基于EPDM模型的數(shù)據(jù)查詢與編輯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

[摘 要] 隨著A1系統(tǒng)在油田的推廣和應(yīng)用，EPDM模型作為A1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，已經(jīng)成為油田數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重要依據(jù)，其成果已廣泛地應(yīng)用在勘探開發(fā)地質(zhì)研究與油田生產(chǎn)開發(fā)工作中。本文從用戶的角度出發(fā)，以方便快捷地查詢和批量維護(hù)A1數(shù)據(jù)庫為目標(biāo)，研究了EPDM模型數(shù)據(jù)表間的約束關(guān)系和數(shù)據(jù)組織特點(diǎn)，構(gòu)建了用于描述EPDM數(shù)據(jù)模型的元模型和描述數(shù)據(jù)表間關(guān)系的關(guān)聯(lián)關(guān)系元模型，用元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對A1數(shù)據(jù)庫的通用編輯和級聯(lián)編輯功能，可以查詢專業(yè)數(shù)據(jù)庫信息并形成用戶個(gè)性化界面，根據(jù)用戶需求定制數(shù)據(jù)交互視圖及二次查詢視圖，符合用戶的操作習(xí)慣，提高了A1系統(tǒng)的可用性，兼顧了已有的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞] A1；EPDM；數(shù)據(jù)查詢；數(shù)據(jù)編輯

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 21. 026

[中圖分類號] TP319 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）21- 0042- 04

1 引 言

A1系統(tǒng)采用的EPDM數(shù)據(jù)模型是中石油有關(guān)技術(shù)專家遵循POSC理念，參照EDM風(fēng)格，融合了許多中石油數(shù)據(jù)模型的特色內(nèi)容設(shè)計(jì)的中石油數(shù)據(jù)模型。它涵蓋了基本實(shí)體、鉆井、錄井、測井、分析化驗(yàn)等17個(gè)專業(yè)的數(shù)據(jù)，是勘探開發(fā)一體化數(shù)據(jù)模型。它能更準(zhǔn)確地描述油氣勘探開發(fā)的實(shí)體及其相互關(guān)系，并且更加易于擴(kuò)展，數(shù)據(jù)的完整性得到加強(qiáng)。

自2007年A1系統(tǒng)在油田上線運(yùn)行以來，一直沒有得到良好的應(yīng)用。原因在于EPDM模型數(shù)據(jù)表數(shù)量龐大，邏輯關(guān)系很復(fù)雜，各數(shù)據(jù)表的主鍵是由候選碼組合隨機(jī)產(chǎn)生的，數(shù)據(jù)表之間通過ID關(guān)聯(lián)。這種設(shè)計(jì)思想與傳統(tǒng)勘探開發(fā)數(shù)據(jù)模型存在很大差異，數(shù)據(jù)管理人員如果沒有對EPDM數(shù)據(jù)模型進(jìn)行深入的了解和學(xué)習(xí)，就無法快速有效地操作A1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。目前，EPDM模型唯一的數(shù)據(jù)管理工具是OpenWells軟件，該軟件以單一實(shí)體為單位，傾向于手工采集，與原勘探開發(fā)數(shù)據(jù)維護(hù)流程以數(shù)據(jù)表為單位批量查看和維護(hù)的方式不同，不符合數(shù)據(jù)維護(hù)人員的維護(hù)習(xí)慣，并且大批量數(shù)據(jù)維護(hù)效率低。

為了解決A1系統(tǒng)在推廣應(yīng)用過程中給數(shù)據(jù)管理人員帶來的不便，本文通過元模型技術(shù)，從元數(shù)據(jù)出發(fā)，構(gòu)建了一套能存儲(chǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)字典的EPDM元模型，并建立關(guān)聯(lián)關(guān)系元模型描述EPDM數(shù)據(jù)模型中所涉及的數(shù)據(jù)表之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。在實(shí)現(xiàn)基本查詢和編輯功能之外，系統(tǒng)通過構(gòu)建數(shù)據(jù)查詢模型實(shí)現(xiàn)了視圖定制查詢和二次查詢功能，并利用元模型技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的級聯(lián)刪除，保證了數(shù)據(jù)編輯和數(shù)據(jù)查詢的通用性、擴(kuò)展性、靈活性和安全性。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)采用分層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，利用元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，將數(shù)據(jù)表信息和關(guān)聯(lián)關(guān)系獨(dú)立于數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫信息的改變只需修改相應(yīng)的元數(shù)據(jù)，無需修改系統(tǒng)程序，使系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)用戶需求和企業(yè)環(huán)境的變化。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示，主要分為4層。

（1）數(shù)據(jù)層：A1數(shù)據(jù)庫。

（2）元數(shù)據(jù)層：元數(shù)據(jù)層描述了各異構(gòu)數(shù)據(jù)庫所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其之間的關(guān)系。元數(shù)據(jù)層包含兩部分：EPDM元模型、關(guān)聯(lián)關(guān)系元模型。EPDM元模型不僅是對EPDM數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)的描述，而且也涉及EPDM數(shù)據(jù)模型業(yè)務(wù)的描述。關(guān)聯(lián)關(guān)系元數(shù)據(jù)描述了當(dāng)前用戶視圖中所涉及的數(shù)據(jù)表的關(guān)聯(lián)關(guān)系，記錄了基表與引用表的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

（3）功能層：是系統(tǒng)所能完成功能的集合，通過與元數(shù)據(jù)交互作用進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)編輯工作，是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，也是用戶最關(guān)注的部分。

（4）用戶層：用戶層為用戶提供可操作的界面，是系統(tǒng)的UI部分。包括數(shù)據(jù)導(dǎo)航、數(shù)據(jù)展示、二次查詢以及數(shù)據(jù)錄入、刪除、修改等功能。

3 元模型的建立

在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中，元模型即元數(shù)據(jù)模型，是對元數(shù)據(jù)進(jìn)行表示的模型。元數(shù)據(jù)描述了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和對象的信息，例如：表、字段、約束等。其中，數(shù)據(jù)庫信息表、專業(yè)信息表、數(shù)據(jù)表信息表、數(shù)據(jù)項(xiàng)信息表之和構(gòu)成了數(shù)據(jù)字典的基本單元，是對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的抽象，可以清晰地描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)以及相互的邏輯關(guān)系。

3.1 EPDM元模型

EPDM元模型描述了A1系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其之間的關(guān)系，將各專業(yè)數(shù)據(jù)庫集成為一個(gè)支持分布的、具有統(tǒng)一描述模式的結(jié)構(gòu)，用戶能夠透明地訪問數(shù)據(jù)庫資源的模型。該模型為統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)并且在數(shù)據(jù)庫間交換信息提供了有力支撐，使得建立在其上的應(yīng)用可以不必考慮底層數(shù)據(jù)庫的變化，降低了程序的復(fù)雜度，同時(shí)提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和通用性。

EPDM元模型E-R圖如圖2所示。

3.2 關(guān)聯(lián)關(guān)系元模型

關(guān)聯(lián)關(guān)系元模型用于描述一個(gè)模型所涉及的數(shù)據(jù)表以及這些數(shù)據(jù)表之間的約束關(guān)系。通過關(guān)聯(lián)關(guān)系元模型，可以清楚地了解到一個(gè)數(shù)據(jù)表的上下級關(guān)系，利用這種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)表或數(shù)據(jù)字段關(guān)聯(lián)查詢和級聯(lián)刪除功能。

4 數(shù)據(jù)查詢

數(shù)據(jù)查詢主要實(shí)現(xiàn)對A1系統(tǒng)數(shù)據(jù)的展示、查詢和下載功能。用戶可以對數(shù)據(jù)庫中相關(guān)表進(jìn)行連接，將數(shù)據(jù)字段進(jìn)行整合，得到自己想要的數(shù)據(jù)視圖，而且可以將視圖進(jìn)行導(dǎo)出操作，獲取有效數(shù)據(jù)。針對用戶的需求，將數(shù)據(jù)查詢分成兩部分：一是對數(shù)據(jù)的直接查詢，二是對數(shù)據(jù)信息定制后的查詢。直接查詢是根據(jù)用戶選擇的數(shù)據(jù)表和查詢條件，直接顯示該表數(shù)據(jù)。定制查詢主要包括對視圖的定制、修改、刪除和查詢展示等操作。在進(jìn)行修改和刪除時(shí)，需要對已經(jīng)定制好的視圖進(jìn)行顯示，并且在進(jìn)入查詢界面之后，可以改變查詢條件進(jìn)行二次查詢。

4.1 定制查詢數(shù)據(jù)模型

定制查詢是以元模型數(shù)據(jù)庫為核心展開的，根據(jù)元模型的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一些存儲(chǔ)視圖信息、字段信息、關(guān)聯(lián)條件的數(shù)據(jù)表，形成定制查詢模塊的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型關(guān)系圖如圖3所示。

4.2 二次查詢

如果直接查詢和定制查詢得到的結(jié)果數(shù)據(jù)不能完全滿足用戶的需求，還可以將當(dāng)前查詢結(jié)果中字段的取值范圍作為篩選條件，并將這些篩選條件按照與、或、非的邏輯關(guān)系進(jìn)行組合，篩選出符合條件的內(nèi)容。將篩選條件根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的SQL語句語法，動(dòng)態(tài)構(gòu)建查詢語句，進(jìn)而對查詢結(jié)果進(jìn)行二次查詢操作。

5 數(shù)據(jù)編輯

數(shù)據(jù)編輯是對A1數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、修改、刪除、添加等操作，是專業(yè)數(shù)據(jù)庫維護(hù)不可缺少的重要組成部分，為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性提供了保障。

系統(tǒng)建立了目錄導(dǎo)航樹列表，不僅提供了基于EPDM單表數(shù)據(jù)的維護(hù)功能，以及批量數(shù)據(jù)的填加、替換功能，還可以通過定制數(shù)據(jù)交互視圖完成數(shù)據(jù)的維護(hù)。由于EPDM數(shù)據(jù)模型中數(shù)據(jù)表間強(qiáng)大的約束關(guān)系的存在，在進(jìn)行某些數(shù)據(jù)刪除操作時(shí)，父表數(shù)據(jù)的刪除會(huì)直接影響到子表數(shù)據(jù)。因此，在刪除數(shù)據(jù)之前需要進(jìn)行級聯(lián)數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)驗(yàn)證操作，將同時(shí)刪除此表所對應(yīng)的子表中的全部數(shù)據(jù)。

由于A1系統(tǒng)的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系，刪除位于關(guān)聯(lián)關(guān)系中間表的數(shù)據(jù)成為數(shù)據(jù)刪除的難點(diǎn)。系統(tǒng)采用樹形結(jié)構(gòu)為用戶提供了一個(gè)靈活操作刪除功能的渠道。系統(tǒng)通過掃描元模型數(shù)據(jù)，解析出待刪除數(shù)據(jù)的相關(guān)子表，構(gòu)建刪除關(guān)系樹并展示給用戶。用戶通過勾選刪除關(guān)系樹上的節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)，了解了級聯(lián)刪除相關(guān)的所有數(shù)據(jù)表，完成級聯(lián)刪除任務(wù)。圖4是數(shù)據(jù)級聯(lián)刪除流程圖。

6 系統(tǒng)應(yīng)用

該系統(tǒng)由于是目前對A1系統(tǒng)進(jìn)行定制查詢和數(shù)據(jù)編輯的唯一系統(tǒng)，在油田上得到了廣泛的推廣和應(yīng)用。元模型的建立，使得數(shù)據(jù)查詢和編輯模塊可以自動(dòng)解析出數(shù)據(jù)表間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，匹配關(guān)鍵字組合成查詢條件，對用戶進(jìn)行提示。

定制查詢視圖的界面如圖5所示。

二次查詢功能，幫助用戶從數(shù)據(jù)表中篩選出需要的單條或多條記錄，避免了大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)表的錯(cuò)誤操作。二次查詢的界面如圖6所示。

系統(tǒng)采用樹形結(jié)構(gòu)展示了與待刪除數(shù)據(jù)有父子關(guān)系的數(shù)據(jù)表，通過勾選樹形結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)，刪除節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)信息，實(shí)現(xiàn)級聯(lián)刪除功能。數(shù)據(jù)級聯(lián)刪除的界面如圖7所示。

7 結(jié) 論

本文提出一個(gè)基于元模型的數(shù)據(jù)查詢和編輯系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了EPDM元數(shù)據(jù)模型和關(guān)聯(lián)關(guān)系元模型，利用元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對A1數(shù)據(jù)庫的查詢和編輯功能。從用戶角度出發(fā)，數(shù)據(jù)查詢分為直接查詢、定制查詢和二次查詢，數(shù)據(jù)編輯除了傳統(tǒng)的增、刪、改功能，還根據(jù)EPDM模型的復(fù)雜關(guān)系增加了級聯(lián)刪除的功能，極大地滿足了用戶的需求。基于元數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)查詢和編輯系統(tǒng)有良好的靈活性、通用性，能夠?qū)?yīng)用數(shù)據(jù)庫的新需求做出快速的反應(yīng)，很大程度上減輕用戶的負(fù)擔(dān)，該系統(tǒng)在油田企業(yè)信息集成中得到應(yīng)用。

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