Мингалов Максим Мингалиевич, технический директор Geobank, ООО «Майкромайн Рус»
Первичные геологические данные — атомарные элементы, преобразующиеся в информацию, необходимую для планирования горных работ и принятия оперативных решений в ходе разведки и отработки запасов месторождения. Также это и фундамент, который ложится в основу решения задач по оценке запасов и моделированию.
Одна из основных задач, стоящих перед главными специалистами служб предприятия, — это построение единой базы данных (БД), информация из которой отвечает таким показателям качества, как точность и достаточность для принятия решений, актуальность, устойчивость к потере данных, защищённость и пополняемость.
В рамках данной статьи рассматриваются практические примеры формирования БД в системе управления данными (СУД)1 на базе программного обеспечения Geobank от компании МАЙКРОМАЙН.
Система управления данными
GEOBANK — программный продукт и основной компонент системы управления данными, которая обеспечивает гибкую и эффективную среду для сбора, проверки и хранения данных, поступающих из различных источников, а также для управления ими. Это динамичное решение с использованием масштабируемой модели данных, которая настраивается под специфические требования геолого-разведочной и добывающей отраслей. Пакет разработан и создан специально для горнодобывающей индустрии и находит применение в компаниях любого масштаба, от отдельных пользователей, работающих на одном объекте, до ведущих компаний, работающих на множестве объектов одновременно.
GEOBANK MOBILE — программный продукт для сбора и проверки данных в режиме реального времени. Является частью предлагаемого комплексного решения и поставляется вместе с GEOBANK, замыкая на себе задачи по ручному вводу данных в местах их непосредственного появления (участок эксплуатационной разведки; или, например, документация керна сотрудниками камеральной группы).
Данное ПО обладает возможностью настройки автоматического расчёта значений, имеет встроенный инструмент заверки и настраиваемые инструменты передачи данных. Программа адаптирована для работы как с сенсорными устройствами, так и со стандартными клавиатурными. В приложении поддерживаются все стандарты: NMEA, GPS и другие.
Информационные потоки современного предприятия исходят из различных источников (маркшейдерские съёмки, полевая геология, данные о результатах лабораторных исследований и др.).
Эти потоки имеют определённую периодичность поступления, достоверность (могут присутствовать опечатки и прочие неточности, вызванные человеческим фактором), объем данных. Эффективность обработки данных и генерация полезной информации на последующих этапах во многом определяет успех работы.
Компания ООО «Майкромайн Рус» (далее МАЙКРОМАЙН) оказывает услуги по разработке БД и внедрению системы управления данными (СУД).
Об IT-стороне
База данных хранит всю первичную информацию, получаемую из горно-геологических департаментов предприятия. Это ее основное назначение.
Технология: в качестве системы управления базами данных (СУБД), являющейся основой проектируемой СУД, стандартно используется Microsoft SQL Server (версии от 2005 и выше; редакции выпусков от Express и выше, в зависимости от объёма данных и задач), однако есть возможность использовать и другие нестандартные решения (например, MS Access).
Отправная информационная модель БД дорабатывается в соответствии с техническим заданием от заказчика.
Программное обеспечение (ПО) Geobank — клиент-серверное Windows-совместимое приложение модульной структуры, взаимодействующее с сервером БД. Основное назначение ПО Geobank — предоставление интуитивно понятного графического пользовательского интерфейса (представляющего из себя формы для редактирования табличных данных, текстовую и графическую отчётность, специализированные утилиты для работы с геологическими данными и данными опробования) для взаимодействия с базой данных.
Как было отмечено выше, структура БД, а именно набор таблиц для хранения данных, актуализируется по результатам проведённого обследования предприятия, проводимого специалистами МАЙКРОМАЙН. При ее разработке применяется принцип открытости и масштабируемости, когда набор таблиц2 стандартной модели БД может быть дополнен любыми новыми таблицами сразу или в дальнейшем уже администратором системы3 при возникновении отдельной производственной задачи (например, служба ГРР4 вводит отсутствовавшую ранее таблицу «Эпигенетическая минерализация», пересматривая и расширяя тем самым подход к ведению геологического описания на месторождении в целом).
Открытость системы позволяет также легко интегрировать ее с другими имеющимися на предприятии информационными системами.
Процессы сбора информации на примере эксплуатационной разведки
Фактический процесс заложения эксплуатационных скважин сопровождается вводом данных по скважинам в таблицы ОБД. Работа с таблицами осуществляется через инструментарий форм ввода модуля «ЯДРО» Geobank.
В таблицу скважин заносится основная информация о выработках, которым присваиваются уникальные идентификаторы, фиксируется проектная глубина, которая в дальнейшем будет уточнена из данных фактических маркшейдерских замеров.
В таблицу проб заносятся данные об опробовании, каждая проба именуется уникальным именем.
В модуле «ОТСЛЕЖИВАНИЕ ПРОБ» Geobank создаётся событие отправки партии проб на анализ в ПАЛ — процесс фиксирует в таблицах ОБД информацию о случившемся факте отправки, она описывается такими параметрами, как перечень вошедших в неё проб и вид анализа, который должен быть выполнен. Система формирует отчёт «Наряд заказ в ПАЛ» в формате Excel, который может быть приложен к данной отправке.
По факту готовности маркшейдерских замеров координат скважин и уточнённых глубин забоя через инструментарий импортов в модуле «ЯДРО» проводится автоматическая подгрузка данных по замерам. В таблицу координат скважин попадает информация о координатах устьев скважин, уточняются интервалы глубин проб и фактические глубины забоев скважин.
ГРР
Геолог-документатор использует приложение Geobank Mobile для составления геологического описания керна. Данный процесс базируется на использовании легенд кодировок по литологии, вторичным изменениям, минерализации и пр. Описание производится последовательно по всем интервалам скважины.
Закончив работу по геологическому документированию скважины, специалист выполняет процедуру утверждения, фиксируя тем самым результат проделанной работы и «защищая» скважину от дальнейших изменений.
Далее утверждённые скважины переносятся в основную базу данных GB.
Загрузка данных в ОБД включает промежуточный этап валидации, когда данные, помещенные в буферные таблицы ОБД, проходят проверку, настроенную администратором системы. К числу стандартных проверок относятся:
— проверка любых числовых значений на принадлежность заданному диапазону;
— проверка любых текстовых полей на принадлежность кодам выбранной категории справочника;
— проверка границ интервалов выработки (например, интервалы скважины при документировании геологического описания) на пропуски, пересечения, нулевую и отрицательную длину;
— прочие настраиваемые проверки (использование SQL в процедурах проверки предоставляет возможность на создание любых логических условий).
Исполнитель, запустивший процессы загрузки и проверки данных, имеет возможность устранить выявленные системой ошибки самостоятельно (в случае если опечатки очевидны и однозначно установлены) либо сформировать автоматический отчет о найденных ошибках и направить его поставщику данных с просьбой скорректировать информацию.
Повторные проверки данных в буферных таблицах, не выявившие никаких ошибок, разрешают нам осуществить перенос информации непосредственно в ОБД, предоставляя тем самым 100 %-ную гарантию, что мы храним в системе качественную, проверенную информацию.
Работа с лабораториями
GB охватывает полный бизнес-процесс работы с лабораторией, начинающийся с этапа формирования реестра на отправки проб в лабораторию.
Геолог добавляет в новую отправку пробы и формирует отчет-реестр о новой отправке, который направляет в лабораторию вместе с физическими пробами. Факт о созданной отправке сохраняется в базе данных.
Обработка результатов производится при помощи чтения файла протокола в GB. Система позволяет настроить работу на форматы файлов .csv, .sif, .xlsx/xls и осуществить разовую пакетную загрузку данных из файла по всем комбинациям «метод — элемент». Поддерживается использование правил, назначенных на значения содержаний (корректная обработка содержаний нижних пределов обнаружений и др. кодов) и имена проб (автоматическое определение рядовых проб, стандартов, дубликатов и проверочных проб).
Инструмент имеет интерактивную составляющую и позволяет пользователю обработать спорные моменты, которые не были разрешены автоматически.
Имеется возможность построения графиков QAQC (XY, карта Шухарта, отчёт по стандартным отклонениям).
В рамках внедрения системы была успешно отработана задача интеграции GB с системой LIMS.
Отчётность и анализ данных
Как было отмечено выше, СУД позволяет консолидировать данные из различных источников, что дает возможность нам системно управлять имеющейся информацией и анализировать ее.
Язык запросов SQL, являющийся ядром рассматриваемой СУД, открывает неограниченные возможности в части анализа хранимой информации и генерации различной табличной отчётности с самыми жёсткими требованиями со стороны заказчика.
Изначально структурируя первичную информацию в отдельных таблицах, связанных между собой по ключевым полям, мы используем ее впоследствии в качестве кирпичиков при построении различных аналитических отчётов: срезов, группировок, сводных вычислений, фильтруя выборки по указанным датам, месторождениям и/или иным входным параметрам.
С появлением модуля «Расширенная отчётность» возможность создания подобных отчётов существенно дополнилась. Модуль поддерживает мощную систему сегментирования макета страницы выходного отчёта на зоны (колонтитулы, зона отчёта, зона страницы, группировка и др.). Это позволяет строить сложные отчеты с самыми высокими требованиями к их оформлению. Любой отчёт можно сохранить во внешний файл (поддержка форматов .pdf, .mht, .xls, .xlsx, .html и т. д.).
в выбранных скважинах
в выбранных скважинах
Специализированные инструменты управления данными
В числе специализированных аналитических утилит Geobank стоит отметить:
— отдельный модуль «Отслеживание проб» (Sample Tracker), позволяющий выстроить в СУД полный цикл взаимодействия с лабораториями (отправки проб и получения результатов анализов из лаборатории, контроль качества QAQC с построением графиков);
— редактор графических отчётов, позволяющий отстраивать на экране геологическую колонку и различные графики;
— инструмент «Сбивка разреза по глубинам», который позволяет в реальном времени корректировать интервалы геологического описания в соответствии с данными каротажных кривых;
— пересчёт координат выработок между разными системами;
— расчет 3D-координат в интересующих точках глубин (например, в точках замера инклинометрии или в точках центров геологических проб скважины);
— редактор пользовательских форм с поддержкой компонентов WinForm и языка программирования Python.
Интеграция с другими ИС
Через SQL-запрос можно извлечь из ОБД любую интересующую выборку и выгрузить ее во внешний текстовый файл.
Горно-геологические информационные системы (ГГИС) типа Micromine и др. имеют возможность напрямую обратиться к ОБД с целью извлечения информации, необходимой для задач моделирования месторождений. Для этой цели под каждую отдельную ГГИС на сервере можно подготовить своё представление данных (в терминологии SQL Server — это объект класса View) с требуемыми полями и заданными правилами извлечения информации из таблиц БД.
Заключение
Внедрение СУД с использованием Geobank на российском рынке проводится с 2011 года. За этот период СУД зарекомендовала себя как надёжное решение, успешно справляющееся с самыми сложными задачами. Каждый проект внедрения сопровождается процессом обследования предприятия, что позволяет консультантам компании «МАЙКРОМАЙН» разработать индивидуальное решение и учесть все необходимые требования и пожелания заказчика.
Программный продукт постоянно развивается. Благодаря обратной связи, получаемой от наших клиентов через действующий форум и прямое общение, разработчики стараются вносить коррективы в карту развития продукта и реализовывать важные пожелания и доработки в ближайших релизах пакетов обновлений (сервис-паки).
Российское подразделение делит первое место с австралийским головным офисом по числу пользователей — клиентов GEOBANK.
В ноябре 2020 года состоялся релиз новой версии программного продукта — Geobank 2021.
Программный продукт Geobank рекомендован экспертно-техническим советом Государственной комиссии по запасам (протокол ЭТС ГКЗ РФ от 19 мая 2015 года) для использования при решении задач по созданию геологических баз данных на всех этапах геолого-разведочных и экспло-разведочных работ и для предоставления графической отчётности.
___________________________________________
1 СУД — система управления данными. В англ. языке: DMS (Data Management System).
2 Таблица — объект реляционной базы данных, содержащий информацию о некоторой сущности (например, о скважине, геофизическом замере выработки, опробовании скважины и т. д.).
3 Администратор системы — сотрудник, отвечающий за: 1) поддержание работоспособности системы и ее бесперебойное функционирование в режиме промышленной эксплуатации; 2) доконфигурацию интерфейсов GEOBANK для решения новых поставленных задач (отчётность и пр.).
4 Служба ГРР — подразделение предприятия, отвечающее за блок геолого-разведочных работ.