Организация атрибутивных данных в модели экологического воздействия угольного предприятия на операционную систему Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

© А.А. Филиппова, В.М. Шек, 2003

УАК 622.001.57

А.А. Филиппова, В.М. Шек

ОРГАНИЗАЦИЯ АТРИБУТИВНЫХ ААННЫХ В МОАЕЛИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗАЕЙСТВИЯ УГОЛЬНОГО ПРЕАПРИЯТИЯ НА ОПЕРАЦИОННУЮ СИСТЕМУ

При современных темпах внедрения информационных технологий в область решения экологических задач понятна необходимость создания инструмента, расширяющего возможности анализа и повышающего оперативность управления горнотехнологическими объектами при выборе природоохранных мероприятий.

Таким инструментом может стать модель экологического воздействия предприятия на окружающую среду на базе ГИС -технологий.

Серьезные преимущества объектного подхода: возмож-

ность разбить систему на совокупность независимых сущностей - объектов и провести их незави-

симую спецификацию; простота эволюции системы за счет таких элементов объектного подхода как наследование и полиморфизм; возможность объектного моделирования системы, позволяющее проследить поведение реальных сущностей предметной области уже на ранних стадиях разработки, определили выбор объектного подхода при разработке модели.

Важный компонент объектной модели представления данных -атрибут объекта. Предметом исследования в настоящей статье являются особенности организации атрибутивных данных в модели экологического воздействия угольного предприятия на окружающую среду.

Для начала определим общие характеристики атрибутов в объектно-ориентированной модели [1-4]:

а) Атрибутами могут быть атомарные типы (символы, строки, числа и т.п.); составные типы данных (кортежи, списки, множества); мультимедийные данные.

б) Атрибутами могут быть

ссылки на другие объекты. Использование в качестве атрибутов объекты ссылок на другие объекты позволяет организовать сеть связанных объектов - построить объектно-

ориентированную модель предметной области. Каждая ссылка, т.о. представляет собой связь. Простая связь вида "один-к-одному" может рассматриваться как атрибут со значением-объектом в каждом из двух связанных объектов [2, 3]. Связи вида "многие-ко-многим" могут рассматриваться как атрибуты с каждой стороны с множественными значениями-объектами или с коллекциями значений-объектов. Коллекции могут рассматриваться как многозначные атрибуты, отдельные значения (или члены) которых представляют разнообразные, возможно,

Таблица 1

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ АТРИБУТЫ В БАЗЕ MRDS

Атрибут Описание

ACC Приблизительный радиус месторождения

ADMIN AREA Административная область

CONT CODE Код континента

CONTINENT Континент

COUNTY Г рафство

CTRY CODE Код страны

CTRY NAME Страна

DRAIN NAME Наименование и код водного бассейна в районе месторождения

ELEV Высота над уровнем моря для центра (среднее арифметическое) месторождения

LAT Широта (координата месторождения в градусах, минутах и секундах)

LATD Широта (координата месторождения в десятичных числах)

LOND Долгота (координата месторождения в десятичных числах)

LONG Долгота (координата месторождения в градусах, минутах и секундах)

MERIDIAN Название меридиана, от которого отсчитываются значения TOWNSHIP и RANGE

PHYS Географический код местности (равнина, возвышенность)

POSITION Описание ближайшего значимого объекта

QUAD OTHR Имя блока, задающего местоположение месторождения (вне стандарта USGS)

QUAD250 Имя блока в масштабе 1:250000, задающего местоположение месторождения

QUAD6250 Имя блока в масштабе 1:62500, задающего местоположение месторождения

RANGE Значение 2-го уровня для определения местоположения (в системе кадастров)

REC TYPE Тип записи (S - страна, D - район, R - регион, T - добавление)

SECT FRACT Значение 4-го уровня для определения местоположения (в системе кадастров)

SECTION Значение 3-го уровня для определения местоположения (в системе кадастров)

Таблица 2

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ВОЗЛЕЙСТВИЙ НА ОС

Наименование предприятия Степень организованно сти источника Вид источника Наименование источника

Выбросы в атмосферу Сбросы в водоемы Деформации земной поверхности

Угольная шахта Организован ный Точечный Труба котельной; Вентилляционная установка; Дегазационная установка Водоотлив; Водопонизител ьная скважина

Неорганизова нный Точечный Погрузка угля в ж/д вагоны; Погрузка породы в самосвалы Гараж

Линейный Ж/д состав (подача); Конвейерная галерея Дамба отстойника

Полигонал ьный Породный отвал (териконник); Угольный склад; Гараж Поверхность над подземными выработками

Угольный разрез Организован ный Точечный Труба котельной Водоотлив; Водопонизител ьная скважина

Неорганизова нный Точечный Буровая установка; Взрывные работы; Погрузка угля в ж/д вагоны Гараж

Линейный Ж/д состав (подача); Конвейерная галерея Борт разреза; Дамба отстойника

Полигонал ьный Разрез в целом; Гараж

Угольная обогатительн ая фабрика Организован ный Точечный Труба котельной; Аспирационная установка цеха; Труба сушильной установки Сброс после отстойников

Неорганизова нный Точечный Погрузка угля в ж/д вагоны; Разгрузка ж/д вагонов; Погрузка породы в самосвалы Гараж

Линейный Подвесная канатная дорога на породный отвал; Ж/д состав (подача); Конвейерная галерея Дамба отстойника

Полигонал ьный Угольный склад; Породный отвал; Гараж

сложные типы данных, а также и объекты. Возможны различные подтипы коллекций, в число которых обычно включают мультимножество (коллекция, не предусматривающая какого-либо упорядочения элементов, к которой не предъявляется требование их уникальности), множество (мультимножество, в котором элементы уникальны), список (мультимножество с каким-либо упорядочением элементов), массив (мультимножество с прямым доступом по порядковым номерам элементов), причем все они обладают динамически изменяющимися размерами.

б) Атрибуты не являются "объектами первого класса": нельзя определить атрибуты атрибутов, связи между атрибута-

ми, дополнительные операции на атрибутах.

в) Объекты оперируют со своими атрибутами по правилам, описанным в методах.

г) Инкапсуляция позволяет скрыть атрибуты класса от других пользователей. Т.е. доступ к значениям атрибутов реализуется встроенными операциями вида де^уа1ие, ве1:_уа1ие.

д) Наследование позволяет одному классу включать атрибуты и методы других классов; вводит иерархию "общее/частное", в которой подкласс наследует от одного или нескольких более общих суперклассов.

В ГИС пространственные данные хранят геометрическое положение географических объектов совместно с атрибутивной

информацией, которая описывает их - что, собственно, представляют из себя эти объекты. Пространственные данные хранятся в векторных или растровых структурах данных, а относящаяся к ним атрибутивная информация - в наборах таблиц, географически связанных с объектами, которые они описывают.

Итак, чтобы иметь возможность отобразить, например, зоны экологического воздействия угольного предприятия на карте, необходимо предусмотреть набор атрибутов, задающих их местоположение или пространственную привязку. Рассмотрим особенности организации таких атрибутов в модели данных, принятой в системе управления и отображения данных Ьап^еш™ III [5].

LandView™ III - работает с различными пространственными базами данных, в том числе по минеральным ресурсам. Данные представляются в географическом виде на картах, содержащих разнообразные слои (штаты, графства, населенные пункты, месторождения и т.д.).

LandView™ III был создан в Агенстве по защите окружающей среды США при участии таких организаций, как: Бюро переписи населения США (Bureau of Census), Министерство торговли (US Department of Commerce), Департамент береговой охраны США (US Coast Guard), Бюро контроля и оценивания опасных материалов (Hazardous Materials Response and Assessment Division).

LandView™ III состоит из 2-х программных компонент: СУБД

LandView (таблицы в формате .dbf содержат атрибутивную информацию) и программа картирования MARPLOT (карты в формате *.map). Эти компоненты связаны, что дает возможность обращаться к записям атрибутивной БД посредством выбора объектов на карте и наоборот. На рисунке показан пример обращения к атрибутивной ин-

формации посредством выбора объектов на карте.

LandView™ III позволяет обозначить на карте местоположение месторождений полезных ископаемых и угледобывающих компаний точкой или любым уникальным символом. Каждой записи в атрибутивной таблице соответствует один точечный объект на карте.

В табл. 1 показан неполный набор атрибутов, задающих местоположение объекта в базе данных по минеральным ресурсам MRDS, их около 30. Значения атрибутов позволяют точно позиционировать объект на карте и задают возможный перечень операций:

* - выборка объек-

тов, находящихся в пределах указанного расстояния (LAT, LONG и др.);

* - изменение мас-

штаба и системы картографической проекции (UTM_E, UTM_N и др.);

* - определение ие-

рархии объектов в зависимости от их географической принадлежности (CONT_CODE, CONTI-NENT_, COUNTY, CTRY_CODE и др.);

* - совместимость с

другими БД и кадастрами минеральных ресурсов (TOWNSHIP, SECT_FRACT, SECTION и др.).

Можно выделить некоторые недостатки предлагаемой разработчиками LandView™ III структуры атрибутивных данных с точки зрения возможности ее непосредственного использования в модели экологического воздействия угольных шахт.

Во-первых, уровень принятия решений и управления в LandView™ III не ниже регионального. Здесь угольные предприятия рассматриваются просто как точечные объекты. Модель же экологического воздействия угольной шахты предполагает рассматривать шахту как сложный объект, содержащий группу объектов более низкого уровня (источники вредных воздействий). В табл. 2 показаны основные источники неблагоприятных воздействий угольных предприятий на окружающую среду.

Во-вторых, система атрибутивных данных LandView™ III фактически не структурирована. Все атрибутивные данные хранятся в единственной таблице размерностью более 100 столбцов. Для удобства просмотра данных

атрибуты сгруппированы в единой экранной форме по следующим тематическим разделам:

* - географическое

положение угольного объекта;

* - горно-

геологические условия;

* - гидрогеологиче-

ские условия;

* - общая характе-

ристика угленосности;

* - качество углей;

* - ресурсы углей

(прогнозные ресурсы и балансовые запасы);

* - попутные полез-

ные ископаемые и компоненты в углях и вмещающих породах;

* - геолого-

экономическая ситуация и ТЭП.

В-третьих, преобладание качественной описательной информации по сравнению с числовой.

В-четвертых, отсутствие подробной справочной системы, описывающей принцип кодирования атрибутивной информации. Не указано соответствие понятий «большой», «средний», «малый» и других качественных

характеристик

конкретным числовым значениям. Видимо, такой стиль выбран не случайно и соответствует определенному уровню пользователей ГИС.

Понятно, что использовать структуру атрибутивных данных Ьап^1еш™ III в модели экологического воздействия угольного предприятия не представляется возможным. Решение - в сочетании методов объектно-ориентированного представления данных и технологии ГИС.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. В.М. Шек. Объектно-ориентированное моделирование горнопромышленных систем. - М.: МГГУ, 2000, 303 с.

2. Д.О. Брюхов, В.И. Задорожный и др. Интероперабельные информационные системы: архитектуры и технологии // СУБД, №04, 1995.

3. А. Юткин. Объектные технологии в распределенных системах // Открытые системы, № 03, 1995.

4. А.М. Андреев, Д.В. Березкин, Ю.А. Кантонистов. Выбор СУБД для построения информационных систем корпоративного уровня на основе объектной парадигмы // СУБД, №04, 1997.

5. Руководство пользователю программного комплекса ЬапёУ1еш™ III, электронная версия.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ----------------------------------------------------------------------

Филиппова А.А. - аспирантка, Московский государственный горный университет.

Шек В.М. - профессор, доктор технических наук, Московский государственный горный университет.

© С.А. Башмаков, М.И. Смирнов, 2003

УЛК 65.011.56

С.А. Башмаков, М.И. Смирнов

АВТОМАТИЗАЦИЯ ОФИСНЫХ СТРУКТУР ХОЛЛИНГА, СПЕЦИАЛИЗИРУЮЩЕГОСЯ НА РЕАЛИЗАЦИИ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ ПРОЛУКЦИИ УГЛЕЛОБЫЧИ

ажнейшими корпоративными целями развития информационных технологий на современных предприятиях являются: повышение производительности, проникновение на новые рынки, внедрение новых продуктов и услуг, сокращение затрат, улучшение качества обслуживания, совершенствование внутренних операций.

Существующие в настоящее время локальные (автономные) подсистемы, основанные на многообразных программно-

технических решений, не охватывают всех функциональных областей управления. Продолжение практики создания автономных подсистем без единой стратегии объединения их в единое информационное пространство приво-

дит к тому, что быстро возрастает количество используемых для обмена данными интерфейсов, в том числе и не стандартизованных, образующих наиболее дорогостоящие и ненадежные узлы информационных потоков. Сопровождение таких подсистем становится крайне трудоемкой задачей. Перед предприятиями и отделами информационных систем стоит задача разработки стратегии развития и построение корпоративной информационной системы.

В работе рассматривается компания, специализирующаяся на транспортировке и реализации продукции угледобычи.

Уголь добывается в Кемеровской области на более десяти разрезах и шахтах, часть его перерабатывается (дробление, сортировка, обогащение) на предприятиях Кузбасса и в других регионах России. Далее уголь транс-