基于分布式數(shù)據(jù)庫的天然氣信息集成管理系統(tǒng)研究與應用.pdf

1、天然氣作為一種清潔、高效的能源,與人們的生產生活日益密切,隨著天然氣管網(wǎng)的不斷建設及其結構的日益復雜,實時掌握管網(wǎng)動態(tài)運行數(shù)據(jù),并進行科學的分析處理,為企業(yè)安全管理提供重要手段。DCS的出現(xiàn)使它在工業(yè)中多參數(shù)與復雜控制回路的自動監(jiān)測和控制中得到了廣泛應用,也是天然氣配氣站管線計量信息采集與顯示的基本手段,但DCS并未留有數(shù)據(jù)接口,難以與企業(yè)現(xiàn)有業(yè)務管理系統(tǒng)、GIS等進行有效集成,且由于配氣站空間分布廣和相互獨立,并未實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)的遠程安

2、全傳輸與共享,無法與企業(yè)設施的空間拓撲結構相結合實現(xiàn)統(tǒng)一可視化管理,難以滿足現(xiàn)代企業(yè)管理需求。為此,利用數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡通信及GIS圖形數(shù)據(jù)管理與分析等技術,將地理上相互獨立、分散的DCS整合起來,通過建立分布式DCS主動實時數(shù)據(jù)庫,將各配氣站數(shù)據(jù)在控制中心建立的集成系統(tǒng)中進行統(tǒng)一管理,以實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)遠程實時更新與安全共享。
　　 本文在分析用戶需求與企業(yè)空間結構的基礎上,將集成系統(tǒng)分為DCS數(shù)據(jù)接收與存儲子系統(tǒng)和控制中心集成管理子

3、系統(tǒng)兩部分,并構建了系統(tǒng)的總體框架、網(wǎng)絡拓撲結構與數(shù)據(jù)一體化集成模型。在了解配氣站DCS物理結構與數(shù)據(jù)存儲格式后,通過研究Modbus協(xié)議RTU通信模式及其消息幀模式,基于計算機RS-232端口,采用WINDOWS串行通信與數(shù)據(jù)庫技術,建立了DCS主動實時數(shù)據(jù)庫,基本實現(xiàn)了PC機與DCS間的通信,為系統(tǒng)集成提供了開放的數(shù)據(jù)接口。控制中心子系統(tǒng)利用FTP／SSL、TCP／IP等網(wǎng)絡通信協(xié)議、采用數(shù)據(jù)庫技術無縫連接地理信息與計量信息,并結合

4、現(xiàn)有業(yè)務管理流程、GIS中多種空間分析與統(tǒng)計功能,運用AE(ArcGISEngine)組件包、ArcGIS地理數(shù)據(jù)庫、SQLServer2005數(shù)據(jù)庫和VC＃.NET語言二次開發(fā)實現(xiàn)了天然氣信息集成管理系統(tǒng)的基本功能,充分發(fā)揮GIS與DCS的性能。論文的主要研究內容和成果包括:
　　 1.根據(jù)DCS計量數(shù)據(jù)、管網(wǎng)空間數(shù)據(jù)特點和企業(yè)業(yè)務需求,研究了基于COM技術的計量數(shù)據(jù)與地理數(shù)據(jù)一體化集成模型和業(yè)務功能集成模式,并在此基礎上設計

5、了系統(tǒng)的總體結構和網(wǎng)絡拓撲結構；
　　 2.在研究Modbus—RTU通信模式及其消息幀的基礎上,采用WINDOWS串行通信技術與數(shù)據(jù)庫技術設計了分布式DCS主動實時數(shù)據(jù)庫,同時,為降低數(shù)據(jù)庫壓力,通過構建網(wǎng)絡共享文件夾保存數(shù)據(jù)庫中自動導出的每天海量的采集數(shù)據(jù),并基于TCP／IP、FTP／SSL網(wǎng)絡協(xié)議初步實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程安全傳輸與共享；
　　 3.基于COM技術將數(shù)據(jù)服務層、業(yè)務邏輯層與系統(tǒng)應用層進行統(tǒng)一管理,構建了集成系

6、統(tǒng)總體數(shù)據(jù)庫模型,實現(xiàn)GIS與DCS數(shù)據(jù)庫的無縫連接,并設計了數(shù)據(jù)庫安全體系結構,為上層應用系統(tǒng)提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)服務；
　　 4.根據(jù)已設計的DCS數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)總體結構與網(wǎng)絡拓撲結構,基于ArcGISEngine、Geodatabase、SQLServer2005、Socket及VC#.NET,編程基本實現(xiàn)了天然氣信息集成管理系統(tǒng)。經實踐表明,該集成系統(tǒng)實現(xiàn)了天然氣計量數(shù)據(jù)與地理數(shù)據(jù)的統(tǒng)一可視化管理等基本功能,具有一定的實用價值。