一种基于ifix平台的实时报警智能辅助分析系统及方法
【专利摘要】一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统及方法，实时数据库通过程序触发，数据转存于过程数据库和历史数据库，策略运行和智能辅助分析器通过过程数据库访问接口和过程数据库开发包、以及历史数据库访问接口和历史数据库开发包把过程数据和历史数据读取上来进行策略运行和智能辅助分析器，通过策略组装及设定器和实时报警智能辅助分析调度运行器进行数据调度、分析和处理，得出的数据写入过程数据库中。本发明的有益效果：根据不同的算法自动分析计算一段时间的历史数据，自动计算出一个合理的报警限值，从而解决原系统存在的报警数据多，人工翻阅曲线工作量大的问题，自动实现该报警信息对应数据库点的历史曲线查看，供值班人员分析报警使用。
【专利说明】一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及石油开采过程中的信息自动化【技术领域】，特别涉及一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统及方法。
【背景技术】
[0002]数据采集与监视控制系统(SupervisoryControl And Data Acquisition),简称:SCADA0它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，具有对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
[0003]SCADA系统负责油田管辖范围内的计量站、水源井、油气井的数据采集和监控，该系统报警存在着报警数量多、人工翻阅曲线工作量大的问题。主要是由于监控点数量多，报警限难以做到及时设置，从而影响了系统报警的准确性，并导致了无谓报警增多，人工确认失误率增加。
[0004]人工翻阅曲线是对系统报警效率不足的一种补救方式。为确保准确监控，监控人员每四小时翻阅一遍监控点曲线，从曲线的异常形态大致判断现场状况，并通知现场巡检人员落实情况。此种方法的优点是异常状况的识别率高，缺点是人工翻阅曲线速度慢、周期长，发现事故的及时性不佳和响应能力差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是:提供一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统及方法，以IFIX为平台的SCADA系统实时数据库技术已经比较成熟，可以做到对实时报警数据进行智能分析，根据数据源的历史趋势，实现对报警参数的智能辅助设置，提高了设置报警限值的工作效率以及设置的准确性，可靠性；减少了误报和漏报的报警数量，使得报警数量区域合理化，减轻了工作人员的工作量，提高工作人员的监控效率；同时，灵活的脚本处理功能与IFIX原有的报警紧密结合，结合报警信息与曲线进行比较，极大的提高了对报警确认的准确性。
[0006]本发明采用的技术方案是:一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析方法，含有以下步骤；实时数据库I通过程序触发，数据转存过程数据库2和历史数据库3，策略运行和智能辅助分析器9通过过程数据库访问接口 6和过程数据库开发包4、以及历史数据库访问接口 7和历史数据库开发包5，把过程数据和历史数据读取上来进行策略运行和智能辅助分析器，通过策略组装及设定器8和实时报警智能辅助分析调度运行器10进行数据调度、分析和处理，得出的数据写入过程数据库2中。
[0007]基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析方法，还含有以下步骤；
[0008]步骤1、实时数据库提供两种调度方式，包括数据实时性和事务实时性。数据实时性是现场数据的更新周期，作为实时数据库，事务实时性是指数据库对其事务处理的速度，是事件触发方式或定时触发方式；触发事件一旦发生立刻获得调度；定时触发在一定时间范围内获得调度权；[0009]步骤2、过程数据库是内存中的数据库，只处理当前时刻的数据的实时值，对历史数据不做处理；是实时数据库中处理实时数据部分，和历史数据库组成了实时数据库；
[0010]步骤3、历史数据库负责对过程数据库中的实时数据，进行历史数据的归档存储，和过程数据库一起组成了实时数据库；历史数据库负责对实时数据的快速存储，和高效的压缩；
[0011 ] 步骤4、过程数据库开发包，是GE为了满足客户的二次开发的需求，推出的可是直接访问IFIX过程数据库的一套开发组件；
[0012]步骤5、历史数据库开发包，是GE为了满足客户的二次开发的需求，推出的可是直接访问IFIX历史数据库的一套开发组件；
[0013]步骤6、过程数据库访问接口，IFIX过程数据库开发包中包含的实时数据访问接口，简称EDA;接口中定义了访问IFIX过程数据库中数据点的当前实时值，报警状态，报警配置等一些列属性的接口函数；
[0014]步骤7、历史数据库访问接口，IFIX历史数据库开发包中包含的历史数据访问接口，简称HAD ;接口中定义了访问某点，某个时刻的数值的接口 ；
[0015]步骤8、策略组装及设定器，系统采用C/S结构模式，策略组装以及设定是一个对策略服务进行管理的客户端管理软件，添加、删除、修改策略服务器中定义的策略；
[0016]步骤9、策略运行和智能辅助分析器，提供策略运行、分析等服务，将组配的各种策略，进行分析计算；并将运行分析的结果经过过程数据库接口(EDA)写入到过程数据库中或者将运行的结果信息发送到实时报警智能辅助分析系统客户端或将报警发送到实时报警智能辅助分析调度部分；
[0017]步骤10、实时报警智能辅助分析调度运行器，根据策略配置以及策略运行的结果产生辅助报警以及预警信息；并将报警信息发送到实时报警智能辅助分析系统客户端；
[0018]步骤11、实时报警智能辅助分析系统客户端；日常值班操作人员操作界面，实现辅助报警以及预警信息的查看，报警限值根据不同算法进行自动设置，以及分析设置效果；历史报警以及预警信息的管理，重点关注的数据的历史曲线分析查看。
[0019]一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，实时数据库连接数据转存过程数据库和历史数据库；
[0020]数据转存过程数据库连接过程数据库开发包；
[0021]过程数据库开发包连接过程数据库访问接口 ；
[0022]过程数据库访问接口连接策略运行和智能辅助分析器；
[0023]历史数据库连接历史数据库开发包；
[0024]历史数据库开发包连接历史数据库访问接口 ；
[0025]历史数据库访问接口连接策略运行和智能辅助分析器；
[0026]策略运行和智能辅助分析器连接策略组装及设定器、实时报警智能辅助分析系统客户端和实时报警智能辅助分析调度运行器。
[0027]本发明对SCADA系统数据源点进行归类，分析其数据曲线及报警参数特性，建立对其智能分析的数学模型；研究SCADA实时数据库,选定数据接口模式；选择有代表性的一座油田做实验，检验程序有效性和系统稳定性，程序调试和测试成功后，进行推广应用。
[0028]本发明的有益效果:通过EDA/HAD接口，以VSVisual studio2010做开发工具，以WCF的为基础实现Client客户端/Server服务器体系结构。根据不同的算法自动分析计算一段时间的历史数据，自动计算出一个合理的报警限值，从而解决原系统存在的报警数据多，人工翻阅曲线工作量大的问题。同时系统还提供嵌入式脚本点的方式，灵活的处理各种逻辑，从而实现系统的智能报警功能，同时可以现实目前系统中难以实现的报警功能。系统还通过和IFIX的密切结合，在原系统的报警系统基础上，直接点击报警控件上的某条报警信息，自动实现该报警信息对应数据库点的历史曲线查看，供值班人员分析报警使用。
[0029]基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，经过3个月的试运行测试，完全满足安全生产的需要，极大地提高了报警限值的设置准确性，缩短了设置报警的周期，以前7个工作日才能完成工作量，通过实时报警智能辅助分析系统0.5个工作日即可完成，极大的减轻了工作人员的工作量，使得管理工作更具科学性、规范性和高效性。同时报警的数量趋于合理，提高了对报警处理的及时性、准确性。系统遵循计算机软件工程规范进行设计开发，功能齐全、系统界面清新，使用方便，实用性强，方便、较好的满足了石西油田监控室人员的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统结构示意图，是一个反映数据处理和程序流程图。
[0031]图2策略运行和智能辅助分析器，实时报警智能辅助分析调度服务流程图。【具体实施方式】
[0032]实施例1:参阅图1，一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，实时数据库I通过程序触发，数据转存过程数据库2和历史数据库3，策略运行和智能辅助分析器9通过过程数据库访问接口 6和过程数据库开发包4、以及历史数据库访问接口 7和历史数据库开发包5把过程数据和历史数据读取上来进行策略运行和智能辅助分析器，通过策略组装及设定器8和实时报警智能辅助分析调度运行器10进行数据调度、分析和处理，得出的数据写入过程数据库2中。
[0033]一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析方法，策略运行和智能辅助分析器9通过实时报警智能辅助分析调度运行器10对实时调度策略组装及设定器8组装定义的各种策略进行实时调度，各种策略分别通过过程数据库访问接口 6和过程数据库开发包4、以及历史数据库访问接口 7和历史数据库开发包5与实时数据库I进行数据交互，运行的结果以WCF(Windows Communication Foundation)服务的形式主动发送到实时报警智能辅助分析系统客户端11显示出来。
[0034]基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析方法，含有以下步骤；
[0035]步骤1、实时数据库I，实时数据库I (RTDB — Real Time DataBase)是数据库系统发展的一个分支，是数据库技术结合实时处理技术产生的。实时数据库系统是开发实时控制系统、数据采集系统、CIMS系统等的支撑软件。在流程行业中，大量使用实时数据库系统进行控制系统监控，系统先进控制和优化控制，并为企业的生产管理和调度、数据分析、决策支持及远程在线浏览提供实时数据服务和多种数据管理功能。实时数据库已经成为企业信息化的基础数据平台。[0036]实时数据库I的一个重要特性就是实时性，包括数据实时性和事务实时性。数据实时性是现场数据的更新周期，作为实时数据库1，不能不考虑数据实时性。一般数据的实时性主要受现场设备的制约，特别是对于一些比较老的系统而言，情况更是这样。事务实时性是指数据库对其事务处理的速度。它可以是事件触发方式或定时触发方式。事件触发是该事件一旦发生可以立刻获得调度，这类事件可以得到立即处理，但是比较消耗系统资源；而定时触发是在一定时间范围内获得调度权。作为一个完整的实时数据库，从系统的稳定性和实时性而言，必须同时提供两种调度方式。
[0037]步骤2、过程数据库2，是内存中的数据库，只处理当前时刻的数据的实时值，对历史数据不做处理。是实时数据库I中处理实时数据部分，是实时数据库I的重要组成部分，和历史数据库3组成了实时数据库。
[0038]步骤3、历史数据库3，负责对过程数据库中的实时数据，进行历史数据的归档存储，是实时数据库I的重要组成部分，和过程数据库2 —起组成了实时数据库I。和普通数据存储的不同，历史数据库3负责对实时数据的快速存储，和高效的压缩。对应于IFix系统中的HTA/HTC等部分。
[0039]步骤4、过程数据库开发包4，是GE为了满足客户的二次开发的需求，推出的可是直接访问IFIX过程数据库的一套开发组件。
[0040]步骤5、历史数据库开发包5，是GE为了满足客户的二次开发的需求，推出的可是直接访问IFIX历史数据库的一套开发组件。
[0041]步骤6、过程数据库访问接口 6，IFIX过程数据库开发包中包含的实时数据访问接口，简称EDA。接口中定义了访问IFIX过程数据库中数据点的当前实时值，报警状态，报警配置等一些列属性的接口函数。
[0042]步骤7、历史数据库访问接口 7，IFIX历史数据库开发包中包含的历史数据访问接口，简称HAD。接口中定义了访问某点，某个时刻的数值的接口。
[0043]步骤8、策略组装及设定器8，由于系统采用C/S结构模式，策略组装以及设定是一个对策略服务进行管理的客户端管理软件，通过这个软件我们可以添加、删除、修改策略服务器中定义的策略。为了方便管理人员快速开发出策略，软件提供了策略模板，批量生成策略等功能1吴块。
[0044]步骤9、策略运行和智能辅助分析器9，提供策略运行、分析等服务，将组配的各种策略，进行分析计算。并将运行分析的结果经过过程数据库接口(EDA)写入到过程数据库中或者将运行的结果信息发送到实时报警智能辅助分析系统客户端或将报警发送到实时报警智能辅助分析调度部分。
[0045]步骤10、实时报警智能辅助分析调度运行器10，根据策略配置以及策略运行的结果产生辅助报警以及预警信息。并将报警信息发送到实时报警智能辅助分析系统客户端11，用于对原有IFix报警系统有效的补充。在C/S结构的模式中，其处于服务器端，是策略运行和智能辅助分析器系统的一部分。
[0046]步骤11、实时报警智能辅助分析系统客户端11。日常值班操作人员操作界面，实现辅助报警以及预警信息的查看，报警限值根据不同算法进行自动设置，以及分析设置效果。历史报警以及预警信息的管理，重点关注的数据的历史曲线分析查看等。
[0047]如图2的一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，策略运行和智能辅助分析器，实时报警智能辅助分析调度服务流程图所示，还含有以下步骤；
[0048]步骤1:实时数据库I通过程序触发，数据转存过程数据库2和历史数据库3，策略运行和智能辅助分析器9通过过程数据库访问接口 6和过程数据库开发包4、以及历史数据库访问接口 7和历史数据库开发包5，把过程数据和历史数据读取上来进行策略运行和智能辅助分析器，通过策略组装及设定器8和实时报警智能辅助分析调度运行器10进行数据调度、分析和处理，得出的数据写入过程数据库2中。
[0049]步骤2:策略运行和智能辅助分析器9通过实时报警智能辅助分析调度运行器10对实时调度策略组装及设定器8组装定义的各种策略进行实时调度，各种策略分别通过过程数据库访问接口 6和过程数据库开发包4、以及历史数据库访问接口 7和历史数据库开发包5与实时数据库I进行数据交互，运行的结果以WCF(Windows CommunicationFoundation)服务的形式主动发送到实时报警智能辅助分析系统客户端11显示出来。
[0050]实施例2:如图1所示，
[0051]一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，实时数据库I连接数据转存过程数据库2和历史数据库3 ；
[0052]数据转存过程数据库2连接过程数据库开发包4 ；
[0053]过程数据库开发包4连接过程数据库访问接口 6 ；
[0054]过程数据库访问接口 6连接策略运行和智能辅助分析器9 ；
[0055]历史数据库3连接历史数据库开发包5 ；
[0056]历史数据库开发包5连接历史数据库访问接口 7 ；
[0057]历史数据库访问接口 7连接策略运行和智能辅助分析器9 ；
[0058]策略运行和智能辅助分析器9连接策略组装及设定器8、实时报警智能辅助分析系统客户端11和实时报警智能辅助分析调度运行器10。
【权利要求】
1.一种基于IFix平台的实时报警智能辅助分析方法，实时数据库通过程序触发，数据转存于过程数据库和历史数据库，策略运行和智能辅助分析器通过过程数据库访问接口和过程数据库开发包、以及历史数据库访问接口和历史数据库开发包把过程数据和历史数据读取上来进行策略运行和智能辅助分析器，通过策略组装及设定器和实时报警智能辅助分析调度运行器进行数据调度、分析和处理，得出的数据写入过程数据库中。
2.根据权利要求1所述的一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析方法，其特征是含有以下步骤； 步骤1、实时数据库提供两种调度方式，包括数据实时性和事务实时性。数据实时性是现场数据的更新周期，作为实时数据库，事务实时性是指数据库对其事务处理的速度，是事件触发方式或定时触发方式；触发事件一旦发生立刻获得调度；定时触发在一定时间范围内获得调度权； 步骤2、过程数据库是内存中的数据库，只处理当前时刻的数据的实时值，对历史数据不做处理；是实时数据库中处理实时数据部分，和历史数据库组成了实时数据库； 步骤3、历史数据库负责对过程数据库中的实时数据，进行历史数据的归档存储，和过程数据库一起组成了实时数据库；历史数据库负责对实时数据的快速存储，和高效的压缩； 步骤4、过程数据库开发包，是GE为了满足客户的二次开发的需求，推出的能够直接访问IFIX过程数据库的一套开发组件； 步骤5、历史数据库开发包，是GE为了满足客户的二次开发的需求，推出的能够直接访问IFIX历史数据库的一套开发组件； 步骤6、过程数据库访问接口，IFIX过程数据库开发包中包含的实时数据访问接口，简称EDA ;接口中定义了访问IFIX过程数据库中数据点的当前实时值，报警状态，报警配置等一些列属性的接口函数； 步骤7、历史数据库访问接口，IFIX历史数据库开发包中包含的历史数据访问接口，简称HAD ;接口中定义了访问某点，某个时刻的数值的接口 ； 步骤8、策略组装及设定器，系统采用C/S结构模式，策略组装以及设定是一个对策略服务进行管理的客户端管理软件，添加、删除、修改策略服务器中定义的策略； 步骤9、策略运行和智能辅助分析器，提供策略运行、分析等服务，将组配的各种策略，进行分析计算；并将运行分析的结果经过过程数据库接口(EDA)写入到过程数据库中或者将运行的结果信息发送到实时报警智能辅助分析系统客户端或将报警发送到实时报警智能辅助分析调度部分； 步骤10、实时报警智能辅助分析调度运行器，根据策略配置以及策略运行的结果产生辅助报警以及预警信息；并将报警信息发送到实时报警智能辅助分析系统客户端； 步骤11、实时报警智能辅助分析系统客户端；日常值班操作人员操作界面，实现辅助报警以及预警信息的查看，报警限值根据不同算法进行自动设置，以及分析设置效果；历史报警以及预警信息的管理，重点关注的数据的历史曲线分析查看。
3.根据权利要求1所述的一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，其特征是:策略组装及设定器根据实际生产需要，进行不同的策略组装及设定器，完成策略的管理和执行。
4.根据权利要求1所述的一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，其特征是:实时报警智能辅助分析系统客户端主要人机界面交互，实现报警限设置、报警浏览和策略的管理。
5.一种基于IFIX平台的实时报警智能辅助分析系统，其特征在于，实时数据库连接数据转存过程数据库和历史数据库； 数据转存过程数据库连接过程数据库开发包； 过程数据库开发包连接过程数据库访问接口； 过程数据库访问接口连接策略运行和智能辅助分析器； 历史数据库连接历史数据库开发包； 历史数据库开发包连接历史数据库访问接口； 历史数据库访问接口连接策略运行和智能辅助分析器； 策略运行和智能辅助分析器连接策略组装及设定器、实时报警智能辅助分析系统客户端和实时报警智能辅助分析调度运行器。
【文档编号】G05B19/04GK104035342SQ201310069754
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2013年3月6日
【发明者】王如涛, 饶政, 李国荣, 樊跃江, 李泌, 赵金龙, 黄星, 谢火成, 申兴建 申请人:中国石油天然气股份有限公司