CC BY
99
УДК 622.1:528 В.И. Маслов
АВТОМА ТИЗАЦИЯ КАМЕРАЛЬНЫХ МАРКШЕЙДЕРСКИХ РАБОТ
Рассмотрена возможность применения свободного программного обеспечения (11тих) при обработке камеральных маркшейдерских работ на конкретном примере.
Ключевые слова: маркшейдерское дело, свободное программное обеспечение, камераль-ныая обработка.
~ИЪ настоящее время автоматиза-
-я-3 ция маркшейдерских работ на предприятиях горнодобывающей промышленности незначительна. Это объясняется следующими причинами:
— значительной стоимостью программного обеспечения;
— отсутствием квалифицированных специалистов;
— отсутствием необходимого специфического оборудования (широкоформатные плоттеры, сканеры и т. д.);
— значительными затратами по поддержанию программного обеспечения в актуальном состоянии.
С начала девяностых годов было множество примеров попыток автоматизации геолого-маркшейдерских работ на горных предприятиях, но, к сожалению, до настоящего момента продолжают работать единицы.
Основной причиной неудачного внедрения этих проектов являются быстрая смена идеологии создания прикладного ПО, средств программно-аппаратного обеспечения и использование специфических стандартов хранения, обработки и трансформации данных.
В качестве примера можно привести выход из обихода подавляющего большинства систем, разработанных под ОС DOS, ввиду морального и технического старения программного и аппаратного обеспечения.
В основу реализации этих проектов очень часто ложились коммерческие продукты, поддержка которыгс осуществлялась не на должном уровне и изменение версий программы, сопровождающееся сменой внутреннего языка системы, на котором производилась адаптация, приводило к остановке развития системы.
Во многих случаях смерть возникала при развале организации, осуществлявшей проектирование, реализацию и поддержку системы, из-за отсутствия подробной документации и руководства по обслуживанию системы.
Коммерческие решения для горнодобывающей отрасли созданные на основе UNIX очень дороги, для работы требуют специфического оборудования и наличия высококвалифицированных специалистов для их обслуживания.
Крупные предприятия в настоящее время автоматизировали свою деятельность, в том числе и эти области, на базе ГИС технологии, CAD систем, либо иных решений, причем затраты их составляют десятки, сотни тысяч, в некоторых случаях миллионы долларов.
Большая часть средних и мелких предприятий не в состоянии произвести серьезные затраты на автоматизацию.
Таким образом, можно констатировать, что сегодня в Российской Федерации, не распространено программное
обеспечение для автоматизации геологомаркшейдерских работ для небольших и мелких предприятий, хотя потребность в нем огромная.
До сих пор сравнительного анализа ПО с открытым исходным кодом при использовании ПК для маркшейдерии не проводилось.
ПО с открытым кодом можно разделить на две большие группы:
1. Операционные системы.
2. Прикладное программное обеспечение.
Прикладное программное обеспечение служит для решения заданного круга задач. ПО с открытым кодом, как правило, поддерживает большое число как аппаратных, так и программных платформ, что позволяет наиболее эффективно использовать имеющиеся ресурсы.
Среди операционных систем с открытым исходным кодом в настоящее время можно выделить две группы:
1. Операционные системы, построенные на базе ядра Linux и распространяемые в виде дистрибутивов. Самые популярные: из коммерческих - Red Hat, SuSe, Mandriva, из некоммерческих - CentOS, Debain и производные от него - Ubuntu, Kubuntu, Xubuntu и российский дистрибутив AltLinux.
2. Операционные системы семейства BSD, из которых системами общего назначения являются FreeBSD и NetBSD
Отличия этих двух групп заключаются в условиях лицензирования (Linux распространяется по лицензии GNU GPL, BSD распространяются под лицензией BSDL), виде распространения (Linux - является только ядром, созданием операционной системы занимается дистрибьютор, линейка BSD является законченными операционными системами).
Для определения возможностей применения ПО с открытым кодом для решения различных задач маркшейдерии в компью-
терном классе на кафедре МДиГ МГГУ на одном из компьютеров был установлен ШипШ Linux. Установочный образ системы быи скачан с официального сайта системы, после чего образ быш записан на диск и произведена установка системы с записанного диска. Установка происходила в псевдографическом режиме на русском языке и не вызвала никаких сложностей. В состав дистрибутива был включен набор приложений для решения различных задач связанных с электронной почтой, работой в интернет, созданием и редактированием текстовых документов и электронных таблиц, а так же для работы с растровой графикой.
Исходя из состава поставляемого программного обеспечения на установочном CD, для изучения возможностей ПО с открытым кодом была выбрана задача обработки наблюдений на одной из профильных линий наземной наблюдательной станции. Решение этой задачи вытолнялось двумя разными способами.
Первое решение было получено на кафедре МДиГ МГГУ и заключалось в обработке данных при помощи табличного редактора из офисного пакета, присутствующего на установочном CD. На рис. 1, 2, 3 проиллюстрированы основные этапы расчета.
На рис. 4 представлен график наклонов, который построен по результатам расчета.
Второй вариант расчета был выполнен сотрудниками ИПКОН. Этот вариант расчета базируется на богатых средствах обработки данных, представленных в виде текста, которыми знамениты ипіх-ііке операционные системы. Расчет построен на использовании утилит командной строки и программы gnuplot, при помощи которой выполнялось построение графиков. Для иллюстрации ниже приведен небольшой фрагмент решения (расчет наклонов) вторым способом.
L6
= | —[К5-К7)/Н6
Рис, 1. Общий вид табличного редактора
ь ре"#? і6иіАЬТІІС4Л,ЙП,и рttl P*CETD**M ПТ И11 ^.1И ■ □ V
ІИМІЯІМ» м мчллънол ИИИИПв 9
1 305.733 ЗОІ.Ш 44SJ&M
2 30S.2H 30ЇД-97 JB0.953
э 3WjS59 4«,?09 465,7Н
4 JQJ.SJT т 4J0.&40
5 303.07* Mljом 4J3.705 435.G92
6 301.572 30L5H +?L270 421,244
Ї 301.691 ЯЦ441 *0ЬЛ99 4И.І44
Рис. 2. Заполнение таблицы данными
for i in 'jot ${kolvo_interval} 1 ${kolvo_interval} 1' do
# Выбираем из файла длину текущего интервалам
dlina_interval=' cat rasstoyaniya | head -n ${i} | tail -n Г
# выбираем из файла оседаний оседание на репере в начале интервалам
osed_nachalo=' cat osedaniya | head -n ${i} | tail -n 1 | cut -f 2 -d ’ ’'
# определяем репер на конце интервалам
num_next=' echo м${і}+Г | bc -l'
# берем оседание на конце интервала
Рис. 3. Редактирование формул для расчета
osed_konec='cat osedaniya | head -n ${num_next} | tail -n 1 | cut -f 2 -d ’ ’'
# считаем наклонов naklon=' echo ”(${osed_konec}-(${osed_nachalo}))/${dlina_interval}M | bc -l'
echo 'echo "${i}+0.5" | bc -l' 'echo "scale=3;${naklon}*1000" | bc -l' >> naklon done
На рис. 5 показан график наклонов, построенный программой gnuplot, согласно настройкам, указанным в файле naklon.plot.
В качестве дополнительной иллюстрации возможностей ПО с открытым исходным кодом приведем пример из опыта использования этого класса ПО в ИПКОН РАН. На рис. 6 показано распределение перемещений вдоль горизонтальной оси.
В изолиниях представлено распределение перемещений точек массива вдоль горизонтальной оси. Данное распределение было построено прим помощи двух программных пакетов: scipy и matplotlib.
і
/ \
) . У \ \
/ 1
N 1
■і /
1 \ . k J
у \
*
ЇІ + І4ГІФ
II 4 II т* * h ±j Ь Jl Л
Рис. 4. График наклонов (первый вариант)
Репера
Рис. 5. График наклонов (второй вариант)
Рис. 6. Распределение перемещений вдоль горизонтальной оси
Обзор и тестирование показал следующие результаты:
1. Данное ПО доступно и распространяется свободно, что снижает затраты на лицензионные отчисления.
2. Широкий спектр поддержки аппаратных и программных платформ позволяет строить специализированные комплексы для решения прикладных задач.
3. При наличии соответствующих ресурсов приложения с открытым исходным кодом можно адаптировать под решение конкретных задач либо расширить их функционал.
4. Использование готовых решений построенных на ПО с открытым исходным кодом не вызывает особых трудностей, но эффективное использование всех предоставляемых возможностей ПО требует определенной базовой подготовки.
5. Система имеет подробную документацию с иллюстрациями и примерами, что позволяет более эффективно ее изучать и адаптировать под конкретные нужды.
6. Благодаря гибкости и открытости ОС с открытым кодом большинство задач, встречающихся в повседневной деятельности специалиста — маркшейдера можно эффективно решать, что и было проиллюстрировано выше.
---------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бендел Д., Нейпир Р. «Использование администрирования для начинающих и опыт-
Linux» — М.: Вильямс, 2002. - 784c. ных пользователей ПК» - М. : Альянс-пресс,
2. Ивановский С.В. «Операционная сис- 2004г, - 656с. ШШ тема Unix Free BSD. Простой курс системного
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ ___________________________________________________________
Маслов Виталий Игоревич - аспирант, lastsky@mail.ru, Московский государственный горный университет, Moscow State Mining University, Russia, ud@msmu.ru
