天然氣綜合管理信息系統設計與開發*

帥訓波，買 煒，魏 東，邵艷偉

(中國石油勘探開發研究院廊坊分院地球物理與信息研究所，河北廊坊 065007）

天然氣綜合管理信息系統設計與開發*

帥訓波，買 煒，魏 東，邵艷偉

(中國石油勘探開發研究院廊坊分院地球物理與信息研究所，河北廊坊 065007）

天然氣綜合管理信息系統以勘探、開發、管道運輸及市場銷售的數據存儲為基礎，綜合分析預測方法具有對天然氣綜合業務智能化分析與評估等應用功能，可以對天然氣綜合業務的優化管理提供決策支持。從系統的功能模塊設計、體系結構設計和開發實現的關鍵技術等方面對系統的研發進行了探討。

天然氣;綜合管理;信息系統;設計;開發

對天然氣勘探開發、運輸體系及市場銷售的優化管理是天然氣業務發展壯大的重要手段［1］。建立天然氣業務綜合管理系統，有著重大的戰略意義和豐富的科研內涵。天然氣綜合管理信息系統以勘探開發、管道運輸、市場銷售的數據結構化存儲為基礎，以綜合分析與預測方法為核心［2，3］，可以提供智能查詢分析等應用功能，有著數據結構嚴謹、評價分析高效、功能模塊智能、體系結構開放等特點，對天然氣綜合業務的管理優化提供信息決策支持。

1 天然氣綜合管理信息系統設計

1.1 設計目標

具有對天然氣綜合生產數據管理功能，建設規范合理的數據庫是系統開發基礎。系統功能實現的關鍵是對氣藏工程、管道運輸能力及銷售數據進行分別統計分析的方法庫，應用其中的方法對數據庫中相應數據進行分析、計算，給出科學的評價分析和預測結果。數據庫和方法庫是兩個既相互通信又分別獨立的兩個庫，方法庫中的方法運算所需的參數及運算對象存儲管理在數據庫中。應用軟件系統是協調好方法庫和數據庫之間的正常通信，使得到正確的分析預測結果的工具，負責把用戶的需求轉換為內部指令，按指令選擇方法庫中的最佳方法，然后存取數據庫中所需的參數數據，把數據和方法結合起來進行科學的分析預測，分析的結果以文檔報告等形式輸出給用戶。系統功能模塊間高內聚低耦合，將把氣源區供氣、管道輸運、市場需求等位置數據順序存儲，并且在對氣源區、管道、市場等位置數據進行分析預測時將所需業務數據和方法建立關聯關系。系統體系的開放性主要體現在數據庫是不斷的更新，方法庫中方法是在不斷的完善，應用軟件系統可以不斷地升級。

1.2 系統模塊設計

天然氣綜合管理信息系統主要由數據庫、方法庫和應用軟件系統三部分組成。其中應用軟件系統包括供給模塊、需求模塊、基礎設施和管道模塊、綜合管理模塊、輸入和輸出模塊等六個主要功能模塊，協調著數據庫與方法庫間的正確通信，進行數據的分析和處理。系統模塊間的工作流程，如圖1所示。

1)輸入模塊 用戶把操作命令提交給系統，實現把用戶的高級操作轉化為系統指令來準備調用所需的模塊。

2)供給模塊 主要是對天然氣上游有關數據操作的分析和處理，它包括國外供給和國內供給，國內天然氣供給包括氣田供給和煤層氣供給兩部分。從已開發、探明未開發、待探明開發等三個不同角度來對氣田供給進行描述。

3)需求模塊 主要完成對天然氣需求的現狀分析、將來的預測等操作功能。模塊的設計主要參考經驗證取得較好實際預測效果的北美天然氣需求模塊的劃分，包括城市天然氣需求、工業天然氣需求、化工天然氣需求、發電天然氣需求等。

圖1 系統功能流程

4)基礎設施和管道模塊 此模塊能對管道的最大利用率分析和基礎設施的建設提出指導結論，主要考慮連接主供氣區到消費中心的骨干管道的參數。

5)業務綜合管理模塊 它是系統的核心模塊，是用戶從輸入到得到輸出結果的必經“加工與分析器”。它負責整個系統的分析、預測功能，協調著數據庫與方法庫的通信。對于天然氣上、中、下游的業務分析，具有智能地分析判斷功能，從數據庫中調入相關數據和從方法庫選擇最佳分析方法進行統計分析。

6)數據庫 它是系統進行分析工作的基礎，數據庫的組織主要分為9個種類:勘探、開發、管輸、供給、消費、需求、投資、天然氣及產品價格、相關能源數據。

7)方法庫 它是系統分析工作的主要工具，包括對天然氣上中下游一體化分析中用到分析方法和數學模型。天然氣需求與GDP、天氣、人口的關系模型，天然氣不同類型氣藏開發模式、投資模式及數學模型，天然氣勘探、開發、運輸、銷售的投資與成本模式及數學模型，各類氣藏工程分析方法等。

8)輸出模塊 把系統分析處理的結果以圖表、文字、數據描述、分析報告等方式輸入返給用戶，其中包括常見的表格輸出、打印等功能。

1.3 系統體系結構

由于數據庫中管理的數據量大和方法庫中存儲組織的方法多，而且均是隨著天然氣業務的不斷發展而不斷地豐富和完善，此外為了保證數據的充分共享和安全性的最佳結合，系統體系結構采用C/S結構［4］，數據庫和方法庫存儲在一個服務器上，其它客戶端只有安裝合法授權的系統應用軟件后，天然氣綜合管理信息系統各模塊才能協調遠程的數據庫和方法庫的通信來完成本地的業務分析處理。系統的安全性可采用網絡IP檢測、用戶權限分級管理、客戶端軟件許可發放等機制來保障。體系結構如圖2如示。

圖2 體系結構

2 天然氣綜合管理信息系統實現的關鍵技術

2.1 數據庫的建立

數據庫的設計分為資源與勘探、開發、管輸、供給、消費、需求、投資、天然氣及產品價格、相關其它能源數據等九類數據.對于數據表的邏輯結構標準定義，嚴格按照中華人民共和國石油天然氣行業標準中的油氣田開發數據邏輯結構標準。數據庫的物理存儲結構實現選用安全性能好、高效管理的大型數據庫系統Oracle數據庫，為了充分實現數據的共享，采用分布式數據庫機制［5］。除了對于用戶權限分級管理外，還要定時做好整個數據庫的備份。

2.2 方法庫的組織

天然氣業務綜合管理分析所需的方法要全面進行入庫組織管理。把每一種評價分析方法用高級語言編成函數或者過程，以文件包的形式存儲在服務器上。方法庫邏輯結構設計主要包括方法的ID編號、方法的描述、方法運算所需傳遞參數類型及個數、方法體在服務器上的存儲位置、方法運行輸出結果的表示等，每種方法由統一的ID號來標識，ID號的編碼能有效區分評價方法所屬類別和完成的功能，由此實現方法的存儲組織和管理。

2.3 系統軟件的開發

系統軟件開發的關鍵是業務綜合管理模塊的開發，它關聯著用戶的輸入和輸出模塊，還協調著數據庫與方法庫的正確通信，進行分析處理。對于用戶需求的處理，需求模塊、供給模塊、基礎設施和管道模塊是一體化模塊的外圍處理模塊，它們把各自分析處理的結果傳遞給業務綜合管理模塊，業務綜合管理模塊來組織協調從數據庫中讀取相關的參數數據和相應的方法，進行分析與處理，形成輸出結果。因此設計、開發好業務綜合管理模塊與需求模塊、供給模塊、基礎設施和管道模塊、數據庫、方法庫及與輸出模塊的六個接口，是軟件實現的關鍵。各個功能模塊的開發做到高內聚低耦合，增加了系統整體健壯性。

3 結束語

開展天然氣綜合管理信息系統是當今天然氣快速大發展的需要，是市場經濟下企業發展的形勢必然，也是我國天然氣整體業務走向國際，實現綜合管理信息化的關鍵環節，有著很好的應用推廣前景，它的開發研究能更好地為解決天然氣業務分析、不同類型氣田供氣能力分析和氣田聯合供氣問題分析等提拱一個堅實的決策支持平臺，有著較廣闊的推廣應用前景。

［1］馬富才.中國天然氣工業的開發前景［J］.天然氣工業，1999，19(1):1 －2.

［2］陳元千.實用油氣藏工程方法［M］.東營:石油大學出版社，1998.

［3］王宏偉，桑廣森，姜喜慶，等.油氣藏動態預測方法［M］.北京:石油工業出版社，2001.

［4］鄺孔武，鄺志云.管理信息系統分析與設計［M］.西安:西安電子科技大學出版社，2004.

［5］薩師煊，王珊.數據庫系統概論［M］.第3版.北京:高等教育出版社，2001.

The Design and Developmet of Natural Gas Integrative Management Information System

SHUAI Xun－bo，MAI Wei，WEI Dong，SHAO Yan－wei

(Institute of Geophysics and Information，Langfang Branch of Research Institute of Petroleum Exploration and Development，Petro China，Langfang Hebei 065007，China)

Based on the stored data of exploitation，development，pipeline transportation and sales，the integrative management＆ info system of the natural gas possesses the functions of comprehensive intelligent analysis，predictions and evaluations and provides decision support to the optimized management of the comprehensive business of the natural gas.The paper explores the function module design，structure design，some key technologies in application.

natural gas;integrative management;info system;design;development

TP 311

A

1673－2103(2011)02－0032－03

2010－12－03

帥訓波(1979－)，男，山東單縣人，工程師，碩士，研究方向:石油天然氣信息工程和人工智能.