基于J2EE體系架構的井控管理信息平臺的設計與實現

王傳偉

大慶鉆探工程公司鉆井工程技術研究院工藝研究所

1 概述

隨著Intranet（企業(yè)內部網）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體系架構彌補了傳統(tǒng)Client/Server（客戶端/服務器）模式客戶端更新維護困難的缺陷，適應了動態(tài)企業(yè)及時更新的需要，采用被稱為Browser/Server（瀏覽器/服務器）模式的三層體系結構，更新只在服務器端產生，實現了網絡用戶在不同的地點、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據資源，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技術開發(fā)，并最終取得了較好的推廣應用效果。

2 井控管理信息平臺設計

2.1 總體架構設計

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

2.2 系統(tǒng)功能設計

根據對客戶的需求分析和系統(tǒng)的目標設計，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“權限管理系統(tǒng)”、“常務管理系統(tǒng)”、“決策支持系統(tǒng)”和“數據采集系統(tǒng)”，共27個功能模塊。各功能模塊在主控菜單下調用執(zhí)行或者由工作流驅動運行。

（1）權限管理系統(tǒng)

實現用戶基本信息維護和角色權限管理。可以定義用戶、組織機構、角色、用戶組、用戶權限等信息，并可以對用戶、角色、用戶組授權，以便對每一個用戶的權限進行嚴格控制。

圖1 井控管理信息平臺功能結構

圖2 井控管理工作流程

（2）常務管理系統(tǒng)

實現對井控相關日常動態(tài)信息的管理與維護，重點是監(jiān)控井控現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、現場防噴演習、井控人員持證等關鍵環(huán)節(jié)項點的執(zhí)行情況。井控設備全過程信息化管理，可以查詢井控設備的使用、維修、庫存情況，并提供設備維護到期提醒功能。具有監(jiān)控關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)布井控相關的會議紀要、井控培訓信息、應急體系、技術交流資料等，便于技術及管理文件的上傳下達，提高井控管理時效。同時還包含最新全面的井控技術規(guī)范、實施細則和鉆井井控相關的國家標準及行業(yè)標準知識，匯集國內外各大油田歷年發(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)避井控風險，為技術及管理人員提供學習資料和決策支持信息。

（4）數據采集系統(tǒng)

對平臺基礎信息的維護和管理。主要包含井基礎信息、井隊基礎信息和設備基礎信息以及數據庫維護等功能。

2.3 工作流分析設計

工作流技術是實現企業(yè)業(yè)務過程建模，業(yè)務過程仿真分析、業(yè)務過程優(yōu)化、業(yè)務過程管理與集成，最終實現業(yè)務過程自動化的核心技術。首先，以現有井控信息管理的工作流程為基礎，以行業(yè)（企業(yè)）標準和相關管理制度為依據，以提高井控管理工作效能為目標，梳理并建立計算機網絡支持環(huán)境下的井控日常檢查、井控持證管理、井控設備管理等井控管理工作流程模型，如圖2所示。

整個平臺以數據庫為核心，以井控信息管理工作流為驅動，實現功能與數據的高效流轉。

2.4 數據庫體系建立

通過對現有井控管理過程中36張工作報表中的數據進行細致的梳理和分析，按照《石油工業(yè)數據庫設計規(guī)范》和數據庫設計的唯一性原則，劃分為61個工作數據表、7個基礎數據表和12個管理數據表。采用Oracle數據庫技術，將分類結構設計和屬性設計進行最優(yōu)結合，建立了大慶井控管理綜合數據庫。

(1) 建立數據庫編碼規(guī)范

參照行業(yè)標準《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領域的專業(yè)術語，確定了數據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，在代碼后加一位數字1至9來區(qū)分。數據庫表采用“子系統(tǒng)名稱_模塊域_數據表實體(功能)名稱”的方式命名，如“井控取證”數據表命名為JK_JKDT_JKQZ；數據庫視圖命名在“子系統(tǒng)名稱”后增加字母“V”用以和數據庫的物理表進行區(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)術語和通用名稱，力求簡單，含義清楚，如：井號—JH、井型—JX等。

(2) 數據庫結構設計

井控管理信息數據庫結構可劃分成用戶數據表、系統(tǒng)表、標準值表和視圖四類。其中用戶數據表記錄平臺用戶錄入或修改的數據；系統(tǒng)表是建立平臺時系統(tǒng)生成的，負責記錄系統(tǒng)信息和設置、用戶和角色信息以及工作流的過程數據等；標準值表為用戶提供一些通用的常規(guī)數據標準值，如封井器型號等；視圖主要用來依據用戶數據表生成特定的數據查詢和統(tǒng)計結果。根據數據結構的分析，建立相應的數據庫表單。結合大慶鉆探井控工作的實際需求，確定數據表的數據項定義以及字段的長度、字符格式等。

3 幾項關鍵技術的實現

3.1 用戶身份驗證與頁面訪問控制

根據公司井控管理組織結構將平臺用戶劃分為系統(tǒng)管理員、井控中心管理員、公司領導、二級單位領導、信息員等5類16種角色，基于角色訪問控制和Web Services技術，開發(fā)了用戶管理、角色管理和資源管理等五個模塊，其間調用session函數，分別對每個用戶的菜單權限、功能按鈕權限和數據權限等進行設置，實現了對平臺及頁面訪問的權限控制，保證了信息的安全性和真實性。

3.2 實時信息反饋技術

傳統(tǒng)信息系統(tǒng)中的審批流程不是反應遲緩就是缺乏對反饋的信息進行記錄，造成在實際操作中，無法對反饋信息進行查詢和處理，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，及時記錄和反饋處理信息。實現了井控日常檢查工作的網絡化管理，增加了工作透明度，有力推動了整改落實及反饋。

3.3 自動預警功能

根據已有基礎數據，通過程序控制調用業(yè)務函數組件，實現了井控設備維修和井控持證到期的提前預警功能，增強了井控管理部門對過期證件和過期設備的監(jiān)管力度。

4 應用情況及結語

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12家二級單位上線運行，實現了對井控管理工作所有關鍵環(huán)節(jié)的動態(tài)管理，累計生成數據1.3萬余條，系統(tǒng)運行穩(wěn)定。該平臺將先進的J2EE企業(yè)管理軟件開發(fā)技術與油田井控管理工作相結合，將工作流理論引入井控日常管理，建立了計算機網絡支持環(huán)境下的高效的井控管理工作流模型。自主設計的預警算法，實現了對井控設備維修、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。平臺的應用，統(tǒng)一規(guī)范了井控管理流程和數據標準，為二次井控決策提供了數據支持，實現了全面、精細、準確、及時的井控管理。該平臺在油田鉆井領域具有廣泛的適用性。