基于Web的原油拉運(yùn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】 針對(duì)油田企業(yè)拉油點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控方面的需求，以當(dāng)前采油廠生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)為基礎(chǔ)，進(jìn)行了系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。分別就拉油點(diǎn)數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)內(nèi)容，數(shù)據(jù)采集分類，數(shù)據(jù)操作單位等方面相互結(jié)合，完成了拉油數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，借此系統(tǒng)希望能夠完成對(duì)原油拉運(yùn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、實(shí)效的監(jiān)管控制。

【關(guān)鍵詞】 原油拉運(yùn) 產(chǎn)量監(jiān)控 PHP 報(bào)表 生產(chǎn)決策

當(dāng)前，油田企業(yè)越來越重視信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，在數(shù)字油田建設(shè)的大潮中，各油田紛紛建設(shè)了許多以網(wǎng)絡(luò)為依托，以信息技術(shù)為手段、以推動(dòng)科研創(chuàng)新、優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)行、規(guī)范經(jīng)營管理為目的的信息管理系統(tǒng)，監(jiān)控與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的模式成為一種必然的趨勢(shì)。

為了提高采油廠的管理和運(yùn)行效率，盡可能的使整個(gè)數(shù)據(jù)流程和操作過程規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，減少人為不確定因素的影響，使管理科學(xué)化、現(xiàn)代化，提高監(jiān)控水平，提高效率，提高經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開發(fā)了原油拉運(yùn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。

一、需求概述

1.1開發(fā)背景

隨著數(shù)字化油田的建設(shè)，油田生產(chǎn)管理方式已由傳統(tǒng)經(jīng)營模式向數(shù)字化管理模式轉(zhuǎn)變，企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模越來越大，業(yè)務(wù)處理也日益復(fù)雜和多樣化。

過去，采油廠對(duì)于偏遠(yuǎn)拉油點(diǎn)產(chǎn)量的管理以手工線下方式為主，通過一套人工的excel報(bào)表流轉(zhuǎn)程序來實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的跟蹤，通過拉卸油報(bào)表庫存來控制拉卸油過程，通過功圖計(jì)產(chǎn)、產(chǎn)進(jìn)等數(shù)據(jù)監(jiān)控輸差，通過定期盤庫、對(duì)比來調(diào)整計(jì)劃。

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)以及各類數(shù)據(jù)報(bào)表，沒有形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理體系，無法直觀的進(jìn)行數(shù)據(jù)分析對(duì)比，且拉油點(diǎn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)的監(jiān)控大部分依賴于excel文件的相互傳送。這種操作方式停留在較原始的人工操作方式，造成數(shù)據(jù)流、信息流、業(yè)務(wù)流分離，信息滯后于實(shí)際，在產(chǎn)量出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，廠部不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致管理措施滯后，并且在實(shí)際生產(chǎn)過程中造成了工作強(qiáng)度大、管理繁瑣、差錯(cuò)率高等問題，一定程度影響和制約了企業(yè)的發(fā)展。

1.2開發(fā)目的

原油拉運(yùn)過程，是將原油從偏遠(yuǎn)井場裝運(yùn)，以車輛拉運(yùn)、手工操作的方式拉運(yùn)至卸油臺(tái)，由于拉運(yùn)過程中采用人工讀表、手抄重量及手工統(tǒng)計(jì)的方式，原油丟失的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。為堵塞拉運(yùn)過程中不同環(huán)節(jié)存在的漏洞，發(fā)揮計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)原油拉運(yùn)數(shù)據(jù)在線監(jiān)控管理，推出了原油拉運(yùn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)適合于油田企業(yè)廠部對(duì)作業(yè)區(qū)、作業(yè)區(qū)對(duì)班站、拉油點(diǎn)的產(chǎn)量的實(shí)時(shí)監(jiān)控。以油田內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)為依托，運(yùn)用信息技術(shù)建立生產(chǎn)信息管理平臺(tái)，采油廠各個(gè)管理層可以通過網(wǎng)絡(luò)登陸該系統(tǒng)對(duì)全廠的站庫、拉油點(diǎn)、單井進(jìn)行產(chǎn)量監(jiān)控，依據(jù)高效準(zhǔn)確的信息進(jìn)行生產(chǎn)決策和指揮。

系統(tǒng)是基于B/S模式開發(fā)的典型的管理信息系統(tǒng)，采用PHP+MYSQL+Apache架構(gòu)，主體功能按照幾大業(yè)務(wù)類型進(jìn)行劃分，對(duì)廠級(jí)部門、作業(yè)區(qū)的功能包括：綜合日?qǐng)?bào)、液量運(yùn)行曲線、油量運(yùn)行曲線、輸差分析、生產(chǎn)報(bào)表、曲線查詢、拉油管理、靜態(tài)數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)有兩種數(shù)據(jù)存取方式：一是運(yùn)用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問技術(shù)對(duì)“生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫”數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，二是運(yùn)用PHPExcel報(bào)表技術(shù)對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行操作，建立mysql數(shù)據(jù)庫對(duì)全廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一、永久存儲(chǔ)。

2.1系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

結(jié)合數(shù)據(jù)單元和數(shù)據(jù)整體操作流程，形成系統(tǒng)整體數(shù)據(jù)交互邏輯結(jié)構(gòu)。

經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)需求分析的仔細(xì)研究，系統(tǒng)有兩處數(shù)據(jù)來源，分別是用戶向系統(tǒng)錄入或?qū)氲纳a(chǎn)數(shù)據(jù)和上游生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫中的單井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)數(shù)據(jù)流邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

本系統(tǒng)部署在局域網(wǎng)中，用戶通過瀏覽器訪問系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的操作，系統(tǒng)具有友好的用戶界面，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，具有良好的可操作性。

（1）軟件環(huán)境

客戶端：WindowsXP/Windows2000以上操作系統(tǒng)，IE6及以上瀏覽器。

服務(wù)器端：操作系統(tǒng)：Windows 2003server；服務(wù)引擎：Apache；數(shù)據(jù)庫：Mysql、SqlServer。

（2）編程語言

PHP、Java、VBS、JavaScript、XML、Css、Ajax。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)按功能模塊可劃分為生產(chǎn)運(yùn)行模塊、運(yùn)行報(bào)表模塊、集輸流程模塊、曲線分析模塊、拉油管理模塊、數(shù)據(jù)管理中心6部分。各模塊的具體功能如下：

（1）產(chǎn)量運(yùn)行。該模塊是對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的集中展示，將原油生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析處理，以綜合日?qǐng)?bào)表、月度曲線的形式展示廠級(jí)、作業(yè)區(qū)級(jí)、站庫、拉油點(diǎn)各級(jí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

（2）運(yùn)行報(bào)表。遵循分級(jí)運(yùn)行模式，對(duì)采油廠、作業(yè)區(qū)、站庫、拉油點(diǎn)、均給出了產(chǎn)量運(yùn)行結(jié)果，充分體現(xiàn)了分級(jí)管理的遵旨，用戶可以自由設(shè)定產(chǎn)量運(yùn)行時(shí)間，并可將查詢結(jié)果導(dǎo)出為EXCEL表格進(jìn)行存檔或分析。

（3）曲線查詢?？捎^察過去一段時(shí)間某生產(chǎn)參數(shù)的變化趨勢(shì)，供管理人員分析該生產(chǎn)單元的穩(wěn)定性和異常原因。用戶可選擇多個(gè)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析，可按區(qū)間查詢?nèi)我鈺r(shí)間段曲線。

（4）拉油管理。主要對(duì)拉油點(diǎn)、卸油臺(tái)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)原油拉運(yùn)數(shù)據(jù)、卸油數(shù)據(jù)的錄入、查詢、分析等數(shù)據(jù)管理功能，由拉油報(bào)表、卸油報(bào)表、油井日數(shù)據(jù)綜合生成拉油生產(chǎn)日?qǐng)?bào)、拉油生產(chǎn)五日?qǐng)?bào)、單車運(yùn)行報(bào)表、拉油數(shù)據(jù)圖、單車運(yùn)行曲線、拉油車次圖，提供高效、準(zhǔn)確的拉、卸油信息。

（5）數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理中心主要包括數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)導(dǎo)入和維護(hù)數(shù)據(jù)的功能，統(tǒng)一管理和維護(hù)系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)資源。具有權(quán)限的用戶登陸數(shù)據(jù)管理中心可進(jìn)行包括數(shù)據(jù)錄入、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)、用戶管理等操作。

3.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的要求以及功能模塊的劃分，本系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)在MYSQL數(shù)據(jù)庫中，其中包含的表主要涉及到油井?dāng)?shù)據(jù)、拉油數(shù)據(jù)、卸油數(shù)據(jù)、站庫運(yùn)行數(shù)據(jù)等。上述數(shù)據(jù)表基本遵循一個(gè)表負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)體或者對(duì)象信息存儲(chǔ)的原則，表與表之間協(xié)同工作，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求。

3.3角色與權(quán)限

結(jié)合角色、部門、模塊、用戶的4個(gè)不同的概念模塊進(jìn)行權(quán)限計(jì)算和控制。保證各級(jí)用戶的數(shù)據(jù)操作需求和數(shù)據(jù)范圍的有效控制。不同層次的生產(chǎn)管理者賦予不同的監(jiān)控權(quán)限。真正實(shí)現(xiàn)“分層管理，責(zé)任明確，數(shù)據(jù)安全”，避免人為因素影響生產(chǎn)單位實(shí)際生產(chǎn)狀況如實(shí)反映的弊病。

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)

4.1圖表的生成——amCharts

系統(tǒng)在曲線查詢模塊、拉油管理中都使用了圖表向用戶提供數(shù)據(jù)的分析與對(duì)比，如拉液量運(yùn)行曲線、卸液量運(yùn)行曲線等，形象化地展示了數(shù)據(jù)的變化情況和發(fā)展趨勢(shì)，比單純的數(shù)字形式更為直觀有效。對(duì)于圖表功能的實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)中采用的amCharts的JavaScript Chart圖表組件。

4.2 報(bào)表實(shí)現(xiàn)——PHPExcel

由于近年來各類信息系統(tǒng)的開發(fā)，采油廠員工每天的數(shù)據(jù)錄入工作量大，為避免數(shù)據(jù)重復(fù)錄入，便于用戶更高效快捷的錄入和使用數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)表導(dǎo)入導(dǎo)出功能，即錄入人員將excel工作簿中的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)還能導(dǎo)出到excel工作簿中，以便脫機(jī)查詢或打印存檔。

通過對(duì)多種方法的比較，最終采用了功能強(qiáng)大的PHPExcel， PHPExcel是用來操作Office Excel 文檔的一個(gè)PHP類庫，它基于微軟的OpenXML標(biāo)準(zhǔn)和PHP語言?？梢允褂盟鼇碜x取、寫入不同格式的電子表格。

4.3 AJAX技術(shù)

AJAX應(yīng)用可以僅向服務(wù)器發(fā)送并取回必須的數(shù)據(jù)，它使用SOAP或其它一些基于XML的頁面服務(wù)接口（接口），并在客戶端采用JavaScript處理來自服務(wù)器的回應(yīng)。因?yàn)樵诜?wù)器和瀏覽器之間交換的數(shù)據(jù)大量減少（大約只有原來的5%）。

結(jié)果，我們感覺服務(wù)器回應(yīng)更快了。同時(shí)，很多的處理工作可以在發(fā)出請(qǐng)求的客戶端機(jī)器上完成，因此Web服務(wù)器的負(fù)荷也減少了。

五、系統(tǒng)的安全性

5.1身份鑒別和加密技術(shù)

為防止未授權(quán)用戶繞過用戶登陸頁面進(jìn)入系統(tǒng)主頁面，本系統(tǒng)使用SESSION會(huì)話實(shí)現(xiàn)用戶身份驗(yàn)證。存放在數(shù)據(jù)庫中的口令字采用單項(xiàng)加密的方式進(jìn)行保護(hù)，管理員無法獲得密碼明文信息。同時(shí)通過SESSION記錄用戶的有關(guān)信息， 形成用戶操作日志，確保數(shù)據(jù)安全。

5.2數(shù)據(jù)有效性的驗(yàn)證

通過編寫javascript組件類來驗(yàn)證用戶輸入信息的合法性。當(dāng)用戶輸入的數(shù)據(jù)違反了指定的有效性驗(yàn)證規(guī)則時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提醒用戶輸入信息不合法。如用戶在輸入的拉油點(diǎn)、車輛信息與基礎(chǔ)信息不符時(shí)，系統(tǒng)會(huì)提示用戶進(jìn)行修改。

六、效果及評(píng)價(jià)

原油拉運(yùn)數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)將油田拉油點(diǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)集成在統(tǒng)一平臺(tái)上，解決了各生產(chǎn)層面信息資源不能全面共享，數(shù)據(jù)管理過于分散的問題。系統(tǒng)的優(yōu)越性及評(píng)價(jià)：

1、業(yè)務(wù)流與數(shù)據(jù)流的統(tǒng)一；系統(tǒng)將涉及的業(yè)務(wù)、崗位緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)業(yè)務(wù)過程的信息化，協(xié)助企業(yè)規(guī)范管理，堵塞漏洞。系統(tǒng)的拉油數(shù)據(jù)監(jiān)控和預(yù)警過程， 使各級(jí)生產(chǎn)管理部門的工作變得更為主動(dòng)、更為有效，提高了企業(yè)的工作效率。

2、統(tǒng)一平臺(tái)，信息一體化；系統(tǒng)將各個(gè)生產(chǎn)層面的生產(chǎn)數(shù)據(jù)集成在同一平臺(tái)，建立一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)監(jiān)控體系，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的、有序的生產(chǎn)數(shù)據(jù)收集，自下而上的監(jiān)控體系。

3、生產(chǎn)決策與指揮；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)從廠-作業(yè)區(qū)-站庫/拉油點(diǎn)-單井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控，達(dá)到縱向數(shù)據(jù)貫通，橫向數(shù)據(jù)共享，方便用戶從宏觀到微觀的管理、監(jiān)控與分析。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] NARAMORE[美].PHP5、APACHE、MYSQL網(wǎng)絡(luò)開發(fā) [M].北京：電子工業(yè)出版社，2005。

[2]《php＼mysql數(shù)據(jù)庫開發(fā)指南》焦桐順著 電子工業(yè)出版社 2001年9月

[3] 朱天壽.2011.油氣田數(shù)字化管理.北京：石油工業(yè)出版社

[4] 宋新芳.信息技術(shù)在油田的應(yīng)用與發(fā)展方向[J].今日科苑，2008.

[5] 劉 華.采油廠原油產(chǎn)量動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)監(jiān)控的應(yīng)用與研究[J].數(shù)字石油和化工，2006.