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基于数字海图的海上生产指挥系统的研究与实现

作　者: 李俭华
导　师: 李治柱；徐燕
学　校: 上海交通大学
专　业: 软件工程
关键词: 电子海图生产指挥系统信息集成动态监控
分类号: TE952
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

胜利海上油田的采油区域在渤海湾浅海海域,其勘探、钻井、作业、开发、集输等各环节都围绕海上施工展开,船舶是主要的交通工具。海上原油生产具有受天气影响大、安全环保要求高等特点。为适应海上油田精细管理、安全清洁生产、科学调度的要求,2008年引进了一套数字海图,并结合实际需要在数字海图原有基础上进行了二次开发和功能扩展。本文主要从海图的基本功能、海上油田各类生产信息集成、船舶动态监控、监控链路搭建等几个方面进行介绍。在引进的数字海图基础上,根据海上油区附近海域实际情况,更为细致地对航标灯、码头、航道、沉船、禁航区、抛锚区、障碍物等信息收集与标绘。通过部署AIS基站,建立了海上船舶监控全面覆盖链路。收集整理完成了海上油田各类生产设施相关信息,包括海底79条输油管线、2条输气管线、42条注水管线、99条海底电缆等信息,98座采油平台、9座钻井平台、6座作业平台等信息,以及在用近百艘生产船舶的基础信息。并在此基础上集成了平台、单井、管线、钻井、作业等动态施工信息。通过建设船舶监控链路,实现了对海上船舶的实时监控和定位,并进一步实现了对外来及可疑船舶的报警与跟踪。论文在软件体系的设计研究中,采用了C/S和B/S相互补充的体系结构,监控上采用了船载专用AIS、北斗导航、雷达三种方式结合的技术手段,在原有数字海图的基础上采用了分层物资显示技术,信息集成方面采用了数据穿透技术,底层数据统一采用ORACLE关系数据库系统,整体框架采用模块化的开放式应用平台模式,使得系统既满足实际需要、又保证了信息安全、并具有高度的可扩展性。本文的研究最终实现了一套可视化与动态管理的工具,为海上油田搭建了一个统一的、信息高度共享的一体化运行环境。基于数字海图的综合信息集成,为涉海单位提供了可视的、丰富的、准确的海上基础与动态信息,有效监控了进入作业区的船舶航行情况,开辟了一条海上生产管理新途径。随着海上油田大发展的需要,海上生产将更加繁忙,平台、管线都将加密部署,往来船只、出海工作人员都将增多,对精细管理,安全清洁生产的要求将更高,该系统将随之成为用于海上生产的重要支撑。项目实例表明该系统具有重要的使用价值。

全文目录

摘要  3-5
英文摘要  5-10
1 绪论  10-13
  1.1 应用背景  10-11
  1.2 研究目标与意义  11
  1.3 研究内容  11-12
  1.4 章节安排  12-13
2 相关技术分析与研究  13-21
  2.1 数字海图及相关应用技术发展  13-15
    2.1.1 数字海图的产生与发展  13
    2.1.2 水上船舶交通管理系统（VTS）的发展  13-14
    2.1.3 船舶动态监控与调度系统的发展  14-15
    2.1.4 应急救助指挥系统的发展  15
  2.2 电子海图的基本功能  15-16
  2.3 电子海图在船舶监控方面的应用功能  16-18
  2.4 船岸通讯技术  18-19
  2.5 动态数据采集与处理  19-20
  2.6 本章小结  20-21
3 需求分析与详细设计  21-42
  3.1 业务现状和发展目标  21-24
    3.1.1 油气生产和信息通讯技术现状  21-22
    3.1.2 现行系统的“瓶颈”及目标系统需求  22
    3.1.3 改进后的业务流程和信息流程  22-24
  3.2 建设内容  24-25
    3.2.1 范围和内容  24-25
    3.2.2 设计原则  25
  3.3 非功能性需求  25-26
    3.3.1 软件系统的非功能要求  25-26
    3.3.2 对数据类型的支持  26
  3.4 系统功能设计  26-28
  3.5 软件框架设计  28-30
    3.5.1 网络、主机基础设施  28
    3.5.2 底层数据库  28-29
    3.5.3 数据应用支撑平台  29
    3.5.4 业务逻辑层  29
    3.5.5 业务子系统  29
    3.5.6 统一应用门户  29
    3.5.7 船岸通讯  29
    3.5.8 外部接口支撑平台  29-30
  3.6 系统详细设计  30-40
    3.6.1 数据库结构设计  30-34
    3.6.2 子系统功能设计  34-40
  3.7 系统部署设计  40-41
  3.8 本章小结  41-42
4 系统实现及应用情况  42-75
  4.1 系统开发与实现  42-64
    4.1.1 数字海图基础功能  42-46
    4.1.2 船舶监控链路建设  46-48
    4.1.3 数字海图信息集成  48-64
  4.2 系统在海上生产过程中的应用  64-71
    4.2.1 海上生产信息即时查询  65
    4.2.2 采油动态查询  65-67
    4.2.3 钻井动态  67-68
    4.2.4 作业平台  68-69
    4.2.5 海工动态  69-70
    4.2.6 船舶运行动态  70-71
  4.3 系统在海上安全监控方面的应用  71-74
    4.3.1 船舶航行轨迹监控  71-72
    4.3.2 油区安全报警  72-74
  4.4 本章小结  74-75
5 系统功能测试  75-81
  5.1 系统测试小组  75
  5.2 测试参考资料  75
  5.3 测试任务及目标  75-76
  5.4 测试方法及工具  76-77
    5.4.1 单元测试  76
    5.4.2 集成测试  76
    5.4.3 确认测试  76
    5.4.4 测试工具  76-77
  5.5 测试项目  77-78
    5.5.1 测试要求  77
    5.5.2 测试类型  77-78
    5.5.3 测试定义  78
    5.5.4 暂停准则  78
  5.6 测试设计内容  78-81
    5.6.1 用例选取原则  79
    5.6.2 允许偏差  79-80
    5.6.3 测试执行  80
    5.6.4 回归测试  80-81
6 结论  81-83
参考文献  83-85
致谢  85-86
攻读学位期间发表的学术论文目录  86-89
附件  89

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