油田地面工程動態監測系統

柳崧軼 北華大學信息技術與傳媒學院

油田地面工程是油田生產中比較龐大的工程系統，需要不同行業人員的共同協作進行分工設計等，加強其動態監測是非常有必要的；同時，在動態監測系統的設計過程中要運用到油田地面工程設計的相關理論和標準，其覆蓋的知識面非常廣泛，所以迫切需要不同行業的工作人員進行協同工作。

1 系統結構

對于油田地面工程來說，其結構和體系都非常的龐大，同時也涉及到許多學科，油田地面工程動態監測系統是在一定范圍內運行的，能夠支持不同任務和不同行業的工作人員進行協同工作的系統。油田地面工程的協同系統能夠滿足石油開采的需要，同時也提高了企業的經濟效益。

動態監測系統是在空間和地域上分布不同的群體利用計算機技術和信息技術，通過共同協作來完成某些工作任務[1]。對于油田地面工程來說，由于其地理范圍和空間非常大，依靠人與人當面來完成工作任務會降低其工作的效率，也不能滿足油田生產和發展的需要。通過動態監測系統能夠使不同行業的工作人員及時掌握油田運行中的信息，并且在完成任務的過程中進行交互式的協同作業[2]。其主要模塊如圖1所示。

動態監測系統設計形式多樣，根據不同站點在協同中的不同分布和地位，可以分為集中式協同設計系統、復制式協同設計系統以及混合式設計系統；同時根據不同站點的響應情況可以分為同步協同動態監測系統和異步協同動態監測系統。在實際應用中可以根據不同的需要選擇不同的協同監測系統。

圖1 動態監測系統結構

站點負責用戶和服務器之間的交互，用戶可以從服務器中得到發送對象的數據，并且通過交互的形式在站點的界面上進行顯示；同時，還可以將對用戶處理的結果轉化為系統能夠識別的事件，并且將這些事件傳遞給服務器進行處理。在集中式協同設計系統中所有的事件和結果都由服務器進行集中管理，站點將事件發送給服務器，服務器按照某種確定的方法將這些事件作用到結果上，并且將處理的結果反饋到不同的站點上。復制式協同設計系統中沒有強大的服務器，不同站點即充當了服務器同時又是客戶機，它們共同維護著一個并發的操作對象，同時也支持不同站點之間的信息流動[3]。當站點受到一個用戶發來的事件之后，馬上執行該事件并且將事件發送到其他的站點。每個站點不僅處理事件而且也接收其他站點發送的事件，并且保證不同站點之間結果的一致性，其優點是系統的可靠性非常好，而且處理事件的速度非常快，缺點是系統的維護上比較困難。混合式協同設計系統是將集中式協同設計系統和復制式協同設計系統結合起來的系統，能夠充分發揮兩個系統的優點，同時又避免了不同系統之間存在的缺點 。

2 系統設計

協同設計是在互聯網環境下構建的，它也是整個系統中工作的基礎。動態監測系統設計的管理是系統中的重要內容，它負責系統設計中的協調、管理以及調度等，同時還具有訪問控制、項目管理以及對圖紙文檔的管理等功能[5]。油田地面工程協同設計系統面臨著多用戶、多任務的分布式環境，不同的用戶根據項目的不同需要而完成不同的任務，需要不同的操作權限，所以數據的安全性成為必須要考慮的內容。影響系統不安全的因素有很多，例如系統在設計上的的可靠性和穩定性，使用人員的操作不當和維護不及時，還有來自于人為的攻擊和破壞。為了防止系統遭受人為的破壞，要做好系統的訪問權限控制工作。系統的訪問控制根據不同用戶訪問權限和數據的不同，其允許的操作也不同。訪問控制子系統是實現分布式協同設計系統安全的重要保護措施，在訪問控制中有兩種形式的權限，一種是身份權限，也就是是否允許操作人員進入到各個子系統中，能夠利用子系統的相關功能；另外一種是操作權限，就是操作人員能否查詢數據并且修改數據。項目管理作用是對任務劃分以及對任務進行分解，并且對任務的完成情況進行追蹤等；圖紙文檔管理是用于保存圖紙并且保證文檔被查詢、修改等。

在動態監測系統的研究中還需要應用到不同的技術，例如協同技術、數據共享等。協同設計問題需要解決空間和時間上任務的協調以及信息的實時交互，從空間上可以分為同地和異地，從時間上可以分為同步和異步，從內容上需要設計者和計算機、設計者與設計者以及計算機與計算機之間的協同。在實際的應用中由于參與協同設計系統之間的不同成員的硬件以及操作環境等存在著不同，所以實現不同成員之間的通信也是協同的關鍵，需要遵從異構環境下的數據通信和協同規范。

動態監測系統是一種包含了多種內容的復雜系統，因此需要全面的對系統設計中的各種資源、活動等進行安排，使任務能夠在規定的時間內以高質量和高速度完成。這就需要涉及到項目的管理，項目管理是動態監測系統中的一項重要內容，它需要根據項目的計劃和特點，圍繞著項目的進度，及時地掌握其各個方面的工作狀況，并且將資源進行高速的分配。

工作流管理是一種支持多人進行異步異地協同的技術，它能夠使任務過程部分或者全部自動化。在動態監測系統中某個工作流程需要越過多個服務器或者站點，進行資源共享、計算以及分布操作來管理和控制任務的目標。項目管理是從宏觀上去控制和分析項目的執行情況，對資源進行動態配置和調整，使項目能夠按照設定的流程來完成。工作流的管理是從微觀方面進行管理，使系統在正確的時間內將信息傳遞到正確的地點和正確的人員。通過項目管理和工作流管理的協同，保證項目能夠實現協同設計規定的規范和進度，同時也提高了過程管理的質量[6]。對油田地面工程系統設計來說，工作流主要由項目負責人負責，項目負責人確定任務的計劃、進度，把工作流的相關信息保存到數據庫中，控制數據的流向并且進行操作，從而推動工作流的正常運行。

在動態監測系統設計的過程中，不同領域的工作人員在完成同一任務的過程中，由于其任務的不同所以會存在相互制約和相互影響。再加上不同人員的任務目標、領域知識和評價準則的不同，也存在沖突的現象，因此沖突的消解也是非常有必要的。

3 結語

動態監測系統在油田地面工程中的應用還不夠成熟，該系統雖然在其他領域方面已經得到了大力的發展，但是其技術還不是足夠的完善。隨著計算機技術和信息技術的快速發展，油田動態監測系統將逐漸地成為信息技術發展中的重點技術，同時也將在石油生產和管理中得到廣泛的應用。

[1]劉滿軍．計算機支持的協同設計在油田地面安全工程設計中的應用[J]．中國石油和化工標準與質量，2011，31（5）：141.

[2]檀朝東，檀朝琴，吳麗烽，等．基于協同設計的采油工程方案編制平臺研究[J]．中國石油和化工，2013（3）：57-59.

[3]朱啟勝，喬魏．森諾協同設計平臺[J]．中國工程咨詢，2013（1）：61-62.

[4]陳微，王志英，肖儂，等．降低協同設計虛擬機啟動開銷的譯碼后指令緩存技術[J]．計算機研究與發展，2011，48（1）：19-27.

[5]劉杰，周以齊，曲海明，等．基于高層體系結構的復雜產品協同設計管理方法[J]．機械工程學報，2010，46（13）：165-171.

[6]馬峻，肖田元，范文慧，等．面向分區協同設計的關聯關系信息模型[J]．計算機集成制造系統，2009，15（8）：1 484-1 492.