摘要：天然氣生產指揮調度係統采用紫金橋實時數據庫為數據中樞，實現對整個生產平台的實時監控、數據存儲、處理、異常分析、遠程管理，同時將信息管理引入到平台係統中，打破了傳統係統的信息瓶頸問題
，不僅改變了原有的數據流程管理模式，也實現了從職能化管理到業務流程管理的轉變。

關鍵詞：遠程數據源、群集服務器、數據轉儲
、生產指揮調度係統

大慶油田天然氣分公司隸屬於中國石油天然氣集團總公司，擔負著大慶油田每年生產5千萬噸原油的生產任務，年加工濕氣20億立方米、輕烴80萬噸，是全國最大的溶解氣處理加工基地。其包括9個油氣生產大隊
、2個儲運大隊和1個銷售中心，共12個生產大隊，同時負責整個大慶油田的油氣集輸和油氣初加工任務。

changqiyilai，daqingtianranqigongsishengchanshujudecaijidoushiyougangweicaozuogongchuanshudaodaduitiaodu，zhihoushujuliuchuanshudaogongsitiaodudeyuyinlianxi，jiangshengchanshujuzhujishangchuan。chuantongdezuofayouyidingbiduan，ji：上級無法實時察看各裝置的運行狀況，難以統一協調；崗位工人疲於定時上報數據，有可能忽視裝置運行狀態的監控，給安全生產造成了隱患。

為此，根據天然氣生產集輸現狀，在原有數據采集的基礎上重新開發實施了生產指揮調度係統，係統通過現場數據采集監控網、係統優化數字化平台網二級網絡係統
，形成天然氣生產、集輸係統的數字化
、信息化、網絡化監控平台，實現了遠程數據信息共享和生產管理的實時調控
，支持遠程移動辦公和異地查詢。

1 組成原理及典型功能

天然氣生產指揮調度係統的核心是紫金橋實時數據庫

，實時數據庫負責獲取各分站的數據，並通過WEB發布功能將收到的數據動態顯示在用戶的IE瀏覽器上，並且設置群集功能增加係統的穩定性
，自定義數據轉儲，將實時數據庫中的內容定時保存在關係數據庫中。

其中
，服務器主要負責數據的彙總、發布和轉儲，為數據分析提供數據依據；數采中心采用紫金橋組態軟件，負責數據的采集，並將采集到的數據傳送給紫金橋實時數據庫服務器端。整體的係統架構圖如圖1所示。

圖1 係統架構圖

Fig 1 Main configuration of system

天然氣生產指揮調度係統數據采集層模塊包括：數據采集通訊組件（完成數據的讀取和校驗）、通訊狀態報警組件
、實時數據庫二次壓縮組件（對大量的計算結果、現場實時數據、管理數據進行二次壓縮存儲）
、時鍾同步組件（執行數據提供者與實時數據庫服務器間嚴格的時鍾同步）。

首先介紹一下係統部分核心功能

1.1 群集

群集通過協同工作方式，運行同一套應用程序
，群集技術可使應用平台免於整個係統的癱瘓以及操作係統和應用層次的故障，降低因服務器故障造成的損失[2]。服務器集群包含多台擁有共享數據存儲空間的服務器，各服務器之間通過內部局域網進行互相連接
，當其中一台服務器發生故障時
，它所運行的應用程序將與之相連的服務器自動接管。群集技術的目標在於通過多層網絡結構進一步提高伸縮能力、可用性與可靠性[6]。

1.2數據轉儲 

通(tong)過(guo)數(shu)據(ju)轉(zhuan)儲(chu)可(ke)以(yi)把(ba)實(shi)時(shi)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)的(de)值(zhi)按(an)照(zhao)一(yi)定(ding)的(de)周(zhou)期(qi)轉(zhuan)存(cun)到(dao)關(guan)係(xi)數(shu)據(ju)庫(ku)中(zhong)
，這(zhe)樣(yang)用(yong)戶(hu)就(jiu)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)關(guan)係(xi)數(shu)據(ju)庫(ku)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)各(ge)種(zhong)功(gong)能(neng)對(dui)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)[3]。

在“數據轉儲組態”中設置數據源
、表名稱、表類型

、方向、周期等信息。

在“數據轉儲”對話框內察看各轉儲量的信息。

1.3 斷點續傳：

在生產指揮調度係統中zhong，斷duan點dian續xu傳chuan包bao括kuo兩liang部bu分fen內nei容rong，一yi部bu分fen是shi服fu務wu器qi與yu前qian置zhi數shu據ju采cai集ji計ji算suan機ji之zhi間jian
，因yin為wei天tian然ran氣qi公gong司si覆fu蓋gai範fan圍wei太tai廣guang泛fan，網wang絡luo跨kua度du太tai大da
，經jing常chang會hui出chu現xian前qian置zhi數shu據ju采cai集ji計ji算suan機ji與yu服fu務wu器qi之zhi間jian網wang絡luo中zhong斷duan的de情qing況kuang，中zhong斷duan以yi後hou現xian場chang實shi時shi生sheng產chan數shu據ju就jiu不bu能neng傳chuan輸shu到dao服fu務wu器qi中zhong，斷duan點dian續xu傳chuan功gong能neng很hen好hao地di解jie決jue了le這zhe個ge問wen題ti：dangtongxunfashengguzhangshi，qianzhishujucaijijisuanjihuizidongweifuwuqibaocunshuju，dangtongxunhuifuzhengchanghou
，qianzhishujucaijijisuanjihuizidongjiangshujuhuifudaofuwuqishang，baozhengfuwuqishujuwanzheng，qianzhishujucaijijisuanjibaocunshujuliangqujueyuzutaishideshezhi。lingwaiyifangmian，congqianzhishujucaijijisuanjihuifudaofuwuqizhongdeshuju，yeyaoanzhaoshangcengguanliruanjiandeyaoqiuhuifudaoguanxishujukuzhong，baozhengshangcengguanliruanjianshujudewanzhengxing[7]。

數據恢複

shujuchuanshuguochengzhongnanmianchuxianyiwaiqingkuang，dangqianzhijihefuwuqijiantongxinchuxianzhongduanshi，jiukenengdaozhishujudediushi。ruguoshezhileshujuhuifugongneng，jiukeyizaitongxinhuifuchangtongdeqingkuangxia
，jiangweishangchuandeshujubuchongdaofuwuqiduan。

事件瀏覽

事件瀏覽功能記錄了實時數據庫的相關操作，包括係統啟動信息、網絡連接信息、設備故障信息等。通過這些信息可以了解係統的運行日誌，對係統的維護提供了有力的支持。

2
、實時數據采集係統環境的設計

根據目前天然氣生產集輸現狀
，在原有數據采集的基礎上開發實施了生產指揮調度係統，係統通過現場數據采集監控網、係統優化數字化平台網
，形成天然氣生產
、集輸係統的數字化、信息化、網絡化監控平台，實現了遠程數據信息共享和生產管理的實時調控,支持遠程移動辦公和異地查詢。

2.1硬件環境及網絡環境

該係統的硬件部分大多利用原有的工控機實現，同時增加部分生產大隊的數據服務器和數據采集服務器
，係統對硬件配置要求並不高
；對dui於yu網wang絡luo環huan境jing而er言yan，由you於yu天tian然ran氣qi係xi統tong的de特te殊shu性xing

，也ye決jue定ding了le天tian然ran氣qi分fen公gong司si網wang絡luo環huan境jing的de複fu雜za性xing，天tian然ran氣qi分fen公gong司si的de局ju域yu網wang基ji本ben上shang借jie助zhu於yu公gong司si下xia屬shu采cai油you廠chang的de網wang絡luo環huan境jing
，並bing且qie有you些xie裝zhuang置zhi區qu、計量站隊偏遠，無法接入油田公司局域網
，所以在裝置區鋪設了光纖
，搭建了分公司無線網，由無線網轉接到油公司局域。

2.2 軟件環境

youyuzhuangzhihejishujiliangxianchangjiankongxitonganzhuangdeshijianbutong，zhuangzhiheyibiaoleixingdebutong，suoyidicengcaiyongderuanjianhuanjingyebutong，weilenenggoujiangbutongruanjianhuanjingcaijideshujucunchudaotongyigeshujukuhuanjingzhong，xitongshiyonglexiangduichengshuwendingdezijinqiaozutairuanjian，zuoweishangweijigongzuozhanshangcenghegongsizhongxinfuwuqiduanderuanjiankaifahuanjing。

2.3安全措施

該gai係xi統tong是shi一yi個ge龐pang大da的de生sheng產chan運yun營ying監jian測ce管guan理li係xi統tong，在zai保bao證zheng係xi統tong具ju有you強qiang大da功gong能neng的de同tong時shi
，更geng要yao保bao證zheng係xi統tong的de安an全quan性xing，因yin為wei上shang位wei機ji若ruo遭zao到dao病bing毒du或huo黑hei客ke的de攻gong擊ji

，不bu但dan數shu采cai監jian控kong傳chuan輸shu功gong能neng被bei破po壞huai，嚴yan重zhong的de會hui造zao成cheng裝zhuang置zhi停ting機ji等deng生sheng產chan事shi故gu
，由you於yu網wang絡luo的de複fu雜za性xing，我wo們men進jin行xing了le如ru下xia的de安an全quan保bao護hu設she計ji：

2.3.1係統抗病毒能力設計

采用網絡版防病毒軟件來保護網絡操作係統安全運行
，建立嚴格的網絡安全機製（包括防火牆技術、虛擬網絡技術）對係統病毒的傳播有抑製作用。

2.3.2網絡係統安全設計

為維護網絡係統安全在無線網與油田局域網之間加入硬件防火牆加以防範，主要采用VLAN劃分子網和防火牆技術。

公司網絡內部，用戶訪問互聯或外部用戶通過互聯網訪問本係統時采用防火牆軟件來有效地防止“黑客”訪問，防止信息流失和整個信息係統遭到破壞。另外代理服務器PROXY SERVER也提供了可擴展的防火牆安全特性


，使網絡係統被他人入侵時能及時采取措施[5]。

2.3.3信息查詢安全設計

由you於yu天tian然ran氣qi生sheng產chan和he集ji輸shu係xi統tong有you很hen多duo信xin息xi需xu要yao保bao密mi
，所suo以yi在zai服fu務wu器qi層ceng開kai發fa時shi，根gen據ju天tian然ran氣qi管guan理li的de要yao求qiu，按an著zhe用yong戶hu的de級ji別bie和he權quan限xian
，設she定ding不bu同tong的de

、唯一的密碼。不同級別的用戶隻能訪問與其級別相適應的網絡資源和數據
、圖形信息。

3. 生產指揮調度係統整體設計與實現

與上位機工作站相映的實時數據庫
，通過自身的通訊接口將模塊的數據傳送到服務器上，同時根據現場生產
、集ji輸shu控kong製zhi流liu程cheng和he管guan理li所suo需xu的de信xin息xi創chuang建jian發fa布bu圖tu形xing界jie麵mian，所suo發fa布bu的de信xin息xi隻zhi要yao有you瀏liu覽lan器qi，便bian可ke以yi實shi時shi查zha看kan現xian場chang裝zhuang置zhi運yun行xing和he集ji輸shu情qing況kuang。天tian然ran氣qi實shi時shi數shu據ju監jian控kong係xi統tong簡jian圖tu如ru圖tu2所示

圖2 天然氣實時數據監控係統簡圖

Fig 2 Gas Monitoring System for real-time data diagram

3.1 主要功能實現概況

服務器端運行的組態軟件平台是天然氣生產、集輸數采監控傳輸係統的核心，是網絡通訊的樞紐。它是采集現場信息和網上發布的橋梁，它與現場上位機工作站端的通訊協議采用TCP/IP協議
，既標準的C/S模式[1]。

係統服務器端具有WEB發布功能，通過紫金橋webserver可輕鬆實現網絡訪問，在服務器端應用紫金橋軟件的畫圖工具
，創建現場流程圖、guanlibaobiaojiqitaxinxijiemian，zaiyufuwuqiduandeshishishujukuxianglian，jiukeyijiangxianchangxinxishishidiyituxinghebaobiaodexingshifabudaowangshang，feixianchangguanlirenyuantongguoliulanqigenjuzijidequanxianhejibieshixianfuzaxinxijiansuo，jiankongzijisuoguanxiadexianchangzhuangkuang
，zhezhongtuxingxinxiwangshangfabugongnengshichuantongguanxixingshujukujihuwufakefude，fabudetongshihaijiangbaochigaodubingfachulinengli，WEB訪(fang)問(wen)用(yong)戶(hu)數(shu)不(bu)受(shou)限(xian)製(zhi)
，此(ci)係(xi)統(tong)在(zai)服(fu)務(wu)器(qi)端(duan)創(chuang)建(jian)上(shang)萬(wan)個(ge)采(cai)集(ji)點(dian)包(bao)括(kuo)了(le)大(da)部(bu)分(fen)裝(zhuang)置(zhi)運(yun)行(xing)參(can)數(shu)和(he)所(suo)有(you)表(biao)示(shi)量(liang)的(de)數(shu)據(ju)，按(an)單(dan)位(wei)分(fen)組(zu)存(cun)儲(chu)
，流(liu)程(cheng)圖(tu)上(shang)千(qian)多(duo)幅(fu)，所(suo)有(you)813計量表的靜態信息都以單獨界麵的形式開關地顯示在每塊表的旁邊。

weilegeijinhouqitayiguanxixingshujukukaifadeyingyongxitongruanjiantigongdiyishouziliao，yeweilebaozhengletianranqifengongsishujuyuandeweiyixinghekekaoxing
，fuwuqiduanruanjiantigongdeODBCGET工具，將實時曆史數據可以實時或定時轉儲到關係型數據庫中，轉儲時可以將所選的采集點（以IP為單位）
，實shi時shi成cheng批pi地di轉zhuan儲chu到dao關guan係xi型xing數shu據ju庫ku不bu同tong的de數shu據ju表biao中zhong，也ye可ke以yi通tong過guo用yong數shu據ju轉zhuan儲chu模mo塊kuai，先xian建jian立li實shi時shi數shu據ju庫ku與yu關guan係xi型xing數shu據ju庫ku之zhi間jian的de綁bang定ding

，在zai通tong過guo編bian程cheng實shi現xian數shu據ju轉zhuan儲chu，轉zhuan儲chu到dao關guan係xi型xing數shu據ju庫ku[4]。 

服務器端自動檢測通信信道狀態，網絡通信量的統計、異常事件的處理和記錄等功能，實時性地診斷通訊狀態和鏈路鏈接情況，形成報告
，顯示在服務器端的單獨窗口中；鏈路自動恢複處理
，保證了發生鏈路中斷時發送的報文不被丟失。

服務器端與上位機工作站間同時進行多點通訊，對每台上位機工作站（底層數據庫，以機器的IP為通訊節點）的訪問周期可以根據用戶需要、采集點的多少和網絡環境自行設置
，我們一般設置每三秒鍾輪回采集現場數據一次
，保證了人的數據實時性。

3.2 係統發布界麵的設計與實現

天然氣生產指揮調度係統主要用於生產管理，係統內容含蓋了天然氣分公司所有的運行信息

、計量信息、外網管網等信息，係統設計主菜單按生產單位及處理站、計量間分層劃分
，子菜單以生產管理內容劃分。

運行信息：反映各生產加工處理裝置的各種統計數據

、裝置運行狀況
、天然氣外輸情況、天然氣量、輕烴外銷及庫存情況等，同時可以提供裝置的班
、日、周、旬、月、季、年度的綜合統計數據。

外網信息：反映各站隊與供氣方（采油廠），供水方（水庫），和商品氣外輸情況的各種管網流程圖信息。

計量信息：計量管理以公司的生產實時數據庫為基礎，生成裝置（小隊）、大隊、公司三級計量管理數據，計量主要包括輕烴計量；采油廠來氣
、來油計量；返輸氣、商品氣計量；水庫來水計量等等。供計量管理部門及有關人員訪問
，生成各類計量報表
、計算產品的計量缺損、評價計量係運轉效果。

4 結語

天然氣生產指揮調度係統的成功構建，打破了大慶天然氣集團公司以往的以手工記錄數據和電話上報數據的信息流模式
，實現了裝置采集與網上發布同步的功能，完成數據存儲、壓縮及管理功能，同時為數據的高級分析提供了數據基礎和數據依據，不(bu)僅(jin)改(gai)變(bian)了(le)原(yuan)有(you)的(de)數(shu)據(ju)流(liu)程(cheng)管(guan)理(li)模(mo)式(shi)，也(ye)實(shi)現(xian)了(le)從(cong)職(zhi)能(neng)化(hua)管(guan)理(li)到(dao)業(ye)務(wu)流(liu)程(cheng)管(guan)理(li)的(de)轉(zhuan)變(bian)，縮(suo)短(duan)了(le)信(xin)息(xi)溝(gou)通(tong)的(de)時(shi)間(jian)，提(ti)高(gao)了(le)工(gong)作(zuo)效(xiao)率(lv)
，實(shi)現(xian)真(zhen)正(zheng)的(de)跨(kua)平(ping)台(tai)應(ying)用(yong)，信(xin)息(xi)資(zi)源(yuan)得到了充分的共享,極大地提高反饋速度及生產管理效率
，為公司信息化管理打下了堅實的基礎。 

參考文獻：

[1]  Stevens,W.R.
；胡穀雨譯 TCP/IP詳解 機械工業出版社 2002

[2]  Russinovich,M.E.,Solomon,D.A
； 深入解析Windows操作係統 電子工業出版社 2004

[3] 許斌輝,孫亞剛 Windows Server2003網絡管理員完全手冊 清華大學出版社 2005

[4] 紫金橋公司.高級用戶指導 2004

[5] 莫林莫托  Windows Server 2003深層解決方案  中國水利水電出版社 2004

[6] 飛思科技 SQL Server 2000 高級管理與開發  電子工業出版社 2002

[7] 紫金橋公司.用戶編程高級指南 2005