油田地面工程动态监测系统

柳崧轶 北华大学信息技术与传媒学院

油田地面工程是油田生产中比较庞大的工程系统，需要不同行业人员的共同协作进行分工设计等，加强其动态监测是非常有必要的；同时，在动态监测系统的设计过程中要运用到油田地面工程设计的相关理论和标准，其覆盖的知识面非常广泛，所以迫切需要不同行业的工作人员进行协同工作。

1 系统结构

对于油田地面工程来说，其结构和体系都非常的庞大，同时也涉及到许多学科，油田地面工程动态监测系统是在一定范围内运行的，能够支持不同任务和不同行业的工作人员进行协同工作的系统。油田地面工程的协同系统能够满足石油开采的需要，同时也提高了企业的经济效益。

动态监测系统是在空间和地域上分布不同的群体利用计算机技术和信息技术，通过共同协作来完成某些工作任务[1]。对于油田地面工程来说，由于其地理范围和空间非常大，依靠人与人当面来完成工作任务会降低其工作的效率，也不能满足油田生产和发展的需要。通过动态监测系统能够使不同行业的工作人员及时掌握油田运行中的信息，并且在完成任务的过程中进行交互式的协同作业[2]。其主要模块如图1所示。

动态监测系统设计形式多样，根据不同站点在协同中的不同分布和地位，可以分为集中式协同设计系统、复制式协同设计系统以及混合式设计系统；同时根据不同站点的响应情况可以分为同步协同动态监测系统和异步协同动态监测系统。在实际应用中可以根据不同的需要选择不同的协同监测系统。

图1 动态监测系统结构

站点负责用户和服务器之间的交互，用户可以从服务器中得到发送对象的数据，并且通过交互的形式在站点的界面上进行显示；同时，还可以将对用户处理的结果转化为系统能够识别的事件，并且将这些事件传递给服务器进行处理。在集中式协同设计系统中所有的事件和结果都由服务器进行集中管理，站点将事件发送给服务器，服务器按照某种确定的方法将这些事件作用到结果上，并且将处理的结果反馈到不同的站点上。复制式协同设计系统中没有强大的服务器，不同站点即充当了服务器同时又是客户机，它们共同维护着一个并发的操作对象，同时也支持不同站点之间的信息流动[3]。当站点受到一个用户发来的事件之后，马上执行该事件并且将事件发送到其他的站点。每个站点不仅处理事件而且也接收其他站点发送的事件，并且保证不同站点之间结果的一致性，其优点是系统的可靠性非常好，而且处理事件的速度非常快，缺点是系统的维护上比较困难。混合式协同设计系统是将集中式协同设计系统和复制式协同设计系统结合起来的系统，能够充分发挥两个系统的优点，同时又避免了不同系统之间存在的缺点 。

2 系统设计

协同设计是在互联网环境下构建的，它也是整个系统中工作的基础。动态监测系统设计的管理是系统中的重要内容，它负责系统设计中的协调、管理以及调度等，同时还具有访问控制、项目管理以及对图纸文档的管理等功能[5]。油田地面工程协同设计系统面临着多用户、多任务的分布式环境，不同的用户根据项目的不同需要而完成不同的任务，需要不同的操作权限，所以数据的安全性成为必须要考虑的内容。影响系统不安全的因素有很多，例如系统在设计上的的可靠性和稳定性，使用人员的操作不当和维护不及时，还有来自于人为的攻击和破坏。为了防止系统遭受人为的破坏，要做好系统的访问权限控制工作。系统的访问控制根据不同用户访问权限和数据的不同，其允许的操作也不同。访问控制子系统是实现分布式协同设计系统安全的重要保护措施，在访问控制中有两种形式的权限，一种是身份权限，也就是是否允许操作人员进入到各个子系统中，能够利用子系统的相关功能；另外一种是操作权限，就是操作人员能否查询数据并且修改数据。项目管理作用是对任务划分以及对任务进行分解，并且对任务的完成情况进行追踪等；图纸文档管理是用于保存图纸并且保证文档被查询、修改等。

在动态监测系统的研究中还需要应用到不同的技术，例如协同技术、数据共享等。协同设计问题需要解决空间和时间上任务的协调以及信息的实时交互，从空间上可以分为同地和异地，从时间上可以分为同步和异步，从内容上需要设计者和计算机、设计者与设计者以及计算机与计算机之间的协同。在实际的应用中由于参与协同设计系统之间的不同成员的硬件以及操作环境等存在着不同，所以实现不同成员之间的通信也是协同的关键，需要遵从异构环境下的数据通信和协同规范。

动态监测系统是一种包含了多种内容的复杂系统，因此需要全面的对系统设计中的各种资源、活动等进行安排，使任务能够在规定的时间内以高质量和高速度完成。这就需要涉及到项目的管理，项目管理是动态监测系统中的一项重要内容，它需要根据项目的计划和特点，围绕着项目的进度，及时地掌握其各个方面的工作状况，并且将资源进行高速的分配。

工作流管理是一种支持多人进行异步异地协同的技术，它能够使任务过程部分或者全部自动化。在动态监测系统中某个工作流程需要越过多个服务器或者站点，进行资源共享、计算以及分布操作来管理和控制任务的目标。项目管理是从宏观上去控制和分析项目的执行情况，对资源进行动态配置和调整，使项目能够按照设定的流程来完成。工作流的管理是从微观方面进行管理，使系统在正确的时间内将信息传递到正确的地点和正确的人员。通过项目管理和工作流管理的协同，保证项目能够实现协同设计规定的规范和进度，同时也提高了过程管理的质量[6]。对油田地面工程系统设计来说，工作流主要由项目负责人负责，项目负责人确定任务的计划、进度，把工作流的相关信息保存到数据库中，控制数据的流向并且进行操作，从而推动工作流的正常运行。

在动态监测系统设计的过程中，不同领域的工作人员在完成同一任务的过程中，由于其任务的不同所以会存在相互制约和相互影响。再加上不同人员的任务目标、领域知识和评价准则的不同，也存在冲突的现象，因此冲突的消解也是非常有必要的。

3 结语

动态监测系统在油田地面工程中的应用还不够成熟，该系统虽然在其他领域方面已经得到了大力的发展，但是其技术还不是足够的完善。随着计算机技术和信息技术的快速发展，油田动态监测系统将逐渐地成为信息技术发展中的重点技术，同时也将在石油生产和管理中得到广泛的应用。

[1]刘满军．计算机支持的协同设计在油田地面安全工程设计中的应用[J]．中国石油和化工标准与质量，2011，31（5）：141.

[2]檀朝东，檀朝琴，吴丽烽，等．基于协同设计的采油工程方案编制平台研究[J]．中国石油和化工，2013（3）：57-59.

[3]朱启胜，乔魏．森诺协同设计平台[J]．中国工程咨询，2013（1）：61-62.

[4]陈微，王志英，肖侬，等．降低协同设计虚拟机启动开销的译码后指令缓存技术[J]．计算机研究与发展，2011，48（1）：19-27.

[5]刘杰，周以齐，曲海明，等．基于高层体系结构的复杂产品协同设计管理方法[J]．机械工程学报，2010，46（13）：165-171.

[6]马峻，肖田元，范文慧，等．面向分区协同设计的关联关系信息模型[J]．计算机集成制造系统，2009，15（8）：1 484-1 492.