油田生产信息网络数据流量的监测*

2015-02-09重庆安全技术职业学院

油气田地面工程 2015年2期

重庆安全技术职业学院

油田生产信息网络数据流量的监测*

蒋向东重庆安全技术职业学院

在油田网络数据流量监测系统框架结构中，包括网络数据计量器、网络数据读取器、应用程序管理器及终端系统运行器。网络数据流量读取器是油田监测系统中的组件部分，主要负责把终端系统传输的数据流量从Meter应用程序内下载至用户终端系统。由于油田信息系统属于一个大型的信息数据库，因此在对流量监测过程中，既要保证流量监测信息的正确性，又要保证其完整性。MRTG技术可以为监控端口提供不同时间段的流量图。在油气田管理中，应用该技术把信号通过数据传输系统发送到中心控制室，能实现自动排污和滤罐反冲洗。

网络数据；流量监测；性能分析；MRTG技术

传统油田网络系统在监测数据流量过程中存在一定问题，主要是因为在数据流量图形编码和译码的过程中，终端系统运行器没有进行有效读取，造成终端系统在读取流量信息时不能对其进行有效控制。而现代终端系统运行器能够对编码的图形进行相应的译码，使接收设备与终端设备在流量数据图形整合上能够达到一致性，从而控制传输的数据流量，确保运行系统的稳定性。

1 系统框架

在油田网络数据流量监测系统框架结构中，包括网络数据计量器、网络数据读取器、应用程序管理器及终端系统运行器。

网络数据计量器主要负责对传输的数据包进行定期监测，记录数据流量包传输的运行轨迹，并对数据信息进行压缩。由于油田数据流量监测系统中运行的数据流量每秒钟能达到10M，包内的数据信息占用信道的冗余大，造成传输线路中信道资源的浪费。而网络数据计量器能对传输的数据信息进行检索、转换及处理，在信息流量检索过程中，可对残余的数据量进行切割，转化为小数据块，然后通过信道复用技术，将残余的数据流量包进行清理。其次，计量器还能对传输的数据流量包进行压缩，主要是因为油田系统传输的数据信息量较大，一般的传输信道难以满足需求。

数据流量压缩是对数据帧结构调整的过程，通信信道帧结构分为三层，依次为报头、数据层、协议层。报头中含有传输的少量数据信息，防止在传输过程中数据信息的丢失。传统油田流量监控信息系统中，并没有报头传输的帧结构，大量的数据信息堆积在传输信道内，造成接收设备无法对传输的数据信息进行有效处理，产生数据包丢失的现象。数据层是对传输的数据流量封装的过程，当数据流量达到25M时，滤波器便对传输的数据信息进行一次封装，并将封装好的信息进行编码。该系统采用0和1码子信息的转化模式，每8个片段进行封装一次，例如当油田信息系统传输的数据流为1100001000111010101时，每传送8位信息代码进行一次有效的封装。如最后传送的数据流量信息不足8位信息代码，则在缺少的位数上补0。

网络数据流量读取器是油田监测系统中的组件部分，主要负责把终端系统传输的数据流量从Meter应用程序内下载至用户终端系统。油田网络数据流量监控系统中具有多个上传和下载端口，但是传输线路中信道的个数有限，只具有32个传输信道，其中16路为上行链路，16路为下行链路。上行链路数据流量是将接收设备内存储的流量信息传输至终端存储器内，然后经服务器进行处理。从移动台内接收到的数据流量信息由下行链路传输至接收设备内，将接收到的数据信息进行解码读取。但在油田网络系统中上行链路中的流量信息大于下行链路的数据流量信息，造成流量传输信道内数据信息的堵塞。网络流量读取器能有效控制信道内的传输流量，保证上行信道内传输的流量大于下行信道内传输的流量。假设下行传输的数据流量为20Mbps，上行传输的数据信息量为15Mbps时，网络数据流量读取器能调节上行链路传输信道的带宽，使其传输过程趋于平稳。一般传输信道的带宽为100kHz，信息比特流之间时间间隙为0.0125s，时间间隙变小，传输的信道变宽，两者之间呈反比关系。假设下行传输链路信道中，信息比特流的时间间隙为0.0100s，传输信道的带宽为13M，调节比特流时间间隙时，要根据同步原理，保证上行链路与下行链路在相同时间片段内进行同时传输。最终调节下行信道的带宽为10M，所占用的信道比3∶2，进而控制了上行链路中的传输数据流量。

应用程序管理器主要是防止传输信息流量中断，在编码程序上设定多个MeterReader的运行管理器。油田终端系统在传输数据信息时要经过应用管理器的监测，收集传输数据流量包中码片信息的报头，终端系统与应用程序管理器之间实现一对多的对应关系，保证每个数据流量包中的报头信息都能实现监测。假设油田网络中设置了一个Meter Reader运行管理器，所有传输的报头信息都需要同一个运行管理器进行数据流量的监测。这样既造成流量信息包内码子片段的丢失，并且也增大了延时效应。当MeterReader运行管理器发生故障时，便会造成整个监测系统的瘫痪。为此，在设立运行管理器时采取多对多的运行方式，分散其他各个运行管理器的数据流量，提高运行效率，当其中一个MeterReader运行管理器发生故障时，其他各个站点内的MeterReader运行管理器会处理故障点处的数据流量包。

终端系统运行器主要完成数据流量包的加载功能，当运行管理器完成对数据流量的监测之后，便将监测后的数据流量包传输至终端系统内，完成对数据流量包的读取功能。终端运行器内还有数据流量解码器，完成对监测数据包内信息读取的功能。这种解码器采用的是正弦函数与余弦函数图像转化的过程，在接收设备编码器运行过程中，能够对监测的数据流量包进行正弦函数与余弦函数图像的截取，转化为反正弦和反余弦函数的图像，然后在终端系统运行器内进行原图像的读取。假设接收设备编码的图像函数为sinx，但在流量系统监测读取中的函数图形为arccosx，此时终端监测系统便会发出纠错码，通知接收设备重新读取函数图像。只有当接收设备与终端数据流量监测设备图形一致时，才能继续传输数据流量信息，此时终端流量监测系统也会发出一组命令码，通知接收设备继续传输数据流量信息。

2 流量监测系统在油田中的应用

由于油田信息系统属于一个大型的信息数据库，因此在对流量监测过程中，既要保证流量监测信息的正确性，又要保证其完整性。在对流量监测信息正确性查询时，首先要保证监测信道的空余度。假设上行链路中传输的监测信息流量的带宽小于下行监测信息流量传输带宽，便会造成监测信息流量的失真。在网络数据流量读取器中严格控制传输信道的宽度，可确保上行传输带宽的需求。当上行链路与下行链路中的监测数据信息同时进行传输时，网络数据流量读取器也能有效控制同步的时间间隙，在规定时间内将监测的数据流量传输至终端系统内。

其次，在数据流量图形解码过程中，要保证数据流量监测的完整性，这样才能在终端系统运行器中进行解码。当终端系统运行器翻译出的编码图形与接收设备传达的编码图形不一致时，便会发出纠错码，通知接收设备重新发送编码图形。只有当接收设备与终端设备监测数据流量图形一致时，才会保证接收设备继续传输监测数据流量编码的图形。这种监测技术能够保证油田网络数据库中数据流量的完整性与有效性。