數(shù)字氣田數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)框架研究與設(shè)計(jì)

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(shù)中心，成都 610051）

西南油氣田分公司在“十一五”信息化成果基礎(chǔ)上，編制了《西南油氣田分公司“十二五”通信與信息化發(fā)展規(guī)劃》，本文從數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)關(guān)鍵問題進(jìn)行分析，提出平臺(tái)設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)（以下簡稱集成平臺(tái)）基本框架。

1 關(guān)鍵問題分析

為解決“一次采集、統(tǒng)一管理、多業(yè)務(wù)應(yīng)用”，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集成、應(yīng)用集成，其關(guān)鍵是采用合理數(shù)據(jù)模型和開放可擴(kuò)展的技術(shù)架構(gòu)。

1.1 主數(shù)據(jù)模型

對(duì)于石油天然氣行業(yè)來說，梳理主數(shù)據(jù)（Master Data）須圍繞勘探、開發(fā)、生產(chǎn)經(jīng)營主營業(yè)務(wù)，對(duì)相關(guān)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行梳理。石油行業(yè)數(shù)據(jù)模型主要有石油數(shù)據(jù)管理協(xié)會(huì)的PPDM、國際石油技術(shù)開放軟件標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)POSC的epicentre數(shù)據(jù)模型以及中石油EPDM數(shù)據(jù)模型。中國石油在“十一五”開展A1、A2系統(tǒng)建設(shè)過程中遵循POSC的理念和數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)，充分借鑒和吸收了蘭德馬克公司的EDM石油數(shù)據(jù)模型的設(shè)計(jì)思想，疊加中國石油需求，形成了中國石油統(tǒng)一的石油勘探開發(fā)數(shù)據(jù)模型（EPDM）。西南油氣田分公司在EPDM的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步擴(kuò)展，編制了SW-EPDM數(shù)據(jù)模型，在分公司取得了較好的應(yīng)用。通過對(duì)西南油氣田公司業(yè)務(wù)與主要系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行梳理，初步確定了構(gòu)造單元、油氣單元、井、井筒、完井層位、組織機(jī)構(gòu)、站庫、工區(qū)等內(nèi)容。數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)思路將參照國際通行的石油行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)POSC，在中國石油EPDM標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行必要的擴(kuò)展，構(gòu)建平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合。

1.2 應(yīng)用集成技術(shù)

WebService是一項(xiàng)新技術(shù)，能使得運(yùn)行在不同機(jī)器上的不同應(yīng)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(shù)據(jù)或集成。WebService是現(xiàn)在最適合實(shí)現(xiàn)SOA軟件架構(gòu)的技術(shù)。因此，基于數(shù)據(jù)服務(wù)總線、應(yīng)用服務(wù)總線架構(gòu)SOA技術(shù)平臺(tái)，建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范并部署可復(fù)用數(shù)據(jù)服務(wù)與應(yīng)用服務(wù)（業(yè)務(wù)、流程服務(wù)），將更有利于應(yīng)用數(shù)據(jù)集成于應(yīng)用集成實(shí)現(xiàn)。

2 數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

集成平臺(tái)應(yīng)以最大限度復(fù)用現(xiàn)有系統(tǒng)為原則，構(gòu)建覆蓋油氣田勘探、開發(fā)全業(yè)務(wù)、全過程的數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)勘探開發(fā)數(shù)據(jù)“一次采集、統(tǒng)一管理、多業(yè)務(wù)應(yīng)用”和業(yè)務(wù)應(yīng)用“一次開發(fā)、集成使用”，推動(dòng)信息化建設(shè)工作更好更高效地服務(wù)于油氣田主體業(yè)務(wù)。

2.1 數(shù)據(jù)整合方案比較

可以通過物理整合與邏輯整合兩種方案實(shí)現(xiàn)，如圖1所示。物理整合是通過數(shù)據(jù)抽取加載（ETL）把現(xiàn)有的各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)完全存儲(chǔ)到一個(gè)大庫中，形成一個(gè)完整的物理存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫。邏輯整合是通過建立主數(shù)據(jù)物理數(shù)據(jù)庫，其中主數(shù)據(jù)統(tǒng)一在平臺(tái)中管理，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)只保存其引用索引，在上層應(yīng)用需要獲取數(shù)據(jù)時(shí)平臺(tái)起到類似路由的功能，實(shí)時(shí)的建立應(yīng)用系統(tǒng)通過專業(yè)數(shù)據(jù)訪問接口及索引信息去采集系統(tǒng)中獲取需要的數(shù)據(jù)。通過對(duì)物理整合與邏輯整合方式的分析，結(jié)合信息化現(xiàn)狀考慮經(jīng)濟(jì)可行性與技術(shù)可行性，選用邏輯整合的方式來搭建平臺(tái)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(shù)據(jù)服務(wù)總線、應(yīng)用服務(wù)總線、主數(shù)據(jù)、工作流技術(shù)構(gòu)建基于SOA集成平臺(tái)總體架構(gòu)。如圖2所示。

圖2 總體框架

2.3 功能架構(gòu)

采用SOA架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過數(shù)據(jù)服務(wù)總線、應(yīng)用服務(wù)總線和數(shù)據(jù)庫技術(shù)構(gòu)建數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用支持。如圖3所示。

圖3 功能架構(gòu)

（1）數(shù)據(jù)服務(wù)總線（DSB）：數(shù)據(jù)集成平臺(tái)是把不同來源、格式、特點(diǎn)性質(zhì)的數(shù)據(jù)通過抽取、轉(zhuǎn)換、清洗等操作，最后在邏輯上或物理上有機(jī)地集中，從而為企業(yè)提供全面的數(shù)據(jù)共享服務(wù)。

（2）應(yīng)用服務(wù)總線（ESB）：ESB可以提供一種低成本的應(yīng)用集成方案，它以Web服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，為SOA框架提供了應(yīng)用整合技術(shù)基礎(chǔ)。

（3）業(yè)務(wù)流程管理：采用流程編排與定制管理的基礎(chǔ)工具，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)應(yīng)用的流程化編排和針對(duì)不同業(yè)務(wù)需要的流程化定制。

（4）主數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)：針對(duì)于勘探、開發(fā)、生產(chǎn)、設(shè)備、HSE涉及主數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理的數(shù)據(jù)管理工具。

（5）多專業(yè)主題應(yīng)用：GIS井位展示、一體化井史等專題應(yīng)用。

（6）基礎(chǔ)管理組件：SOA平臺(tái)基礎(chǔ)管理工具，包括服務(wù)管理、監(jiān)控、用戶角色管理、安全、日志、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

2.4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

集成平臺(tái)通過數(shù)據(jù)服務(wù)總線與應(yīng)用服務(wù)總線將數(shù)據(jù)整合、發(fā)布，最終提供跨專業(yè)、跨系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與應(yīng)用服務(wù)。從專業(yè)系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)，平臺(tái)加工整理后發(fā)布的數(shù)據(jù)、應(yīng)用服務(wù)，向應(yīng)用層和決策層分發(fā)和推送，支撐上層應(yīng)用。如圖4所示：

圖4 數(shù)據(jù)架構(gòu)

3 應(yīng)用展望

通過數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)，可把多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合，實(shí)現(xiàn)“一次采集、統(tǒng)一管理、多業(yè)務(wù)應(yīng)用”的目的，解決各系統(tǒng)相互之間存在著交叉存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)不一致等問題。通過數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)多專業(yè)數(shù)據(jù)綜合查詢與關(guān)聯(lián)應(yīng)用，并向數(shù)字氣田上層應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)建提供支撐。其中，典型應(yīng)用為一體化井史查詢。通過數(shù)據(jù)模型中單井主數(shù)據(jù)支持，在SOA架構(gòu)中開發(fā)并部署一體化井史可復(fù)用web service模塊，實(shí)現(xiàn)單井在鉆、錄、測(cè)、試、采不同階段和不同層位的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與靜態(tài)數(shù)據(jù)綜合展示，滿足多專業(yè)夸系統(tǒng)應(yīng)用。此外，還可以基于該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)集團(tuán)公司總部數(shù)據(jù)服務(wù)有效統(tǒng)一管理，解決上報(bào)數(shù)據(jù)一致性問題。

4 結(jié)束語

解決“信息化孤島”問題可通過建立數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)解決，通過它可以實(shí)現(xiàn)油田企業(yè)內(nèi)部多系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與應(yīng)用共享。數(shù)據(jù)整合與應(yīng)用集成平臺(tái)中的數(shù)據(jù)整合可通過物理整合、邏輯整合兩種方式實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用集成主要是以服務(wù)的形式發(fā)布到ESB（應(yīng)用服務(wù)總線）上，可供其他應(yīng)用程序調(diào)用。