范麗麗 山東服裝職業(yè)學院

油田信息處理系統(tǒng)中Web GIS的設計

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Web系統(tǒng)運用到油田信息處理中主要完成對空間數(shù)據(jù)的處理及編制，解決了原有信息系統(tǒng)復雜冗余性的問題，簡化了工作流程，大幅度提高了系統(tǒng)的工作的效率。在數(shù)據(jù)處理與發(fā)送過程中，上行信號的處理接收包括時序和功率兩個層面。提高Web激光器的打開和關閉的時間是處理發(fā)送技術的關鍵，因此BIUA的接收機必須能根據(jù)每個時隙接收到的信號強度快速地調(diào)整判決門限。Web Gis其在服務器上主要采用了數(shù)據(jù)處理發(fā)送與接收技術和測距技術，這些技術的大幅度提高了石油行業(yè)的信息管理水平，使信息系統(tǒng)使用性得到進一步加強。

油田信息系統(tǒng)；Web GIS；激光器；處理模式；測距技術

1 系統(tǒng)設計背景

Web設計理念于1998年在國內(nèi)首次被提出，由于當時目的的不明確，并在技術上存在瓶頸，使得該計劃項目推遲到2000年才被真正投入到生產(chǎn)建設中。隨著石油行業(yè)的不斷發(fā)展及對信息系統(tǒng)的需要，Web系統(tǒng)運用到油田信息處理中主要完成對空間數(shù)據(jù)的處理及編制，解決了原有信息系統(tǒng)復雜冗余性的問題，簡化了工作流程，大幅度提高了系統(tǒng)的工作的效率。

2 系統(tǒng)技術設計

2.1 數(shù)據(jù)處理發(fā)送與接收技術

處理發(fā)送是指Web的光模塊不是連續(xù)數(shù)據(jù)信號，而只能在BIUA分配的抖動窗口開始時打開光模塊，在窗口結束時關閉光模塊。否則，多個Web的空閑信號將可能淹沒正常發(fā)送ODN的數(shù)據(jù)信號，導致信息處理系統(tǒng)無法正常工作。

圖1所示為Web光模塊工作時序示意圖。Web的激光器打開關閉都是需要一個過程的，即TLateron和TLateroff，再加上BIUA能夠發(fā)送有效接收機同步所需要的時間，因此Web真正能夠發(fā)送有效數(shù)據(jù)的時間往往要比授權窗口短。因此，提高Web激光器的打開和關閉的時間是處理發(fā)送技術的關鍵。傳統(tǒng)發(fā)射機的APC電路都是針對連續(xù)發(fā)送設計的，其偏執(zhí)電流恒定不變，不能適應處理模式快速響應的要求。針對這種情況通常有兩種解決方案。

圖1 Web光模塊工作時序

方案一采用數(shù)字APC電路。在每個Web處理發(fā)送期間特定時間點對激光器的輸出信號進行采樣，根據(jù)激光器輸出光功率的具體樣值，按一定的算法對激光器的直流偏置進行調(diào)整。采樣數(shù)值在兩段數(shù)據(jù)發(fā)送時間間隔內(nèi)保存，這就解決了處理模式下的自動功率控制問題。

方案二是對傳統(tǒng)連續(xù)模式的APC電路進行改進，使其能工作于數(shù)據(jù)處理模式之下。連續(xù)模式的APC回路之所以在處理模式下工作不正常，是由于當激光器關閉時，直流偏置切斷，當激光器打開時，自動功率控制回路一丟失了原來的狀態(tài)，直流偏置出現(xiàn)了不連續(xù)的變化。只要能在激光器關閉期間保持自動功率控制回路的狀態(tài)不變，當激光器被重新打開時，自動功率控制回路就能在前一個處理間隔結束狀態(tài)的基礎上繼續(xù)工作，直流偏置的變化將是一個連續(xù)的過程，因而自動功率控制回路將能穩(wěn)定工作在處理模式下。

在數(shù)據(jù)處理與發(fā)送過程中，上行信號的處理接收包括時序和功率兩個層面。由于Web發(fā)送數(shù)據(jù)是不連續(xù)的，因此BIUA接收機處的信號在時序上也是時斷時續(xù)的。另外，每個Web和BIUA之間的距離不同，最大的差分距離（即最遠的Web與BIUA的距離和最近的Web與BIUA的距離之差）可以達到40 km。再加上光路上還會有不同數(shù)量的接續(xù)器和衰減器，以及Web數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)射光功率本身的差異，都會導致BIUA的接收機接收到的終端用戶發(fā)射功率是斷斷續(xù)續(xù)變化的，且在每一個時隙都有較大的突變。因此BIUA的接收機必須能根據(jù)每個時隙接收到的信號強度快速地調(diào)整判決門限，即所謂的處理接收。

2.2 測距技術

測距技術主要采用了現(xiàn)代的CPR功能，應用范圍十分廣泛，在傳輸信道上行方向是一個星型的拓撲網(wǎng)絡結構。在計算信令測距過程中，通常配備兩套專業(yè)OCTR測距儀，在交叉數(shù)據(jù)程序處理時將兩點光源之間的距離比縮小，使上行方向的信道和下行方向的信道在傳輸時延上趨于一致。為了避免上行信號的沖突，將各Web時隙之間的保護時間設置為最遠Web的往返時間（RTT）值，這樣上總是只有一個Web的上行信號在傳輸，就不會發(fā)生碰撞。但是每次都需要對系統(tǒng)進行相關數(shù)據(jù)的配置，本身系統(tǒng)的內(nèi)存就占用的很多，再加上大量數(shù)據(jù)配置，不但加重了測距數(shù)據(jù)處理器的負擔，而且還對系統(tǒng)自行傳輸寬帶有著較大的浪費。所以BIUA需要有一定程序加載處理的功能。

在測定每個Web與BIUA之間的傳輸距離時，兩者要啟動傳輸服務功能，對測得的往返時間進行系數(shù)補償，將BIUA的測量參數(shù)映射到Web數(shù)據(jù)處理庫中，根據(jù)此時的傳輸距離來選擇對象的發(fā)送時間，并調(diào)整每個Web各個端口上傳速率，以確保物理信道發(fā)送的數(shù)據(jù)塊能能夠在規(guī)定的時間內(nèi)到達上行信號BIUA數(shù)據(jù)模塊處理機中，而不會導致彼此之間的沖突。

BIUA有一個64比特的本地時鐘計數(shù)器，該計數(shù)器對時間量子計數(shù)。當BIUA發(fā)送MPC PDU時，它就將本地時鐘計數(shù)器的值插入到其時間標簽域中（幀的第一個字節(jié)從MAC控制子層發(fā)送到MAC層的時間作為設定時間標簽的參考時間）。BIUA將會要求重新注冊，并不再分配上行寬帶。若Web發(fā)送的MPC PDU的時間標簽值偏差在BIUA的允許范圍內(nèi)，則BIUA就要開始計算往返時間，即IUA本地計時器的值與接收到的MPC PDU時間標簽值之間的差。

3 結語

Web IGS技術在我國石油信息處理系統(tǒng)中占有著重要的位置，其在服務器上主要采用了數(shù)據(jù)處理發(fā)送與接收技術和測距技術，這些技術的大幅度提高了石油行業(yè)的信息管理水平，使信息系統(tǒng)使用性得到進一步加強，油井信息系統(tǒng)逐步面向透明化、數(shù)據(jù)化，為今后石油行業(yè)的不斷壯大奠定了堅實的基礎。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.1.009