列道數(shù)達(dá)到或者接近極限值時(shí)，每一種相關(guān)因素的細(xì)微變化都可能引起帶道能力的上下波動(dòng)。通過對(duì)外部設(shè)備的優(yōu)化、更換、重置等，超級(jí)排列容量偶爾有所改善，但不能解決根本問題，說明外部設(shè)備不是降低系統(tǒng)帶道能力的主要因素。通過更換服務(wù)器、LCIG、各種連接線及附件等全部的主機(jī)設(shè)備，問題仍不能解決，說明主機(jī)也不是影響系統(tǒng)帶道能力的因素。在主體觀測(cè)方式不變前提下，適當(dāng)改變系統(tǒng)的工作方式和參數(shù)，在一定程度上可以改變系統(tǒng)的帶道能力，但能起的作用較小(增減在千道以內(nèi))。外部環(huán)境影響在任何工區(qū)都是存在的，這里也不例外，因?yàn)樵趨^(qū)片4施工時(shí)，東部正常，隨著排列往西部滾動(dòng)，就逐漸出現(xiàn)RTV堵死現(xiàn)象，但環(huán)境對(duì)系統(tǒng)帶道能力影響是局部的也是非本質(zhì)的。

通過以上各種因素分析排查，唯一能根本解決問題的方法就是操作系統(tǒng)的優(yōu)化。對(duì)于操作系統(tǒng)優(yōu)化，常規(guī)做法都是按照廠家提供的方案進(jìn)行，因?yàn)閺S家在推出軟件及配置方案時(shí)已經(jīng)做了大量的測(cè)試，其中包括軟件安裝、內(nèi)存分配以及428XL擴(kuò)容性設(shè)置等等。但是，在阿布扎比ON3項(xiàng)目按照常規(guī)系統(tǒng)優(yōu)化做法不能實(shí)質(zhì)性解決問題。為此，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員通過種種嘗試，廣泛探索，多方論證，創(chuàng)新地采用廠家從未提出過的系統(tǒng)優(yōu)化方法，即用較低版本操作系統(tǒng)軟件平臺(tái)安裝較高版本的應(yīng)用軟件，也就是用Linux RH V5.8操作平臺(tái)，安裝428XL V6.0版本軟件，最后成功地實(shí)現(xiàn)了428XL超級(jí)排列的容量擴(kuò)展，大幅度提高了428XL儀器系統(tǒng)的帶道能力。

3 操作系統(tǒng)優(yōu)化方案

用Linux RH V5.8平臺(tái)[4]，安裝428XL V6.0版本，不僅成功實(shí)現(xiàn)了428XL超級(jí)排列的容量大幅度擴(kuò)展，也是428XL儀器應(yīng)用技術(shù)的一大突破。采用428XL V6.0版本在Linux RH V5.8平臺(tái)下的安裝及配置方法，不同于Sercel廠家推薦的方法，手冊(cè)沒有安裝步驟，沒有廠家的優(yōu)化測(cè)試結(jié)果，只能自己摸索、嘗試、總結(jié)。其中最主要，最關(guān)鍵，也是最容易出錯(cuò)的環(huán)節(jié)就是網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)安裝及配置。

東方公司阿布扎比428XL項(xiàng)目所用的服務(wù)器是HP Z840，配置有3對(duì)網(wǎng)口，其中1對(duì)1 Gb網(wǎng)口是主板集成網(wǎng)口，2對(duì)10 Gb網(wǎng)口是擴(kuò)展網(wǎng)口。在安裝Linux RH V5.8系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)不能自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)口，所以需要從公網(wǎng)下載網(wǎng)口驅(qū)動(dòng)，手動(dòng)安裝驅(qū)動(dòng)并分配網(wǎng)址。

HP Z840服務(wù)器系統(tǒng)安裝步驟如下：

第一步，打開服務(wù)器機(jī)箱，安裝擴(kuò)展網(wǎng)卡。這里所說的安裝網(wǎng)卡主要是兩個(gè)10 Gb的擴(kuò)展網(wǎng)卡，一定要提前裝入擴(kuò)展槽內(nèi)。同時(shí)從公網(wǎng)下載(常用的互聯(lián)網(wǎng)上都能夠下載)網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)，分別是e1000e-3.4.0.2.tar.gz及igb-5.3.5.18.tar.gz兩個(gè)驅(qū)動(dòng)。

第二步，安裝Linux RH V5.8系統(tǒng)軟件[5]。按照Sercel公司提供的《428XL V5.0.25 Installation Manual》手冊(cè)中10萬道的安裝步驟進(jìn)行安裝。其中需要注意的是在安裝時(shí)與手冊(cè)的第3項(xiàng)有區(qū)別，安裝時(shí)要選擇啟動(dòng)菜單里的第二項(xiàng)即“Legacy-TSSTcorp DVD+/-RW SU-208CB”，其他安裝步驟按照手冊(cè)執(zhí)行即可。

第三步，安裝網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序。在root用戶下，將e1000e-3.4.0.2.tar.gz及igb-5.3.5.18.tar.gz兩個(gè)驅(qū)動(dòng)程序拷貝到系統(tǒng)的tmp文件夾里。先安裝e1000e-3.4.0.2.tar.gz驅(qū)動(dòng)，打開terminal終端，執(zhí)行如下命令[6]：

[root@localhost ～]# cd /tmp (切換目錄)

[root@localhost tmp]# ls (顯示當(dāng)前目錄下文件及文件夾)

[root@localhost tmp]# chmod 777 e1000e-3.4.0.2.tar.gz (更改文件權(quán)限)

[root@localhost tmp]# tar zxvf e1000e-3.4.0.2.tar.gz (解壓文件)

[root@localhost tmp]# cd e1000e-3.4.0.2 (切換目錄)

[root@localhost e1000e-3.4.0.2]# cd src (切換目錄)

[root@localhost src]# make (編譯)

[root@localhost src]# make install (驅(qū)動(dòng)安裝)

[root@localhost src]# modprobe e1000e (加載驅(qū)動(dòng)程序)

這樣，e1000e-3.4.0.2.tar.gz驅(qū)動(dòng)就安裝完畢。

同樣的方法安裝igb-5.3.5.18.tar.gz驅(qū)動(dòng)。網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)安裝完成之后，不要重啟系統(tǒng)，否則系統(tǒng)就不再識(shí)別網(wǎng)口，應(yīng)該在安裝428XL軟件，配置網(wǎng)卡之后再重啟系統(tǒng)。

第四步，安裝428XL V6.0軟件及補(bǔ)丁[7]，按照Sercel公司提供的《428XL V6.0 Installation Manual》手冊(cè)進(jìn)行安裝。

第五步，配置網(wǎng)卡。通常Sercel推薦的Linux版本安裝時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把集成網(wǎng)卡的1 Gb網(wǎng)口分配給eth0及eth1，這樣軟件就會(huì)自動(dòng)把用戶口令綁定在依賴于eth0網(wǎng)口Mac而生成的serverID上。換種說法就是eth0的Mac地址是不能隨便改變的，否則用戶口令就失效了。然而在安裝Linux Redhad V5.8系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)的網(wǎng)口順序是不對(duì)的。系統(tǒng)默認(rèn)的eth0不是集成的1 Gb網(wǎng)口，而是擴(kuò)展的10 Gb網(wǎng)口，所以我們要重新配置網(wǎng)卡，手動(dòng)更改網(wǎng)口的eth順序。

配置網(wǎng)卡前，先執(zhí)行下列命令：

[root@svr428 ～]# cd /etc/sysconfig/network-scripts (切換目錄)

[root@svr428 network-scripts]# service network stop(停止網(wǎng)卡工作)

[root@svr428 network-scripts]#ifconfig -a (顯示網(wǎng)口信息)

首先把所有網(wǎng)卡都停止工作，然后根據(jù)執(zhí)行ifconfig -a命令時(shí)顯示的Mac地址信息，手動(dòng)復(fù)制把Mac地址重新分配給/etc/sysconfig/network-scripts目錄下對(duì)應(yīng)的網(wǎng)口配置文件中。配置網(wǎng)卡時(shí)，Mac地址10打頭的網(wǎng)口是服務(wù)器主板集成的1 Gb網(wǎng)卡，應(yīng)分配給eth0和eth1，其中尾數(shù)小的分配給eth0，尾數(shù)大的分配給eth1。Mac地址90打頭的網(wǎng)口是擴(kuò)展高速10 Gb網(wǎng)卡，應(yīng)分配給eth2及eth3或eth4及eth5，尾數(shù)相鄰的地址分配在同一個(gè)網(wǎng)卡上，具體操作效果如圖4、圖5所示。

圖4 網(wǎng)卡配置文件圖

圖5 網(wǎng)卡配置參考圖

網(wǎng)卡配置之后，重啟系統(tǒng)，用ping命令檢查所有網(wǎng)口，然后聯(lián)機(jī)測(cè)試，這樣系統(tǒng)安裝就全部完成。

這里需要注意的是，用Linux RH V5.8平臺(tái)安裝428XL V6.0版本方案在操作時(shí)一定要對(duì)系統(tǒng)有個(gè)全面的了解，安裝步驟不能安全照搬428XL手冊(cè)的安裝步驟，尤其是網(wǎng)口配置，一定要分清哪些網(wǎng)口是1 Gb的網(wǎng)口，哪些網(wǎng)口是10 Gb的網(wǎng)口，認(rèn)清他們的Mac地址。由于安裝時(shí)系統(tǒng)不能自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)配置，只能手動(dòng)更改，手動(dòng)配置。在安裝系統(tǒng)時(shí)一定要格外小心確保操作正確。

通過野外生產(chǎn)驗(yàn)證，采用Linux RH V5.8平臺(tái)安裝428XL V6.0版本的優(yōu)化方案大幅度提高了428XL儀器的帶道能力，也大幅度提高了生產(chǎn)效率。在這之前受困于428XL儀器超級(jí)排列50 000道以內(nèi)帶道能力，每天只能采用半排列采集接收生產(chǎn)日效不到5 000炮，采用這種創(chuàng)新優(yōu)化方案之后，超級(jí)排列可超過60 000道，最高日效達(dá)到21 000多炮，平均日效也超過了16 000炮?？梢姴捎肔inux RH V5.8平臺(tái)安裝428XL V6.0版本的優(yōu)化方案是一種提高428XL系統(tǒng)帶道能力和野外生產(chǎn)效率的極好方法。

4 結(jié)束語

通過對(duì)428XL儀器在阿布扎比ON3項(xiàng)目中遇到的帯道能力不足問題的探索和實(shí)踐，我們深刻地體會(huì)到可能影響地震儀器應(yīng)用效果的因素是多樣的、復(fù)雜的，地震儀器出現(xiàn)問題的原因也是多方面的。在野外解決問題時(shí)要保持思路清晰，方法正確有效，有條不紊地逐項(xiàng)排查誘因。特別重要的是在形成解決方案時(shí)要與時(shí)俱進(jìn)、放開思路、敢于創(chuàng)新。通過這次對(duì)428XL儀器操作系統(tǒng)的優(yōu)化，也給業(yè)界一個(gè)啟示，那就是打破常規(guī)思維模式，也是提高地震儀器應(yīng)用水平和效果的重要?jiǎng)?chuàng)新。

隨著大道數(shù)勘探技術(shù)的發(fā)展，428XL會(huì)越來越難滿足物探市場(chǎng)的需求。如何優(yōu)化系統(tǒng)，擴(kuò)大428XL的帶道能力，使得428XL設(shè)備最大化地發(fā)揮效能，是擺在我們面前的一個(gè)永恒課題。所以，圍繞提高地震儀器應(yīng)用效果這一目標(biāo)，不斷研究探索全新的技術(shù)就永無止境。