采油厂站库集输系统设计与研究

芦华清

（大庆油田有限责任公司第一采油厂信息中心，黑龙江 大庆 163000）

1 引言

随着油田的快速发展，站库集输管网种类和数量呈现快速发展态势，大庆油田第一采油厂各类站库就达到716个，分布在全厂范围内，连通关系十分复杂，厂油田管理部现有的站库连通图还是几年前通过外部公司测量绘制的，将种类和数量繁多的管网信息全部标注在图纸上，只能显示一堆枯燥的文字和晦涩难懂的管线图形信息，很多数据无人维护，早已与实际现状不符。各类站库连通管理方式多为专人分管，未依托于管理模型，缺乏整体通用性。此外，我厂没有建立站库连通数据库，连通关系不完整且无法满足B／S下可视化空间分析等管理需求。

现有的站库管网管理方式已经不能满足管理者和决策者的管理需求，迫切需要一种更具通用性的、支持可视化管理和空间分析及决策的、基于Web的站库管网管理解决方案。本文在研究了各类输油管网管理方式并调研了站库管网的核心特点及管理需求后，提出了一个基于地理信息系统的站库管网管理模型，探索和研究了模型的设计和实现方法。应用站库管网管理模型可以快速构建站库管网管理系统，以图文并茂的方式管理各种管网数据，从而解决了图纸式管理缺乏直观性和形象性等问题，提高了管网管理效率。

2 站库连通关系模型设计

2.1WebGIS 技术优势

近年来，信息技术的迅猛发展使得GIS （Geographic InformationSystem，地理信息系统）的应用越来越广泛。WebGIS是利用Web技术来扩展并完善GIS的一项新兴技术，实现在网络环境下对地理信息的获取、存储、查询、分析、显示和输出，是GIS发展的重要方向。与传统GIS相比，WebGIS独特之处主要表现在三个方面：基于网络的B／S系统，而非独立的本地单机系统；利用网络进行客户端与服务器的数据交换；分布式系统，客户端和服务器可以部署在异地及异构的服务平台上。

2.2 站库管网空间数据建模

在站库管网管理模式方面，以往研究并未依托于模型，移植性和复用性不强，我厂站库连通关系不仅种类繁多、数量大，而且它所形成的网络错综复杂，管道和设备长埋于地下，需要大量的人力和物力资源去维护和管理。在这种情况下，用传统的数据库管理系统进行管理，不但使操作人员感到枯燥乏味，而且很难让业务部门管理者从晦涩抽象的数据表格中掌控站库的分布状况和各站之间的连通关系。相比较而言，使用基于GIS的数据管理系统具有更多的优势。它把站库信息与地理空间坐标联系起来，进行存储、管理、分析和建模，适应开放互连和共享的B／S模式管理需求，把数据以直观可视的、专题的图形式呈现给油田管理人员，有助于油田管理部门了解我厂站库地理要素的空间分布情况，为站库的管理与规划提供依据。

采用Geodatabase存储站库管网物理数据模型：Geodatabase是ESRI提出的第三代地理数据模型，支持在关系数据库表中存储和管理地理信息。Geodatabase的模型结构包括十个部分：对象类、要素类、要素数据集、关系类、几何网络、域、栅格数据集、TIN数据集和定位器。由于Geodatabase是基于对象数据的，模型结构中的要素类等对象数据可与逻辑数据模型中的类等模型元素建立映射关系，因此站库管网逻辑数据模型构建完成后，通过模型转化，把UML模型元素映射到Geodatabase模型中，从而生成站库管网物理数据模型，站库连通关系见图1。

图1 站库连通关系类定义

3 系统设计与实现

3.1 系统架构设计

该系统运用ArcSDE空间数据引擎实现对空间相关信息的集成管理，系统分别针对服务器端和客户端的具体需求，提供相应的功能。系统服务器端选择 ArcGISServer10.1和 Visual Studio2010作为基础开发平台，采用基于浏览器、服务器（B／S）的开发模式，通过地图的展示，使数据的显示更加直观，融合信息数据维护的功能，使数据的查询、管理更加方便。

对系统逻辑分层架构设计，系统物理部署采用四层架构设计（如图2所示）：Web服务器层、应用服务器层、空间数据库服务器层、数据存储层。

图2 系统分层架构设计

3.2 系统设计原则

本论文的实现目标是用户可以在基于ArcGIS的站库集输管理系统下辅助对站库管理工作。做到在地理信息地图上方便、快捷、形象地查询和展示站库的基本属性、空间位置；当发生设备故障时，可以可视化地显示故障点周围尤其是上游或者下游设备的基本属性和空间位置，给维护工作提供直观、科学、有效的数据；能将每次对站库设备的维护类型和信息存储到数据库中，以备以后查询分析。

基于ArcGIS技术的站库集输网上管理系统能够动态管理采油厂站库的空间数据和属性数据，查询和统计直观方便，可以实现查看站库的分布情况、分析站库连通关系等功能。站库集输管理系统的建立分为两个过程：数据采集和程序开发（如图3所示），在设计中必须遵循以下设计原则：

（1）整体规划、分步实施：保证用户及时试用系统，及时发现问题、整改问题；同时为下步开发提供经验；

（2）模块化设计：功能模块耦合度尽可能低，通用性强；

（3）易维护性和扩展性：能方便地进行系统功能的调整适应系统需求变化及的要求；

（4）方便性和实用性原则：系统建设充分考虑技术、管理人员的实际需要，贴近用户的需求与使用习惯，力求做到操作简单、方便实用，具有良好的人机交互界面，易于使用。

图3 系统实现流程图

3.3 系统功能设计

地理信息图就是利用ArcGISDesktop建立的电子图，它是该系统的基础和前提。本系统地理信息图的设计从两方面入手：图层设计和图的编辑。

地理信息数据的类型包括点数据、线数据、面数据等，ArcCatalog应用程序可以帮助组织、建立、管理所有的地理信息数据，本系统所创建的站库数据是点数据。数据管理是对数据（包括空间、属性和系统数据）操作和维护的核心模块，主要包括数据采集、数据编辑以及数据的存储和维护等功能。该系统数据采集的手段是使用GPS终端设备定位空间坐标。

通过前期项目论证，利用ArcMap就可以进行对本系统的地理信息图进行编辑、修改属性等。使用大庆市电子地图作为基础底图，实现这一技术为地图的地理坐标准确性做了论证，也为制图时对采集的空间数据进行校正提供了帮助。按照第一采油厂油水井的地理分布情况，剪裁出第一采油厂整体区域，再将各矿区域划分出来，作为基础图层。通过数据采集工作，形成了转油放水站图层、脱水站图层、污水站图层、注水站图层、注入站图层和配制站图层，叠加到基础图层上最终生成第一采油厂站库集输地图（如图4所示）。

图4 转油放水站连通关系图

该系统结合地理信息软件的空间数据处理功能，通过ArcSDE连接Oracle数据库，实现了对第一采油厂信息站库连通关系情况、站库设计规模、站库基本信息、设备及其连通设备的基本信息、外输（输入）管道基本信息的管理（如图5所示）。

图5 系统主要功能

4 总结

该系统遵循软件工程和面向对象的思想，以ArcGIS和.Net为开发工具，以Oracle为底层数据管理工具，利用地理信息技术通过地图直观展示了站库连通关系情况，提高了管网管理效率，实现了对厂站库空间及属性数据的统一管理，更为重要的是系统能为厂、矿负责人提供较多的分析功能，可利用系统建立站库连通关系模型，进行各类站库上下游连通关系分析，以及站库管网资源使用分布统计等业务的操作，充分体现了在集输管理系统中引入GIS使得系统更加高度信息化的特点。容纳了丰富的站库相关信息，包括文本资料、图片数据及相关地理信息的属性数据，实现了站库的图形数据和属性数据的交互查询，便于在调水、调液等生产运行过程中精确指挥生产。

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［3］张宏，温永宁，刘爱利.地理信息系统算法基础［M］.北京：科学出版社，2010.

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