面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

1、    面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺的設(shè)計與實現(xiàn)    武鵬+李文倚+龐長才+劉小白摘要：基于.net平臺，應(yīng)用spread組件進行二次開發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺。該數(shù)據(jù)共享平臺實現(xiàn)了批量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)協(xié)同共享和綜合查詢計算比選功能，有效解決了平臺機械電氣設(shè)備相關(guān)數(shù)據(jù)難以匯總、集成、共享和計算比選的問題。關(guān)鍵詞：海上平臺；機械電氣；批量采集；數(shù)據(jù)共享中圖分類號：tp311 文獻標識碼：a 文章編號：1009-3044（2016）09-0029-021 背景海洋石油領(lǐng)域在多年積累的基礎(chǔ)上逐步形成了建立在

2、各類設(shè)計數(shù)據(jù)之上的海上平臺機械電氣設(shè)備的設(shè)計理念與方法。但隨著海洋石油事業(yè)的快速發(fā)展，已建和在建海上生產(chǎn)平臺快速增加，海上平臺機械電氣設(shè)備的設(shè)計和管理逐漸面臨一些新的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)為：1）海上平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)還未能有效匯總，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)計人員在實際工作中不能快速地利用積累的設(shè)計數(shù)據(jù)；2）各類設(shè)備參數(shù)、設(shè)計數(shù)據(jù)、成熟的設(shè)計成果無法及時共享和比選；3）難以快速有序地開展前期研究電氣相關(guān)計算工作。目前面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享還缺乏成熟的解決方案與應(yīng)用。為了解決上述問題，為海上平臺機械電氣設(shè)備標準化設(shè)計提供數(shù)據(jù)與信息支持，提升專業(yè)設(shè)計人員的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)水平，提高工作質(zhì)量和工作效率。有必要

3、建立數(shù)據(jù)共享平臺以完成平臺機械設(shè)備參數(shù)、電氣設(shè)備信息數(shù)據(jù)和設(shè)計資料的收集整理工作1，并掌握各類型各階段設(shè)備參數(shù)的變化情況，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合檢索查閱及設(shè)備比選，規(guī)范常用電氣計算方法。本文面向海上平臺機械電氣設(shè)備設(shè)計領(lǐng)域，基于.net平臺，應(yīng)用spread組件進行二次開發(fā)，結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)了批量數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)協(xié)同共享和綜合查詢計算比選功能，形成了面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺，解決了實際問題。2 數(shù)據(jù)共享平臺總體邏輯結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)共享平臺總體邏輯結(jié)構(gòu)如下圖1所示：主要包含三個部分：數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和綜合查詢計算比選系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)采集接口完成平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)的批量采集，包括五個構(gòu)件

4、：1）數(shù)據(jù)有效性檢查器：對數(shù)據(jù)進行有效性檢查；2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：將不同類型的數(shù)據(jù)依據(jù)不同管理需求轉(zhuǎn)換成滿足條件的待存儲的數(shù)據(jù)；3）數(shù)據(jù)預(yù)覽器：對待存儲的數(shù)據(jù)進行在線預(yù)覽；4）內(nèi)置計算器：對數(shù)據(jù)進行簡單的處理和計算；5）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲器：實現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量存儲。其中數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)對平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)進行管理，包括三個組成部分：1）數(shù)據(jù)訪問權(quán)限控制器：對所有數(shù)據(jù)按權(quán)限進行存取等訪問控制；2）基本信息管理：主要對油氣田、平臺和水下井口三類數(shù)據(jù)對象的基本信息進行管理，形成分層分類型的管理方式；3）具體數(shù)據(jù)對象管理：包括平臺和水下井口兩大類相關(guān)若干小類的數(shù)據(jù)管理。數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)了不同數(shù)據(jù)訪問主體對相應(yīng)數(shù)據(jù)對象的在線查

5、看、編輯、導(dǎo)出、下載等操作，形成數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作模式。其中綜合查詢計算比選系統(tǒng)從數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中抽取數(shù)據(jù)，按需查詢滿足條件的設(shè)計方案并進行相關(guān)數(shù)據(jù)的計算和比選，包括六個組成部分：1）數(shù)據(jù)抽取器：從數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)；2）數(shù)據(jù)檢查器：對從數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中提取的數(shù)據(jù)進行有效性檢查；3）結(jié)果顯示器：根據(jù)不同的顯示需要組織數(shù)據(jù)進行顯示；4）數(shù)據(jù)處理器：對數(shù)據(jù)進行標準化處理；5）計算統(tǒng)計器：對數(shù)據(jù)進行計算和統(tǒng)計；6）比選器：對滿足一定條件的設(shè)計數(shù)據(jù)進行對比以供選擇。3 數(shù)據(jù)共享平臺的設(shè)計與實現(xiàn)本文設(shè)計實現(xiàn)了面向平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)共享平臺，整個平臺采用b/s架構(gòu)2。數(shù)據(jù)采集接口對于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)

6、化數(shù)據(jù)分別使用了ado.net和基于ftp協(xié)議的activex技術(shù)。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)通過spread for web forms組件技術(shù)，以類似excel電子表格的形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的多sheet批量導(dǎo)入。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)以文件系統(tǒng)的形式通過ftp進行物理存儲，同時以油氣田id、平臺id、水下井口id為辨識與相應(yīng)存儲于數(shù)據(jù)庫表的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行映射。數(shù)據(jù)采集接口功能主要由platformsubseawellheaddataimport類來實現(xiàn)，部分類方法如下圖2所示：數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的實現(xiàn)基于經(jīng)典的三層web架構(gòu)3：表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。本文分別對基本信息和具體數(shù)據(jù)對象進行逐項分解，進行了數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計與

7、物理設(shè)計形成了相應(yīng)數(shù)據(jù)庫表。其中基本信息管理是整個數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)，主要涉及如下數(shù)據(jù)庫表：油氣田基本信息表rgisterfields、海上平臺基本信息表registerplatform、水下井口基本信息registersubseawellhead。其中油氣田基本信息表與海上平臺基本信息表、水下井口基本信息表構(gòu)成主外鍵關(guān)系，海上平臺和水下井口基本信息表又與各類具體數(shù)據(jù)對象表構(gòu)成主外鍵關(guān)系。部分數(shù)據(jù)庫表關(guān)系如下圖3所示：基本信息維護界面和相關(guān)后臺邏輯主要由registerfieldsinfo、registerplatform、registersubseawellhead類實現(xiàn)，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中使用mi

8、crosoft sql server的pivot 關(guān)系運算符將表達式某一列中的唯一值轉(zhuǎn)換為輸出中的多個列來旋轉(zhuǎn)表值表達式變?yōu)樾碌谋恚ㄟ^靈活使用數(shù)據(jù)庫表行列轉(zhuǎn)換技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)表按行存儲按列顯示，即表現(xiàn)層數(shù)據(jù)綁定使用了經(jīng)過行列轉(zhuǎn)換后的結(jié)構(gòu)，即記錄變成了字段。如果客戶端需要新增分類顯示，只需要在數(shù)據(jù)表中生成一條新的數(shù)據(jù)記錄，客戶端將自動顯示新增分類列，即將字段的處理轉(zhuǎn)換成記錄的處理，不需要修改數(shù)據(jù)庫表的設(shè)計結(jié)構(gòu)，有效地提高了數(shù)據(jù)管理模塊的可擴展性和靈活性。表現(xiàn)層的實現(xiàn)使用了spread for web forms組件技術(shù)，對其進行二次開發(fā)，結(jié)合ado.net與數(shù)據(jù)源進行交互，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的批量操作、

9、多sheet模式、單元格精確控制等。綜合查詢計算比選系統(tǒng)的實現(xiàn)主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)提取器、數(shù)據(jù)檢查器、結(jié)果顯示器的過程。核心功能包括：數(shù)據(jù)處理、計算統(tǒng)計和比選，在命名空間querystatistic中分別進行實現(xiàn)，例如結(jié)果顯示器類archivecommonshow部分方法如下圖4所示：總體上數(shù)據(jù)共享平臺實現(xiàn)了三大功能，分別是數(shù)據(jù)采集接口、數(shù)據(jù)管理功能、綜合查詢計算比選功能，為數(shù)據(jù)匯總、集成、共享、處理和應(yīng)用提供了全套解決方案。4 應(yīng)用案例截至目前已通過本系統(tǒng)分別采集了67個平臺和水下井口29類平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)，某平臺數(shù)據(jù)管理界面示例如下圖5所示：設(shè)計人員通過數(shù)據(jù)管理界面對各類數(shù)據(jù)進行批量處理和管

10、理，還可以直接鏈接定位到對應(yīng)文件系統(tǒng)形式存在的設(shè)計資料，例如.dwg設(shè)計圖，實現(xiàn)平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)web形式的共享和統(tǒng)一管理。5 結(jié)束語本文設(shè)計并實現(xiàn)了面向海上平臺機械電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)集成接口，數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)和綜合查詢計算比選系統(tǒng)，構(gòu)成了數(shù)據(jù)共享平臺，可以有效匯總相關(guān)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，為全面快速統(tǒng)一使用平臺機械電氣設(shè)備數(shù)據(jù)提供支持，便于設(shè)計人員對同類設(shè)計情況進行對標分析，提升設(shè)計工作的合理性和便捷性，提高工作效率與質(zhì)量。在下一步工作中，可以進一步引入非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫或者結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)支持多層次、靈活的數(shù)據(jù)分析功能4。參考文獻：1 史偉. 信息化技術(shù)在機械電氣設(shè)備管理的應(yīng)用j. 機械管理開發(fā)， 2015， 30（6）： 101-103.2 孟小峰. web數(shù)據(jù)管理研究綜述j. 計