Алгоритмическое и программное обеспечение инструментальной системы для интеграции производственных данных нефтегазодобывающей компании

• Автор: Вейбер, Вадим Викторович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМА ИНТЕГРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДАННЫХ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ КОМПАНИИ.

1.1. Структура и бизнеспроцессы современной НГДК

1.2. Модель автоматизации НГДК.

1.3. Задачи создания единою информационною пространства НГДК

1.4. Интеграция ИС и комплексов программ НГДК по производственным данным.

1.4.1. Производственные данные НГДК.

1.4.2. Потоки производственных данных НГДК

1.4.3. Основные трудности интеграции производственных данных

1.4.4. Методы интеграции по данным

1.4.5. Промышленные стандарты интеграции по данным
1.4.6. Выбор подхода к интеграции производственных данных НГДК
1.5. Цель и задачи исследования
1.6. Основные результаты и выводы по главе.
ГЛАВА 2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ, АРХИТЕКТУРА И МОДЕЛЬ ДАННЫХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДАННЫХ НЕФТЕГАЗОДОБЫВАЮЩЕЙ КОМПАНИИ.
2.1. Принципы построения инструментальной СИПД.
2.2. Требования к инструментальной СИПД
2.3. Архитектура инструментальной СИПД.
2.3.1. Основные компоненты архитектуры
2.3.2. Отличительные особенности архитектуры
2.4. Ядро инструментальной СИПД
2.5. Адаптеры участников инструментальной СИПД.
2.5.1. Алгоритмы автоматического сопоставления схем данных.
2.6. ОРСадаптер инструментальной СИПД.
2.6.1. Проблемы сбора и передачи технологических данных
2.6.2. Использование стандарта ОРС для сбора и передачи технологических данных
2.7. Разработка интеграционной модели производственных данных
2.7.1. Требования к ИМПД.
2.7.2. Структура предложенной ИМПД.
2.7.3. Использование отраслевого стандарта РИООМЬ
2.7.4. Проектирование структур данных ИМПД.
2.7.5. Анализ эффективности предложенной ИМПД
2.8. Основные результаты и выводы по главе.
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДАННЫХ.
3.1. Алгоритм координации данных между участниками интеграции
3.2. Алгоритм формирования запросов на данные к объектам ИМПД
3.3. Алгоритм автоматического сопоставления схем данных
3.3.1. Исследование эффективности алгоритма РБМ.
3.4. Алгоритм автоматического сопоставления объектов участников
3.5. Способ сбора и передачи технологических данных.
3.5.1. Описание способа.
3.5.2. Анализ эффективности предложенного способа
3.6. Основные результаты и выводы по главе.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ИНТЕГРАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ДАННЫХ И РЕЗУЛЬТАТЫ ЕЕ АПРОБАЦИИ.
4.1. Выбор средств разработки инструментальной СИПД.
4.2. Физическая модель ИМПД.
4.3. Структура программного обеспечения инструментальной СИПД
4.4. Основные компоненты ПО инструментальной СИПД
4.4.1. Модуль редактирования ИМПД
4.4.2. Модуль сопоставления схем данных
4.4.3. Модуль настройки интеграционных процессов.
4.4.4. Модуль планирования интеграционных процессов
4.4.5. Модули координации данных между участниками и формирования запросов к адаптерам участников
4.4.6. Модуль взаимодействия ядра СИПД с участниками.
4.5. Адаптеры участников.
4.6. ОРСадаптер и ОРСклиент
4.6.1. Архитектура ПО ОРСклиента
4.6.2. Описание работы ОРСадалтера и ОРСклиента
4.7. Апробация разработанной инструментальной СИПД.
4.8. Внедрение СИПД в ОАО Томскгазпром.
4.8.1. Результаты интеграции информационных систем по производственным данным.
4.8.2. Интеграция КГСУ МагистральВосток с АСУТП на промыслах
4.9. Основные результаты и выводы по главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Показывается, что наиболее зрелым стандартом нефтегазовой отрасли, имеющим в своем составе описание производственных объектов, является , т. УВС, подготовки товарной продукции до момента ее реализацииКлассы и их атрибуты, описывающие производственные объекты в составе стандарта , взяты за основу метасоставляющей ИМПД. Структура интеграционной модели предусматривает возможность дополнения основного набора классов и их атрибутов, это и определяет гибкость модели в соответствии с требованиями конкретной НГДК и ее СИПД. Проведен анализ эффективности предложенной интеграционной модели данных и ряда других моделей данных, используемых для описания производственных данных в современных НГДК. В третьей главе описывается алгоритмическое обеспечение инструментальной СИПД. Разработан алгоритм координации данных между участниками интеграции ИС и комплексами программ по данным, в соответствии с ним исполняются интеграционные процессы инструментальной системой. Описан разработанный алгоритм РБМ, обеспечивающий автоматическое сопоставление схем данных и позволяющий минимизировать усилия разработчика при подключении участников к ядру инструментальной СИПД. Этот алгоритм включает в себя ряд алгоритмов сопоставления схем данных синтаксический, семантический, структурный алгоритмы и алгоритм сопоставления схем данных на основе типов данных. Алгоритм РБМ осуществляет поиск соответствий между двумя схемами данных, представленными в формате ХБЭ. Предложен алгоритм структурного сопоставления деревьев схем данных как один из шагов алгоритма РЭМ, базирующийся на ряде выдвинутых предположений. Исследование эффективности алгоритма РЭМ выполнено на ряде тестовых схем данных, а также на наборе реальных схем данных, описывающих результаты гидродинамических исследований скважин и используемых популярными в нефтегазовой отрасли двумя ИС и комплексом программ. Оценка алгоритма Р8М с точки зрения качества сопоставления схем данных получена в сравнении с оценкой комбинации алгоритмов широко используемой программной среды СОМА. Разработан алгоритм автоматического сопоставления объектов ИМПД, позволяющий качественно улучшить настройку интеграционных процессов инструментальнойконкретной СИПД. Предложен оригинальный способ сбора и передачи доставки технологических данных на верхние уровни управления НГДК от используемых в компании АСУТП. Ключевыми особенностями его, обеспечивающими информационную защиту передаваемых данных, является использование сервисноориентированной и двухзвенной архитектуры программного средства доставки данных, реализующего способ. Реализация предлагаемого способа предполагает использование ряда подходов, позволяющих уменьшить объем пакетов передаваемых технологических данных. Для проведения исследования эффективности предложенного способа он реализован в виде программы, относящейся к классу ОРСклиентов. Проведено исследование его производительности при доставке данных. Аналогичные исследования выполнены также для ОРС i компании i и X компании v, являющихся широко распространенными ОРСклиентами, реализующими спецификацию ОРС X . Анализ результатов исследования показал, что разработанный ОРСклиент дает значительный выигрыш в производительности по сравнению с аналогами. В четвертой главе описывается программная реализация разработанной инструментальной СИПД и результаты ес апробации, а также особенности внедрения в НГДК ОАО Томскгазпром созданной на ее основе СИПД. Описана детальная структура ПО инструментальной СИПД. Подробно рассмотрены основные программные модули, входящие в ее состав редактирования ИМПД, сопоставления схем данных, настройки интеграционных процессов, планирования интеграционных процессов, взаимодействия ядра СИПД с участниками, координации данных между участниками и формирования запросов к адаптерам участников. Разработана архитектура ПО ОРСклиента, созданного на основе предложенного способа сбора и передачи доставки технологических данных и подключаемого к ядру СИПД с помощью универсального ОРСадаптера. Приведены результаты апробации инструментальной системы при получении конкретной СИПД и внедрение созданной СИПД в ОАО Томскгазпром.