數字氣田數據整合與應用集成平臺框架研究與設計

張 翼，肖逸軍，樊錦鷺，彭牡林

（中石油西南油氣田分公司通信與信息技術中心，成都 610051）

西南油氣田分公司在“十一五”信息化成果基礎上，編制了《西南油氣田分公司“十二五”通信與信息化發展規劃》，本文從數據整合與應用集成平臺關鍵問題進行分析，提出平臺設計思路，設計了數據整合與應用集成平臺（以下簡稱集成平臺）基本框架。

1 關鍵問題分析

為解決“一次采集、統一管理、多業務應用”，通過構建數據整合與應用集成平臺實現數據集成、應用集成，其關鍵是采用合理數據模型和開放可擴展的技術架構。

1.1 主數據模型

對于石油天然氣行業來說，梳理主數據（Master Data）須圍繞勘探、開發、生產經營主營業務，對相關信息系統的數據模型進行梳理。石油行業數據模型主要有石油數據管理協會的PPDM、國際石油技術開放軟件標準協會POSC的epicentre數據模型以及中石油EPDM數據模型。中國石油在“十一五”開展A1、A2系統建設過程中遵循POSC的理念和數據模型標準，充分借鑒和吸收了蘭德馬克公司的EDM石油數據模型的設計思想，疊加中國石油需求，形成了中國石油統一的石油勘探開發數據模型（EPDM）。西南油氣田分公司在EPDM的基礎上進行了進一步擴展，編制了SW-EPDM數據模型，在分公司取得了較好的應用。通過對西南油氣田公司業務與主要系統數據模型進行梳理，初步確定了構造單元、油氣單元、井、井筒、完井層位、組織機構、站庫、工區等內容。數據模型設計思路將參照國際通行的石油行業數據標準POSC，在中國石油EPDM標準數據模型基礎上進行必要的擴展，構建平臺實現數據整合。

1.2 應用集成技術

WebService是一項新技術，能使得運行在不同機器上的不同應用無須借助附加的、專門的第三方軟件或硬件，就可相互交換數據或集成。WebService是現在最適合實現SOA軟件架構的技術。因此，基于數據服務總線、應用服務總線架構SOA技術平臺，建立相關標準與規范并部署可復用數據服務與應用服務（業務、流程服務），將更有利于應用數據集成于應用集成實現。

2 數據整合與應用集成平臺框架設計

集成平臺應以最大限度復用現有系統為原則，構建覆蓋油氣田勘探、開發全業務、全過程的數據整合與應用服務平臺，實現勘探開發數據“一次采集、統一管理、多業務應用”和業務應用“一次開發、集成使用”，推動信息化建設工作更好更高效地服務于油氣田主體業務。

2.1 數據整合方案比較

可以通過物理整合與邏輯整合兩種方案實現，如圖1所示。物理整合是通過數據抽取加載（ETL）把現有的各應用系統數據完全存儲到一個大庫中，形成一個完整的物理存儲數據庫。邏輯整合是通過建立主數據物理數據庫，其中主數據統一在平臺中管理，動態數據只保存其引用索引，在上層應用需要獲取數據時平臺起到類似路由的功能，實時的建立應用系統通過專業數據訪問接口及索引信息去采集系統中獲取需要的數據。通過對物理整合與邏輯整合方式的分析，結合信息化現狀考慮經濟可行性與技術可行性，選用邏輯整合的方式來搭建平臺更為合適。

圖1 物理整合與邏輯整合

2.2 總體框架

基于邏輯整合方式，通過數據服務總線、應用服務總線、主數據、工作流技術構建基于SOA集成平臺總體架構。如圖2所示。

圖2 總體框架

2.3 功能架構

采用SOA架構進行設計，通過數據服務總線、應用服務總線和數據庫技術構建數據管理和應用支持。如圖3所示。

圖3 功能架構

（1）數據服務總線（DSB）：數據集成平臺是把不同來源、格式、特點性質的數據通過抽取、轉換、清洗等操作，最后在邏輯上或物理上有機地集中，從而為企業提供全面的數據共享服務。

（2）應用服務總線（ESB）：ESB可以提供一種低成本的應用集成方案，它以Web服務標準為基礎，為SOA框架提供了應用整合技術基礎。

（3）業務流程管理：采用流程編排與定制管理的基礎工具，實現業務應用的流程化編排和針對不同業務需要的流程化定制。

（4）主數據管理子系統：針對于勘探、開發、生產、設備、HSE涉及主數據進行統一管理的數據管理工具。

（5）多專業主題應用：GIS井位展示、一體化井史等專題應用。

（6）基礎管理組件：SOA平臺基礎管理工具，包括服務管理、監控、用戶角色管理、安全、日志、統計分析等功能。

2.4 數據架構

集成平臺通過數據服務總線與應用服務總線將數據整合、發布，最終提供跨專業、跨系統的數據與應用服務。從專業系統采集數據，平臺加工整理后發布的數據、應用服務，向應用層和決策層分發和推送，支撐上層應用。如圖4所示：

圖4 數據架構

3 應用展望

通過數據整合與應用集成平臺，可把多個業務系統整合，實現“一次采集、統一管理、多業務應用”的目的，解決各系統相互之間存在著交叉存儲管理、數據不一致等問題。通過數據整合與應用集成平臺可實現多專業數據綜合查詢與關聯應用，并向數字氣田上層應用平臺構建提供支撐。其中，典型應用為一體化井史查詢。通過數據模型中單井主數據支持，在SOA架構中開發并部署一體化井史可復用web service模塊，實現單井在鉆、錄、測、試、采不同階段和不同層位的動態數據與靜態數據綜合展示，滿足多專業夸系統應用。此外，還可以基于該平臺實現對集團公司總部數據服務有效統一管理，解決上報數據一致性問題。

4 結束語

解決“信息化孤島”問題可通過建立數據整合與應用集成平臺解決，通過它可以實現油田企業內部多系統的數據與應用共享。數據整合與應用集成平臺中的數據整合可通過物理整合、邏輯整合兩種方式實現。應用集成主要是以服務的形式發布到ESB（應用服務總線）上，可供其他應用程序調用。