鉆井技術咨詢服務平臺的設計與開發

王福林, 解 聰

(西安石油大學 石油工程學院,西安710065)

0 引 言

鉆井作為油氣田開發的重要組成部分,對鉆井作業人員的專業技能和專業知識有嚴格的要求。 目前,鉆井作業區域主要分布在遠離市區、環境惡劣的沙漠、山丘等地帶。 技術更新和技術交流存在一定的滯后性。 如何提高鉆井現場技術人員的專業知識和專業技能,以云計算、物聯網、移動通信網絡為代表的新興互聯網信息技術帶來了解決問題的方案,設計開發鉆井技術咨詢服務平臺,以互聯網為媒介,促進行業內技術信息共享和設備資源交流［1］。

1 鉆井技術咨詢服務平臺設計

平臺架構設計是平臺功能的基礎。 咨詢服務平臺的設計要能夠支持平臺數據、信息的整合以及管理；網站的建設提供統一的內容和安全管理；在后期的運營過程中要能夠根據客戶需求進行個性化調度［2］。

鉆井技術咨詢服務平臺的總體架構設計為五層：接入層、展現層、應用層、支持層和基礎層,以及兩個主要控制：權限控制和系統安全控制,如圖1 所示。

圖1 鉆井技術咨詢服務平臺總體架構設計Fig. 1 Architecture design of drilling technology consulting service platform

基礎層。 平臺搭建的基礎,保障平臺的運行,通過全面基礎設置的搭建,為整體應用平臺的全面建設提供良好的保障。

支撐層。 整體應用系統建設的基礎保障。 根據面向服務體系架構的設計思想,通過對平臺業務分析,實現相關應用組件,如工作流、調度協議等有效整合,方便相關功能模塊的快速搭建［3］。

應用層。 平臺架構的重要組成部分,是實現對數據信息處理的重要環節。 按功能的不同分為鉆井百科、鉆井社區、智庫問答、事故案例、專家咨詢和鉆井計算六個功能模塊。

展現層。 鉆進技術咨詢服務平臺的最終表現形式。 以一組具有相同規范的網站群面向用戶,涵蓋有主界面、各級網站以及各類專題網站等。

接入層。 實現訪客通過瀏覽器來訪問展現層各功能模塊,獲取信息資源的重要環節。 主要的訪客角色為用戶和管理員。

權限控制：是根據用戶的級別和需求對用戶的數據權限控制和功能權限控制［4］。

系統安全控制。 為了避免平臺的數據泄露和商業風險,主要包括兩個方面：一是用戶認證,即對訪客提供的用戶名和密碼進行校驗；二是用戶權限,即對用戶的每一步操作進行權限驗證,保證平臺的合理運行。

通過有效的層級結構劃分,全面的展現平臺應用系統的設計思路,便于對各個業務修改、重用和部署。 同時,系統功能的模塊化和松耦合為未來業務的彈性擴展提供保障。

2 功能模塊設計

2.1 鉆井百科

“鉆井百科”以詞條為核心,定位于鉆井技術專業領域,同時不斷地向其它石油與天然氣開發領域擴充,直至延展至石油石化全行業的百科服務。

詞條來源方式主要有用戶創作和管理員發起兩種途徑,用戶可以對詞條內容進行修改和舉報,管理員對用戶反饋進行收集和審核,其運營機制如圖2所示。

圖2 “鉆井百科”模塊運營機制Fig. 2 ＂Drilling Encyclopedia＂ module operation mechanism

用戶與管理員的合作可以有效的保證詞條模塊的運行,同時也達到了“大眾編輯”的效果。 “大眾編輯”是公共知識共享平臺的核心部分,加大了用戶對平臺發展的參與程度,提高詞條內容的閱讀性,保證詞條創建的公開化［5］。

2.2 鉆井社區

“鉆井社區”是一個包括公布欄、個人知識發布、個人博客、論壇等各類信息發布形式在內的網上交流空間,其對用戶原創內容(UGC-User Generated Content)的產生具有極大的推動作用。 該模塊設計的主要目的是利用網絡不限制地域、不限制時間、不限制登陸用戶的特點,實現用戶的實時交流,也實現用戶間數據流的追蹤,為平臺收集、分析行業熱點提供基礎依據［6］。

鉆井社區在設計過程中以用戶為核心,通過跟隨機制,知識交流機制、平衡機制,實現對話題、主頁、意見領袖的建立,極致用戶的個人體驗,實現社區文化建立,不斷精華用戶社群,保證優秀知識展示。

2.3 智庫問答

“智庫問答”模塊旨在實現目前出現過和即將出現的行業問題解答。 該模塊有意識的打破傳統知識分享活動中對貢獻和接受雙方面對面交流的依賴,發展互聯網搜索引擎、在線互動等新型分享模式,實現石油鉆井行業普通工人與行業專家的遠程交流。 為跨越學科障礙,推動技術發展帶了新的活力［7］。

“智庫問答”模塊智庫資源收集機制信息收集過程如圖3 所示。

圖3 “智庫問答”模塊智庫資源收集機制Fig. 3 ＂ Think Tank Q ＆ A＂ module resource collection mechanism

該模塊的數據來源主要分為用戶提問和熱點分析兩類,在自然語料的處理過程中實現對用戶問題的區別處理,最終將未作答問題發給普通用戶和行業專家進行作答,最終優秀的答案收集在智庫資源中實現對用戶的問題的解決［8］。

2.4 事故案例

“事故案例”模塊將石油發展至今在石油勘察、開發過程中的經典案例匯集。 在技術實踐過程中總結經驗、反思問題,以此推進技術革新。"事故案例庫"極大應用案例量及與案例相關的其他知識內容,方便用戶根據生產學習中遇到的問題進行案例的規范化編輯,以便后臺審核管理員公布,實現共享。

2.5 專家咨詢

“專家咨詢”模塊旨在超越時間和空間限制,為用戶提供方便、快捷的遠程咨詢服務。 該模塊設計有兩套專家系統：人工專家系統和在線專家系統［9］。

圖4 “在線專家系統”運營機制Fig. 4 ＂Online Expert System＂ operating mechanism

在線專家系統,在運營過程中根據用戶的提問,利用AI 技術將文本庫和語料庫中的資源進行檢索、整合,最終以“黑板”的方式為用戶顯示相關問題的推理過程以及最終的處理結果,"在線專家系統"運營機制如圖4 所示,與人工專家系統相比,在線專家系統是對平臺資源庫深度利用的有力保證,通過語料庫和文本庫的創造性挖掘,構建模擬專家,展現了平臺數據處理能力的不斷更新,避免重復問題咨詢的出現,提高平臺工作效率。

2.6 鉆井計算

“鉆井計算”主要負責鉆井相關計算模型和鉆井相關計算過程的收集和整理,該模塊對目前已應用的鉆井經典模型建立和求解過程進行延伸,即實現對已有模型簡化,又擴大網站的模型數量,為解決鉆井過程中的計算提供必要保障。

3 鉆井技術咨詢服務平臺開發實現

3.1 關鍵技術

網頁搭建由結構、表現和行為3 個主要環節組成。 在平臺開發過程中通過HTML 確定網頁結構標準；通過CSS 確定網頁表現樣式；通過JQuery 確定網頁行為標準［10］。

HTML(HyperText Markup Language,超文本標記語言)是描述網頁內容的一些特定符號。 應用HTML 完成對平臺首頁、列表頁、詳情頁的內容編寫,統一平臺網頁群的整體風格,實現快速搭建。

CSS(Cascading Style Sheets,層疊樣式表) 是HTML 的樣式控制語言。 在平臺頁面群搭建過程中,應用Dreamweaver 建立樣式文件,對文本的字體、字號、顏色等屬性格式進行設置,對頁面內控件的長寬、位置、背景、邊框等進行格式設置。 以鏈入式的調入方式實現樣式文件調用,借助CSS 實現平臺網頁群的個性展現［11］。

JQuery 是一個快速、簡潔的JavaScript 框架,具有獨特的鏈式語法、短小清晰的多功能接口和高效靈活的CSS 選擇器。 在開發過程中應用少量的代碼選擇HTML 的各種標簽,實現用戶與計算機之間的交互。

3.2 編程實現

鉆井技術咨詢服務平臺是在WEB2.0 環境下的一個網頁群,其中包含平臺主界面和其他功能界面。主界面下包含有各功能頁面鏈接及其他功能窗口,滿足用戶對鉆井技術的查詢,鉆井案例的瀏覽以及其它在本平臺相關功能的操作,主要界面如圖5、圖6 所示。

圖5 平臺主頁Fig. 5 Platform Home

圖6 鉆井社區頁面Fig. 6 Drilling Community Website

4 結束語

鉆井技術咨詢服務平臺的五層架構設計,對在web2.0 環境下開發設計純粹行業性技術分享平臺具有一定的指導意義和借鑒價值。 平臺的功能模塊涵蓋了目前行業所需的主要知識及網絡社區服務功能。 為了滿足用戶需求還需對平臺進一步改進和完善：一是數據庫處于實驗室水平,尚未達到上限要求；二是訪問方式單一,缺乏其他形式的客戶端。 后期將集中于Android、IOS 版本的開發和應用數據挖掘技術對數據庫內容進行擴充。