CC BY
23
УДК 681.3.016
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕГРАЦИИ ИНФОРМАЦИИ ИЗ НЕЗАВИСИМЫХ БАЗ ДАННЫХ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В ЗАДАЧАХ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ
А.М. Валуев1, А.С. Панкратов2, М.Б. Фомин3
Московский государственный горный университет, 119991, г. Москва, Ленинский пр-т, 6. , Российский университет дружбы народов, 117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6.
Рассматривается проблема совместного использования независимых баз данных в задачах планирования и управления. Представлены две схемы такого информационного взаимодействия: первая - для случая использования баз данных подразделений одной организации, вторая - для задач координации деятельности бизнес-партнеров в условиях строгой конфиденциальности нерелевантной информации. Табл. 2. Библиогр. 5 назв.
Ключевые слова: управление; планирование; база данных; информационная система; запрос; конфиденциальность.
MODERN TECHNOLOGIES FOR INFORMATION INTEGRATION FROM INDEPENDENT DATABASES AND THEIR APPLICATION IN THE PROBLEMS OF PLANNING AND MANAGEMENT A.M. Valuev, A.S. Pankratov, M.B. Fomin
Moscow State Mining University, 6 Leninsky Av., Moscow,119991. Peoples' Friendship University of Russia, 6 Miklukho-Maklay St., Moscow, 117198.
The article deals with the issue of sharing independent databases in the problems of planning and management. It presents two schemes of such information interaction: the first one - for using databases of divisions belonging to one organization, the second one - for the coordination problems of business partners activity under conditions of strict confidentiality of irrelevant information. 2 tables. 5 sources.
Key words: management; planning; database; information system; enquiry; privacy
Среди многочисленных тенденций, наблюдаемых в современной жизни нашей страны, можно выделить две на первый взгляд противоречащие, но, тем не менее, органично дополняющие друг друга. С одной стороны, развитие частного бизнеса и отход государства от прямого управления производственными и другими бизнес-процессами внутри страны ведёт к повышению уровня самостоятельности и автономности отдельно взятых отраслей, предприятий, корпораций. Иными словами, наблюдается тенденция децентрализации различных сфер общественной жизни. С другой стороны, именно эта децентрализация ведёт к необходимости формирования устойчивых межведомственных и межкорпоративных связей, объединения на информационном и иных уровнях в рамках одной предметной области. Иными словами, в настоящее время возникает потребность в разного рода инте-
грационных процессах.
Одним из важнейших аспектов процесса интеграции является проблема консолидации информации из различных и независимых источников, в частности, объединение разнородных баз данных без ущерба их независимости. Можно назвать ряд предметных областей, где подобная задача интеграции может возникнуть естественным образом:
• медицинская сфера: объединение информации, содержащейся в электронных медицинских картах пациентов;
• торговая сфера: поддержка объединённой информации о наличии товаров и ценах на них в магазинах различных торговых сетей;
• транспортно-туристическая сфера: поддержка постоянно обновляемого электронного расписания различных видов транспорта, причём как на маги-
1Валуев Андрей Михайлович, доктор физико-математических наук, профессор кафедры организации и управления в горной промышленности, тел.: (962) 9228580, e-mail: valuev_leto@rambler.ru
Valuev Andrei, Doctor of Physico-Mathematical Sciences, Professor of the Department of Organization and Management in Mining, tel.: (962) 9228580, e-mail: valuev_leto@rambler.ru
2Панкратов Александр Серафимович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информационных технологий, тел.: (915) 3342357, e-mail: sasha.pankratov@gmail.com
Pankratov Alexander, Candidate of Physico-Mathematical Sciences, Associate Professor of the Department of Information Technologies, tel.: (915) 3342357, e-mail: sasha.pankratov @ gmail.com
Фомин Максим Борисович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры информационных технологий, тел.: (903) 7403001, e-mail: mfomin@sci.pfu.edu.ru
Fomin Maxim, Candidate of Physico-Mathematical Sciences, Associate Professor of the Department of Information Technologies, tel.: (903) 7403001, e-mail: mfomin@sci.pfu.edu.ru
стральных, так и на местных рейсах;
• горно-геологическая сфера: объединение е баз данных различных ведомств, содержащих информацию о месторождениях (например, каменного угля).
Данной проблематике посвящён ряд работ российских и зарубежных авторов. Среди российских учёных, занимающихся проблемами интеграции, можно назвать работы Л.В. Масель, А.В. Черноусова, А. Ку-динова. Однако следует отметить, что в настоящее время намечаются лишь основные контуры обобщённого подхода к решению задачи интеграции данных из разных компьютерных систем (см., например, [1]), большинство публикаций на эту тему затрагивает отдельные аспекты проблемы или частные предметные области (например, учёт объектов недвижимости) со своими специфическими особенностями [2, 3].
Настоящая работа посвящена некоторым задачам управления горным производством. Описанный ниже подход не претендует на общность, но может иметь и более широкое применение.
В горном производстве имеются многочисленные примеры интеграции и взаимозависимости бизнес-процессов собственно горного производства и смежных сфер. Этим свойством обладают:
1) взаимная зависимость карьера и железной дороги в отношении поставки порожних составов и отправки груженых (особенно в случае прямой отгрузки полезного ископаемого из забоев);
2) желательность координации деятельности угольной шахты (карьера) и электростанции, работающей на угле, в следующих аспектах:
- уточнение информации о качестве угля по данным о процессе его сжигания и данным лабораторных исследований на электростанции;
- регулирование качественного состава отгружаемого угля;
- регулирование объёмов поставок в случае работы «с колёс», т.е. отсутствия запасов угля на электростанции (в последнем случае процесс отгрузки нужно координировать также с железнодорожной организацией);
3) аналогичные зависимости в деятельности нескольких горных предприятий, работающих на одну обогатительную фабрику, и самой обогатительной фабрики.
Интеграция баз данных подразделений одной организации
Все перечисленные аспекты взаимозависимости деятельности партнёров, требующие постоянного информационного обмена, актуальны, прежде всего, для оперативного планирования и управления. Для среднесрочного планирования конкретная информация из баз данных смежников едва ли может быть доступна; во всяком случае, объём релевантной информации невелик, и проблемы её передачи не возникают. Для этого уровня управления важнейшее значение приобретает интеграция информации о залежах из разных источников. Обязательным её источником служат данные детальной и эксплуатационной разведки, причём последние регулярно пополняются. Анализ проб позволяет определить состав пород и содержание
компонентов в породах, а методами геостатистики эти данные распространяются на смежные объемы [4, 5]. Но и границы пластов или рудных тел также определяются по данным геологической разведки лишь путём интерполяции, что зачастую в силу сложной структуры залежей и/или нарушений залегания не может дать информацию с требуемой точностью. Наоборот, геофизические методы позволяют выявить поверхности раздела пород как единое целое, но из важных свойств устанавливают только значение плотности, что не позволяет ни однозначно идентифицировать породы, ни тем более определить значения содержания компонентов.
Совместное же использование двух источников резко повышает объём и достоверность информации о месторождении. Во-первых, по пересечениям границ раздела пород с колонками скважин можно установить, какие именно поверхности раздела служат границами пластов или рудных тел. Само по себе измеренное в пробах значение плотности породных комплексов, например, кондиционного угля или углистого аргиллита, даёт основание для их идентификации исключительно на основе средних значений плотности. Корреляционная зависимость между значениями плотности и основным показателем качества - содержание основного металла для руды, зольности или теплотворной способности для угля или сланца, также позволяет повысить достоверность оценки запасов. Это может быть выполнено путём коррекции значения показателя, рассчитанного методами геостатистики, для точек, в которых плотность определяется геофизическими методами, по измеренному значению плотности на основе корреляционных зависимостей.
В данном случае мы имеем дело с двумя информационными массивами, пополняемыми двумя отдельными организациями или подразделениями одной организации, работающими на общий конечный результат. Поэтому их базы данных взаимно доступны для любых запросов без изменения содержания баз. Для сведения этих данных в единое целое может быть применена технология так называемых медиаторов. Медиаторами называются программные компоненты, принимающие запросы от пользователей и затем направляющие их к соответствующим источникам, возможно, с предварительной трансляцией; полученные ответы от источников приводятся в соответствие со структурой медиатора, объединяются и выдаются пользователю. Это может быть предусмотрено следующим образом.
Взаимосвязь элементов данных из различных источников (необходимую при исполнении запросов к медиатору) описывается, как правило, с помощью таблиц соответствия. Пусть данные геологической разведки о пробах угля в колонках скважин хранятся в базе данных йВ1 в таблице GEOSK, а данные о высотных отметках точек поверхностей раздела и о плотности пород хранятся в базе данных геофизической разведки йВ2 в таблице Б1_01. Для совместного их использования при интеграции данных с помощью медиатора, представляющего, по сути, виртуальную базу данных (представление для пользователя), эта
виртуальная база имеет свои характеристики (реквизиты), которые также заносятся в общую таблицу соответствия.
Для остальных источников, равно как и для подключения новых источников, в таблицах TABLE_CORR_GEO и TABLE_CORR_POINTS заводятся новые колонки: в простейшем случае - с названиями соответствующих атрибутов, в более сложных случаях - с функциями преобразования.
Владелец, Дата изготовления, Проверить до и т.п., не должны интересовать адресата и поэтому не сообщаются. В результате о рейсах, включающих вагоны, поступающие под погрузку в адрес горного предприятия «Шахта «Новая» на его грузополучательную станцию «Шахтная», можно сформировать представление на основе следующего SQL-запроса:
SELECT Вагоны.№состава, COUNT(*) AS Количе-ство_вагонов, SUM(Вагоны.Грузоподъёмность) AS
Таблица 1
Таблица TABLE_CORR_GEO, описывающая простые соответствия атрибутов
Медиатор, таблица Медиатор. Таблица, поле DB1. таблица DB1. таблица, поле DB2. таблица DB2. Таблица, поле
GEO KROVLA GEOSK KROVLA SLOI GL
GEO POCHVA GEOSK POCHVA SLOI NULL
GEO ZOLA GEOSK ZOLA SLOI NULL
GEO UDV GEOSK UDV SLOI PLOTN
GEO PORODA GEOSK PORODA SLOI NULL
Таблица 2
Таблица ТАВ1.Е_С0ЙЙ_Р01ЫТ8, содержащая функции приведения координат точки к формату
Медиатор, таблица Медиатор, таблица, поле DB1. значение DB2. значение
POINTS POINTX F1X(MR.ORIGIN X, MR.ORIGIN Y, SKVG.X, SKVG.Y) F2X(PROFIL.PSTART X, PROFIL.PSTART Y, PROFIL.PEND X, PROFIL.PEND Y, TOCHKA.DIST)
POINTS POINT_Y F1Y(MR.ORIGIN X, MR.ORIGIN Y, SKVG.X, SKVG.Y) F2Y(PROFIL.PSTART X, PROFIL.PSTART Y, PROFIL.PEND X, PROFIL.PEND Y, TOCHKA.DIST)
Интеграция баз данных бизнес-партнёров
Совершенно иную ситуацию представляет собой использование горным предприятием данных железной дороги, электростанции или металлургического предприятия. Эти последние хотя и являются деловыми партнёрами горного предприятия, преследуют собственные цели. Сферой их взаимных интересов являются: своевременная подготовка горного предприятия к приёму очередной партии вагонов под погрузку, что приводит к более быстрой оборачиваемости вагонов; обеспечение требуемого качества шихты и своевременная поставка продукции горного предприятия или, наоборот, запланированная задержка поставки при переполнении склада. Естественно предположить, что партнёры во избежание утечки конфиденциальной информации будут максимально ограничивать доступ к своей БД той выборкой, которая совершенно необходима для осуществления делового взаимодействия.
Рассмотрим эту возможность на примере. Представим себе, что некоторая подсхема базы данных железнодорожной организации включает таблицы Составы, Вагоны и График (движения). Допустим, что параметры текущего состояния вагона следующие: № вагона, Тип вагона, Состояние (порожний, гружёный), Объём, Грузоподъёмность, Назначение (станция), Адресат (организация), № состава. Другие атрибуты -
Сум_Грузоподъёмность, SUM(Вагоны.Объём) AS Сум_Объём FROM Вагоны GROUP BY Ваго-ны.№состава WHERE Вагоны.Адресат=«Шахта «Новая» AND Вагоны.Назначение=«Шахтная».
Здесь не хватает, однако, информации о расчётном времени прибытия. Сообщать весь маршрут состава, доставляющего порожние вагоны, не нужно и нежелательно. Полная информация о времени прибытия требуемых составов в пункт назначения будет получена путём естественного соединения по полю № состава вышеописанного представления с другим представлением:
SELECT График. № состава, График. Да-та_прибытия, График. Время_прибытия FROM График WHERE График. Станция=«Шахтная» ORDER BY График. Дата_прибытия, График. Время_прибытия.
Последнее представление содержит информацию обо всех составах, делающих остановку на станции «Шахтная», независимо от наличия в них вагонов, адресованных шахте. Однако при использовании запроса не самого по себе, а во внутреннем соединении с предыдущим информационной системе шахты не будут доступны сведения о составах, не имеющих к ней отношения.
В свою очередь база данных оперативно-диспетчерского управления горного предприятия в части движения вагонов на территории предприятия
имеет отношение к формированию составов из конкретных гружёных вагонов, отправляемых с грузоот-правительной станции, что интересует железнодорожную организацию. Эта информация может предоставляться на тех же условиях конфиденциальности всей нерелевантной информации для запросов со стороны железнодорожников. Таким образом, доступной должна быть только информация о плановых моментах поступления гружёных вагонов на грузоотпра-вительную станцию. На её основании диспетчеры железной дороги должны принимать решения о необходимости остановки составов на грузоотправительной станции шахты, времени ожидания ещё не поступивших гружёных вагонов и конкретном наборе вагонов, которые будут присоединены к прибывающему составу. Разумеется, все представления, применяемые в
задачах управления сторонней организации, не могут быть обновляемыми во избежание нежелательных воздействий на процессе управления в организации -источнике данных.
Итак, описаны две схемы информационного взаимодействия для совместного использования независимых баз данных в задачах планирования и управления: для баз данных подразделений одной организации и для задач координации деятельности бизнес-партнёров. Использована технология медиаторов, проиллюстрированы таблицы соответствия и SQL-запросы. Представляется, что предложенные схемы могут быть применимы и в других задачах, связанных с проблемой совместного использования информации.
Библиографический список
1. Юмагужин Н.В. Классификация взаимосвязей в схемах данных // Программные продукты и системы. 2007. № 3. С. 204-212.
2. Торшин Д.В. Организация единого интегрированного пространства на основе универсального формата обмена данными // Научно-технические ведомости СПбГПУ, серия «Информатика. Телекоммуникации. Управление». 2009. Т. 71. № 2. С. 26-32.
3. Воробьёва М.С. Построение модели интеграции данных в
информационно-управляющих системах // Модернизация образования в условиях глобализации: круглый стол «Образование через науку и инновации», 14-15 сентября 2005 г. / под ред. В.Н. Кутрунова. Тюмень: Изд-во ТюмГУ, 2005. С. 26-28.
4. Матерон Ж. Основы прикладной геостатистики. М.: Мир, 1968.
5. Давид М. Геостатистические методы при оценке запасов руд. Л.: Недра, 1980.
УДК 004.415.2/:621.311.16.019.3
РАЗРАБОТКА ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ВЕРСИИ ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА (ПК) ДЛЯ ОЦЕНКИ НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ УНАСЛЕДОВАННОГО ПК ЯНТАРЬ
1 9
Л.В. Массель1, А.А. Геранюшкин2
1Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 130.
1,2Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены вопросы реинжиниринга унаследованного программного обеспечения. Определены этапы реинжиниринга для унаследованного программного комплекса ЯНТАРЬ, который является уникальным для оценки надежности электроэнергетических систем. Представлены результаты анализа структуры программного комплекса ЯНТАРЬ. Выявлены области распараллеливания. Предложен подход для создания параллельной версии программного комплекса на основе унаследованного ПК. Актуальность работы определяется, с одной стороны, важностью поставленной энергетической задачи, а с другой - необходимостью создания программного обеспечения нового поколения для исследований надежности ЭЭС, предоставляющего возможность распараллеливания решаемых задач при проведении вычислительного эксперимента. Ил. 3. Библиогр. 8 назв.
Ключевые слова: реинжиниринг; унаследованное программное обеспечение; анализ структуры; параллельные вычисления.
DEVELOPMENT OF THE PARALLEL VERSION OF THE SOFTWARE PACKAGE TO ASSESS THE RELIABILITY OF ELECTRIC POWER SYSTEMS BASED ON LEGACY SOFTWARE YANTAR L.V. Massel, A.A. Geranyushkin
Institute of Energy Systems named after L.A. Melentiev SB RAS,
1Массель Людмила Васильевна, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, зав. кафедрой автоматизированных систем, тел.: (3952) 429619, e-mail: massel@isem.sei.irk.ru
Massel Lyudmila, Doctor of technical sciences, Professor, Chief Researcher, Head of the Department of Automated Systems, tel.: (3952) 429619, e-mail: massel@isem.sei.irk.ru
2Геранюшкин Андрей Александрович, аспирант, тел.: 89041177717, e-mail: ger.a@mail.ru Geranyushkin Andrei, Postgraduate, tel.: 89041177717, e-mail: ger.a@mail.ru
