目前国内外在地震资源勘探中央控制软件主要具有分布式结构、允许并行处理、多任务执行、磁带记录、磁盘记录、单机存储、网络存储、系统自检等功能。主要具有以下一些特点:
①在软件开发平台上使用最为广泛普及的Windows系统和更具开放性及发展潜力的Linux系统。在主控站的服务器上,更多的使用Linux系统,它具有实时多任务、多用户、界面友好、可靠而且高速的优点[1],例如法国Sercel公司的e428系统软件、国内东方地球物理公司的ES109系统的监控软件都使用Linux系统。28094
②采用面向对象的编程语言,例如C、C++和C#等,一方面方便开发,另一方面便于文护和升级。也有采用JAVA等其他语言开发的监控软件,例如Sercel公司的e428,就是用JAVA语言编写的。
③基于TCP/IP协议的网络通信。监控软件与采集站之间采用TCP/IP协议通信,是基于目前地震采集系统大都采用工业以太网进行通信的现实情况,而TCP/IP协议是以太网中最为突出的,也是应用最广泛的网络协议,TCP/IP协议主要优势是可实现操作系统的数据传输的可靠性以及对数据流量的有效控制,能够满足实时控制系统中实时性的要求。但是传统的TCP/IP协议会占用大量的系统资源[2],在浪费资源的基础上,也导致了系统对数据的实时处理能力比较差,所以一般都会对传统的TCP/IP进行改进。论文网
④基于客户/服务器的体系结构。由于目前的地震数据采集系统大多为分布式控制系统,现场的采集站构成地震数据采集网络,采用基于客户/服务器的结构,即将采集站作为客户机,监控站作为服务器,可建立高效稳定的通信网络,对于主控软件来说,可方便地接收下位机上传的数据和对下位机发出指令。
⑤使用socket套机字实现网络数据通信。网络通信中,基于TCP/IP协议的通信方式有很多,主要为socket、http、soap等,其中使用socket套机字实现网络数据通信是最常用的方式。
⑥采用多线程技术。多线程的编程技术是提高软件的并行性的重要方法,适合对时间响应和处理要求较高的场合,地震数据采集系统中的主控软件需要处理的数据和实现的功能都比较繁多和负责,采用多线程的方法满足实时控制系统中的多任务性要求。以ES109系统的监控软件为例,其多任务机制可提供多屏管理窗口,可在多个显示器中进行快速定位、窗口拖动和决速切换等操作[3]。
⑦具有对采集数据进行格式转换并存储的功能。由于传统的原因,目前的处理中心仍以磁带记录为主,地震数据的存储和解释工作需要使用标准磁带格式存储的数据,目前国际上常用的格式有SEG-Y和SEG-D。国内外的主流地震采集系统的主控软件都具有格式转换存储功能。
⑧具有强大的数据处理功能。这里所说的数据处理是指一些预处理工作,例如数字滤波、动态校正、废道识别等,是为了方便后续的数据解释工作。由于地震数据的处理涉及海量数据、多种参数、运算速度等问题,新技术和新算法的发展对控制软件的数据处理功能起主要推动作用。国外的软件开发在这方面处于领先,例如428XL系统的e428软件,在将数据录入磁带或磁盘之前,可执行全部需求计算,如果是可控震源施工,在将地震数据记入磁带之前,还可以进行相关和叠加处理[4]。
地震资源勘探中央控制软件的发展趋势[2][4][5][6]
随着油气勘探开发等需求的牵引和应用数学和计算机技术等新技术的推动,地震资源勘探中央控制软件的发展趋势主要体现在以下几点:
①远程控制系统的思想。也就是可以通过使用包括城域网、互联网、卫星通讯在内的现代网络通讯手段,使现场采集系统能连接到世界上任何地方的远程工作站和服务器,通过网络系统中任何地方联结的客户机终端,都可以实现某种级别的、被允许的远程操作管理、远程质量监控、远程技术支持、软件文护或者未来的远程数据传输等等[4]。
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