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1、大连理工大学硕士学位论文石油开发中心源头数据采集系统姓名：牛国胜申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：孟军20091122大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要本文结合胜利油田石油开发中心源头数据采集系统建设课题，就如何设计开发一套能快速适应需求变化的通用数据采集系统进行讨论。数据采集是信息化建设的基础，合理的数据模型，准确、齐全的数据是应用工作开展的基础。传统的数据采集软件都是把需要采集的字段编写在程序中，系统部署后，不通过修改源程序，很难实现采集字段的变更。如何设计一套通用的数据采集软件，使用户在不修改源程序的前提下，能实现采集字段的变更，界面的调整等功能。我们通过实验研究，发现通过X
2、M L 格式的文件描述采集界面和采集功能，是实现通用采集的有效解决方法。通用采集主要由两部分组成，一部分是作为采集界面描述的X M L 格式的文件，它描述了数据和界面及界面上控件的功能。另一部分是通用采集解释程序，是能够对X M L 格式的采集界面描述文件解释的程序。程序运行时，通用解释程序动态加载x m l格式的界面描述文件，实现不同的采集功能。依据上述思想成功设计实现了石油开发中心源点数据采集系统，该系统应用后，每天承担着开发静态、开发动态、开发监测、开发实验等类别的8 0 余张数据表的采集任务，解决了信息化建设中的数据问题，为其他信息化应用工作的开展奠定了基础。关键词：通用数据采集；用户
3、界面描述；可扩展标记语言大连理工大学专业学位硕士学位论文O i lD e v e l o p m e n tC e n t e rS o u r c eP o i n tD a t aA c q u i s i t i o nS y s t e mA b s t r a c tI nt h i sp a p e r,b yc o m b i n i n gt h eS h e n g l io i lf i e l dd e v e l o p m e n tc e n t e rs o l l r c ep o i n td a ma c q u i s i t i o ns y s t e
4、 mc o n s t r u c t i o ni s s u e s，t h ea u t h o rd i s c u s s e dh o wt od e s i g na n dd e v e l o p m e n tac o m m o nd a t aa c q u i s i t i o ns y s t e mc a nq u i c k l ya d a p tt oc h a n g i n gd e m a n d s D a t aa c q u i s i t i o ni st h ef o u n d a t i o nf o rb u i l d i n g
5、i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y，r e a s o n a b l ed a t am o d e l，a c c u r a t ea n dc o m p l e t ed a t ai st h ea p p l i c a t i o nt oe a r l yo u tt h ew o r kp r e m i s e T h et r a d i t i o n a ld a t aa c q u i s i t i o ns o f t w a r ei St ob ec o l l e c t e di nt h ef i e
6、l ds u c ha st h ep r e p a r a t i o no ft h ep r o g r a m，a f t e rt h es y s t e md e p l o y m e n t，n o tb ym o d i f y i n gt h es o u r c ec o d e，i ti sd i 街c u l tt oa c h i e v ea c q u i s i t i o nf i e l dc h a n g e s H o wt od e s i g nac o m m o ns e to fd a t aa c q u i s i t i o n
7、s o f t w a r e，a l l o w i n gu s e r sw i t h o u tm o d i f y i n gt h es o u r c ec o d eu n d e rt h ep r e m i s eo fc o l l e c t i n gf i e l dt oa c h i e v et h ec h a n g e s，t h ei n t e r f a c ea d j u s t m e n ta n do t h e rf u n c t i o n s T h r o u g he x p e r i m e n t a lr e s
8、 e a r c h，f o u n dad o c u m e n tt h r o u g ht h eX M Lf o r m a tf o rd e s c r i b i n gc o l l e c t i o ni n t e r f a c ea n dc o l l e c t i o nf u n c t i o n s，i st oa c h i e v ea ne f f e c t i v es o l u t i o nt og e n e r a lc o l l e c t i o n G Ma c q u i s i t i o no ft w ok e yc
9、 o m p o n e n t s，p a r to ft h ec o l l e c t i o ni n t e r f a c ea sd e s c r i b e di nt h eX M Lf o r m a tf i l et h a td e s c r i b e st h ed a t aa n dc o n t r o li n t e r f a c ea n dt h ei n t e r f a c ef u n c t i o n s A n o t h e rp a r ti sau n i v e r s a lc o l l e c t i o ni n
10、 t e r p r e t e ri sa b l et oi n t e r f a c et ot h e X M Lf o r m a tf o rd e s c r i b i n gp a p e re x p l a i n st h ea c q u i s i t i o np r o c e s s W h e nt h ep r o g r a mi sr u n n i n g，c o m m o ni n t e r p r e t e ri n t e r f a c et od y n a m i c a l l yl o a dX M Lf o r m a td
11、 e s c r i p t i o nf i l e st oa c h i e v eaa c q u i s i t i o nf u n c t i o n D e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h e s ei d e a sb a s e do nt h eS u c c e s so ft h es o u r c eo fo i ld e v e l o p m e n tc e n t e rp o i n td a t aa c q u i s i t i o ns y s t e m，a f t e ra p p
12、l i c a t i o no ft h es y s t e me v e r yd a y，i tu n d e r t a k e st h ed e v e l o p m e n to fs t a t i ca n dd y n a m i cd e v e l o p m e n t，d e v e l o p m e n tm o n i t o r i n g，d e v e l o p m e n tl a b sa n dm o r et h a n8 0c a t e g o r i e sd a t ec o l l e c t i n gt a s k s，s o
13、 l v e st h ei n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o ni nt h ed a t ap r o b l e m sa n dl a y st h ef o u n d a t i o nf o ra p p l y i n go t h e ri n f o r m a t i o nK e yw o r d s：u n i v e r s a ld a t ac o l l e c t i o n；u s e ri n t e r f a c ed e s c r i p t i o n；X M LI I 大连理工大学学位论文独创性
14、声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：歪油五发生!堂塑基数握墨篡丕统作者签名：叠!至l!至生日期：竺盟年f L 月二生日大连理工大学硕士研究生学位论文大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论
15、文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：歪渔珏发生!堂塑基数量苤篡丕统作者签名：生!重i!童兰日期：竺仝年j L 月上厶日导师签名：耋整日期：竺笠年生月j L 日人连理I：人学专业学位硕士学位论文1绪论在“信息化带动工业化发展，工业化促进信息化发展，新五化”等指导思想的指引下，信息化在全社会蓬勃发展。对企业来讲，信息化能够提高企业生产力、降低生产经营成本、提高企业管理水平。信息化也是促进企业核心竞争力的新武器。1 1国内外研究现
16、状在石油行业信息化建设方面，与跨国公司相比，我国石油企业无论在内部还是外部信息化建设都存在明显不足。根据诺兰等学者提出的信息化发展阶段理论模型，一个企业或组织的信息化进程可分为6 个渐进的阶段：初始期、普及期、控制期、整合期、数据管理期和成熟期。目前，大部分国际大型石油公司已经基本完成了调整任务，进入了数据管理期，基本实现了井场数据的自动采集、实时传输，以服务外包的形式建立了自己的全球化数据仓库，借助数据仓库对数据实现了规范管理【l】。相当一部分国外公司通过互联网实现了跨地域生产现场管理，实现了“虚拟、远程、协作”办公。全球近9 0 的石油天然气企业实施了具有行业针对性的E R P 系统，其中
17、一些企业已经初步实现了协同电子商务。与国外石油企业相比，国内大多数石油企业的信息化大多数处于控制期，只有少数企业正在步入整合期。大庆、胜利等一些大型石油开采企业信息化建设水平相对较高，在上实际9 0 年代末都建立了计算机网络，近几年，都在开展“数字油田”的建设，“数据中心”、E R P、勘探开发一体化平台等课题都在稳步推进。一些较小的石油企业，还没有比较固定的企业信息模型，仍处于信息化建设的初级阶段。在数据采集方面，少数地方开展了自动采集实验，实现把抽油机示功图、压力、温度等自动采集和传输，但绝大多数企业没有实现自动化采集，多数都是人工测量后再输入计算机系统。1 2 课题背景及研究意义胜利油田
18、石油开发中心成立于2 0 0 3 年，是中国石油化工集团胜利石油管理局下属的从事油f f l 难动用储量及高成本原油区块的勘探、丌发、经营与管理工作一个二级单位，年承担8 0 万吨的原油生产任务。该单位有职工2 6 0 0 余人，分四个层级管理，分别是中心机关、管理区、采油(注水、集输)队、采油班组。主要生产单位是9 个管理区，1个生产服务中心，这些管理区比较分散，方圆达9 0 多公里，这就给信息的沟通、传递带来了困难，如何用信息技术改善传统的经营、生产和管理，从而有效压缩时空，提高工作质量和效率成了摆在该单位面前的一个新的课题。人迮理1：人学专业学位硕士学位论文面对这一课题，石油开发中心认真
19、分析国内外环境。在国外油田，无论是吨油成本或者吨油人工数都比中国油田少很多。被中石化最近收购的国外A d d a x 石油公司，年产原油7 0 0 万吨，而员工总数只有8 6 0 人，平均每万吨用人1 3 7 人。石油开发目前年产量8 0 万吨，而员工人数达到了3 0 0 0 人，平均每万吨用人3 7 5 人，单从每吨产量的用工人数上，石油开发就是国外同行的2 7 倍，吨油用工人数多虽然与油田的复杂程度、企业的管理水平有很大关系，但与其信息技术的应用水平的高低也密不可分。企业管理层认识到，通过信息化建设促进和提高企业的经营管理水平是可行的，也是必要的【2 1。分析同类企业在信息化建设方面的过程
20、，许多单位是走了弯路的。一些企业购置了在其它油田或国外应用较好的应用系统。引进后，用的效果不理想，追根究底，企业的信息化基础很薄弱，没有基础的数据，另外，管理方式与国外企业大不相同。总结他们走过的弯路，我们认为，信息化建设要遵循领导重视，统一规划，分步实施，数据先行的原则。数据先行尤其重要。数据是企业宝贵的资源，不可能靠一天两天就能积累，需要长时间的积累。没有数据，再好的应用软件只是空中楼阁，正所谓巧妇难为无米之炊。这也是本课题得以建设的最主要原因。通过本课题研究，能够解决该单位石油开发生产方面的数据如何采集的问题，能够为企业建立数据模型，并配套丌发相应的数据采集软件。采集系统建成后，能够源源
21、不断地为企业采集和积累宝贵的数据资源，为信息化应用工作奠定基础。1 3 论文结构本论文主要分五个部分，第一部分为绪论，介绍了该课题涉及到的主题在国内外的发展状况和课题的背景及意义等。第二部分为相关技术介绍，对本课题用的技术做了简单介绍。第三部分为需求分析，介绍了系统的需求分析。第四部分为系统设计，论述了系统的概要设计和详细设计。第五部分为系统实现，阐述了系统的数据库及软件实现。第六部分为测试，阐述了系统开发过程中用的测试策略和技术。人连理I：人。学专、学位硕十学位论文2相关技术在本课题中，涉及到了软件工程技术、数据库技术等，现就主要的技术作一讨论。2 1软件需求分析技术2 1。1 软件需求的基
22、本概念软件需求分析工作是软件生存期中具有决定性的重要一步。只有通过软件需求分析，才能把软件的功能和性能的总体概念描述为具体的软件需求规格书，从而奠定软件开发的基础。据统计，失败的项目中的6 0 失败的原因都是需求不明确，项目匆匆上马，导致浪费了许多资源，做了许多无用功。可以说，需求分析的好与坏直接影响着软件项目的成败。软件需求是系统必须完成的事以及必须具备的品质，软件需求包括功能需求、非功能需求和设计约束三方面的内容。功能需求是指系统必须完成的功能，这是最主要的需求。非功能需求主要指性能需求，给出所丌发软件的技术性能指标，包括响应速度，安全性能等方面。设计约束也称为限制条件，如对操作系统的限制
23、、对数据库管理系统的要求等。要获得完备的需求，应该丌展需求工程，通常包括需求开发和需求管理两项工作。需求丌发包括需求捕获、需求分析、编写规格说明书和需求验证4 个阶段【3 J。在该阶段要确定产品所期望的用户类型，获取每种用户类型得需求，了解实际用户任务和目标以及这些任务所支持的业务需求，分析源于用户的类型的需求，了解实际用户任务和目标以及这些人物所支持的业务需求，分析源于用户的信息，对需求进行优先级分类，将所收集的需求编写成为软件规格说明书和需求分析模型，对需求进行评审等工作。需求管理包括定义需求基线、处理需求变更、需求跟踪等工作。对需求工程来说，最重要的还是需求开发。2 1 2 需求捕获技术
24、需求开发看似简单、但真做起来比较难。需求调查不是简单的找用户聊聊说说，需求调查需要科学的方法，充分的准备，去启发用户把场景描述清楚。而且大部分用户不可能看到系统的伞貌，要想做好需求调查，必须清楚了解如下三个问题，一是应该搜集什么信息，二是从什么地方搜集这些信息，三是用什么机制活着技术来搜集这些信息。对于应该搜集什么信息，系统分析人员应该知道，从宏观的危度来看，要捕获的信息包括三大类：一是与问题域相关的信息，如业务资料、组织结构图、业务处理流程等；二石油开发中心源头数据采集系统是与要求解的问题相关的信息；三是用户对系统的特别期望和施加的约束信息。在具体需求捕获前，要明确自己需要获得什么信息，这样
25、才能有的放矢。对于从什么地方搜集信息，系统分析员应该知道需要的信息会隐藏在客户、原有系统、原有系统用户、新系统的潜在用户、原有产品、竞争对手的产品、领域专家其中。面对这么多的可能，如何搜集?首先，应从人的角度对涉众进行分类，然后从每一类中找到1 2 名代表进行访谈、调研等。对于产品、文档，可以根据实际情况按需查阅。需求捕获技术，主要有以下几种：(1)用户访谈用户访谈是最基本的一种需求捕获手段，主要包括结构化和非结构化两种。结构化指事先准备好一系列问题，有针对性地进行访谈；而非结构化只是列出一个粗略的想法，根据访谈的具体情况进行发挥。(2)用户调查用户访谈的缺点是许多关键人员时间有限，并且，客户
26、面广时，不能一一访谈。这样，就可以用“用户调查”的方法，通过精心设计问题，然后下发到相关人员手中，让他们填写答案。当然，与用户访谈比较，这种方法缺乏灵活性；还有，客户对填答卷，一般不太重视，因此，反馈的需求的质量可能不是太高。(3)现场观摩耳听为虚，眼见为实，对于许多复杂的流程，用语言表达比较困难，但采取现场观摩的方法，可以快速得到需求。具体讲，就是走到客户现场，一边观察，一边听客户的讲解，甚至可以跟班劳动，这样，更容易获得真实的需求。(4)文档考古该方法是对历史存在的一些文档进行研究，称为考古，主要是研究的对象足历史的记录、档案、报告、文件。该方法的丰要缺点是研究的文档是过时的，不一定与现有
27、系统匹配，可能还有缺陷，需要分析人员对历史文档认真分析，去伪存真。(5)联合讨论会该方法是把关键客户代表、分析人员、丌发团队代表召集在起，通过会议的形式来讨论需求。在会议前，应当将讨论主题相关材料分发给所有将要参加会议的人员。会议要组织好，记录好，形成纪要。该方法比较有效，但开会比起其他方法成本要高一些。2 1 3 需求分析其他技术通过上述的需求捕获技术获取的需求，只是从用，、那获得了最原始的一些需求信息，对这些信息，还需要做进一步的加工处理。一是需求整理分析，把用户访谈、用户人连理I：人学专业学位硕十学位论文调查、现场观摩、文档考古、联合分析会等途径获得的需求记录单进行整理，分析、合并，去伪
28、存真。二是需求规格化，要把整理的需求用标准的表示方法以需求说明书的形式表示出来，表示时，可能用到绘制数据流图、U M L 等技术。三是需求验证，对需求说明书要做进一步的验证。2 2 数据库技术数据管理技术经历了人工管理阶段，文件系统阶段和数据库系统阶段。在现代的计算机信息系统中，数据管理基本上都以通过数据库系统管理的。数据库管理系统是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件，其基本目标就是提供一个可以方便地、有效地存取数据库信息的环境。数据库系统广义上讲足由数据库、硬件、软件和人员组成的。2 2 1数据库与数据库管理系统数据库(d a t a b a s e，D B)是指长期储存在计算机内的、
29、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按照一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度，较高的数据独立性和易扩展性，并能够为各种用户共享。数据库管理系统(D B M S)是数据库系统的核心软件，在操作系统的支持下，负责解决如何科学的组织和存储数据，如何高效的获取和维护数据。其主要功能包括数据定义功能，数据操纵功能，数据库的运行管理和数据库的建立与维护。目前，在用的数据库系统多为关系数据库系统(R D B S)，但也有一些新的发展，如面向对象的数据库系统(O O D B S)和对象关系数据库系统(O R D B S)。数据库系统采用的是三级模式、两级映射的结构。三级模式指概念模式、外模式
30、和内模式，概念模式反映了数据库中的结构，通常认为是数据库中的表，外模式势用户与数据库系统的接口，通常认为是视图。内模式是存储模式，两级映像指模式内模式映像和外模式模式影响。2 2 2 关系数据库规范化理论我们在进行数据库设计时，要尽可能地让数据库设计的规范一些，这就要求我们遵守数据库规范规则。关系数据库设计的方法之一就足设计满足适当范式的模式，关系数据库的范式如下1 4 J：(1)第一范式第一范式指关系模式中的每一个分量是不可再分的数据项。这是关系数据库最基本的要求。形象地说，遵守这一范式的表示一个二维表，表中不再嵌套表，表中每一个格杠油开发中心源头数据采集系统子都是一个独立的基本单位，不可分
31、解。符合第一范式的关系仍然存在一些问题，如冗余度大，插入异常，删除异常等。(2)第二范式第二范式指当第一范式消除了非主属性对码的部分函数依赖，则称为第二范式。也就是说，满足第二范式，非主属性必须对码是全部依赖的，不能是部分依赖。(3)第三范式当第二范式消除了非主属性对码的传递函数依赖，则称为第三范式。也就是说，满足第三范式，除了要满足第一范式、第二范式外，非主属性对码不能有传递依赖。(4)B C N F若关系模式消除了主属性对码的部分和传递函数依赖，则称为B C N F。(5)4 N F4 N F 限制了关系模式的属性l、只J 不允许有非平凡且非函数依赖的多值依赖。对于非3 N F 的1 N
32、F、2 N F，因其存在部分依赖和传递依赖，性能较弱，一般不宜作为数据库模式，在数据库设计中，通常要求将关系变换成3 N F 或更高级别的范式，这种变换过程称为“关系模式的规范化处理”。2 2 3 概念结构设计数据库的建设包括了需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计、数据库实施、数据库运行和维护等阶段，虽然各阶段都很重要，但对设计来讲，我们认为数据库概念结构设计最为重要。数据库概念结构设计的任务是产生反映企业信息需求的数据库概念结构，即概念模型【4 l。概念模型不依赖于计算机系统和具体的D B M S。设计概念结构的策略有自顶向下、自底向上、由早向外、混合策略等。最常用的是自底向上
33、策略，该策略首先定义每一局部应用的概念结构，然后按照一定的规则进行集成。设计概念模型最著名的方法是“实体联系方法”，简称E R 方法。它采用E R 模型将现实世界的信息结构统一用实体、属性以及实体之f n J 的联系来描述。实体是客观存在并可相互区分的“事物”。属性一般是对实体的特征描述和刻画。联系是指实体之帕J 存在的对应关系，一般可分为一对一的联系，一对多的联系和多对多的联系。采用E R 方法的数据库概念结构设计可分为三步进行。(1)设计局部E R 模型。(2)设计全局E R 模型。(3)全局E R 模型的优化。人连理l：人学专业学传硕十学位论文2 2 4 逻辑结构设计逻辑结构设计的目的是
34、从概念模型导出特定的D B M S 可以处理的数据库的逻辑结构。我们目前使用最多的数据模型是关系模型，我们仅对概念模型向关系模型的转换进行讨论。E R 模型向关系模型转换的规则是：一个实体类型转换成一个关系模式，实体的属性就是关系的属性，实体的码就是关系的码。一个1：1 联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的任意一端实体所对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码一级联系本身的属性均转换为关系的属性，每个实体的码均是该关系的候选码。如果与联系的任意一端所对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入另外一个实体的码和联系本身的属性。一个1：n 的
35、联系可以转换为一个独立的关系模式，也可以与联系的n 端实体所对应的关系模式合并。如果转换为一个独立的关系模式，则与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而联系的码为i 1 端实体的码。如果与联系的n端实体所对应的关系模式合并，则需要在该关系模式的属性中加入1 端实体的码和联系本身的属性。一个m：n 联系转换为一个关系模式。与该联系相连的各实体的码以及联系本身的属性均转换为关系的属性，而关系的码则为各实体码的组合。转换得到的关系模式需要根据规范化理论进行规划化处理，即通过关系模式的分解，把规范化程度较低的关系模式进行分解，从而使其达到更高的规范化程度1 4J。2 3 软件系
36、统设计技术系统设计是信息系统丌放过程中的重要阶段，其目的就是为系统制定蓝图，主要依据是系统分析报告和开发者的经验。2 3 1系统设计的内容和步骤主要工作内容是系统总体结构设计、代码设计、输入设计、输出设计、处理过程设计、数据存储设计、用户界面设计和安全设计等。概要没计，也称为总体结构设计。把总体任务分解为多个基本的、具体的任务。将这些具体任务合理地组织起米构成总体任务。其基本任务是将系统划分为模块，决定每个模块的功能，决定模块的调用关系，决定模块的界面。总体结构设计是系统丌发过程中关键的一步。系统的质量及一些特性基本上是这一步决定的。系统越大，总体结构设计的影响越大。石油开发中心源头数据采集系
37、统详细设计，即为各个具体任务选择适当的技术手段和处理方法。内容包括代码设计、输入设计、输出设计、处理过程设计、数据存储设计、用户界面设计和安全设计等。2 3 2 系统设计的原则(1)抽象抽象是将复杂的现象简化到可以分析、实验或者可以理解的程度的一种方法。软件工程中从软件定义到软件丌发要经历多个阶段，而这个过程中每一个后面的阶段可以看作是对软件解法的抽象层次的一次细化。抽象的最低层次就是实现该软件的源代码。(2)模块化模块化是将一个待开发的软件分解成若干个小的简单的部分，即模块，每个模块可以独立地开发、测试，最后能被组装成完整的程序。这是一种复杂问题的“分而治之的原则。模块化的目的是使程序的结构
38、清晰，容易阅读、理解、测试和修改。(3)信息隐蔽即将每个程序的成份隐蔽或封装在一个单一的设计模块中，定义每一个模块时尽可能少地显露其内部的处理。信息隐蔽的原则对提高软件的可修改性、可测试性和可移植性都有重要的作用。(4)模块独立模块独立要求每个模块完成一个相对独立的特定子功能，并且与其它模块之间的联系简单。衡量模块独立程度的标准有两个：耦合和内聚。耦合是指模块之间联系的紧密程度，耦合度越高则模块的独立性越差。内聚指模块内部各元素之间联系的紧密程度。内聚度越低，模块的独立性越差。模块独立就是希望每个模块都是高内聚的、低耦合的。人连理I：人学专业学位硕士学位论文3 源头数据采集系统需求分析源头数据
39、采集系统貌似一个普通的信息系统，实际上，它不仅仅是一个普通的信息系统，它高于一般的以应用为主的信息系统。这是因为，现代信息系统一般以数据为中心，对一个企业来讲，在其核心业务确定后，其数据类型的变化不能也不会太大，基本数据类型是稳定的，而数据处理过程是变化的。所以，源头数据采集系统承担着确定该单位数据模型的任务。而数据模型的确定，本身就是一个庞大的、难度较高的工程。数据模型确定的好不好，将会对该单位的信息系统产生重大影响。该课题的研究，首要任务是建立全局一致的企业数据模型。本课题的需求分析，我们认为可以划分为两部分，一部分是数据模型的分析确定，二是软件功能、性能方面的需求分析。3 1数据模型需求
40、分析数据模型是信息结构最主要的部分，可以通过企业信息系统的规划获的。企业信息系统的规划有许多方法，其中著名的有企业系统规划方法(B S P)，战略数据规范方法和信息工程方法。以上方法，都需要研究企业的结构、业务领域，从业务领域导出信息结构，建立主题数据库。本课题中，将采用信息系统工程方法的一些策略来研究企业信息结构。其过程如图3 1。I 建立企业模卜_ I 业务活动分卜_ 斗I 导出数据需求l广 广 厂图3 1 数据需求分析步骤F i g 3 1A n a l y s i sp r o c e s so fd a t ar e q u i r e m e n t3 1 1 建立企业模型(1)企
41、业组织结构图企业模型建立，应从识别企业的组织机构入手，我们通过与组织部门访谈，获得了该企业的组织结构图(与生产有关的)，如图3 2。钉油开发中心源头数据采集系统图3 2 企业组织结构图F i g 3 2S t r u c t u r eo fc o r p o r a t i o n3。1 2 业务活动分析分析业务活动是建立数据模弛的重要工作，从业务活动中分析每一项业务活动的输入数据和输出数据，这些数据项是构成数据字典的主要部分。各有关部门的业务活动见表3 1。表3 1 部门业务活动表T a b 3 IO p e r a t i o np r o c e s so fd e p a r t m
42、 e n t部门职责生产技术部生产管理部生产服务中心技术监督中心管理区油田开发战略研究、油田中长期规划、年季度开发部署、储鼍管理、动态分析、产能建设、开发方案、井位设计、措旌方案、工艺方案等I：作设备管理、生产运行、。1，能等生产后勤的保障生产设备检验、技术标定负责仄块和善井管理、组织完成生产任务一l O 人选珲I：人学专业学位硕+学位论文对每项业务活动，绘制业务活动流程图，然后对业务活动流程中的每个节点进行分析，通过分析，我们发现各种业务流程中涉及的对象主要有三类，分别是油田区块、油水井、生产设备。(1)油F f l 区块有关数据油阳区块是通过勘探获得的含油区域，在地下是一个封闭的成藏空间。
43、一般要研究其储量多少，含油面积，构造形态等。一个油田包括许多区块。油田区块有两大类数据，分别是油藏基本数据和储量管理数据。油藏基本数据涉及的主要数据见表3 2。表3 2 油田区块相关数据T a b 3 2D a t aC l a s so fo i lf i e l db l o c k油藏基本数据储鼙管理数据油气藏基本数据构造要素数据储层性质数据油藏流体性质气藏流体性质小层评价数据断层要素断层地震解释数据石油探明储量及参数表天然气探明储量及参数表年度新增石油探明储量及参数表年度新增天然气探明储量及参数表石油探明储量开发情况表年度新投入开发油田地质储量年度新投入开发油气田地质储量(2)设备有关
44、数据设备有关数据类见表3 3。表3 3 设备相关数据类T a b 3 3D a t aC l a s so fe q u i p m e n t设备基础设备运行类抽油机档案抽油机静态参数有杆泵档案电泵档案采油树档案增压泵运行日数据泵运行记录液体流量计运行记录锅炉运行记录输油立占来油记录输油站外输记录(3)油井有关数据石油开发中心源头数据采集系统油井是油藏中的油流喷射、举升到地面的通道。为了保持一定的产量，一个区块上要建造若干油井。水井是给地下补充能量的井。油水井生产中，将产生大量的数据，对油水井分析时，也需要大量的数据，如监测数据，化验数据。油井有关数据表见表3 4。表3 4 单井相关数据类T
45、 a b 3 4D a t aC l a s so fo i lw e l l单井基本数据油井日动态井卜作业实验测试数据生产设备主要是为了保证正常生产所配套的抽油机、电机等设备的管理。3 1 3 建立数据字典我们对这三类对象进行了分析，按照从上向下分析的原则，按对象不同先分成一级，再按大类不同分成二级，再按小类不同，分成三级。分级主要是为了能够更清楚的限定范围，从而更好地分析各对象在该范围的属性，建立准确、唯一、无歧义的数字字典1 5】。按照以上三类对象，对其每个属性分类编写了详细的数据字典，数据字典示例如下：(1)单井静态单井基础信息一1 2大连理1：人学专业学位硕f：学位论文名称：单井基础
46、信息组成：井号+层位+(曾用井号)+射孔井段顶深+射孔井段底深+解释厚度+设计井别+目前井别+油气品分类+地层储量+原始饱和压力+原始底层压力+汉字井号。钻井信息名称：钻井信息组成：井号+设计人+审核人+批准人+设计单位+设计同期+井口纵坐标X+井口横坐标Y+井口经度(度)+井口经度(分)+井口经度(秒)+井口纬度(度)+井口纬度(分)+井口纬度(秒)+设计造斜点顶深(度)+构造位置+井口移动范围+目的层位+中靶要求+靶点号+井筒斜深+垂直深度+水平位移+闭合方位+油层顶深+油层底深+气层顶深+气层底深。每个数据流由许多数据项组成，对数据项也要建立数据字典。(1)井号数据项数据元素名：井号数据
47、元素编码：J H类型：字符长度：1 4 位(2)射丌油层项深数据项数据元素名：射开油层顶深数据元素编码：S K Y C D Sl类型：浮点长度：6 位精度：2 位(3)投产井别数据项数据元素名：投产井别数据元素编码：T C J B类型：字符长度：2 位备注：从附录A 1 内容中选。数据项的格式如上所述，不一一列举，另外，许多数据项的内容是在限定的内容内选择，我们把这些数据项的可选项编写成了附录代码表，以供作为F 拉列表的数据源。如投产井别数据项对应的附录表如表3 5。石油开发中心源头数据采集系统表3 5 附录表A IT a b 3 5A d d e n d aA 1名称采油注水采气注汽代码C
48、YZ SC QZ Q通过业务活动分析，获耿了三类对象及其活动中的相关数据类，然后对数据类进行分析，形成了数据字典，建立了开发中心数据模型。3 2 软件系统需求获取数据模型需求的收集只是明确了需要采集哪些数据的问题，采集软件的需求是要解决软件应该满足哪些功能、性能。本课题中，主要采取了用户访淡、下面就本课题采集软件的需求活动进行讨论【6 J。3。2 1用户访谈“横看成岭侧成峰，远近高低各不同”，我觉得，一个软件的用户有许多，有安装维护的，有客户信息部门的专家、有业务专家，有直接使用的用户等。安装维护人员可能更重视软件是否易安装，易维护，维护资料是否齐全等。信息部门的专家可能更关心从技术角度评价系
49、统的先进性，架构是否合理等。业务专家更关采集的数据是否完备，通过采集的数据计算一些数据项的算法是否合理等。直接操作系统录入数据的用户更关心软件是否易使用，是否快捷，键入工作量是否大等。为此，我们在调研的基础上，将用户分成了几类，从而有针对性地去准备问题，做到有的放矢，准确获取需求。用户分类如表3 6。表3 6 用户分类表T a b 3 6U s e rc l a s s用户类犁典型代表业务专家高级用户安装维护用户数据录入员中心技术部专家；管理区地质、采油、一I：程的有关的-L 程师中心副经理、信息主管中心信息部l：释师、管理I 爱信息员管理区资料员一1 4人选理r 人学专业学位硕：学位论文对以
50、上四个用户类型，我们分别找了2 3 位代表进行了访谈。访谈前，我们针对不同的用户，准备了不同的问题。对于高层用户，我们主要是想获得他们要求的系统的范围、能够分配给该系统的资源，包括资金、人员支持等。对于业务专家，我们主要想了解开发生产的主要业务，他们R 常工作都有哪些，工作中会产生哪些数据，哪些数据是重要的，数据的产生的频度。对于安装维护人员，主要是想知道他们对系统安装维护方面的要求；对于数据录入人员，主要是想知道他们对具体操作方面的要求。在访谈前，我们一般提前1 周告知用户，让用户有充分准备，以便访谈能取得实效。在访谈时，一般都去两个人，一个人访谈，一个人记录。我们知道，要让用户讲出需求，不