СПОСОБ ЗАГРУЗКИ ДАННЫХ В ЦЕНТРАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ В СИСТЕМЕ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ ДАННЫХ
METHOD FOR DOWNLOADING DATA TO CENTRAL UNIT IN SEISMIC DATA ACQUISITION SYSTEM

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение направлено на систему получения сейсмических данных. Принцип работы систем для сбора геофизических данных состоит в следующем: для заданного события один или несколько сейсмических источников (взрывчатых веществ, падающих масс, вибраторов, воздушных пушек и т.д.) активируют для распространения последовательностей всенаправленной сейсмической волны; последовательности волн, отражаемые подповерхностями слоями, детектируются сейсмическими датчиками, которые генерируют сигнал, характеризующий отражение волн на подповерхностных геологических переходах.
"Событие" относится к операции получения сейсмических данных. Оно начинается с сейсмического возбуждения, по меньшей мере, одного источника. Оно заканчивается, когда все образцы со всех трасс будут восстановлены (получены), обработаны и выпущены (обычно в соответствии с форматом SEGD). В следующем описании, "незаконченное событие" относится к операции получения сейсмических данных, которая не была закончена, например, из-за того, что данные еще не были восстановлены (называются "потерянными данными").
Более конкретно, изобретение относится к способу для загрузки данных в центральный модуль (например, на борту транспортного средства) в системе получения сейсмических данных. Данные могут представлять собой сейсмические данные (то есть, данные, полученные из аналоговых или цифровых сейсмических датчиков) и/или информационные данные (например, данные управления качеством (QC), данные об исправности оборудования (SOH)) и т.д.).
Изобретение, в частности, может применяться в отрасли разведки нефти, с использованием сейсмического способа, но может представлять собой интерес для любой другой области, в которой воплощается сеть получения сейсмических данных.
Одно конкретное применение изобретения относится к наземным системам получения сейсмических данных.
Уровень техники
Пример системы получения сейсмических данных
На фиг. 1а показан пример системы получения сейсмических данных, содержащей проводную сеть, соединенную с центральным модулем 1, и содержащую множество линий 10 получения данных. Каждая линия 10 получения данных содержит:
- электронные модули 2 (также называются "узлами"), собранные последовательно вдоль телеметрического кабеля 20, и каждый из которых ассоциирован, по меньшей мере, с одним сейсмическим датчиком 5 (на фиг. 1 показаны цепи 3 сейсмических датчиков 5). Эти электронные модули обрабатывают сигналы, передаваемые сейсмическим датчиком (датчиками), и генерируют данные;
- промежуточные модули 4 (также называются "концентраторами"), собранные последовательно вдоль телеметрического кабеля 20, и каждый из которых ассоциирован, по меньшей мере, с одним из электронных модулей 2. В примере на фиг. 1а каждый промежуточный модуль 4 ассоциирован с группой (n-1, n, n+1 и т.д.) из трех электронных модулей 2. Каждый промежуточный модуль 4 принимает данные, генерируемые электронным модулем (модулями) 2, с которыми он ассоциируется.
Данные, генерируемые электронным модулем (модулями) 2, содержат сейсмические данные и/или информационные данные (например, данные QC, данные SOH) и т.д.).
В примере, показанном на фиг. 1а, каждая линия 10 получения данных соединена с центральным модулем 1 через одно или несколько основных проводных соединений 7 (взаимно соединенных с промежуточными модулями 4), формирующими основную поперечную линию 7. В альтернативном варианте осуществления (не показан), каждая линия 10 получения данных соединена с центральным модулем 1 через беспроводное соединение (например, один из промежуточных модулей 4 имеет возможность беспроводной связи с центральным модулем, прямо или через один, или несколько других беспроводных модулей, и/или через одно или несколько промежуточных сетевых устройств).
Основная проблема сети этого типа представляет собой чувствительность системы к разрыву кабеля. Разрыв кабеля приводит к потере соединения с электронными модулями 2 и промежуточными модулями 4, расположенными после разрыва и, поэтому, к потере всех сейсмических данных, соответствующих этим электронным модулям 2. Действительно, электронные модули 2 и промежуточные модули 4 разработаны только для выполнения функции обработки сигналов. Другими словами, они последовательно возвращают сейсмические данные (без их сохранения) в центральный модуль обработки. Другими словами, разрыв кабеля приводит к непоправимой потере сейсмических данных, соответствующих датчикам участка сети, изолированного в результате разрыва.
Для преодоления проблемы разрыва кабеля и его влияния, было предложено организовать сеть получения данных в линиях 10 получения данных, соединенных с центральным модулем 1 обработки, используя основную (кабельную) поперечную линию (соединение 7), но также взаимно соединенных с вторичной (также кабельной) поперечной линией (соединением 7'), образуя, своего рода, сеть, формирующую альтернативные пути, в случае разрыва кабеля. Однако такое решение не является средством защиты во всех сценариях разрыва кабеля и проявляет тенденцию увеличения времени по установке сети и существенного повышения затрат.
Альтернативное известное решение было предложено в европейском патенте ЕР 2189817. Каждый из промежуточных модулей 4 содержит, например:
- средство 40 синхронизации, содержащее спутниковую систему 41 глобальной навигации (GPS), например;
- средство 42 электрического питания, подающее, например, напряжение 12В; и
- средство 43 сохранения сигналов, обработанных электронными модулями 2.
В альтернативном известном решении ЕР 2189817 сеть получения данных остается работоспособной в случае разрыва кабеля. Действительно, после разрыва кабеля, работа участка кабеля, изолированного от центрального модуля обработки, продолжается благодаря:
- синхронизации, выполняемой изолированными промежуточными модулями 4, которые являются автономными и независимыми от центрального модуля обработки;
- источнику питания электронных модулей 2, который подает питание в каждый из промежуточных модулей 4;
- локальному накопителю сейсмических данных на каждом из промежуточных модулей 4.
Кроме того, при нормальной рабочей ситуации, электронные модули 2 ассоциируются по умолчанию, вдоль телеметрического кабеля, с заданным промежуточным модулем 4, расположенным рядом с электронным модулем (в частности, в отношении сохранения данных и синхронизации): промежуточный модуль (n-1) ассоциируется с электронным модулем (модулями) (n-1), промежуточный модуль (n) ассоциируется с электронным модулем (модулями) (n), промежуточный модуль (n+1) ассоциируется с электронным модулем (модулями) (n+1) и т.д.
Однако, в случае разрыва кабеля, электронный модуль n может быть изолирован от соответствующего модуля n. Альтернативное известное решение для ЕР 2189817 также позволяет разрешить эту ситуацию: двунаправленное средство источника питания и двунаправленное средство сохранения в каждом из промежуточных модулей 4 позволяет соединять электронный модуль (модули) (n) (изолированный от его промежуточного модуля (n)) с промежуточным модулем (n+1) или промежуточным модулем (n-1), в соответствии с положением разрыва.
Промежуточные модули 4 также выполняют обработку сигналов и функции интерфейса, которые не показаны на фиг. 1а, с сетью (передача данных в центральный модуль 1, передача команд, принятых из центрального модуля 1 в электронные модули 2).
В первом варианте воплощения линии сбора данных, показанные на фиг. 1а (и, возможно, воплощения технологии по ЕР 2189817), датчики представляют собой аналоговые датчики 5, называемые "геофонами", в общем, взаимно соединенные в группы датчиков с помощью кабелей, для формирования кластеров, называемых "цепями геофонов" 3. Одна или несколько из этих цепей (последовательно или параллельно) соединена с каждым электронным модулем 2 (также называемым "полевым модулем преобразования в цифровую форму"), и, таким образом, последний выполняет аналого-цифровое преобразование сигнала из групп геофонов, и передает эти данные в центральный модуль.
Во втором воплощении линии получения данных, показанном на фиг. 1b (и, возможно, воплощающие технологии по ЕР 2189817), датчики представляют собой цифровые датчики 5' (например, акселерометры, полученные с помощью микромеханической обработки, также называемые "цифровыми акселерометрами на основе MEMS"), интегрированными с электронными модулями 2' (также называется "Модулем цифрового датчика"), который устраняет цепи геофонов. Каждый электронный модуль 2' интегрирует один или несколько цифровых датчиков 5'.
В известном беспроводном альтернативном варианте осуществления система содержит беспроводные модули (также называемые "Дистанционными модулями получения данных"). Каждый беспроводный модуль является независимым, ассоциированным с (то есть, соединен с или интегрирует одну или несколько функций), одного или несколько электронных модулей (узлов), и выполняет беспроводную передачу данных (непосредственно или через один или несколько других беспроводных модулей, и/или через одно или несколько промежуточных сетевых устройств) с центральным модулем и/или с устройством для сбора данных (выполняемых оператором, также называется "сборщиком данных"), если стратегия сбора данных будет воплощена. Набор беспроводных модулей может составлять беспроводную ячеистую сеть с множеством сетевых переходов, что позволяет беспроводным модулям выполнять обмен данными, между собой и с центральным модулем. Таким образом, каждый беспроводный модуль содержит свои собственные данные (то есть, данные, полученные из электронного модуля (модулей), с которым он ассоциирован), и, в конечном итоге, также содержит данные, принятые из одного или нескольких других беспроводных модулей (то есть, данные, полученные из электронного модуля (модулей), ассоциированных с этим или этими другими беспроводными модулями).
В первом варианте осуществления такого известного беспроводного альтернативного варианта осуществления, показанного на фиг. 1с, датчики представляют собой аналоговые датчики 5, и каждый беспроводный модуль 4' объединяет один или множество электронных модуля (модулей) 2, идентичных показанным на фиг. 1а (или объединяет, по меньшей мере, одну из его функций, в частности, функцию преобразования в цифровую форму). Устройство сбора обозначено номером 6 ссылочной позиции.
Во втором варианте осуществления этого известного беспроводного альтернативного варианта осуществления, показанного на фиг. 1d, датчики представляют собой цифровые датчики 5', и каждый беспроводный модуль 4'' соединен через проводное соединение 20' с электронным модулем 2', идентичным показанному на фиг. 1b (то есть, который объединяет один или несколько цифровых датчиков 5'). Устройство сбора данных обозначено номером 6 ссылочной позиции.
Техническая задача
Как подробно описано выше, стандартная система получения сейсмических данных содержит узлы (электронные модули) и концентраторы (промежуточные модули или беспроводные модули). Когда определенный интеллект интегрируется в узлах и концентраторах, каждый узел передает свои данные в концентратор, который содержит их в своей памяти. Центральный модуль может получать данные, относящиеся к этому узлу, по запросу, передаваемому в концентратор.
Проблема состоит в том, что, в некоторых случаях, центральный модуль не знает о местоположении всех данных и не знает, какой концентратор следует запросить для получения некоторых из этих данных.
В контексте, показанном на фиг. 1а и 1b (то есть, с промежуточными модулями 4), упомянутая выше проблема (отсутствие знаний местоположения некоторых данных) начинается, когда узел располагается между двумя концентраторами. Какой концентратор используется для сбора данных этого узла? Левого или правого? И что происходит, когда происходит разрыв в линии во время работы? Существуют некоторые механизмы для выбора одного из потенциальных концентраторов, но они не достаточны для того, чтобы предоставить в центральный модуль информацию о местоположении данных, поэтому, в некоторых случаях центральный модуль не знает, какой концентратор следует запрашивать для получения некоторых данных.
На фиг. 2а-2h иллюстрируется последовательность примеров, поясняющих, как иногда может быть трудно точно узнать, где, то есть, в каком из концентратора (концентраторов), расположены данные узла. Предположим, что центральный модуль CU находится в устройстве записи, и ему требуется определить, где сохранены данные узла N1 (также называются "данными N1").
- На фиг. 2а (узлы соединены), узлы N1 и N2, и концентраторы С1, и С2 собраны последовательно вдоль телеметрического кабеля. С1 соединен через проводное отверстие с центральным модулем. Данные N1 находятся в С1.
- На фиг. 2b (разъединение), разрыв появляется между С1 и N1. N1 сохраняет новые данные в С2. В С1 все еще остаются данные N1.
- На фиг. 2с (линия, восстановлена после разъединения), N1 повторно соединен с С1. Новые данные N1 сохраняются в С1. Данные N1 все еще содержатся в С2 и, возможно, в С1.
- На фиг. 2d (замена концентратора), С1 заменяют на С3. Новые данные N1 сохраняют в С3. Возможно, что данные N1 находятся в С2. Возможно, что данные N1 находятся в С1.
- На фиг. 2е (концентратор повторно соединен), С1 повторно соединен с линией. Новые данные N1 сохраняют в С3. С2 может содержать данные N1. С1 может содержать данные N1.
- На фиг. 2f (изменение узла) N1 и N2 заменяют на N4 и N3. С3 и С2 могут все еще содержать данные N1.
- На фиг. 2g (автономный концентратор) С1 не соединен с центральным модулем. Данные N1 находятся в С1, но центральный модуль не знает этого.
- На фиг. 2h (разъединение) появляется разрыв между С1 и N1. Новые данные N1 сохраняются в С2, но центральный модуль не знает этого. Данные N1 все еще остаются в С1, но центральный модуль не знает этого.
Также, в контексте фиг. 1а и 1b (то есть, с промежуточными модулями 4), существует проблема (отсутствие знаний о местоположении некоторых данных), когда линия сбора данных является автономной и соединена с центральным модулем через беспроводное соединение.
В контексте фиг. 1с и 1d (то есть, с беспроводными модулями 4', 4''), упомянутая выше проблема (отсутствие знаний о местоположении некоторых данных) существует, и даже увеличивается, из-за того, что данный беспроводный модуль может содержать данные, принятые из одного или нескольких других беспроводных модулей (то есть, данные, полученные из электронного модуля (модулей), не ассоциированного с этим заданным беспроводным модулем, но с другими беспроводными модулями). Поэтому, местоположение данных становится еще более трудно определить для центрального модуля.
Первое решение упомянутой выше проблемы могло бы состоять в построении центрального модуля с априори централизованной базой данных, описывающей топологии всей системы (со всеми узлами и всеми концентраторами), и предоставлении для каждого узла исчерпанного списка концентраторов для запроса поиска данных, на основе предположения разрывов или разъединений в системе (которые приводят к изменениям топологии). Например, если топология обозначает, что узел N1 расположен между концентраторами С1 и С2, центральный модуль знает (из априори централизованной базы данных), что данные узла N1 обрабатываются, либо концентратором С1, или концентратором С2 (другая возможность отсутствует). Следовательно, центральный модуль может вначале запросить данные N1 в концентраторе С1 и затем в концентраторе С2, если они не были ранее найдены.
Основной недостаток такого первого решения состоит в необходимости построения центральным модулем сложной априори централизованной базы данных, которая пытается определить в каждом корпусе, где находятся данные (то есть, пытается получить исчерпывающий вид местоположения всех данных среди концентраторов). Как описано выше, в некоторых случаях центральный модуль может не знать о местоположении данных, и ему не требуется знать, какой концентратор их запрашивает.
Другой недостаток этого первого решения состоит в том, что, если некоторые данные будут забыты в концентраторе, центральному модулю будет трудно их получить (например, через несколько дней), в частности, если центральный модуль был остановлен или перегружен в это время, или если концентратор был отключен и соединен с другими узлами.
Второе решение могло бы состоять в том, чтобы запросить конкретные данные во всех концентраторах. Поток данных, который при этом генерируется, мог бы быть важным и мог бы занимать большую полосу пропускания в различных линиях передачи.
Третье решение могло бы состоять в широковещательной передачи запроса для получения данных по всей системе. Такой подход выглядит неэффективным с точки зрения затрат по времени, а также концентраторы могут работать с множеством запросов, что подразумевает временные затраты на обработку и использование ЦПУ. Кроме того, широковещательная передача запроса занимает значительную ширину пропускания, поскольку сообщение распространяется на всю систему.
Цели изобретения
Изобретение, по меньшей мере, в одном варианте осуществления, направлено, в частности, на преодоление этих разных недостатков предшествующего уровня техники.
Более конкретно, цель, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения, состоит в том, чтобы предоставить технологию для загрузки данных в центральный модуль в системе получения сейсмических данных, без необходимости для центрального модуля иметь исчерпывающий обзор о местоположении всех данных среди концентраторов (промежуточных модули или беспроводных модулей).
Другими словами, цель, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения состоит в том, чтобы обеспечить технологию для поиска, в каком концентраторе (концентраторах) расположены данные, без необходимости использования упомянутой выше сложной априори централизованной базы данных стандартного решения.
Другая цель, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения состоит в том, чтобы обеспечить технологию такого вида, который позволил бы получить данные, даже если концентратор переместился или используется с другими узлами (электронными модулями), и даже если центральный модуль был остановлен или перезагружен, или если концентратор был отключен и соединен с другими узлами.
Другая цель, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения состоит в том, чтобы обеспечить технологию такого вида, которая позволяет уменьшить объем данных, предназначенных для передачи между концентраторами и центральным модулем.
Еще одна цель, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения состоит в том, чтобы оптимизировать пропускную способность данных в системе.
Еще одна цель, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения состоит в том, чтобы оптимизировать время обработки в концентраторах.
Другая цель, по меньшей мере, одного варианта осуществления изобретения, в случае сбора данных, состоит в оптимизации маршрута перемещения оператора при полевом сборе данных, что позволяет ему сфокусироваться на концентраторах, имеющих запрашиваемые данные.
Сущность изобретения
В конкретном варианте осуществления изобретения предложен способ для загрузки данных в центральный модуль в системе получения сейсмических данных, содержащей сеть, соединенную с упомянутым центральным модулем, и содержащей множество модулей, каждый модуль выполнен с возможностью генерировать и/или принимать данные, и сохранять их. Способ содержит следующие этапы, для данного модуля:
- когда упомянутый данный модуль соединяют, через проводное или беспроводное соединение, с центральным модулем, он передает в центральный модуль данные предыстории в хронологической форме или нет, представляющие данные, сохраненные в упомянутом данном модуле;
- центральный модуль сверяет упомянутые данные предыстории с потерянными данными, по меньшей мере, одного не законченного события, и после согласования, центральный модуль получает, по меньшей мере, некоторые из потерянных данных из данного модуля.
Идея основана на том факте, что каждый модуль (концентратор) точно знает, какие данные он содержит в своей памяти. В результате, центральному модулю не требуется сложная, априори централизованная база данных для определения местоположения потерянных данных. Вместо этого, предложенное решение основано на использовании механизма, содержащего передачу предыстории получения данных модулями (когда их подключают к центральному модулю), и сверки этой предыстории с потерянными данными, для обеспечения для центрального модуля возможности знать, где (то есть, в каких модулях) хранятся потерянные данные для получения их из таких модулей. Предложенное решение позволяет получать потерянные данные, забытые в модуле (даже через несколько дней после их получения, и даже если центральный модуль был остановлен или перегружен, или если модуль был отключен и подключен к другим электронным модулям), как только этот модуль будет соединен с центральным модулем.
В соответствии с конкретным свойством, упомянутые данные, сохраненные в упомянутом данном модуле, принадлежат группе, содержащей сейсмические данные и информационные данные.
Другими словами, данные могут представлять собой сейсмические данные (то есть, данные, полученные от аналоговых или цифровых сейсмических датчиков), и/или информационные данные (например, данные QC, данные SOH и т.д.).
В соответствии с конкретным свойством, упомянутые данные, сохраненные в упомянутом данном модуле, генерируются, по меньшей мере, одним электронным модулем, ассоциированным, по меньшей мере, с одним объединенным или не сейсмическим датчиком.
В соответствии с конкретным свойством, для заданного временного интервала, упомянутые данные, сохраненные в упомянутом данном модуле, принадлежат группе, содержащей:
- данные, полученные, по меньшей мере, из одного электронного модуля, ассоциированного с упомянутым данным модулем во время упомянутого временного интервала; и
- данные, полученные, по меньшей мере, из одного электронного модуля, ассоциированные с другим модулем, отличающимся от упомянутого данного модуля, во время упомянутого временного интервала.
В соответствии с конкретным свойством, упомянутая сеть содержит, по меньшей мере, одну линию получения, содержащую телеметрический кабель, вдоль которого собраны, по меньшей мере, два модуля и, по меньшей мере, два электронных модуля последовательно, каждый из упомянутых, по меньшей мере, двух электронных модулей, подключен, по меньшей мере, к одному аналоговому сейсмическому датчику или объединяет, по меньшей мере, один цифровой сейсмический датчик.
Другими словами, предложенное решение может быть воплощено в контексте фиг. 1а и 1b, то есть, с модулями (концентраторами), которые представляют собой "промежуточные модули", как описано выше.
В соответствии с конкретным свойством, упомянутая сеть содержит, по меньшей мере, два модуля, каждый из которых действует, как беспроводное дистанционное устройство получения данных и каждое из которых:
- объединяет, по меньшей мере, функцию преобразования в цифровую форму электронного модуля и подключено, по меньшей мере, к одному аналоговому сейсмическому датчику, или
- подключено к электронному модулю, объединяющему, по меньшей мере, один цифровой сейсмический датчик.
Другими словами, предложенное решение может быть воплощено в контексте фиг. 1с и 1d, то есть, с модулями (концентраторами), которые представляют собой "беспроводные модули", как определено выше.
В соответствии с первым вариантом осуществления, данные предыстории, переданные упомянутым данным модулем в центральный модуль, представляет собой полные данные предыстории, содержащие, по меньшей мере, один нормальный набор информации, содержащей, по меньшей мере: временной интервал и список электронного модуля (модулей), данные которого для упомянутого временного интервала сохранены упомянутым данным модулем.
Другими словами, данные предыстории для данного модуля представляют собой временное описание, содержащее один или несколько наборов информации, каждый набор информации представляет данные, сохраненные в упомянутом данном модуле во время данного временного интервала. Как упомянуто выше, данные предыстории могут быть хронологическими (в случае, когда временные интервалы расположены последовательно), но они также могут не быть хронологическими (в случае, когда временные интервалы, например, представлены в случайном порядке).
В соответствии со вторым вариантом осуществления, когда упомянутый данный модуль соединен с центральным модулем, центральный модуль передает временные пределы для упомянутого данного модуля, и данные предыстории, передаваемые упомянутым данным модулем в центральный модуль, представляют собой частичную предысторию, по сравнению с полной предысторией, содержащейся, по меньшей мере, в одном нормальном наборе информации, содержащей, по меньшей мере: временной интервал, и список электронного модуля (модулей), данные которого для упомянутого временного интервала были сохранены упомянутым данным модулем. Упомянутые частичные данные предыстории ограничены временем между упомянутым временным пределом и текущим временем.
В первом варианте осуществления для передачи полных данных предыстории, требуется передавать большой объем данных. Второй вариант осуществления позволяет уменьшить этот большой объем данных путем передачи только частичной предыстории, которую можно рассматривать, как результат временной фильтрации полных данных предыстории.
В соответствии с конкретным свойством второго варианта осуществления, упомянутый временной предел принадлежит группе, содержащей: дату самой старой выборки, потерянной в центральном модуле; и дату приема центральным модулем предыдущих данных предыстории, переданных упомянутым данным модулем.
В соответствии с третьим вариантом осуществления, данные предыстории, переданные упомянутым данным модулем в центральный модуль, представляют собой дополненные данные предыстории, по сравнению с полными данными предыстории, содержащими, по меньшей мере, один нормальный набор информации, содержащий, по меньшей мере: временной интервал и список электронного модуля (модулей), данные которого для упомянутого временного интервала сохранены упомянутым данным модулем. Упомянутые дополненные данные предыстории содержат, по меньшей мере, один дополненный набор информации, имеющий дополненный временной интервал и/или дополненный список электронного модуля (модулей), упомянутый, по меньшей мере, один дополненный набор информации, заменяет, по меньшей мере, два нормальных набора информации.
Третий вариант осуществления также позволяет уменьшить упомянутое выше большое количество данных, путем передачи дополненных данных предыстории, которые проще, чем полные данные предыстории и, поэтому, содержит меньше данных для передачи.
В соответствии с конкретным свойством третьего варианта осуществления, упомянутые, по меньшей мере, два нормальных набора информации, заменяемые упомянутым, по меньшей мере, одним дополненным набором информации, относят к, по меньшей мере, двум соседними временным интервалам, принадлежащим группе, содержащей:
- по меньшей мере, два соседних временных интервала с разными списками электронного модуля (модулей), упомянутые разные списки электронного модуля (модулей), получают в результате изменения топологии упомянутой сети; и
- по меньшей мере, два не соседних временных интервала с одинаковым списком электронного модуля (модулей), упомянутые, по меньшей мере, два не соседних временных интервала, соответствующие разным периодам получения данных, без изменения топологии упомянутой сети, и разделены, по меньшей мере, одним периодом без получения данных.
В соответствии с конкретным свойством, способ содержит этап определения упомянутых потерянных данных упомянутого, по меньшей мере, одного не законченного события, содержащий:
- центральный модуль передает запросы на получение данных в модуль (модули), выбранный, как функция сохраненных описаний, ранее переданных в центральный модуль модулями во время предыдущего события (событий), причем каждое сохраненное описание обозначает электронный модуль (модули), данные которого сохранены упомянутым модулем в предыдущее время соединения;
- центральный модуль принимает отклики на упомянутые запросы, содержащие данные;
- центральный модуль определяет потерянные данные, как функцию данных, содержащихся в принятых откликах.
Таким образом, центральному модулю не требуется сложная, априори централизованная база данных, описывающая топологию всей системы и предоставляющая для каждого электронного модуля (узла) исчерпывающий список модулей (концентраторов), для запроса при поиске данных, с тем, чтобы сделать предположения о разрывах или разъединениях в системе (которые приводят к изменениям топологии). Вместо этого, для незаконченного события, центральный модуль:
- на первой фазе использует описания, ранее переданные модулями, позволяя, таким образом, получать большинство данных о незаконченном событии и;
- затем, на второй фазе, получает потерянные данные с упомянутым выше механизмом, содержащим передачу данных предыстории модулями, и сверяет эти данные предыстории с потерянными данными для того, чтобы обеспечить для центрального модуля возможность знать, какие модули содержат потерянные данные, и получить их из этих модулей.
В соответствии с конкретным свойством, на этапе получения, по меньшей мере, некоторых из потерянных данных из данного модуля, центральный модуль выполняет этап, принадлежащий группе, содержащей:
- центральный модуль передает запрос в отношении потерянных данных в упомянутый данный модуль, и принимает в ответ, по меньшей мере, некоторые из потерянных данных;
- центральный модуль передает информацию в устройство сбора данных, которое, когда им управляет полевой оператор, собирает, по меньшей мере, некоторые из потерянных данных из упомянутого данного модуля, и предоставляет их в центральный модуль.
Тот факт, что становится известно, где содержатся потерянные данные, является оптимальным: в первом случае, он позволяет центральному модулю передавать минимальное количество запросов (запросы потерянных данных), и во втором случае он позволяет оптимизировать движение сборщика по полю (позволяя ему фокусироваться на модулях, имеющих запрашиваемые потерянные данные).
В соответствии с конкретным свойством, способ содержит следующий этап, когда упомянутый данный модуль соединяют с центральным модулем: упомянутый данный модуль передает в центральный модуль описание, обозначающее электронный модуль (модули), в которых он содержит данные о текущем времени соединения, позволяя центральному модулю знать, следует ли запрашивать данный модуль в отношении, по меньшей мере, одного будущего события.
Таким образом, во время незаконченного события, модуль передает в центральный модуль описание, которое будет использоваться во время первой фазы, по меньшей мере, одного будущего события. Такое предчувствие знания места положения хранения (предположение будущего местоположения), основанное на текущем статусе, позволяет быстро получить большую часть данных.
В другом варианте осуществления изобретение относится к компьютерному программному продукту, содержащему инструкции программного кода для воплощения упомянутого выше способа (в любом из его разных вариантов осуществления), когда упомянутая программа исполняется в компьютере или в процессоре.
В другом варианте осуществления изобретение относится к энергонезависимому считываемому компьютером носителю информации, содержащему программу, которая, при ее исполнении компьютером или процессором, обеспечивает выполнение компьютером или процессором упомянутого выше способа (в любом из его разных вариантов осуществления).
В другом варианте осуществления изобретение относится к системе получения сейсмических данных, содержащей сеть, подключенную к центральному модулю, и содержащей множество модулей, каждый модуль выполнен с возможностью генерировать и/или принимать данные и сохранять их, отличающейся тем, что содержит:
- по меньшей мере, в одном заданном модуле средство для передачи в центральный модуль данных предыстории в хронологическом порядке или нет, представляющих данные, сохраненные в упомянутом данном модуле, упомянутое средство для передачи активируется, когда упомянутый данный модуль подключают через проводное или беспроводное соединение, к центральному модулю;
- в центральном модуле имеется средство для сверки упомянутых данных предыстории с потерянными данными, по меньшей мере, одного незаконченного события, и средство для получения, по меньшей мере, некоторых из потерянных данных из данного модуля, упомянутое средство для получения активируется после совпадения.
Предпочтительно, система содержит средство для воплощения этапов процесса, как описано выше, в любом из его различных вариантов осуществления.
Краткое описание чертежей
Другие свойства и преимущества вариантов осуществления изобретения будут понятны из следующего описания, которое представлено, как показательные и неисключительные примеры, и из приложенных чертежей, на которых:
на фиг. 1а, уже описанной со ссылкой на предшествующий уровень техники, представлен пример системы получения сейсмических данных, с линиями получения, содержащими промежуточные модули и электронные модули, с которыми соединены аналоговые датчики;
на фиг. 1b, уже описанной со ссылкой на предшествующий уровень техники, представлен другой пример линии получения, содержащей промежуточные модули и электронные модули, объединяющие цифровые датчики;
на фиг. 1с, уже описанной со ссылкой на предшествующий уровень техники, представлен другой пример системы получения сейсмических данных, с беспроводными модулями, с которыми соединены аналоговые датчики;
на фиг. 1d, уже описанной со ссылкой на предшествующий уровень техники, представлен другой пример системы получения сейсмических данных, с беспроводными модулями, с которыми соединены электронные модули, объединяющие цифровые датчики;
на фиг. 2а-2h, уже описанных со ссылкой на предшествующий уровень техники, представлена последовательность примеров, поясняющих, как иногда может быть трудно точно знать, где, то есть, в каком промежуточном модуле (модулях) (концентраторе (концентраторах)), расположены данные электронного модуля (узла);
на фиг. 3 показана схема последовательности, иллюстрирующая способ в соответствии с определенным вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 4 и 5 иллюстрируются два этапа (передача описания соединений узла и передача данных предыстории) способа по фиг. 3;
на фиг. 6 иллюстрируется первый вариант;
на фиг. 7 иллюстрируется второй вариант;
на фиг. 8 иллюстрируется третий вариант;
на фиг. 9 иллюстрируется четвертый вариант;
на фиг. 10 показана упрощенная структура промежуточного модуля (концентратора), в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения;
на фиг. 11 показана упрощенная структура центрального модуля, в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения.
Подробное описание изобретения
На всех чертежах настоящего документа идентичные элементы и этапы обозначены одинаковыми номерами ссылочных позиций.
В следующем описании, в качестве примера, рассматривается то, что система получения сейсмических данных имеет такую же структуру, как и на фиг. 1а (и, возможно, воплощает технологию в соответствии с ЕР 2189817):
- эта система содержит центральный модуль 1 и множество линий 10 получения данных;
- каждая линия 10 получения данных содержит узлы (электронные модули) 2 и концентраторы (промежуточные модули) 4, собранные последовательно вдоль телеметрического кабеля 20;
- цепь 3 аналоговых датчиков (геофонов) 5 подключена к каждому из узлов 2 (обозначены, как N1, N2, N3 и N4 на некоторых чертежах);
- каждый из концентраторов 4 (обозначенные как C1, С2 и С3 на некоторых чертежах) ассоциирован с группой узлов 2 (то есть, при нормальной работе, принимает и сохраняет данные, генерируемые этими узлами 2).
Однако важно отметить, что предложенное решение относится также к любой системе получения сейсмических данных, содержащей центральный модуль, концентраторы (модули) и узлы (электронные модули). Другими словами, предложенное решение также можно применять, в частности, но не исключительно, с вариантами осуществления, показанными на фиг. 1b, 1с и 1d.
Данные, рассматриваемые ниже, представляют собой, например, сейсмические данные (то есть, данные, полученные от сейсмических датчиков). Однако предложенное решение также применяется с информационными данными (например, данными QC, данными SOH и т.д.), в дополнение к или вместо сейсмических данных.
На фиг. 3 показана схема последовательности, иллюстрирующая способ для загрузки данных в центральный модуль 1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения. Эта схема последовательности предполагает наличие центрального модуля 1 и концентратора 4 (обозначен как Ci, для представления, что он представляет собой обобщенное пояснение, применимое для всех концентраторов).
Здесь присутствует три фазы, помеченные, как a, b и с. Следует отметить, что фаза b следует за фазой а. На фиг. 3 фаза с исполняется после фазы а, но также возможен обратный порядок. Фазы а и с могут даже исполняться одновременно.
Описание фазы а
На этапе 31, центральный модуль пытается узнать, в каком из концентраторов (называемых ниже выбранными концентраторами") содержатся данные узлов, участвовавших в незаконченном событии. По этой причине, он запрашивает базу данных соединения (или любое другое соответствующее средство сохранения), в которой содержатся описания, ранее переданные в центральный модуль всеми концентраторами (или некоторыми из них) во время предыдущего события (событий). Каждое сохраненное описание обозначает узлы, управляемые концентратором, который передал это описание, в предыдущее время соединения. В данное время возможно, что этот концентратор больше не управляет этими же узлами, но центральный модуль этого не знает. Как функция содержания базы данных соединения, центральный модуль получает список выбранных концентраторов, и список управляемых узлов, для каждого выбранного концентратора. Далее, предположим, что концентратор Ci представляет собой выбранный концентратор.
На этапе 32, центральный модуль передает запрос (запрос данных) для получения данных в концентратор Ci, устанавливающий узлы, для которых ожидаются данные.
На этапе 33, центральный модуль принимает ответ из концентратора Ci, содержащий запрашиваемые данные (или только некоторые из них, если концентратор Ci больше не управляет этими узлами).
На этапе 34, центральный модуль определяет потерянные данные, то есть данные, запрашиваемые всеми выбранными концентраторами, не принятыми из них.
Описание фазы b
На этапе 35, когда он соединен (через проводное или беспроводное соединение) с центральным модулем, концентратор Ci передает в него данные предыстории в отношении данных, содержащихся в концентраторе Ci. В конкретном варианте осуществления данные предыстории, переданные концентратором Ci, представляют собой полные данные предыстории, содержащие один или нескольких наборов информации, каждый из которых содержит, по меньшей мере, временной интервал и список из узла (узлов), ассоциированных с концентратором Ci во время упомянутого временного интервала, и данные которого для упомянутого временного интервала содержатся в концентраторе Ci. Каждый набор информации также может содержать вспомогательные данные (например, GPS положения узлов). Данные предыстории, например, представлены в хронологическом порядке (то есть, временные интервалы расположены последовательно), но они могут также быть представлены в нехронологическом порядке (временные интервалы, например, представлены в случайном порядке).
На этапе 36, центральный модуль выполняет сверку данных предыстории (принятых на этапе 35) с потерянными данными (определенными на этапе 34).
В случае соответствия, на этапе 37, центральный модуль передает запрос (запрос потерянных данных) в отношении потерянных данных в концентратор Ci.
На этапе 38, центральный модуль принимает ответ из концентратора Ci, содержащий запрашиваемые потерянные данные (то есть, часть потерянных данных, сохраненных концентратором Ci).
В альтернативном варианте осуществления на этапах 37 и 38, центральный модуль получает потерянные данные из концентратора Ci через портативный модуль (также называемый "устройством сбора"), который переносит оператор (также называется "сборщиком") и соединенный (соединение может быть любого типа, проводное или беспроводное, как известно в данной области техники) с концентратором Ci. В этом случае, центральный модуль генерирует список узлов и временных штампов, для сбора и передает его в устройство сбора. Этот список будет передан устройством сбора в концентратор.
На этапе 39, центральный модуль обновляет, используя данные, полученные из концентратора Ci, базу данных незаконченного события (или любое другое соответствующее средство сохранения), которое содержит данные, принятые из всех концентраторов, в отношении незаконченного события.
Описание фазы с
На этапе 310, когда его подключают (через проводное или беспроводное соединение) к центральному модулю, концентратор Ci передает в центральный модуль описание узла (узлов), которыми он управляет, в текущее время соединения.
На этапе 311, центральный модуль обновляет, с описанием, принятым на этапе 310, базу данных соединения. Это позволяет центральному модулю знать, следует ли запрашивать концентратор Ci для, по меньшей мере, одного будущего события.
На фиг. 4 иллюстрируется этап 310 (передача описания) способа по фиг. 3. Предполагается, что при нормальной работе концентратор С1 управляет узлами N1 и N2 и концентратор С2 управляет узлами N3 и N4. В этом примере считается, что концентратор Ci представляет собой С2. Описание, переданное концентратором С2, обозначает это ("Я представляю собой С2"), и тот факт, что С2 управляет (то есть, администрирует) узлами N3 и N4 в текущее время соединения.
На фиг. 5 иллюстрируется этап 35 (передача предыстории) способа по фиг. 3. Снова предполагается, что при нормальной работе концентратор С1 управляет узлами N1 и N2 и концентратор С2 управляет узлами N3 и N4. В этом примере считается, что концентратор Ci представляет собой С2. Предполагается, что линия была разорвана между N1 и С1, в момент времени t2, и была исправлена в момент времени t3. Между t2 и t3, узлы N1 и N2 управляются концентратором С2. Данные предыстории, преданные концентратором С2, определенные в текущее время t4, содержат следующие набор информации (каждый содержащий, по меньшей мере, временной интервал и список узла (узлов)):
- t1-t2: N3, N4
- t2-t3: N1, N2, N3, N4
- t3-t4: N3, N4.
На фиг. 6 иллюстрируется первый вариант этапа 35 (передача данных предыстории) способа по фиг. 3. Концентратор Ci может иметь в памяти данные, полученные за несколько дней до этого. При этом нет необходимости передавать данные предыстории из этих данных, если центральному модулю они не нужны. По этой причине данные предыстории не будут автоматически переданы концентратором, но только по запросу (этап 35а1) центрального модуля, который предоставляет концентратору пределы времени, в которые находится дата GPS его самого старого потерянного образца. Затем концентратор может предоставить (этап 35а2) данные предыстории, ограниченные временем между этим пределом времени и текущим временем.
В примере на фиг. 6 учитывается, что концентратор Ci представляет собой С2. Предполагается, что разрыв линии между N1 и С1 произошел в момент времени t2 и линия была исправлена в момент времени t3. Предполагается, что Т0 представляет собой дату GPS самой старой выборки, потерянной для центрального модуля. Данные предыстории, определенные в текущее время t4, содержат следующие наборы информации:
- T0-t3: N1, N2, N3, N4
- t3-t4: N3, N4.
На фиг. 7 иллюстрируется второй вариант этапа 35 (передача данных предыстории) способа по фиг. 3. Если существует несколько разрывов/мест ремонта на линии, каждый раз, когда линия восстанавливается, концентратор Ci передает свои данные предыстории обратно в центральный модуль. Это бесполезно, затратно, в смысле потребляемой полосы пропускания, и центральный модуль должен снова управлять частью данных предыстории, которые уже были приняты. Предложенное решение предназначено для центрального модуля так, чтобы он отмечал дату приема предыдущих данных предыстории, переданных концентратором Ci (если они были администрированы без какой-либо ошибки). В следующий раз, когда связь с концентратором Ci будет восстановлена, центральный модуль запрашивает ограничение данных предыстории перед концом предыдущих данных предыстории. Другими словами, данные предыстории не будут автоматически переданы концентратором, а только по запросу (этап 35b1) центрального модуля, который предоставляет в концентратор предел времени, который представляет собой дату приема предыдущих данных предыстории, переданных концентратором Ci. Затем концентратор может предоставить (этап 35b2) данные предыстории, ограниченные временем, между этим предельным временем и текущим временем.
В примере на фиг. 7 учитывается, что концентратор Ci представляет собой С2. Предполагается, что произошел разрыв линии между N1 и С1 в момент времени t2 и линия была отремонтирована в момент времени t3. Предполагается, что Т0 представляет собой дату GPS с самой старой выборкой, потерянной для центрального модуля. Предполагаем, что Т1 представляет собой дату приема предыдущих данных предыстории, переданных в С2. Данные предыстории, определенные в текущий момент времени t4, содержат следующий набор информации:
- T1-t4: N3, N4.
На фиг. 8 иллюстрируется третий вариант этапа 35 (передача данных предыстории) способа по фиг. 3. Идея состоит в том, что данные предыстории, переданные концентратором Ci в центральный модуль, представляют собой дополненные данные предыстории, по сравнению с полными данными предыстории (см. фиг. 5), содержащие, по меньшей мере, один нормальный набор в виде парной информации, содержащей, по меньшей мере:
- временной интервал, и
- список узла (узлов), ассоциированных с концентратором Ci во время упомянутого интервала времени, и данные которого для упомянутого временного интервала сохранены концентратором Ci.
Дополненные данные предыстории содержат один или несколько дополненных наборов информации, имеющих дополненный временной интервал и/или расширенный список узла (узлов). Каждый дополненный набор информации заменяет, по меньшей мере, два нормальных набора информации.
Другими словами, данные предыстории, переданные концентратором, не обязательно должны быть точными. Поэтому, концентратор передает дополненные данные предыстории, которые соответствуют следующим правилам:
- концентратору разрешено объявить, что он имеет некоторые данные в памяти, даже если у него нет этих данных;
- но концентратору не разрешено объявит, что у него нет некоторых данных, если он их имеет.
Такой допуск обеспечивает существенное упрощение в отношении данных предыстории.
В третьем варианте, иллюстрируемом на фиг. 8, по меньшей мере, два нормальных набора информации, замененные заданным дополненным набором информации, относятся, по меньшей мере, к двум соседним временным интервалам с разными списками узла (узлов), эти разные списки узла (узлов) получаются в результате изменения топологии сети (например, в результате разрыва линии).
В примере на фиг. 8 иллюстрируется, что после разрыва линии, нет необходимости знать точную дату GPS (с точностью выборки) разрыва линии. В этом примере рассматриваются концентраторы С1 и С2. Предполагается, что разрыв линии между N1 и С1, возник (например, в момент времени t2), но фактически разрыв не происходит одновременно для каждого узла (например, t2-ε1 для N2 и t2+ε2 для N1). Вследствие этого, получаются очень длинные данные предыстории, в которых требуется учитывать большое количество узлов (то есть, больше чем только N1 и N2 в упрощенном, представленном выше, примере).
Теоретически, данные С1 предыстории могли бы содержать следующие наборы информации:
- t1-t2-ε1: N1, N2
- t2-ε1-t2+ε2: N1.
Теоретически, данные C2 предыстории могли бы содержать следующие наборы информации:
- t2-ε1-t2+ε2: N2
- t2+ε2-t3: N1, N2.
Предложенное решение упрощает данные предыстории путем генерирования дополненных данных предыстории. С1 разрешено заявить данные для N1 и N2 после t2. С2 разрешено объявить данные для N1 и N2 прежде t2. Возникает наложение.
Фактически, дополненные данные предыстории С1 содержат следующий набор информации:
- t1-t5: N1, N2.
Дополненные данные предыстории для С2 (переданные на этапе 35с) содержат следующий набор информации:
- t4-t3: N1, N2.
Следует отметить, что на фиг. 8, t3 не является временем, в которое линия была исправлена.
На фиг. 9 иллюстрируется четвертый вариант этапа 35 (передача данных предыстории) способа по фиг. 3.
В качестве третьего варианта на фиг. 8, заложена идея, состоящая в том, что данные предыстории, переданные концентратором Ci в центральный модуль, представляют собой дополненные данные предыстории с допуском, обеспечивающим существенное упрощение по сравнению с полными (теоретическими) данными предыстории.
В четвертом варианте, показанном на фиг. 9, по меньшей мере, два нормальных набора информации, замененные заданным дополненным набором информации, относятся, по меньшей мере, к двум не соседним интервалам времени с одним и тем же списком электронного модуля (модулей), упомянутые, по меньшей мере, два не соседних временных интервала, соответствуют разным периодам получения, без изменения в топологии сети, и разделены, по меньшей мере, одним периодом неполучения данных. Другими словами, только изменение топологии приводит к изменению дополненных данных предыстории.
В примере на фиг. 9 предполагается следующее:
- последовательность периодов разных типов (t0-t1: тест; t1-t2: получение; t2-t3: тест; t3-t4: выключено; t4-t5: получение; t5-t6: тест; t6-t8: получение; t8-t9: низкая мощность; t9-t10: тест;…); и
- разрыв линии между N1 и С1 в момент времени t7 (то есть, во время периода получения t6-t8).
Теоретически, данные предыстории С2 могли бы содержать следующие наборы информации:
- t1-t2: N3, N4
- t4-t5: N3, N4
- t6-t7: N3, N4
- t7-t8: N1, N2, N3, N4.
На практике, дополненные данные предыстории С2 (переданные на этапе 35d) содержат следующие наборы информации:
- t0-t7: N3, N4
- t7-t10: N1, N2, N3, N4.
На фиг. 10 представлена упрощенная структура промежуточного модуля (концентратора) 4, в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения. Он содержит энергонезависимое запоминающее устройство 403 (например, постоянное запоминающее устройство (ROM)), энергозависимое запоминающее устройство 401 (например, оперативное запоминающее устройство (RAM)) и процессор 402. Энергонезависимое запоминающее устройство 403 (постоянный считываемый компьютером носитель информации) содержит исполняемые инструкции программного кода, которые исполняются процессором 402 для обеспечения воплощения концентратором 4 способа, описанного выше (см. фиг. 3-9). После инициализации, упомянутые выше инструкции программного кода передают из энергонезависимого запоминающего устройства 403 в энергозависимое запоминающее устройство 401 для исполнения процессором 402. Энергозависимое запоминающее устройство 401 аналогично включает в себя регистры для сохранения переменных и параметров, требуемых для такого исполнения.
На фиг. 11 представлена упрощенная структуру центрального модуля 1, в соответствии с конкретным вариантом осуществления изобретения. Он содержит энергонезависимое запоминающее устройство 103 (например, жесткий диск), энергозависимое запоминающее устройство 401 (например, оперативное запоминающее устройство (RAM)) и процессор 102. Энергонезависимое запоминающее устройство 103 (постоянный считываемый компьютером носитель информации) содержит исполняемые инструкции программного кода, которые исполняются процессором 102 для обеспечения воплощения в центральном модуле 1 способа, описанного выше (см. фиг. 3-9). После инициализации, упомянутые выше инструкции программного кода передают из энергонезависимого запоминающего устройства 103 в энергозависимое запоминающее устройство 101 для исполнения процессором 102. Энергозависимое запоминающее устройство 101 аналогично включает в себя регистры для сохранения переменных и параметров, требуемых для такого исполнения.
Для каждого концентратора 4 и центрального модуля 1, все этапы предложенного способа могут быть воплощены также хорошо следующим образом:
- путем исполнения набора инструкций программного кода, исполняемых перепрограммируемым компьютерным устройством, таким как устройство типа PC, DSP (цифровой сигнальный процессор) или микроконтроллер, как показано на фиг. 10 и 11. Эти инструкции программного кода могут быть сохранены на постоянном считываемом компьютером носителе информации, который выполнен съемным (например, гибкий диск, CD-ROM или DVD-ROM) или несъемным; или
- используя специализированное устройство или компонент, такой как FPGA (программируемая пользователем вентильная матрица), ASIC (специализированная интегральная схема) или любой специализированный компонент аппаратных средств.