远程无线传输和测井数据错误的恢复外文翻译资料

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远程无线传输和测井数据错误的恢复

Zhao Yipeng1,2 , Li Ning1, and Wang Caizhi1

APPLIED GEOPHYSICS, Vol.4, No.4 (December 2007), P. 308 - 312 , 4 Figures.

摘要:测井数据的远程传输是服务企业亟待解决的问题。这里的测井数据数据远程传输技术是指将传输解决方案与CifNet多井数据管理系统相结合，实现测井数据的自动传输、存储、管理和检索，以减少周转时间。它是一种应用数字签名技术来实现断点传输和错误恢复，保证测井数据传输的有效性和可靠性。

关键词:数据传输，日志，CifNet。

1. 介绍

测井是一项重要的油田服务工作。油田公司对测井数据进行快速处理并及时发送给用户是非常重要的。在正常日志数据处理中，日志记录组在井场记录测井数据，返回基地，将数据提交给处理中心，生成最终结果。从记录到提交的过程是无用的等待时间。将测井数据直接从井场传输到远程处理中心，可以缩短转换时间。

石油服务公司广泛应用卫星远程数据传输，实现了井场到处理中心的全球快速传输。然而，卫星通信的设施和通信费用对于测井服务公司的团队来说太高了。此外，手机通信具有明显的优势，如低成本和广泛的覆盖面。一些公司尝试通过手机无线网络进行传输，但手机网络稳定性差，误码率高，常用的FTP等传输软件传输、错误诊断、错误恢复不完善，没有得到广泛的应用。，如果能改善其稳定性较差的问题，通过手机网络进行无线传输将是一种实用的远程传输解决方案。

本文将介绍了一种利用手机无线网络克服无线网络稳定性差的日志数据远程传输技术，为日志服务企业提供一种经济实用的远程数据传输解决方案。我们的解决方案与现有技术的不同之处在于，(Wang et al., 2003; Shi and Ling, 2004; Wang et al., 2006) 它对传输的数据进行了错误诊断，检测出稳定性差、位误差大等引起的误差。与普通断点传输的不同之处在于，它只重发错误的数据段，而不是从错误点重发，为实现可靠、高效的数据传输提供了快速的错误恢复。

CifNet(Li et al., 2004; 2006)系统的扩展实现了日志数据的传输、存储、管理和检索的自动化，大大缩短了日志数据的转换时间，完美地解决了对日志数据远程传输的要求。

1. 常见的远程传输模式及分析

实际中常用的传输软件有FTP和腾讯QQ、网易POPO、微软MSN等即时通讯工具。以下是简要分析:

1. 共同的需求

日志服务公司需要日志数据的远程传输技术，要求如下:

bull;为现场测井系统和内部处理系统提供方便的连接;

bull;传输效率高，带宽利用率高;

bull;在网络中断或出错时自动实现强大的断点传输和错误恢复;

bull;数据验证，确保准确的数据传输;

bull;加密以避免非法数据捕获;

2.常见的解决方案分析

远程计算机使用带有特殊FTP服务器的FTP客户机工具将数据上载到文件服务器。其优点是无人值守断点传输和多用户管理。缺点是FTP协议是必要的，防火墙遍历能力差，缺乏错误发现和错误恢复功能。

即时通信工具实现了用户之间的点对点文件传输。优点是:

1. 强大的网络防火墙穿越功能，在没有TCP和UDP协议的情况下，由服务器通过高层HTTP协议实现文件传输;
2. 大多数即时通信工具都提供断点传输功能。缺点是：1）不能在无人看管的情况下执行;2)无法实现数据集成和多用户管理。

虽然该软件可以实现远程数据传输，但也存在一些明显的问题:

bull;现场日志系统和。之间没有紧密的集成内部处理系统;

bull;缺乏数据验证和加密机制;

bull;简单的断点传输，没有验证和错误恢复;

bull;无内置压缩引擎，传输前后手动压缩、解压、验证不方便。

3.第一英里无线解决方案

2006年9月12日，斯伦贝谢(Schlumberger)、思科(CISCO)和英特尔(INTEL)宣布合作开发一种针对油田业务的无线通信服务，名为“第一英里无线”(First Mile wireless)。其目的是提供一个创造性的无线解决方案。解决方案的主要网络技术有802.15.4、802.11、802.16和VSAT。这些技术基本上涵盖了近、中、远距离无线传输。

应用于中远距离传输的VSAT卫星通信网络具有覆盖范围广、带宽选择灵活、可靠性高等特点。

然而，VSAT在测井数据远程传输中存在的问题是:一是VSAT基站和信道租用费用昂贵;二是将VSAT应用于定点数据传输，由于测井服务团队的流动性，基站的位置调整难以操作;第三，VSAT带宽租金是为远程实时传输设计的，具有长时间稳定的流量，但考虑到日志数据传输时间相对较短，带宽大多处于空闲状态，导致带宽效率低，浪费资金。

综上，虽然“第一英里无线”可以为油田提供完整的无线网络解决方案，但是远程传输测井数据是不现实的而且不经济，所以需要一个更合理的解决方案。

1. 解决方案设计
2. 无线传输方式

非远程无线传输方式有:超短波、无线扩频、卫星、手机网络等。除手机网络外，其他模式存在传输速率低、误码率高、覆盖范围窄、无线电管理委员会批准、基站投入高、卫星通信传输速率等问题。更实用的模式是通过手机网络提供的数据通信业务进行远程数据传输。其特点是信号覆盖范围广，终端设备和通信费用低。

目前可用的手机无线网络是中国移动GPRS和中国联通CDMA。GPRS速率较慢，但覆盖面广CDMA具有速度快、覆盖范围小的特点。

2.CifNet系统介绍

CifNet LAN多井数据管理系统是一种高效、低成本的多井通用测井和到岸价网络管理系统。CifNet多井网络数据库使用底层Cif数据结构。Cif格式使用一种通用的日志曲线格式，这是一种先进的、实用的日志数据格式。它不需要特定的机器和操作系统，而是将油田样品、加工中心格式、单井和多井曲线的数据库管理格式统一起来。其独特的定义模式既可以描述当前的测井信息(曲线、图像、全波形数据、过程和图像参数、各种中间和最终结果表、井信息记录等)，又可以以相同的方式定义未来的测井信息。它通过充分利用输入到岸价数据库的数据资源，降低了数据使用和维护的成本。基于UNIX安全机制，完整的用户权限管理、数据视图、检索和数据库下载权限管理保证了油井数据的安全性。

作为CifNet系统的扩展，与CifNet集成，实现了远程传输、数据管理和日志数据检索的集成与自动化。

3.网络结构

CifNet系统结构如图1所示。远程车载计算机带有GPRS模块，该模块通过最近的GPRS基站与GPRS网络—CMNET相连，并通过CMNET与Internet相连。处理中心的数据接收服务器通过电缆连接到Internet，并连接到企业局域网和CifNet服务器。远程计算机通过网络结构与局域网上的CifNet形成网络通道。

该网络解决方案具有以下优点:一是GPRS覆盖全国(包括远程测井车)，覆盖面广;二是终端设备便宜;三是通信费用低(各城市每年的GPRS数据通信费用略有不同);第四，GPRS网络使用方便，不需要特殊的安装调试。

4.数据流程

如图1所示，远程计算机首先连接CMNET和Internet，将数据发送到“数据接收服务器”，然后在“数据接收服务器”验证并接收数据后，自动将日志数据加载到CifNet系统。企业局域网的任何授权用户都可以在数据加载后在PC客户机上检索最新的日志数据。该系统实现了日志数据的采集→传输→管理→检索的集成和自动化，简化了资源的移交，减少了资源的处理时间。

5.软件设计

我们设计了一套客户端/服务器端数据传输和接收软件，以满足日志数据传输的需求。本软件具有以下特点：

bull;为处理日志数据而设计，自动实现数据传输和存储，并在无人值守状态下随时检索上传的日志数据;

bull;强大的网络适配功能，可以使用HTTP协议穿越网络防火墙，也可以通过网络支持的更高效的TCP/IP协议进行传输;

bull;数据验证和错误恢复功能，在传输过程中检测错误，自动重新传输错误数据，不包括错误点后的数据;

bull;支持多用户并发传输;

bull;传输过程中对数据进行加密，确保数据安全;

bull;独立执行，无需服务器支持，系统配置简单。

6.数据传输误差恢复

传统FTP软件只能实现简单的断点传输。它检查上传的文件长度，并将其恢复到安全长度，以便在发生网络错误时重新传输。此外，FTP无法在数据传输完成后对传输的数据进行验证和恢复。

我们软件的一个关键点是实现远程数据验证和错误恢复。它可以在数据传输完成后发现和纠正任何存在的错误，只对坏数据段进行重传，提高了错误恢复效率。该软件基于客户端/服务器模型，将数据上传客户端和远程数据接收服务器分离开来。在远程客户机上，它根据数据文件长度划分合理的数据段大小，该数据段是最小的可恢复数据长度。软件在传输前计算每个段的数字签名，数据接收过程在接收数据后计算接收文件的签名。该软件比较服务器上每个数据段的数字签名，并判断是否存在数据传输错误。如果是，则重新传输坏数据段。

数据段的大小直接关系到错误恢复的效率。如果数据段大小较大，错误恢复的代价就太大。理论上，数据段大小与文件长度成正比。文件大小越大，使用的段大小越大。段的大小也与信号的质量成正比;当通信质量好，误码率低时，使用较大的数据段。实际节段大小由实际传动试验决定，并可调，以优化传动。数字签名的处理需要一定的计算量，但目前的数字签名效率较高，测试后对性能的影响可以忽略不计。

该软件实现了客户端和服务器之间的远程调用，以实现使用Web服务的数据传输。使用Web服务的优点是客户端可以实现从Web服务接口服务器调用的透明远程过程，从而减少开发和维护工作负载。Web HTTP协议可以穿透防火墙，因为它使用简单对象访问协议(Simple Object Access protocol, SOAP)。目前，GPRS有两套网络，CMNET和CMWAP。CMNET支持所有协议，CMWAP只支持HTTP协议，SOAP协议支持两个网络，因此它更加灵活。SOAP还可以通过从有线网络穿透企业防火墙向总部发送数据，因此使用SOAP协议是有意义的。

7.基于SOAP协议的数据传输

通常，SOAP协议使用XML格式进行通信。对于二进制日志数据，SOAP协议将使用Base64代码将二进制数据转换为文本信息，并将其插入XML数据中进行传输。然而，Base64代码有一些副作用;Base64编码后的数据增加了33%，客户端和服务器的编码和解码工作影响了效率。

Delphi软件开发系统支持带有附件的SOAP (w3c SOAP 1.2附件特性)，以定义通过SOAP协议传输二进制数据。它使用MIME模式将二进制数据附加到XML数据的末尾，而不进行编码和解码，以提高传输效率。为了提高传输效率，在传输前对附加内容进行压缩，然后在服务器上进行解压缩

8.数据传输软件实现

该软件是使用Delphi为Win32开发的。与普通Web服务程序的不同之处在于，它结合使用Indy组件和Delphi Web服务，将Web服务功能直接嵌入到服务器程序中。它只需要一个服务器端口配置就可以执行服务，而且与. net和Java相比，它不需要IIS或应用服务器配置，因此易于部署。

图2显示的接口数据上传客户端软件,该软件计算上传数据的数字签名f我勒,将计算的结果发送给服务器,传输日志数据段,服务器计算接收到的文件的数字签名,而且,如果检测到一个错误,客户端将重新发送任何糟糕的数据段。然后服务器将数据文件加载到CifNet系统数据库。

为了测试软件的错误恢复功能，对服务器上正常传输的文件进行手动销毁并重新传输。结果如图3所示

如图所示，客户机检查上传的数据文件并在数据段0和8上诊断错误，然后重新传输这两个段并再次检查文件。如果文件正确，传输就完成了。

完成了所有的软件开发和传输测试工作。通过华北油田、长庆油田、中国石油测井习安总部现场传输试验，性能稳定，传输可靠。表1显示了测试结果。

1. 结论

该技术为测井数据的远程传输提供了一条经济有效的途径。通过与CifNet系统的结合，为测井数据的传输、存储、管理和检索提供了完整的自动化解决方案，适用于野外测井队伍。由于手机网络速度较慢，无法满足日志数据成像的实时传输要求，但未来随着3G网络的发展和宽频带的出现，可以实现整个日志项目的实时传输。

1. 参考文献

Li, N., Wang, C. Z., and Qiao, D. X., 2006, A high- efficiency and low-cost exploration data management system: SPE 104453.

Li, N., Wang, M. C., Cui, J., Wang, J. Q., and Wang, C. Z., 2004, CifNet network multi-well data management system: Applied Geophysics, 1 (2), 129 – 131.

Shi, W. N., and Ling, H. H., 2004, Discussion about data transmission protocols for GPRS network: Telecommunications for

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