CC BY
46
УДК 55:004.9
Использование в геологии современных IT-систем кодирования информации на основе QR-кода
С.Б. Коротков1*, А.А. Франчук1
1 ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Российская Федерация, 142717, Московская обл., Ленинский р-н, с.п. Развилковское, пос. Развилка, Проектируемый пр-д № 5537, вл. 15, стр. 1 * E-mail: S_Korotrov@vniigaz.gazprom.ru
Тезисы. Стремительный прогресс персональных вычислительных устройств (смартфонов, планшетных компьютеров, смарт-часов и др.) и общедоступного программного обеспечения довольно слабо отразился на повседневной деятельности геологических и геофизических служб нефтегазовых компаний нашей страны. Между тем, вычислительные мощности смартфона среднего ценового диапазона превосходят по некоторым параметрам мощности многих вычислительных центров 15-летней давности, предназначенных для обработки массивов сейсморазведочных данных.
Можно констатировать, что если в период 1950-2000 гг. нефтегазовая отрасль была одним из основных двигателей развития информационных технологий, то сегодня степень информатизации и объем инновационных решений небольших частных компаний малого и среднего бизнеса превосходят аналогичные показатели большинства нефтесервисных предприятий. Прогресс в технологических цепочках маленьких и средних фирм, специализирующихся, к примеру, на интернет-торговле, просто поражает внедрением новых, зачастую неожиданных, решений, которые быстро превращаются в повседневные для большинства населения. Одним из таких революционных решений является QR-код.
В статье показаны простейшие варианты использования QR-кодирования в нефтегазовой отрасли. Отмечается, что по истечении тестового периода внедрения QR-кодирования целесообразна унификация в форме выработки методических рекомендаций по применению QR-кодов либо соответствующих стандартов предприятия. Очевидно, что именно головные научные подразделения ПАО «Газпром» должны стоять у истоков разработки вариантов использования и стандартизации как инструментов QR-кодирования, так и в целом инновационных технологических разработок в нефтегазовой отрасли.
Ключевые слова:
QR-код, штрих-код, кодирование, информация.
Стремительный прогресс персональных вычислительных средств (смартфонов, планшетных персональных компьютеров, смарт-часов и др.) и общедоступного программного обеспечения слабо отразился на повседневной деятельности геологических и геофизических служб нефтегазовых компаний нашей страны. Между тем, вычислительные мощности смартфона даже среднего ценового диапазона (5-8 тыс. руб.) превосходят по некоторым параметрам мощности многих вычислительных центров 15-летней давности, созданных для обработки массивов сейсморазведочных данных и оснащенных рабочими станциями IBM RISK6000 и Sun (с операционной системой UNIX), стоимостью 50-70 тыс. долл. США за одно рабочее место. Сегодня карта памяти в большинстве мобильных телефонов вмещает больше данных, чем дисковые массивы мегацентров хранения информации в середине 1990-х гг., когда шлейф из дорогих SCSI-дисков общей емкостью 10 Гб считался весьма достаточным для обработки не только 2D-, но и 3Б-сейсмоданных, полученных методом отраженных волн способом общей глубинной точки (МОВ ОГТ). Современные системы распознавания графики и тем более голосовых команд просто не с чем сравнивать. Можно констатировать, что если в период 1950-2000 гг. нефтегазовая отрасль была одним из трех основных движителей IT-индустрии (два других - военно-промышленный комплекс и метеорология), то сегодня степень информатизации и объем инновационных решений небольших частных компаний малого и среднего бизнеса, связанных с интернет-торговлей и логистикой, превосходят аналогичные показатели большинства нефтесервисных предприятий. Тогда как сейсморазведочный сектор, хотя и остается глобальным лидером по вычислительным мощностям и объему дискового пространства, но развивается экстенсивно: при полевых работах генерируется
все больший объем первичной информации, для обработки, интерпретации и хранения которой применяются все более мощные кластеры и носители. Последним революционным событием стало повсеместное внедрение трехмерного геологического моделирования около 14 лет назад.
Между тем, 1Т-новшества быстрыми темпами входят в повседневную жизнь. Так, одним из успешных решений оказался рЯ-код, по сути ставший продолжением уже привычного штрих-кода. Популярность штрих-кодов во многих отраслях промышленности и в розничной торговле послужила основой для разработки новой системы кодирования, позволяющей вместить гораздо больше полезной информации. (В геологии использование штрих-кодов ограничивалось идентификацией магнитных лент и образцов керна.) Стремительное развитие персональных устройств с мощными оптико-вычислительными возможностями и большими экранами начиная с 2007-2009 гг. послужило толчком для лавинообразного внедрения рЯ-кодов повсеместно. В отличие от штрих-кода, считываемого лазерным лучом сканера, рЯ-код просто фотографируется камерой смартфона, и процессор декодирует содержимое в привычную форму - интернет ссылку, визитную карточку или текстовую информацию. В свободном доступе имеется много программ как для считывания и распознавания, так и для генерации (кодирования) рЯ-кодов.
Матричный код QR (англ. quick response -быстрый отклик), или двумерный штрих-код, разработан японской компанией Denso Wave в 1994 г. [1]. Внешне код напоминает японский или китайский иероглиф и фактически основан на принципах иероглифической письменности. В основу создания метода легли исследования в области компьютерного распознавания символов японских слоговых алфавитов хирагана и катакана (внешне напоминающих иероглифы) и современных японских иероглифов канд-зи. Так же как и иероглиф, QR-код представляет собой квадратную область, вмещающую смысловые символы. Геометрический размер квадрата ограничивает объем информации, но любую информацию можно разделить на меньшие части и таким образом сгенерировать последовательность QR-кодов. Чем более сложное слово или словосочетание кодируется, тем больше символов вмещается внутри квадрата. На сегодняшний день максимальный объем информации, которую можно единовременно закодировать, - более 7000 цифр, более 4000 букв или чуть менее 3000 байт двоичного кода. От объема кодируемой информации напрямую зависят размер кода и его наполнение. Основным ограничением служат оптические возможности устройств, а не математический аппарат: как правило, для каждого устройства разработана спецификация по минимально допустимому размеру наименьшего элемента кода (точки).
Рис. 1. Монокристалл каменной соли с включением галопелита, отобранный в верхнебельской свите на глубине 600 м: а - масштабная фотолинейка для фотографирования образцов горных пород, минералов и геологических обнажений; б - этикетка с ОЯ-кодом
Следует помнить, что словосочетание «QR code» - это официально зарегистрированный товарный знак Denso Wave Incorporated. QR-код описан как стандарт ISO и находится в свободном доступе [2].
Авторы статьи не сталкивались на практике с применением QR-кодов в нефтегазовой геологии и геофизике. Поиск по англоязычным ресурсам интернета также дал отрицательный результат. Тем не менее существует множество потенциально полезных способов их применения в геологии и геофизике. В частности, важной особенностью QR-кодов является «многоя-зычность» (которая, к слову, обусловила их широкое распространение в музейном деле): ссылка на нужную языковую версию описания может автоматически выбираться сканирующим устройством. Очевидно, что наиболее широко QR-коды будут использоваться при этикетировании накопителей цифровых данных, образцов горных пород, минералов и флюидов, а также инвентаризации оборудования. Кроме этого, возможны следующие варианты наполнения QR-кодов:
1) краткое описание образца горной породы и интернет-ссылка на детальное описание в электронном каталоге; ссылка на результаты лабораторного анализа породы; учетные номера образцов, включая дату и место отбора; Ф.И.О. исследователей; химические, физические и стратиграфические характеристики; ссылка на общедоступную информацию о горной породе в публичных электронных энциклопедиях (Википедии и др.);
2) инвентарный номер оборудования (аппаратуры, инструмента), дата аттестации (юстировки, поверки и т.д.), краткое руководство пользователя, ссылка на полное руководство пользователя; онлайн-помощь пользователям оборудования (подсказка о необходимых действиях и возможных последствиях);
3) инвентарный номер накопителя данных, краткая аннотация содержащейся информации, ключевые слова для поиска, ссылка на каталог, обратная ссылка из каталога для поиска необходимого носителя в хранилище;
4) подписи на геологических картах, технологических схемах и литостратиграфиче-ских колонках - в данном случае ОЯ-код может выступать и как водяной знак для защиты авторских прав и прав собственности; ссылки на графическую информацию в цифровом виде в высоком разрешении;
5) краткая аннотация к научным статьям; ссылка на полный текст статьи в онлайн-библиотеке или каталоге;
6) информация об отчете НИР (титульный лист, оглавление, авторы и др.), ссылка на электронный образ отчета в базе данных;
7) информация об авторах статьи, издательстве и др., библиографические ссылки для использования при цитировании и в перечне используемой литературы.
На рис. 1 показаны примеры первого пробного использования авторами ОЯ-кодов в ходе отбора образцов горных пород и фотографирования соляных пластов в Тыретском
Рис. 2. Пример кодирования простейшей информации - названий организации и подразделения на сайте www.qrcoder.ru [3]
БАШ QR-КОД
Рис. 3. Пример кодирования визитной карточки
Рис. 4. Пример кодирования аннотации к научной статье
Рис. 5. Пример кодирования библиографического описания литературного источника
солеруднике Иркутской области в марте 2017 г. Так, для визуального определения размеров образцов и кристаллов соли на основе западных аналогов разработана масштабная фотолинейка со шкалой цветокоррекции по градациям серого (справа) и шкалой размеров кристаллов (слева) (см. рис. 1а). Левее логотипа ООО «Газпром ВНИИГАЗ» помещен сгенерированный авторами QR-код, содержащий информацию об авторских правах на данную фотографию и прочую информацию. При этикетировании и фотографировании того же образца сгенерирован другой QR-код, содержащий информацию о порядковом номере, месте и дате отбора образца
и Ф.И.О. авторов (см. рис. 1б). В данном случае происходит дублирование текстовой информации, размещенной на этикетке справа, но в дальнейшем от него можно полностью отказаться, оставив в привычном виде лишь порядковый номер и масштабную шкалу.
Технология кодирования достаточно проста. В интернете имеется множество сайтов с бесплатными онлайн-кодировщиками. На рис. 2 показаны внешний вид сайта www. qrcoder.ru [3] с кодировщиком и простейший пример кодирования названия организации и подразделения. В окне вводится кодируемый текст, ниже выбирается необходимый размер
кода в условных единицах (1-6). При нажатии кнопки «создать код» справа высвечивается код с введенной информацией, а снизу - ссылка на изображение, с помощью которой его можно загрузить на компьютер и использовать в дальнейшей работе. Некоторые сайты предоставляют возможность прямой загрузки кода в векторной или растровой форме посредством кнопки «загрузить».
На рис. 3-5 показаны примеры кодирования реквизитов научных статей: контактной информации в целях ее использования для защиты авторских прав или по прямому назначению (можно заметить, что размер кода и количество содержащихся элементов заметно возросли); аннотации, библиографического описания. Аннотация, как вариант, может быть представлена в виде ссылки на многоязычный интернет-ресурс. В данном случае (см. рис. 4) вся информация содержится в коде, и декодирование происходит без соединения с интернетом. Размер кода стал еще больше из-за увеличения объема текстовой информации.
Последний пример иллюстрирует кодирование строки для вставки в пристатей-ный библиографический список (см. рис. 5). Оформление таких списков в соответствии с требованиями стандартов занимает много времени и достаточно утомительно, так как требует непосредственного обращения к изданиям (de visu). Учитывая, что большинство статей в настоящее время размещается в сканированном виде в сети интернет, а обложки журналов (сборников) зачастую недоступны, восстановить ряд реквизитов затруднительно. Исключение составляют лишь издания РАН, многократно дублирующие издательские реквизиты для каждой статьи или на каждой
странице. Размещение QR-кода в тексте исходной статьи или на скан-изображении позволит
существенно облегчить эту работу.
***
В заключение еще раз отметим, что QR-стандарт активно развивается, а сфера его использования стремительно расширяется. В данной статье показаны лишь простейшие варианты использования мощного инструмента кодирования. По истечении тестового периода целесообразна унификация подходов к использованию QR-кодов посредством утверждения соответствующих методических рекомендаций или корпоративных стандартов. Широкое применение QR-коды, несомненно, могут получить при проведении полевых геофизических работ: для разбивки сейсмопрофи-лей, маркировки полевого оборудования, навигационных меток и т.д. Интересны возможности использования QR-кодов на микроуровне, например, для работы со шлифами. Очевидно, что именно головные научные подразделения ПАО «Газпром» должны стоять у истоков разработки вариантов использования и стандартизации как инструментов QR-кодирования, так и в целом инновационных технологических разработок в нефтегазовой отрасли.
Список литературы
1. Сайт «Википедия». - https://ru.wikipedia.org/ wiki/QR-%D0%BA%D0%BE%D0%B4 [дата обращения: 14.04.2017].
2. Сайт компании Denso Wave Incorporated. -http://www.denso-wave.com
3. Сайт «Генератор QR кода - двухмерного штрих-кода». - http://qrcoder.ru/
Application of modern QR-code-based IT-systems in geology
S.B. Korotkov1*, A.A. Franchuk1
1 Gazprom VNIIGAZ LLC, Bld. 1, Estate 15, Proyektiruemyy proezd # 5537, Razvilka village, Leninsky district, Moscow Region, 142717, Russian Federation * E-mail: S_Korotkov@vniigaz.gazprom.ru
Abstract. Rapid progress of personal digital means (smartphones, tablets, smart watch etc.) and public software poorly changed routine activity of geological and geophysical departments of domestic oil-gas companies. Meanwhile, processing capabilities of an average-price smartphone often exceed capabilities of computer centers aimed at processing seismic data some 15 years ago.
One can say that if in 1950-2000 the oil and gas industry served as a booster for information technologies, nowadays, the level of informatization and amount of innovations in small and middle-sized companies are quite higher than in most of oil and gas service firms. Technological progress in small companies, for example busy with
internet trade, often gives birth to unexpected techniques, which rapidly become useful and habitual for most people in private life. Such revolutionary idea is a QR code.
The article reveals the simplest applications of QR-coding in the oil-gas industry. It is mentioned, that after test period of QR-codes implementation, unification of its applications is reasonable on the basis of special guidelines and Gazprom standards. Obviously, scientific departments of Gazprom PJSC should become leaders in development and usage of standards for QR-coding.
Keywords: QR-code, bar-code, coding, information.
References
1. ru.wikipedia.org [online]. Available from: https://ru.wikipedia.org/wiki/QR-%D0%BA%D0%BE%D0%B4 [viewed on 14 April 2017]. (Russ.).
2. Denso Wave Incorporated [online]. Available from: http://www.denso-wave.com [viewed on 18 June 2017].
3. QR Coder.ru [online]. Available from: http://qrcoder.ru [viewed on 26 April 2017].
