基于SOA的石油安全生产管理系统研究

[摘 要] 为了提高石油企业安全生产的信息化管理水平,本文对基于SOA的石油企业安全生产管理系统建设展开研究,首先探讨了石油企业安全生产管理系统的定义、必要性及其特点,其次介绍了SOA的定义、优点以及实现SOA的关键技术——Web服务,最后提出了系统的体系结构,并对各层的设计进行描述。

[关键词] SOA;安全生产管理;信息系统

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2010 . 14 . 029

[中图分类号]F270.7; TP315 [文献标识码]A [文章编号]1673 - 0194(2010)14- 0075 - 03

1引言

安全是石油企业生产的前提和保障。由于石油生产中易燃易爆、有毒、有腐蚀性的物质多,高温、高压设备多,工艺复杂,操作要求严格,如果管理不当或生产中出现失误,就可能发生火灾、爆炸、中毒或灼伤等事故,影响生产的正常进行。目前石油、石化企业在管理上主要是人工登记造册,这样在生产、存储、运输、使用等过程中存在大量的安全隐患[1]。为了适应石油企业安全生产的需要,提高安全生产管理的科学性,满足安全策略综合性、预见性、跨区域性的管理要求,建立一个能够管理维护大量的安全数据,并能实时监控的石油安全生产管理系统十分必要。

石油安全生产管理系统主要以安全为中心,提供监测、分析、规划、决策功能。包括:办公自动化系统;机构、职责、资源和文件控制分系统;风险评价和隐患治理分系统;现场监控分系统;装置(设施)设计与建设管理分系统;设备管理分系统;应急指挥分系统;监督和检查管理分系统;事故管理分系统等[1-2]。目前各单位都构建了许多业务系统,在一定程度上提高了本单位的管理水平,但是各个系统独立存在,信息共享与交换有诸多不便,致使决策人员无法及时全面了解安全生产信息,不便于生产调度指挥。同时,由于石油安全生产管理系统是一个综合业务系统,涉及系统众多,业务流程不断变化,流程重组变得非常频繁,因此要求该系统必须易于重构。因此,石油企业迫切要求充分利用各种设备与信息,在此基础上进行开发,形成安全生产信息集成化、结构灵活的安全生产管理系统。

面向服务的体系架构(Service Oriented Architecture,SOA)已经成为企业IT系统实施的一个趋势,无论是对旧有信息系统的改造,还是对企业新IT架构的设计,面向服务的体系结构都往往成为首选的方案[3]。它可以利用现有资源,实现跨平台的整合,将子系统能够实现的功能划分成粒度不同的服务,子系统之间的功能调用转换成服务的调用。这样,增加程序功能部件的重复利用,减少开发成本,加快新应用的部署,降低实施风险,促进流程的不断优化。因此研究开发基于SOA架构的石油安全生产系统,实现与其他各个系统的信息集成,对于提高石油企业安全生产管理水平,降低管理成本具有重要的意义。

2面向服务的体系架构

2.1 SOA定义

面向服务的体系架构(SOA)是新一代的软件架构思想,是分布式软件系统构造方法和环境的新发展阶段。SOA是一个架构模型,它将应用程序的不同功能单元——服务(Service),通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口采用中立的方式定义,它独立于具体实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言,这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。其中,具有中立接口的定义(没有强制绑定到特定的实现上)的特征被称为服务之间的松散耦合。

2.2 SOA优点

SOA的出现改变了编写应用软件的方式,它要求开发人员将应用设计为服务的集合,并充分考虑现有服务的重用以及如何让新开发出的服务能被其他项目重用。“独立的”、“封装完善的”服务具有的一个关键好处是可以采用多种不同的方法重新组合它们以形成新的应用。因此,SOA的主要优点可以概括为:IT能够更好更快地提供业务价值、快速应变能力、重用。现有的软件架构不灵活,难以适应业务变化的需要,因此与业务对齐、以业务的敏捷应变能力为首要目标、松散耦合、支持SOA的架构方法得到青睐。

2.3 SOA与Web服务

SOA不是一种具体的实现技术,它是一个抽象的概念和指导方针,我们可以用任何一种现今成熟的技术实现它。准确地说SOA是一种服务模型。在传统的方式中,一个大型应用由不同功能模块构成,而在SOA中,这些功能模块由功能服务的概念所取代,这些所谓的模块由服务之间定义良好的接口和契约联系起来。而这些接口的定义是采用中立的方式进行的,它独立于实现这些服务的硬件平台、操作系统、网络架构和编程语言。如此在一个大系统中的各种各样的服务,甚至是不同软件供应商所提供的其他应用都可以按一种统一和通用的方式进行交互。由于SOA只是一种服务模型,我们必须用一些现有的技术去实现它,像CORBA、DCOM和Web服务这些技术都可以用以实现SOA。在Web服务出现以前,由于各种技术在服务的描述、跨平台、开放性、易使用上都没有很大的突破,所以SOA 仅在一些实力雄厚的厂商和一些大型项目中使用。而Web服务的出现让SOA提出的一切得到了实现,SOA、 XML和Web服务迅速得到广泛应用。

SOA最初的应用并不是为了企业系统,但是由于Web服务的广泛应用,SOA 企业化应用的趋势明显加强,尽管Web服务并不一定需要SOA, SOA也并不都以Web服务为基础,但是这两种技术所代表的方向与趋势是一致的。Web服务的锐气将把SOA带向主流用户,同时SOA的最佳实践也将使Web服务获得最初的成功。

3系统功能特点

3.1 信息共享及数据自动统计

对各级各类安全生产、经营管理信息及所需数据进行计算机管理,并通过计算机网络实现各相关部门的数据共享,且能实现数据自动统计、汇总和方便的组合查询、模糊查询等功能。

3.2 简化工作程序,提高工作效率

以实际需求为基础,使全局安全体系要素组成的各主要专业系统的工作实现计算机专业化管理,并通过计算机网络将各专项业务管理工作计算机程序化、功能化、标准化,以提高工作效率,促进各项工作的规范化管理。

3.3 数据积累及智能化比较

建立布局合理、符合石油单位安全生产管理特点的各类数据库,满足各层次应用管理人员对信息的需求,并能进行数据的历史性比较,为领导层提供一定的辅助决策信息。

3.4 智能化风险评价

通过在系统中建立风险评价识别方法库,系统能自动完成对评价对象的危害识别,从而避免人工判断的随机性。

3.5 顺畅的安全体系内部数据通道

各基层单位的安全管理部门之间可进行计算机通信,新的信息管理系统能与原有的成熟的子系统通过接口实现数据共享。

3.6 节约现有计算机资源,提高计算机利用率

该系统建立后,大量数据通过网络传输,从而可以节约大量的办公耗材,同时,使用该系统后能大大提高计算机的利用率和员工的计算机应用水平。

4基于SOA的石油安全生产管理系统体系结构

基于SOA的石油企业安全生产管理系统是一个在网络环境下,共享分布于不同节点、不同类型的环境信息资源,以服务方式提供分布式环境下存在的数据处理功能,服务于石油企业安全生产的综合应用系统。整个框架以硬件设施为基础,以共享环境信息服务于应用为目的,进行分层组织。系统架构从逻辑上共分为4层(如图1所示)。

4.1 运行平台层

运行平台主要由网络环境(包括企业内部骨干网、部门内部网及广域网等)、终端计算机、高性能服务器、大容量多级存储设备以及其他一些辅助设施组成,保证了分布式环境下共享信息平台的正常运行。

4.2 数据管理层

数据管理层是环境信息共享框架的核心,其主体分为3个层次(数据采集和处理、数据库群、数据访问层)和数据维护管理。数据采集和处理就是采集原始数据以及在此基础上经过统一分类编码、质量控制和统计加工形成的标准规范的数据集。数据库群所管理的数据包括单位基本信息、人员信息、设备信息、文件资料数据、事故数据、监测数据等,以及描述各类数据本身信息和使用信息的元数据等。

数据访问层定义一系列数据访问接口,包括数据处理与流程管理、数据交换与控制管理、语义协调器,提供文件格式转换、坐标转换、数据基本信息提取及解决语义冲突等多种数据访问接口,实现空间数据互操作、软件互操作和应用互操作,是数据管理层与上层服务平台的接口,该功能使得用户能够透明地访问数据。

数据维护管理是信息共享平台提供业务化持续稳定运行的根本支撑,主要包括各种支持信息资源集约化管理和共享服务的政策法规与技术标准规范等。

4.3 用户服务层

用户服务层把用户的应用分解为一系列的服务,借助基于元数据的目录服务,注册用户的应用服务,把用户应用以服务的方式发布出去。当用户有应用请求时,通过服务检索机制返回相应的服务。系统将各个子系统通用功能和外部系统交互的功能以Web服务实现,其他相关的业务系统也可以对这些服务进行调用,而且通过组合这些服务可以形成新的业务逻辑。增加了程序的可重用性,提高了开发效率和系统的灵活性。

石油安全生产管理系统是一个综合业务系统,涉及系统众多。通过将石油企业的生产管理、人员管理、设备管理、文件资料管理、事故管理和监测管理等众多的业务管理过程以服务的形式向外提供,这样既能满足现阶段系统功能实现的需要,又能为以后的业务过程变更提供灵活的业务支持。

4.4 应用层

应用层是实现业务流程或功能的应用程序,为不同用户提供个性化的用户界面,为不同的业务提供应用服务。获取用户请求后,调用用户服务层中相关服务(以函数或Web Services方式实现)进行处理,完成用户的请求。

5结束语

本文针对石油企业安全生产的信息化管理的实际需求,对基于SOA的石油企业安全生产管理系统建设展开研究,介绍了SOA的定义、优点以及实现SOA的关键技术——Web服务,探讨了石油企业安全生产管理系统的定义及其特点,提出了系统的体系结构,并对各层的设计进行了描述,以期对石油企业安全生产信息化管理建设提供理论和实践参考。

主要参考文献

[1] 李润,李金明. 基于GIS的石化企业化学危险品动态管理系统的研究与应用[J]. 兰州石化职业技术学院学报, 2007(4).

[2] 黄红宇,张梅,郭运平. 河南油田HSE 信息管理系统[J].电气防爆,2005(4).

[3] 毛新生. SOA原理、方法和实践[M]. 北京:电子工业出版社,2007.

[4] 承达瑜,张海荣,王发良,等. 基于服务式GIS的煤矿区环境信息共享框架研究[J]. 现代矿业,2009(1).

[5] Mark Andrei,Jenny Ang,et al. Patterns:Service-Oriented Architecture and Web Services[M]. IBM Redbooks,2004.

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