海上溢油预测系统的研究与开发

摘要

在工业依然十分重要的今天，石油作为其中所占比重很大的能源，需求在不断增长，海上石油的开采业和石油运输行业也发展迅速，但伴随着而来的还有在石油开采和运输过程中所发生的海上溢油事故。在人为或自然的因素下，溢油事故发生十分频繁，且这些事故的发生对海洋生态环境造成了很大的伤害，也带来了巨大的社会财产损失。当发生溢油事故时，对于溢油轨迹的正确预测，可以减少决策时间，从而减少事故对环境和社会的影响。
　　本文针对以上情况，搭建了基于ASENET的海上溢油预测系统。溢油模型方面在分析了溢油的行为后采用了“油粒子”模型来模拟溢油轨迹与油膜范围，此模型使用Fortran语言编程。在系统框架方面采用了浏览器/服务器(B/S)三层架构，以微软的Visual Studio2008为集成开发环境，服务器端使用C＃语言实现可视化效果与各程序调用，浏览器端使用JavaScript和HTML完成界面设计和动态交互，数据库则采用SQL Server2008实现对溢油信息的存储。服务器程序与数据层的读、写、管理等操作通过ADO.NET技术实现，数据库不必一直保持连接的状态，可节省系统的资源并减少内存的使用。服务器与客户端之间使用JSON格式的AJAX技术实现异步数据传输，大大减少了浏览器向服务器请求的信息，加快了网页的刷新速度。在WebGIS地图服务方面采用了栅格地图技术与VML语言相结合，在降低服务器负担的同时，增加了地图的表达能力。系统中对于溢油模型的调用采用了C＃与Fortran混合编程，将Fortran程序编译链接为dll文件，C＃通过委托的方式对其进行调用，发挥了两种语言的优点，运算速度快且有出色的可视化效果。本文在最后对于本系统的5种溢油模式——单点瞬时模式、单点持续模式、管道瞬时模式、管道持续模式、面模式进行了测试，结果显示，系统很好完成了对不同的溢油情况的预测模拟。
　　在溢油事件频发的当今社会，海上溢油预测系统的搭建具有十分重要的作用。一旦出现溢油事故，本系统可在很短时间内输入此溢油事故的信息，并快速地模拟预测此溢油事件，将溢油的漂移扩散情况可视化，为发现溢油后做出紧急决策和采取措施提供了支持。该系统的应用解决了海上发生溢油事故时搜索发现困难的情况，缩短了决策与搜索时间，更好的缩小溢油给海洋生态环境带来的危害。由于该系统操作方便，普通用户使用起来也没有难度，可视化结果直观明了。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 研究背景和意义

1．1．1 研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究概况

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 论文的主要内容及其结构

1．3．1 论文的主要内容

1．3．2 论文结构安排

2 溢油行为及模型的建立

2．1 溢油行为介绍

2．1．1 溢油的扩展过程

2．1．2 溢油的漂移过程

2．1．3 溢油的风化过程

2．2 模型的建立

2．2．1 平流过程

2．2．2 湍流扩散

2．3 本章小结

3 需求分析和系统设计

3．1 系统的需求分析

3．1．1 系统功能需求

3．1．2 系统的性能需求

3．2 系统设计

3．2．1 系统总体框架

3．2．2 数据库设计

3．2．3 地图设计

3．3 本章小结

4 溢油应急系统的开发语言及关键技术

4．1 开发语言

4．1．1 HTML

4．1．2 JavaScript

4．1．3 C#

4．1．4 Fortran

4．2 C#与Fortran的混合编程

4．2．1 DLL与混合编程

4．2．2 混合编程的实现

4．3 Ajax技术

4．3．1 AJAX介绍

4．3．2 AjaxPro

4．3．3 JSON在AJAX中的应用

4．4 NetCDF数据

4．4．1 NetCDF数据简介

4．4．2 C#读取NetCDF数据

4．5 本章小结

5 溢油应急系统的实现

5．1 系统界面

5．2 系统功能

5．2．1 溢油预测及显示

5．2．2 溢油记录检索

5．2．3 曲线显示

5．2．4 文件的上传与下载

5．3．5 地图功能

5．2．6 其他功能

5．3 环境数据

5．4 溢油实例

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历

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