劉永軍　陳玉潔　祁雯　常潤明

摘 要：從事石油開采研究經常需要在異地進行成果展示和協(xié)同工作，用傳統(tǒng)手段不僅效果差，且對網絡帶寬和終端設備性能要求較高。而DCV遠程三維云桌面系統(tǒng)具有成本低、傳輸效率高、應用效果好的特點，可以在低帶寬條件下，利用一般配置的辦公微機上實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心地震工區(qū)的異地三維顯示， 滿足科研生產的需求。

關鍵詞：云桌面；三維可視化；地震剖面；協(xié)同工作

中圖分類號：TP316.81 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

在傳統(tǒng)地震研究中，地震資料處理和解釋平臺是獨立的。在高性能計算設備上計算得到的結果通過網絡返回本地工作站，工作人員在本地利用高端工作站進行可視化處理。而油田行業(yè)科研生產具有很強的特殊性，一是油田工作地點一般較分散，而科研數(shù)據(jù)一般為集中管理；二是科研決策層需要實時掌握科研動態(tài)以提高決策的科學性。往往需要在相距很遠的幾個地方同時開展協(xié)同工作，這對網絡帶寬和設備配置提出了很高的要求。特別是在進行異地新鉆井井位審查工作時，要求實時調用數(shù)據(jù)中心的資料。這些資料大部分具有數(shù)據(jù)體龐大、需要進行三維顯示等特點，不可能在每一個工作場所都配備一套和數(shù)據(jù)中心一樣的軟硬件設備，也不可能在每個工作地點和數(shù)據(jù)中心之間都能建設一條高帶寬的網絡[1]。

在傳統(tǒng)應用模式下，需配置高性能圖形工作站來完成工作，造成運行成本高、資產投資回報率低等問題。而且應用人員一般利用ssh、relogin等系統(tǒng)工具連接到遠程服務器，不僅只能進行二維圖形顯示，而且在網絡環(huán)境不良時還會出現(xiàn)顯示不流暢、顏色不正常等問題，導致地震解釋應用中斷，直接影響油田的勘探生產。

2 系統(tǒng)概述（System summarization）

遠程三維云桌面系統(tǒng)是云桌面技術與地震資料解釋技術結合，系統(tǒng)建設的難點是地學應用系統(tǒng)在與云桌面的集成時，不能影響用戶對地學軟件的應用，而且跨區(qū)域進行科研工作時，能在正常辦公網絡環(huán)境下，在一般配置的主機上就能達到在本地數(shù)據(jù)應用中心一致的應用效果，在系統(tǒng)操作和維護方面要使遠程科研人員感到方便、簡單，以減少系統(tǒng)維護的復雜度。針對這些要求和技術難題，建設了云桌面三維可視化實現(xiàn)與應用系統(tǒng)。此系統(tǒng)依靠信息前沿技術的幫助，結合油田行業(yè)特點，以云桌面技術、分布式云計算存儲技術、云桌面安全技術為支撐點，融合了油田勘探開發(fā)地學應用軟件，搭建了強大、安全、可靠的遠程三維云桌面系統(tǒng)，以滿足油田異地遠程三維可視化圖顯計算的需要[2]。

3 系統(tǒng)建設（System construction）

3.1 系統(tǒng)設計

系統(tǒng)設計原則：功能上滿足遠程異地三維地震解釋處理系統(tǒng)對圖形計算特殊功能的需要，性能上采用成熟的遠程可視化技術，與已有的應用系統(tǒng)兼容性強，設計目的旨在提升應用性能、解決工作難題[3]。

系統(tǒng)功能：此系統(tǒng)重點利用DCV云桌面技術，通過Enginframe門戶管理為大型地學應用軟件GeoFrame、LandMark、Geoeast等系統(tǒng)提供統(tǒng)一應用平臺，科研人員在任何地方利用辦公室普通臺式機連通油田內網，用瀏覽器即可打開應用進行科研工作，操作方便、快捷和安全，數(shù)據(jù)體無需進行拷貝和重新加載，能滿足科研人員進行異地科研工作時實時實地調用大型三維工區(qū)的需要，解決科研計算能力異地共享的難題。功能設計圖，如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)技術要點

DCV技術（Desktop Cloud Visualization）：基于網絡標準建立的協(xié)議，此協(xié)議就是云桌面虛擬化技術（DCV），建立3D私有云，實現(xiàn)遠程2D/3D圖形顯示交互式應用。

Enginframe技術：企業(yè)網絡門戶系統(tǒng)，通過跨平臺技術支持和標準建立，與DCV技術完美融合實現(xiàn)以Web瀏覽方式完成三維可視化桌面應用。

SGE技術（Sun Grid Engind）：管理不同種類的分布式計算環(huán)境。與門戶軟件Enginframe配合完成用戶三維集群網格的作業(yè)調度、執(zhí)行與結果返回。

3.3 系統(tǒng)建設

根據(jù)系統(tǒng)架構分四部分進行服務搭建。

第一部分是搭建地學應用分布式計算集群，根據(jù)集成地學軟件的類型和規(guī)模選擇集群服務器的數(shù)量和硬件系統(tǒng)，在集群里每臺機子需要成功配置使軟件正常運行，通過SGE成為集群中的執(zhí)行主機進行后臺分布式計算，將運行結果通過DCV協(xié)議返回客戶端。

第二部分搭建DCV遠程三維云桌面服務器進行三維圖形渲染工作，顯卡是應用的關鍵硬件，因此Quadro4000的顯卡是最低硬件配置要求。DCV的工作原理是通過DCV協(xié)議建立3D通道，將渲染好的圖形返回到客戶端進行顯示。DCV技術實際上就是一種協(xié)議，是基于網絡標準建立的一套協(xié)議，與網絡其他協(xié)議兼容，這樣就致使DCV技術可以通過網絡進行遠距離傳輸，實現(xiàn)異地技術支持與圖形同步的功能。

第三部分搭建Enginframe服務器，服務器網卡的性能與客戶端配置數(shù)量有關，配置不當會成為系統(tǒng)網絡應用瓶頸。此服務與SGE作業(yè)調度系統(tǒng)相配合，當用戶通過WEB瀏覽器發(fā)起三維應用時，SGE系統(tǒng)將應用調度到集群中最合適的主機進行運行計算，并將計算結果以二維圖形傳給DCV渲染主機進行圖形三維渲染，渲染結果再傳回客戶端。Enginframe底層框架是基于JAVA、XML和Web Services，提供了大量與高性能計算相關的控件，利用這些控件，管理員可進行個性化網頁定制。

第四部分是客戶端應用配置，在辦公臺式機上通過安裝DCV客戶端軟件實現(xiàn)DVC協(xié)議與DCV服務器連通，安裝VNC軟件讓服務器端界面能完整傳輸?shù)竭h端客戶，實現(xiàn)界面控制顯示。對用戶應用主機沒有硬件限制，只要與油田內網相通能訪問數(shù)據(jù)與應用中心即可。系統(tǒng)拓撲圖，如圖2所示。

3.4 系統(tǒng)特點endprint

科研用戶在企業(yè)網范圍內，隨時隨地可登錄云桌面，進行科研工作與項目匯報。在異地進行項目匯報時再也不用拷貝大量數(shù)據(jù)，通過云桌面系統(tǒng)用戶在異地就可實現(xiàn)工區(qū)數(shù)據(jù)的三維可視化與應用，大大提高了科研工作效率，具有如下的技術特點：

系統(tǒng)向用戶提供統(tǒng)一的三維地震應用平臺，平臺的友好性使用戶可以通過網絡在任何地點隨時連接工作環(huán)境，并以相同的方式進行操作應用。

在帶寬有限情況下，遠程客戶端只需要配置性能一般的PC機就可以滿足遠程3D/2D交互處理需求，減少了異地購置設備費用，降低了科研投資成本。

系統(tǒng)支持向遠程用戶共享當前任務，實現(xiàn)實時、無延遲地進行異地三維地震工區(qū)數(shù)據(jù)無縫顯示，提高了異地團隊合作效率和科研工作的客觀性和準確性。

建立地學軟件私有云，將數(shù)據(jù)資源集中統(tǒng)一進行管理，提高了科研工作的安全性、連續(xù)性和擴展性。將圖形處理和數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)中心，用戶提交作業(yè)通過分布式計算系統(tǒng)進行管理，這樣即保證了業(yè)務的連續(xù)性，又實現(xiàn)對可視化方案進行按需配置，隨時可以擴展新的業(yè)務需求。

4 系統(tǒng)應用（System application）

4.1 協(xié)同工作應用

三維可視化云桌面系統(tǒng)經過一年的推廣應用和運行，系統(tǒng)以平穩(wěn)性、安全性、操作性受到科研人員的肯定，異地三維可視化圖形顯示質量更是有了很大的提高，成為科研人員進行異地科研工作必不可少的工具。此系統(tǒng)在協(xié)同工作方面有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，可以用于三方交互會議現(xiàn)場，讓科研人員和決策層在兩地或者三地進行協(xié)同會議，改變了原有工作方式，滿足了進行異地井位匯報時會議現(xiàn)場查看三維地震剖面的需要。當決策層需要調出匯報地震剖面時，在本地的科研工作者把相同解釋地震工區(qū)通過此系統(tǒng)調出應用，遠端的匯報者即可以將應用直接顯示給決策層，還可以通過工區(qū)數(shù)據(jù)加載應用將最新結果快速計算出，應用的效果與本地一致，使決策層能實時掌握最新科研動態(tài)，避免了科研信息不通暢造成的決策不科學性和不客觀性，從而影響科研生產。

4.2 GeoProbe三維應用軟件性能提升

GeoProbe模塊是LandMark軟件的應用模塊，此模塊主要實現(xiàn)三維工區(qū)建模和顯示，是一款典型的三維應用模塊，此模塊對網絡帶寬和顯卡的依賴程度比較高，無法在普通PC機上正常使用此軟件。但利用三維可視化云桌面系統(tǒng)，用戶可以在任何一臺普通主機上都達到模塊正常運行，突破了模塊運行的局限性，極大方便了用戶的應用研究。

4.3 普通辦公環(huán)境應用

在原來工作模式下，科研人員需要到本地的數(shù)據(jù)應用中心或者配置高性能工作站才能進行地震解釋應用。但通過此系統(tǒng)用戶可以在普通辦公環(huán)境下，即網絡帶寬和辦公主機都不需要提升的情況下，進行科研工作，網絡延遲短，圖形顯示流暢，透視和凹凸紋理顯示正常。使工作人員無需再到中心機房或者購買高性能工作站，為科研人員提供了方便，從而提高了科研工作效率。

5 結論（Conclusion）

油田勘探開發(fā)研究是一項復雜工作，經常需要跨區(qū)域進行協(xié)同工作，決策層也需要實時了解和查看最新研究成果。利用云桌面技術使地震剖面異地顯示與共享成為可能，科研人員即使不在數(shù)據(jù)中心也可以隨時進行勘探開發(fā)研究工作，改變了原有工作方式，增強了協(xié)同工作能力。此系統(tǒng)操作簡單、方便，異地顯示效果良好，系統(tǒng)建設時具有很好的兼容性和擴展性，在油田技術應用方面可以大力推廣。

參考文獻（References）

[1] 姜索華，等.三維可視化技術在地震資料解釋中的應用[J].中國海洋大學學報，2004，（01）：147-152.

[2] 王峰，等.虛擬桌面及關鍵技術分析[J].電信技術，2011，（01）：24-26.

[3] 宋小麗.云桌面系統(tǒng)策略管理應用[J].信息系統(tǒng)工程，2012，（05）：49-50.

作者簡介：

劉永軍（1969-），男，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

陳玉潔（1976-），女，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

祁 雯（1973-），女，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

常潤明（1982-），女，學士，工程師.研究領域：油田信息化.endprint

科研用戶在企業(yè)網范圍內，隨時隨地可登錄云桌面，進行科研工作與項目匯報。在異地進行項目匯報時再也不用拷貝大量數(shù)據(jù)，通過云桌面系統(tǒng)用戶在異地就可實現(xiàn)工區(qū)數(shù)據(jù)的三維可視化與應用，大大提高了科研工作效率，具有如下的技術特點：

系統(tǒng)向用戶提供統(tǒng)一的三維地震應用平臺，平臺的友好性使用戶可以通過網絡在任何地點隨時連接工作環(huán)境，并以相同的方式進行操作應用。

在帶寬有限情況下，遠程客戶端只需要配置性能一般的PC機就可以滿足遠程3D/2D交互處理需求，減少了異地購置設備費用，降低了科研投資成本。

系統(tǒng)支持向遠程用戶共享當前任務，實現(xiàn)實時、無延遲地進行異地三維地震工區(qū)數(shù)據(jù)無縫顯示，提高了異地團隊合作效率和科研工作的客觀性和準確性。

建立地學軟件私有云，將數(shù)據(jù)資源集中統(tǒng)一進行管理，提高了科研工作的安全性、連續(xù)性和擴展性。將圖形處理和數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)中心，用戶提交作業(yè)通過分布式計算系統(tǒng)進行管理，這樣即保證了業(yè)務的連續(xù)性，又實現(xiàn)對可視化方案進行按需配置，隨時可以擴展新的業(yè)務需求。

4 系統(tǒng)應用（System application）

4.1 協(xié)同工作應用

三維可視化云桌面系統(tǒng)經過一年的推廣應用和運行，系統(tǒng)以平穩(wěn)性、安全性、操作性受到科研人員的肯定，異地三維可視化圖形顯示質量更是有了很大的提高，成為科研人員進行異地科研工作必不可少的工具。此系統(tǒng)在協(xié)同工作方面有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，可以用于三方交互會議現(xiàn)場，讓科研人員和決策層在兩地或者三地進行協(xié)同會議，改變了原有工作方式，滿足了進行異地井位匯報時會議現(xiàn)場查看三維地震剖面的需要。當決策層需要調出匯報地震剖面時，在本地的科研工作者把相同解釋地震工區(qū)通過此系統(tǒng)調出應用，遠端的匯報者即可以將應用直接顯示給決策層，還可以通過工區(qū)數(shù)據(jù)加載應用將最新結果快速計算出，應用的效果與本地一致，使決策層能實時掌握最新科研動態(tài)，避免了科研信息不通暢造成的決策不科學性和不客觀性，從而影響科研生產。

4.2 GeoProbe三維應用軟件性能提升

GeoProbe模塊是LandMark軟件的應用模塊，此模塊主要實現(xiàn)三維工區(qū)建模和顯示，是一款典型的三維應用模塊，此模塊對網絡帶寬和顯卡的依賴程度比較高，無法在普通PC機上正常使用此軟件。但利用三維可視化云桌面系統(tǒng)，用戶可以在任何一臺普通主機上都達到模塊正常運行，突破了模塊運行的局限性，極大方便了用戶的應用研究。

4.3 普通辦公環(huán)境應用

在原來工作模式下，科研人員需要到本地的數(shù)據(jù)應用中心或者配置高性能工作站才能進行地震解釋應用。但通過此系統(tǒng)用戶可以在普通辦公環(huán)境下，即網絡帶寬和辦公主機都不需要提升的情況下，進行科研工作，網絡延遲短，圖形顯示流暢，透視和凹凸紋理顯示正常。使工作人員無需再到中心機房或者購買高性能工作站，為科研人員提供了方便，從而提高了科研工作效率。

5 結論（Conclusion）

油田勘探開發(fā)研究是一項復雜工作，經常需要跨區(qū)域進行協(xié)同工作，決策層也需要實時了解和查看最新研究成果。利用云桌面技術使地震剖面異地顯示與共享成為可能，科研人員即使不在數(shù)據(jù)中心也可以隨時進行勘探開發(fā)研究工作，改變了原有工作方式，增強了協(xié)同工作能力。此系統(tǒng)操作簡單、方便，異地顯示效果良好，系統(tǒng)建設時具有很好的兼容性和擴展性，在油田技術應用方面可以大力推廣。

參考文獻（References）

[1] 姜索華，等.三維可視化技術在地震資料解釋中的應用[J].中國海洋大學學報，2004，（01）：147-152.

[2] 王峰，等.虛擬桌面及關鍵技術分析[J].電信技術，2011，（01）：24-26.

[3] 宋小麗.云桌面系統(tǒng)策略管理應用[J].信息系統(tǒng)工程，2012，（05）：49-50.

作者簡介：

劉永軍（1969-），男，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

陳玉潔（1976-），女，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

祁 雯（1973-），女，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

常潤明（1982-），女，學士，工程師.研究領域：油田信息化.endprint

科研用戶在企業(yè)網范圍內，隨時隨地可登錄云桌面，進行科研工作與項目匯報。在異地進行項目匯報時再也不用拷貝大量數(shù)據(jù)，通過云桌面系統(tǒng)用戶在異地就可實現(xiàn)工區(qū)數(shù)據(jù)的三維可視化與應用，大大提高了科研工作效率，具有如下的技術特點：

系統(tǒng)向用戶提供統(tǒng)一的三維地震應用平臺，平臺的友好性使用戶可以通過網絡在任何地點隨時連接工作環(huán)境，并以相同的方式進行操作應用。

在帶寬有限情況下，遠程客戶端只需要配置性能一般的PC機就可以滿足遠程3D/2D交互處理需求，減少了異地購置設備費用，降低了科研投資成本。

系統(tǒng)支持向遠程用戶共享當前任務，實現(xiàn)實時、無延遲地進行異地三維地震工區(qū)數(shù)據(jù)無縫顯示，提高了異地團隊合作效率和科研工作的客觀性和準確性。

建立地學軟件私有云，將數(shù)據(jù)資源集中統(tǒng)一進行管理，提高了科研工作的安全性、連續(xù)性和擴展性。將圖形處理和數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)中心，用戶提交作業(yè)通過分布式計算系統(tǒng)進行管理，這樣即保證了業(yè)務的連續(xù)性，又實現(xiàn)對可視化方案進行按需配置，隨時可以擴展新的業(yè)務需求。

4 系統(tǒng)應用（System application）

4.1 協(xié)同工作應用

三維可視化云桌面系統(tǒng)經過一年的推廣應用和運行，系統(tǒng)以平穩(wěn)性、安全性、操作性受到科研人員的肯定，異地三維可視化圖形顯示質量更是有了很大的提高，成為科研人員進行異地科研工作必不可少的工具。此系統(tǒng)在協(xié)同工作方面有著優(yōu)秀的表現(xiàn)，可以用于三方交互會議現(xiàn)場，讓科研人員和決策層在兩地或者三地進行協(xié)同會議，改變了原有工作方式，滿足了進行異地井位匯報時會議現(xiàn)場查看三維地震剖面的需要。當決策層需要調出匯報地震剖面時，在本地的科研工作者把相同解釋地震工區(qū)通過此系統(tǒng)調出應用，遠端的匯報者即可以將應用直接顯示給決策層，還可以通過工區(qū)數(shù)據(jù)加載應用將最新結果快速計算出，應用的效果與本地一致，使決策層能實時掌握最新科研動態(tài)，避免了科研信息不通暢造成的決策不科學性和不客觀性，從而影響科研生產。

4.2 GeoProbe三維應用軟件性能提升

GeoProbe模塊是LandMark軟件的應用模塊，此模塊主要實現(xiàn)三維工區(qū)建模和顯示，是一款典型的三維應用模塊，此模塊對網絡帶寬和顯卡的依賴程度比較高，無法在普通PC機上正常使用此軟件。但利用三維可視化云桌面系統(tǒng)，用戶可以在任何一臺普通主機上都達到模塊正常運行，突破了模塊運行的局限性，極大方便了用戶的應用研究。

4.3 普通辦公環(huán)境應用

在原來工作模式下，科研人員需要到本地的數(shù)據(jù)應用中心或者配置高性能工作站才能進行地震解釋應用。但通過此系統(tǒng)用戶可以在普通辦公環(huán)境下，即網絡帶寬和辦公主機都不需要提升的情況下，進行科研工作，網絡延遲短，圖形顯示流暢，透視和凹凸紋理顯示正常。使工作人員無需再到中心機房或者購買高性能工作站，為科研人員提供了方便，從而提高了科研工作效率。

5 結論（Conclusion）

油田勘探開發(fā)研究是一項復雜工作，經常需要跨區(qū)域進行協(xié)同工作，決策層也需要實時了解和查看最新研究成果。利用云桌面技術使地震剖面異地顯示與共享成為可能，科研人員即使不在數(shù)據(jù)中心也可以隨時進行勘探開發(fā)研究工作，改變了原有工作方式，增強了協(xié)同工作能力。此系統(tǒng)操作簡單、方便，異地顯示效果良好，系統(tǒng)建設時具有很好的兼容性和擴展性，在油田技術應用方面可以大力推廣。

參考文獻（References）

[1] 姜索華，等.三維可視化技術在地震資料解釋中的應用[J].中國海洋大學學報，2004，（01）：147-152.

[2] 王峰，等.虛擬桌面及關鍵技術分析[J].電信技術，2011，（01）：24-26.

[3] 宋小麗.云桌面系統(tǒng)策略管理應用[J].信息系統(tǒng)工程，2012，（05）：49-50.

作者簡介：

劉永軍（1969-），男，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

陳玉潔（1976-），女，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

祁 雯（1973-），女，學士，高級工程師.研究領域：油田信息化.

常潤明（1982-），女，學士，工程師.研究領域：油田信息化.endprint