基于SOA的長輸油氣管道調度控制能耗信息系統研究

姜勇（中國石油天然氣股份有限公司北京油氣調控中心， 北京 100007）

基于SOA的長輸油氣管道調度控制能耗信息
系統研究

姜勇（中國石油天然氣股份有限公司北京油氣調控中心， 北京 100007）

中國油氣長輸管道業務的迅速發展及管輸量的逐年增加，加劇能耗量的遞增。隨著節能管理及認知的不斷深化，需要對管道領域節能降耗技術開展系統性的梳理。SOA面向服務架構，作為新一代的體系結構，是當前解決異構系統整合、應用系統集成較為理想的方案之一。本文首先對SOA的思想理論模型、標準、規范等進行了闡述和分析。然后將SOA服務思想應用到能耗系統的需求分析中，分析了其在長輸油氣管道調度控制能耗信息系統中的可行性。

SOA；長輸油氣管道；能耗控制；信息化

目前，油氣長輸管道節能技術的研究為企業減少綜合單耗、降本增效提供了強有力的技術支撐。但是，為了使節能效果更好，僅僅使用油氣長輸管道節能技術及開發新工藝是不夠的，還要通過改善管理水平、降低成本以及提高資源利用率等。國外學者賴特納［1］等人曾研究了信息化對能源利用效率的影響。最終結果表明，信息技術的投入越多，能源利用效率越高。SOA構架的出現為管道能耗信息化提供了切實可行的方案。SOA具有高度的靈活性、可重用性。它的核心是將系統功能劃分服務個體，各服務個體間相互獨立、耦合［2-4］。正是由于SOA的這些優點，通過SOA架構建立的系統也會具有SOA靈活、便捷的優點。正因如此，SOA對于長輸油氣管道能耗信息系統具有非常重要的意義。

1 SOA簡介

1.1 SOA含義

SOA（service-oriented architecture），即面向服務架構，最早由Gartner公司于1996年提出。它既不是語言，也不是某種技術，而是一種架構思想，也是一個組件模型。應用程序間的松散耦合是通過（SOA）面向服務架構實現的，它可以將不同的功能單元聯系起來，而這些聯系的媒介是服務間的接口。而不同接口的定義是獨立的，因此，實現服務的硬件、系統以及程序語言等對其并沒有影響。在這樣的情況下，不同系統中，服務的通信和交互方式是統一且標準的［5］。服務注冊中心提供符合約束規范的服務，服務提供者通過這些服務給服務使用者提供所期望的結果，此過程即為服務。我們周圍存在著與此類似的模型：在某個區域、一些城市，面向對象的服務比比皆是。大多數公司都是面向服務的，它們提供的每一個服務都會被多個使用者使用。在此基礎上，這些業務則組成業務群，由于業務群被分為特定獨立的插口，因此，在這樣的插口環境下，業務群并不是一個接口提供所有的服務。

1.2 SOA模型

在體系結構上，面向服務的架構SOA的基本框架由三個元素組成，即服務請求者、服務提供者和服務注冊［5］。SOA模型及功能如圖1。

圖1 SOA模型及功能

服務提供者：服務提供者即為生產者，具體工作是實現使用者的需求。使用者的需求在長輸石油管道能耗信息系統中被接收并執行，隨后，服務提供者所提供的服務及其接口規范通過服務注冊中心發出，這樣消費者就可以快速發現、訪問自己需求的服務。

服務注冊中心：服務注冊中心可以保存使用者提交的服務需求，他是服務的載體和中介，在使用者申請某種服務時，他需要向服務注冊中心申請服務搜索，若能找到需要使用的服務相關信息，服務注冊中心則會依據此信息調用相關的服務。服務注冊中心功能較多，可以借助服務倉庫來調用數據，并實現服務使用者與提供者對接，完成服務的連接。

2 SOA理念在長輸石油管道能耗信息系統中應用的可行性分析

2.1 長輸石油管道能耗系統

目前，國內長輸石油管道能耗管理方式主要采取人工數據采集、逐級上報、人工分析處理、逐級考核等。計量儀表的自動化采集裝置配備率普遍較低，目前主要根據調度和能源管理人員的工作經驗來分析和評價油氣管道（網）的能量利用效率。采用的能耗管理指標體系主要包括生產單耗、電、氣單耗等考核指標，評價方法主要有同比法和環比法［1］。但是，這種管理模式存在著許多不足之處，如統計數據準確性差、統計時間長、能耗控制不及時、評價結果不合理等。目前國內對長輸石油管道能量利用效率的分析與評價方法還處于研究初期，還沒有開發出相應的商用軟件。

2.2 基于SOA的長輸油氣管道調度控制能耗信息系統實現

通過SOA架構建立ELPS（長輸石油管道能耗信息）系統。對于一般用戶而言，他們所看到的只是ELPS系統的門戶。通常情況下，用戶并不理解這些服務。這些服務的交互是通過ESB實現，服務之間的交互也不是直接的。ESB相當于整個邏輯的中介，為用戶和服務商提供松散耦合的互聯，這樣會大大簡化服務使用者和提供者之間的交互。系統的服務發布是通過企業服務總線（ESB）實現的，大致流程如下：服務使用者對ELPS系統發出請求后，在企業服務總線（ESB）的適配器中完成協議轉換，經過轉換的請求被發送到服務器網關中，在BPEL（業務流程建模語言）執行引擎中進行解析，解析后的請求傳遞給服務控制器。接下來服務控制器查詢服務注冊器獲得服務實現的綁定信息，該信息被返回到服務控制器，通過控制器將查詢結果和緩存的請求參數傳遞給代理模塊，在該模塊下調用相應的服務實現，經過以上一系列的流程，最后在Web層瀏覽器頁面將結果反饋給用戶。

圖2 ELPS實現技術架構圖

ELPS實現技術架構圖如圖2。該系統的優點在于“創建監測方案”這一服務的業務流程不會隨著服務實現的細節的變化而變化。即當服務實現的細節發生變化時，不需要對代碼全部進行修改，而只是需要單獨實現一個服務并發布在企業服務總線上就可以完成所需服務，從而節省大量的時間。因此，這種面向服務的模型在需求變化的時候，可以使系統應對速度快，具有很好的靈活性和擴展性。同時，長輸石油管道能耗信息系統的可行性也得到了驗證。

3 結語

SOA架構的靈活性、擴展性、可重用性等優勢使其在長輸管道能耗控制系統中的應用較為明顯?；赟OA架構建立的控制能耗信息系統，借助其靈活性、擴展性，大大提高了管理人員的管理水平，從而可以很好的提高對能耗的控制。另一方面，SOA系統架構的開放性，可以大大提高數字管道的工作效率，同時也可以兼容不同的系統平臺及擴展。

［1］LAITNER JA，MARTINEZ Ehrhardt.Information and communication technologies：the power of productivity［J］.American Council for an Energy-Efficient Economy（ACEEE），2008，18（2）：47-66.

［2］柴漫漫.基于SOA的石油管道能耗信息系統研究及應用［D］.蘭州理工大學，2013.

［3］Abusharekh，Ashraf M.On Performance Analysis of Service Oriented Architectures［D］.George Mason University，2009.

［4］王金才.石油企業信息化發展戰略框架研究計算機光盤軟件與應用，2011，（2）：38-39.

［5］唐秀良.SOA發展探索與研究［J］.中國電子科學研究院學報，2009，4（5）：473-479.

姜勇（1981- ），男，山東濱州人，工程師，2004年本科畢業于河北地質大學，主要從事油氣管道運行能耗工藝技術管理、能源計量，城市燃氣專業。