原创《面向油气勘探开发的开放式软件框架构建》
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一、前言
随着勘探目标日趋复杂、油气藏开发难度的增大,油气田综合研究分析需要从盆地角度综合利用各种有效地质信息,勘探开发一体化、地质工程一体化的应用需求日益凸显.
同时服务于勘探开发研究的应用系统种类繁多,每个应用系统能够在某一研究领域解决一个或多个应用问题,但也存在数据成果共享困难、模块功能重复建设等问题.
如何建立一套符合勘探开发研究应用基本需要,且在统一技术架构下,避免软件功能重复开发,支持数据、成果在同一平台内应用共享的软件框架是本论文探讨的重点.
二、开放式软件框架介绍
开放式软件框架目的在于帮助开发人员构建松散耦合的、更灵活、更易于维护并且更易于测试的应用.可以使程序开发更趋于模块化,整个项目将由多个离散的、松耦合的模块组成,而各个模块又可以对不同的开发者或团队进行开发、测试和部署.
以库文件的形式实现了一系列重要的设计模式和构架原则,比如关注点分离和松耦合.应用这些设计模式和能力,开发者可以设计和实现多个使用各个关联度很低但是却可以轻松整合到一起的组件,并且使用它们组合成为一个系统.
开放式软件框架的核心设计思想就是关注点分离和脱耦.需要具备以下特点：
①可重用,每个组件和服务都可以独立开发、测试并且组合到一个或多个系统中来保证可重用性
②扩展性,应用程序通过管理组件依赖进行扩展,能够简单的在运行时集成或更换组件.
③灵活性,创建的应用程序灵活性表现在更轻松的添加和集成新功能.
④团队开发,不同的团队可以独立的开发各自的应用组件（模块）,最终将各个组件部署在同一个系统中.
⑤质量,通过保证开发团队可以对应用程序的每个模块进行完全的测试来保证应用程序的质量.
在国际石油软件开发领域,已经有多个开放式的软件框架或者软件开发环境在油气勘探开发工程设计方面取得较好的应用.
Ocean 是斯伦贝谢公司提供的一套开放的软件开发环境,用户可以通过Ocean 技术对Petrel / Studio 软件平台进行扩展,这些扩展的软件功能模块被称为插件（plugin）,可以在斯伦贝谢公司提供的应用市场Ocean Store 上进行销售.目前在Ocean Store 上已经提供了上百个商业化插件,覆盖了地球物理、建模、油藏工程、非常规、钻井、数据管理等多个领域,为Petrel 用户提供了更为丰富的选择.
Ocean 软件开发框架基于微软的技术.NET,Ocean 框架加速了针对特定行业挑战的创新性软件解决方案的开发和部署,能够使一个公司特定的知识产权应用程序和Petrel 应用程序得到无缝整合.地学工作者只需要集中精力致力于解决石油天然气挑战的新工作流程,同时,开发者更多地关注软件技术创新,而无需在基础框架上花费精力和时间.
JewelEarth 平台是贝克休斯公司建设的一套开放的地学软件开发平台,能够 真正的做到集成软件集里的应用程序,以及与现有的地球科学应用软件和数据库进行无缝对接.
三、构建面向油气勘探开发研究的开放式软件框架
目前在油气勘探开发研究领域应用的专业软件多为C/S架构,图形开发、三维建模等等应用都需要强大的客户端完成.本文讨论的软件框架的基础框架使用微软Unity 和Pri框架,并在此框架上开发.完整的框架分为服务器端服务以及客户端程序.客户端可通过WebService 或者FTP 的方式从服务器端获取数据,也可以通过本地项目文件的方式离线使用.如图1.
服务器端的整体技术架构如图2 所示,服务器端主要提供统一数据服务、服务部署、插件管理等功能.
客户端的架构是基于Windows 运行端的软件程序所持有的软件架构体系,与前述的服务器端的架构不同在于,该架构用于直接支撑以后的业务软件开发和运行.客户端的整体技术架构如图3 所示：
此软件框架最核心的内容就是插件（Plug-in）机制,插件是一种遵循一定规范的应用程序接口编写出来的程序.本框架的插件机制实现了插件的程序集相互隔离、自动加载和自动界面融合,实现对插件、服务的注册管理、监控的功能.插件机制以模块化的方式来独立并行构建软件系统,在构建的过程中可以随时进行集成.优点如下：
①插件化优化了团队协作,避免团队开发过程中互相交叉,不再需要更改各自的代码将开发的成果集成到一起；
②使用插件化开发后,每一个人的工作都非常的独立,可以独立开发、独立测试、独立部署、独立升级,并行构建；
③插件化使得重用度更高；
④插件化使开发和维护更加简单,这也是得益于每一个开发人员可以单独开发自己的应用,每个人都很专注,并且只需要关注系统中很小的一部分；
⑤使用插件化开发,软件的发布、升级也很简单,插件发布到插件仓库,用户通过插件管理界面来下载每一个人的成果,组装成软件,并且可以随时升级,这避免了很多手工发布、集成；
⑥使用插件化,可以很容易的构建自己的知识库,是完全可复用,并持续不断改进和增长.
面向油气勘探开发研究的软件框架中,各类应用功能都可以插件的形式存在于系统中,比如开发者对单井柱状图功能进行开发,就可形成一个名叫“单井柱状图”的功能插件或者其他.同时插件可以被继承被复用,比如需要对单井柱状图在其他应用系统中使用,则在此开发框架中重新建立一个新的应用即可.
此外本软件框架还提供一些基本的功能,比如导航树插件、信息输出插件、属性浏览插件等等,这些给开发者应用开发提供了最大的便利,但重点是这个功能同样是以插件的形式存在的,可以被复用.
至于公共服务,软件框架同样提供,这根一般的公共软件平台提供的服务内容一致,包括日志服务、数据服务、交互服务、用户服务等等.
四、结语和建议
随着开放式软件框架的日趋完善,开发者在其上开发出单井综合分析、连井剖面分析、油藏平面图等等更多基础研究功能,进一步构建地震解释、构造建模、盆地模拟的复杂算法的应用功能,它将使编程者将自身的算法在软件框架中即可享用固有的工作目标和工作窗口环境,又可进行崭新的具有针对性的用户界面,工作流程以及工作目标类型的,也必将能成为石油天然气行业内最专业,最高效的软件开发环境.H
（作者单位：段非,新疆油田公司勘探开发研究院；娄玮,新疆油田公司物资供应总公司）
开发研究论文参考资料：
此文汇总,上述文章是关于油气勘探和开发研究和开放式方面的相关大学硕士和开发研究本科毕业论文以及相关开发研究论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料。
