基于Web的原油拉運數據監控系統的設計與實現

【摘要】 針對油田企業拉油點數據監控方面的需求，以當前采油廠生產運行狀態為基礎，進行了系統性的設計和規劃。分別就拉油點數據源、數據類型、數據內容，數據采集分類，數據操作單位等方面相互結合，完成了拉油數據監控系統的設計，借此系統希望能夠完成對原油拉運數據實時、實效的監管控制。

【關鍵詞】 原油拉運 產量監控 PHP 報表 生產決策

當前，油田企業越來越重視信息技術的發展和應用，在數字油田建設的大潮中，各油田紛紛建設了許多以網絡為依托，以信息技術為手段、以推動科研創新、優化生產運行、規范經營管理為目的的信息管理系統，監控與計算機網絡技術相結合的模式成為一種必然的趨勢。

為了提高采油廠的管理和運行效率，盡可能的使整個數據流程和操作過程規范化、標準化，減少人為不確定因素的影響，使管理科學化、現代化，提高監控水平，提高效率，提高經濟效益，結合計算機網絡技術開發了原油拉運數據監控系統。

一、需求概述

1.1開發背景

隨著數字化油田的建設，油田生產管理方式已由傳統經營模式向數字化管理模式轉變，企業的生產規模越來越大，業務處理也日益復雜和多樣化。

過去，采油廠對于偏遠拉油點產量的管理以手工線下方式為主，通過一套人工的excel報表流轉程序來實現對生產數據的跟蹤，通過拉卸油報表庫存來控制拉卸油過程，通過功圖計產、產進等數據監控輸差，通過定期盤庫、對比來調整計劃。

生產過程中產生的海量數據以及各類數據報表，沒有形成統一的數據管理體系，無法直觀的進行數據分析對比，且拉油點產量數據的監控大部分依賴于excel文件的相互傳送。這種操作方式停留在較原始的人工操作方式，造成數據流、信息流、業務流分離，信息滯后于實際，在產量出現波動時，廠部不能及時發現，導致管理措施滯后，并且在實際生產過程中造成了工作強度大、管理繁瑣、差錯率高等問題，一定程度影響和制約了企業的發展。

1.2開發目的

原油拉運過程，是將原油從偏遠井場裝運，以車輛拉運、手工操作的方式拉運至卸油臺，由于拉運過程中采用人工讀表、手抄重量及手工統計的方式，原油丟失的現象時有發生，造成嚴重的經濟損失。為堵塞拉運過程中不同環節存在的漏洞，發揮計算機信息網絡技術的優勢，實現原油拉運數據在線監控管理，推出了原油拉運數據監控系統。

二、系統概述

本系統適合于油田企業廠部對作業區、作業區對班站、拉油點的產量的實時監控。以油田內部網絡為依托，運用信息技術建立生產信息管理平臺，采油廠各個管理層可以通過網絡登陸該系統對全廠的站庫、拉油點、單井進行產量監控，依據高效準確的信息進行生產決策和指揮。

系統是基于B/S模式開發的典型的管理信息系統，采用PHP+MYSQL+Apache架構，主體功能按照幾大業務類型進行劃分，對廠級部門、作業區的功能包括：綜合日報、液量運行曲線、油量運行曲線、輸差分析、生產報表、曲線查詢、拉油管理、靜態數據等。系統有兩種數據存取方式：一是運用遠程數據訪問技術對“生產數據庫”數據進行讀取，二是運用PHPExcel報表技術對本地數據進行操作，建立mysql數據庫對全廠的生產數據進行統一、永久存儲。

2.1系統邏輯結構

結合數據單元和數據整體操作流程，形成系統整體數據交互邏輯結構。

經過對系統需求分析的仔細研究，系統有兩處數據來源，分別是用戶向系統錄入或導入的生產數據和上游生產數據庫中的單井生產數據，本系統數據流邏輯結構如圖1所示。

2.2系統技術架構

本系統部署在局域網中，用戶通過瀏覽器訪問系統進行相關的操作，系統具有友好的用戶界面，系統結構清晰，具有良好的可操作性。

（1）軟件環境

客戶端：WindowsXP/Windows2000以上操作系統，IE6及以上瀏覽器。

服務器端：操作系統：Windows 2003server；服務引擎：Apache；數據庫：Mysql、SqlServer。

（2）編程語言

PHP、Java、VBS、JavaScript、XML、Css、Ajax。

三、系統設計與實現

3.1系統功能模塊設計

系統按功能模塊可劃分為生產運行模塊、運行報表模塊、集輸流程模塊、曲線分析模塊、拉油管理模塊、數據管理中心6部分。各模塊的具體功能如下：

（1）產量運行。該模塊是對生產數據的集中展示，將原油生產數據進行自動分析處理，以綜合日報表、月度曲線的形式展示廠級、作業區級、站庫、拉油點各級的生產數據。

（2）運行報表。遵循分級運行模式，對采油廠、作業區、站庫、拉油點、均給出了產量運行結果，充分體現了分級管理的遵旨，用戶可以自由設定產量運行時間，并可將查詢結果導出為EXCEL表格進行存檔或分析。

（3）曲線查詢。可觀察過去一段時間某生產參數的變化趨勢，供管理人員分析該生產單元的穩定性和異常原因。用戶可選擇多個生產參數進行對比分析，可按區間查詢任意時間段曲線。

（4）拉油管理。主要對拉油點、卸油臺運行情況進行監督，實現原油拉運數據、卸油數據的錄入、查詢、分析等數據管理功能，由拉油報表、卸油報表、油井日數據綜合生成拉油生產日報、拉油生產五日報、單車運行報表、拉油數據圖、單車運行曲線、拉油車次圖，提供高效、準確的拉、卸油信息。

（5）數據管理。數據管理中心主要包括數據錄入、數據導入和維護數據的功能，統一管理和維護系統所有數據資源。具有權限的用戶登陸數據管理中心可進行包括數據錄入、基礎數據維護、用戶管理等操作。

3.2數據庫設計

根據系統功能設計的要求以及功能模塊的劃分，本系統的所有數據信息存儲在MYSQL數據庫中，其中包含的表主要涉及到油井數據、拉油數據、卸油數據、站庫運行數據等。上述數據表基本遵循一個表負責一個實體或者對象信息存儲的原則，表與表之間協同工作，共同實現對數據存儲的要求。

3.3角色與權限

結合角色、部門、模塊、用戶的4個不同的概念模塊進行權限計算和控制。保證各級用戶的數據操作需求和數據范圍的有效控制。不同層次的生產管理者賦予不同的監控權限。真正實現“分層管理，責任明確，數據安全”，避免人為因素影響生產單位實際生產狀況如實反映的弊病。

四、系統實現中的關鍵技術

4.1圖表的生成——amCharts

系統在曲線查詢模塊、拉油管理中都使用了圖表向用戶提供數據的分析與對比，如拉液量運行曲線、卸液量運行曲線等，形象化地展示了數據的變化情況和發展趨勢，比單純的數字形式更為直觀有效。對于圖表功能的實現，系統中采用的amCharts的JavaScript Chart圖表組件。

4.2 報表實現——PHPExcel

由于近年來各類信息系統的開發，采油廠員工每天的數據錄入工作量大，為避免數據重復錄入，便于用戶更高效快捷的錄入和使用數據，本系統需要實現數據報表導入導出功能，即錄入人員將excel工作簿中的數據直接導入到網絡數據庫中，數據庫中的數據還能導出到excel工作簿中，以便脫機查詢或打印存檔。

通過對多種方法的比較，最終采用了功能強大的PHPExcel， PHPExcel是用來操作Office Excel 文檔的一個PHP類庫，它基于微軟的OpenXML標準和PHP語言。可以使用它來讀取、寫入不同格式的電子表格。

4.3 AJAX技術

AJAX應用可以僅向服務器發送并取回必須的數據，它使用SOAP或其它一些基于XML的頁面服務接口（接口），并在客戶端采用JavaScript處理來自服務器的回應。因為在服務器和瀏覽器之間交換的數據大量減少（大約只有原來的5%）。

結果，我們感覺服務器回應更快了。同時，很多的處理工作可以在發出請求的客戶端機器上完成，因此Web服務器的負荷也減少了。

五、系統的安全性

5.1身份鑒別和加密技術

為防止未授權用戶繞過用戶登陸頁面進入系統主頁面，本系統使用SESSION會話實現用戶身份驗證。存放在數據庫中的口令字采用單項加密的方式進行保護，管理員無法獲得密碼明文信息。同時通過SESSION記錄用戶的有關信息， 形成用戶操作日志，確保數據安全。

5.2數據有效性的驗證

通過編寫javascript組件類來驗證用戶輸入信息的合法性。當用戶輸入的數據違反了指定的有效性驗證規則時，系統會提醒用戶輸入信息不合法。如用戶在輸入的拉油點、車輛信息與基礎信息不符時，系統會提示用戶進行修改。

六、效果及評價

原油拉運數據監控系統將油田拉油點相關數據集成在統一平臺上，解決了各生產層面信息資源不能全面共享，數據管理過于分散的問題。系統的優越性及評價：

1、業務流與數據流的統一；系統將涉及的業務、崗位緊密結合，實現生產業務過程的信息化，協助企業規范管理，堵塞漏洞。系統的拉油數據監控和預警過程， 使各級生產管理部門的工作變得更為主動、更為有效，提高了企業的工作效率。

2、統一平臺，信息一體化；系統將各個生產層面的生產數據集成在同一平臺，建立一個統一的數據監控體系，實現統一的、有序的生產數據收集，自下而上的監控體系。

3、生產決策與指揮；系統實現從廠-作業區-站庫/拉油點-單井的生產數據監控，達到縱向數據貫通，橫向數據共享，方便用戶從宏觀到微觀的管理、監控與分析。

參 考 文 獻

[1] NARAMORE[美].PHP5、APACHE、MYSQL網絡開發 [M].北京：電子工業出版社，2005。

[2]《php＼mysql數據庫開發指南》焦桐順著 電子工業出版社 2001年9月

[3] 朱天壽.2011.油氣田數字化管理.北京：石油工業出版社

[4] 宋新芳.信息技術在油田的應用與發展方向[J].今日科苑，2008.

[5] 劉 華.采油廠原油產量動態統計監控的應用與研究[J].數字石油和化工，2006.