Горно-геологические информационные системы на современном горном предприятии

Сегодня генеральный технологический тренд в горной отрасли определяет цифровая трансформация, передовая и важнейшая частью которой — горно-геологические информационные системы (далее ГГИС), которые уже достигли высокого уровня развития и в полной мере используют достижения научного прогресса, включая искусственный интеллект. Достаточно сложная и ответственная часть цифровизации — это надежная, «бесшовная» интеграция продуктов разных разработчиков в единое цифровое предприятие, важную роль в которой играют открытые форматы.

Рассказать, чего достигли разработчики ГГИС и какие технологии используют, в нашу виртуальную студию приглашены специалисты в этой области:

Борис Курцев, генеральный директор ООО «Майкромайн Рус»;

Андрей Герасимов, технический директор ООО «ГЕОМИКС»;

Алексей Фатеев, начальник отдела внедрения GEOVIA Dassault Systemes;

Сергей Цветков, менеджер по развитию бизнеса в России и Центральной Азии компании Maptek.

Борис Курцев, генеральный директор ООО «Майкромайн Рус». Окончил магистратуру Московского государственного горного университета (МГГУ) на кафедре  «Технологии, механизации и организации открытых горных работ» в 2005 г. Получил степень магистра Менеджмента по специальности «Корпоративный финансовый менеджмент» в Высшей школе менеджмента РАНХиГС в 2019 г. Работу в компании «МАЙКРОМАЙН Россия» (ООО «Майкромайн Рус») начал в 2008 г. с должности горного инженера-консультанта, продолжил карьеру в должности директора по развитию бизнеса. С 2011 г. является генеральным директором «МАЙКРОМАЙН Россия». Награжден Золотым знаком «Горняк России», почетным знаком «Горняцкая слава» 3-й степени, член Президиума Академии горных наук, член Высшего горного совета НП «Горнопромышленники России», награжден Патриаршим знаком святой великомученицы Варвары

Андрей Герасимов, технический директор ООО «ГЕОМИКС». В 2003 г. защитил кандидатскую диссертацию на тему «Инженерно-геологическое обеспечение буровзрывных работ с применением компьютерных технологий при открытой разработке месторождений железистых кварцитов». Автор и соавтор свыше 50 печатных научных работ, имеет несколько авторских свидетельств и патент на изобретение «Способ определения содержания полезного компонента во взорванной горной массе при ее выемке на карьере». В 2011 г. присвоено звание «Профессиональный инженер России» в номинации «Информатика, информационные сети, вычислительная техника»

Алексей Фатеев, начальник отдела внедрения GEOVIA Dassault Systemes. Работает в области геологии более 14 лет, имеет богатый опыт реализации проектов по внедрению горно-геологического программного обеспечения на предприятиях России и стран СНГ, в том числе по блочному моделированию, подсчету запасов, геостатистике, контролю содержаний. В компании ООО «Дассо Систем» работает с 2010 г., где руководит работами по внедрению программного обеспечения GEOVIA и адаптации его под потребности российских пользователей

Сергей Цветков, менеджер по развитию бизнеса в России и Центральной Азии компании Maptek

Охватывает ли ваша система все аспекты работы горного предприятия или остается поле для деятельности других разработчиков? Возможна ли интеграция в вашу систему продуктов других разработчиков? Какие стандарты обмена данными существуют в ГГИС?

Борис Курцев, Micromine: Работа любого горного предприятия состоит из множества процессов, которые невозможно охватить единой системой, но компания «МАЙКРОМАЙН» с помощью своего программного пакета закрывает самую важную часть задач современного рудника. Мы предоставляем решения, закрывающие задачи сбора, хранения и управления геологоразведочными данными с помощью продукта Geobank. Далее эти данные могут быть использованы для интерпретации рудного тела, создания ресурсной модели, обеспечения стратегического и операционного планирования, проектирования рудника и буровзрывных работ. Цифровая модель рудника может быть использована в системе диспетчеризации горного производства Pitram.

Мы готовы сотрудничать с другими производителями программных продуктов, готовы к совместным проектам, тем более, если они решают более узкие задачи, например, создание гидрогеологической модели и т.п. В горно-геологических системах принято использовать общие открытые форматы данных, такие как CAD и текстовые форматы. В последнее время была реализована более удобная передача данных между пакетами для трехмерного моделирования и планирования — Open Mining Format (OMF), которая дает возможность передавать 3D-модели, например, каркасы или блочные модели со всеми их атрибутами, что намного удобнее текстового формата.

Андрей Герасимов, «ГЕОМИКС»: В настоящее время программное обеспечение горного предприятия предполагает большое количество информационных потоков, охватывая все технологические процессы: геологоразведку, добычу руды, взрывные работы, обогащение (извлечение) руды, обеспечение охраны труда, мониторинг состояния техники и бортов карьера, обслуживание техники, расчет зарплат сотрудников, управление экономической эффективностью предприятия и т. д. Эти процессы разнородны, поэтому практически невозможно создать одну систему, качественно описывающую абсолютно все аспекты работы предприятия. Но эта задача – задача формирования цифровой экосистемы предприятия – актуальна на ближайшие годы. ГГИС ГЕОМИКС является составной частью такой системы, концентрируясь на отдельных технологических процессах, связанных с добычей полезных ископаемых (геология, маркшейдерия, ведение цифровых моделей карьера, буровзрывные работы, планирование и оптимизация горных работ и т. д.).

Интеграция ГГИС ГЕОМИКС со сторонним программным обеспечением возможна и осуществляется с помощью общепринятых открытых форматов файлов: dxf/dwg, shp, csv, xml и др.

На текущий момент стандартом обмена данными горно-геологической графики является формат dwg/dxf (AutoCAD, Компас и т.д.), для блочных моделей – формат csv. Общепринятых и утвержденных стандартов для специализированных горно-геологических информационных системах пока нет, но они необходимы. Работы в этом направлении ведутся – надеемся, в ближайшее время такие стандарты появятся.

Алексей Фатеев, GEOVIA: В настоящий момент решения Dassault Systemes закрывают большую часть производственных процессов горных предприятий, включая геологоразведку, построение геологической модели месторождения, маркшейдерию, проектирование и планирование горных работ – как стратегическое, так и операционное. Мы не занимаемся диспетчеризацией, сбором оперативных данных, системами бюджетирования, системами уровня ERP и т.п. Для решения этих задач предприятия используют системы других разработчиков, с которыми мы прекрасно интегрируемся и можем как использовать их данные, так и передавать в них данные из наших систем. Dassault Systemes имеет богатый опыт такой интеграции, как на российский предприятиях, так и в мире. Например, передача данных планирования в различные системы ERP и системы бюджетирования, сортовых планов и осей дорог в системы диспетчеризации, данных проектов бурения в системы высокоточного позиционирования буровых станков, маркшейдерское положение горных работ и так далее.

Компания Dassault Systemes является активным участником группы Global Mining Guidelines Group, которая отвечает за разработку международных стандартов обмена данными в горнодобывающей отрасли, в том числе обмена данными между различными горно-геологическими информационными системами с помощью так называемого формата OMF, а также между MES системами, системами диспетчеризации и т.д. Мы не только поддерживаем разработку новых стандартов, но и работаем со всеми классическими открытыми обменными стандартами, такими как CSV, DXF, выгрузки в различные внешние системы по протоколам BBC.

Мы интегрируемся практически со всеми широко используемыми в мире ГГИС, поддерживая чтение и запись их форматов. Наши стандартные форматы открыты и не меняются уже много лет, что дает пользователям широкие возможности интеграции с системами других разработчиков. Несмотря на то, что сейчас некоторые разработчики меняют и закрывают свои форматы, мы считаем, что система должна быть открытой.

Также, для организации совместной работы мы начали с успехом применять наши платформенные решения, которые до прихода в горную отрасль были успешно применены во многих других производственных отраслях.

Сергей Цветков, Maptek: Решения Maptek охватывают широкий спектр процессов планирования горных предприятий – от геологического моделирования до проектирования и планирования рудников. У нас также есть инструменты для съемки, преобразования и обработки данных облака точек, генерируемых лидарными сканерами и воздушными дронами. Наконец, мы предлагаем программные инструменты для контроля руды и управления буровзрывными работами.

Как правило, наши клиенты используют решения Maptek для понимания, определения и моделирования геологических данных в трехмерное представление месторождения. Этот процесс определяет форму или объем месторождения — критический первый шаг в измерении запасов. Мы делаем это с помощью ряда специальных инструментов, и самый простой из них — каркас в разрезе. Здесь геологи используют возможности трехмерной визуализации, а также набор CAD-инструментов для создания двумерных форм, охватывающих рудное тело, которые затем соединяют, формируя трехмерную фигуру.

На другом конце спектра – новейшие инструменты, использующие современные технологии машинного обучения и облачную обработку для построения геологических моделей, причем намного быстрее, чем это можно было делать вручную. Эти основанные на данных методы освобождают геологам время на изучение альтернативных сценариев. В совокупности эти инструменты помогают своевременно и с большей гибкостью строить модели для планирования добычи на глубоких горизонтах рудника.

С помощью объемной модели ресурсный геолог продолжает работу в рамках экосистемы программного обеспечения Maptek, выполняя «Оценку содержания полезного ископаемого» (Grade Estimation Process). Для выполнения этой задачи наши решения оснащены стандартным набором инструментов оценки и моделирования. Геологические данные могут быть проанализированы и подготовлены с помощью штатного инструментария анализа данных. Оценки записываются в блочную модель после многофункциональной панели «Оценки содержания» (Grade Estimation), которая может быть настроена на пакетную обработку для эффективной работы.

Блочными моделями, триангуляциями и данными САПР можно управлять с помощью скриптов и интегрированных библиотек Python. Блочные модели могут хранить сотни переменных, чтобы оператор мог хранить и запрашивать данные, при этом триангуляции и CAD-данные могут хранить дополнительные данные в виде пользовательских атрибутов. Этими переменными/атрибутами можно управлять посредством операций чтения/записи с помощью различных встроенных панелей или сценариев.

После создания ресурсной модели можно приступать к следующему этапу планирования добычи. Часто начинают с одного из инструментов оптимизации для экономического планирования рудника. Финансовые значения применяются к блочной модели и/или горным блокам/забоям, и горный инженер может раскрыть объем потенциальной операции. Эти инструменты оптимизации идеально подходят для того, чтобы дать команде инженеров представление о форме и размещении запасов, которые они затем используют для принятия решений, касающихся детального проектирования.

Некоторые элементы детального проектирования могут быть дополнительно оптимизированы с помощью автоматизированных инструментов. Добыча, складирование и создание отвалов могут быть детально спроектированы с помощью «Автоматического построения карьера» (Auto Pit Designer), который объединяет создание уступов и съездов. Инструмент «Дизайнер уровней» (Level Designer) предлагает те же возможности для подземных планировок. И, наконец, команда инженеров, может приступить к доработке детального проекта, готового к исполнению.

Скорость автоматизированных процессов означает, что команда инженеров может построить множество сценариев за время, которое ранее требовалось для создания вручную одного плана. Это дает возможность изучать альтернативы и планировать непредвиденные события, такие как выход из строя машин или изменения в экономике операций.

Заключительный этап проектирования рудника — временной план. Maptek Evolution — многогранное приложение, использующее генетические алгоритмы для предоставления практических решений по максимизации производительности. Evolution состоит из нескольких компонентов краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного планирования. Можно использовать стратегию Evolution с ее оптимизацией NPV для отладки долгосрочных графиков. Evolution Origin позволяет создавать подробные среднесрочные графики. Наконец, Evolution Epoch — это специальный инструмент краткосрочного планирования, который позволяет управлять несколькими видами горнодобывающей деятельности, задачами и оборудованием, а также применять различные типы зависимостей. В совокупности Evolution представляет собой интегрированное решение для планирования полного жизненного цикла рудника, позволяющее оптимизировать ключевые виды деятельности по добыче полезных ископаемых, такие как смешивание, перемещение транспортных средств, управление инвестициями. При развертывании вместе с рассмотренными выше программными решениями Maptek предлагает заключительную часть комплексного решения – от моделирования ресурсов до тактического планирования.

При переходе от планирования к ежедневным работам Maptek предоставляет программные и аппаратные решения в области контроля качества, бурения и взрыва, геодезии и отслеживания материалов. Программное обеспечение Vulcan включает специальный модуль для оценки «Контроля содержания» (Grade Control), подготовки к выемке и для сверки. Эта возможность дополнительно расширяется с помощью функции оптимизации «Контроля содержания», которая использует передовые алгоритмы для определения линий раскопок в соответствии с заданными целями.

Буровые и взрывные работы управляются Maptek BlastLogic: корпоративным решением с интерфейсом для компьютера, в котором проектируют привязку и параметры заряда, и планшетным интерфейсом для сбора полевых данных. BlastLogic в значительной степени использует внешние системы. Существует ряд уже используемых интерфейсов передачи данных или же настраиваемая интеграция может быть включена как часть реализации, если таких интеграций не существует. Общие интеграции включают транспортные средства для погрузки взрывчатых веществ и программное обеспечение для отчетности и бизнес-аналитики.

Наши решения для проведения маркшейдерской съемки хорошо зарекомендовали себя и полностью интегрированы с внешними системами.

Наконец, отслеживание материальных ресурсов выполняется с помощью Maptek MRT, которая также использует данные, собранные из сторонних систем, чтобы помочь отслеживать и оптимизировать перемещение материалов по всей производственной цепочке.

Продукты других разработчиков могут быть интегрированы в наши решения. Часто обмен данными выполняется с использованием стандартных форматов, таких как AutoCAD или CSV. Тем не менее более индивидуальная интеграция может быть достигнута с помощью обмена API.

Клиенты, как правило, интегрируют наши решения в другие приложения, выходящие за рамки нашей области применения, например, в геологическую базу данных. И иногда клиенты, исходя из личных предпочтений или существующих технологий, развертывают альтернативное решение из области нашего продукта.

Используются ли в ваших системах данные, полученные с дронов: аэрофотосъемка, показания газоанализаторов и т.д.?

Борис Курцев, Micromine: В ГГИС Micromine предусмотрена возможность получения данных с дронов и беспилотных летательных аппаратов. В программу можно импортировать результаты лазерного сканирования в виде облака точек из файлов различных форматов: LAS, LAZ, PLY, PTS, PTX, E57. При этом можно также переносить в Micromine атрибутивную информацию, которая была присвоена данным в ходе съемки, например, цветовую кодировку — RGB коды каждой точки. Облако точек в дальнейшем используется для построения цифровой модели поверхности участка съемки, а встроенные алгоритмы программы позволяют выполнять разряжение, фильтрацию и очистку данных от шумов до начала процесса моделирования. Это, в свою очередь, позволяет максимально точно выполнить подсчет объемов и создать корректную с геометрической точки зрения модель.

Также в программе Micromine есть возможность использовать результаты аэрофотосъемки. Можно разместить изображение в трехмерной среде в соответствующих координатах с помощью функционала привязки графики, а также наложить изображение на ранее созданную по облаку точек модель поверхности участка съемки или любую другую модель поверхности.

Андрей Герасимов, «ГЕОМИКС»: Дроны – это один из способов получения геологических и маркшейдерских данных. C оборудованием, как правило, поставляется специализированное программное обеспечение для обработки результатов аэрофотосъемки, которое позволяет формировать данные в общепринятых форматах. Эта информация загружается в ГГИС ГЕОМИКС для решения производственных задач. Для этих же целей ГГИС ГЕОМИКС может интегрировать данные и с другого оборудования. На текущий момент востребована информация, получаемая с буровых станков: данные о расположении скважин, телеметрия бурения. ГГИС ГЕОМИКС позволяет обрабатывать полученную информацию, проводить оценку крепости пород, оптимизировать заряды и сетку бурения и, таким образом, повышать эффективность ведения буровзрывных работ.

Алексей Фатеев, GEOVIA: Мы можем загружать в систему данные, полученные с помощью дронов, в форматах облака точек: пласт, LAZ, XYZ и т.д. Также мы можем загружать результаты фотограмметрии в формате OBJ. Данные с дронов в указанных форматах достаточно просто загружаются в системы Dassault Systemes и могут использоваться для маркшейдерии или интерпретации геологии, например, для картирования геологии в борту карьера.

Сергей Цветков, Maptek: Если беспилотник использует лидарную технологию, то данные, как правило, генерируются в формате, которое наше ПО может считывать напрямую. Если данные получены с помощью фотографии, наше ПО будет использовать данные после предварительной обработки в другом ПО, таком как Px4D. Аналогичным образом используется аэрофотосъемка. Данные, полученные от газоанализаторов используются не напрямую. Если эти данные собраны и сохранены в геологической базе данных, то они могут быть прочитаны и использованы вместе с любым другим геологическим атрибутом.

Насколько могут помочь программные продукты в определении запасов, формы рудного тела, содержания полезного компонента? От чего зависит точность в определении этих важнейших параметров?

Борис Курцев, Micromine: ГГИС является незаменимым инструментом при оценке запасов месторождений твердых полезных ископаемых. Однако стоит понимать, что ГГИС – это именно инструмент, но все же основные решения должен принимать специалист на основании своего опыта, «геологического чутья» и понимания строения конкретного месторождения. Micromine может в значительной степени снизить трудозатраты геолога на интерпретацию геологоразведочных данных и последующую оценку запасов, а встроенные математические алгоритмы интерполяции данных позволят снизить влияние человеческого фактора при выполнении расчетов. Также стоит отметить, что в ГГИС Micromine реализован функционал выделения рудных интервалов по ГКЗ, принцип работы которого основан на требованиях и методических указаниях Государственной комиссии по запасам твердых полезных ископаемых, что в свою очередь позволяет не просто выполнить оценку запасов, но и обеспечивает правильность их подсчета с позиции государства.

Точность оценки запасов зависит от множества факторов, к ним можно отнести параметры разведочной сети, качество производства разведочных работ и дальнейшего анализа проб, объективность геолога при интерпретации данных на разрезах, принятые геологом параметры блочного моделирования и метод интерполяции и многое другое.

Андрей Герасимов, «ГЕОМИКС»: На горных предприятиях постепенно происходит смена ключевых подходов к планированию и управлению горным производством.

Применение инструментов для полностью автоматизированной обработки результатов эксплуатационной разведки, построения детализированной блочной модели, а также инструментария для моделирования взрывов и управления рудопотоками уже невозможно без специализированных горно-геологических систем. ГГИС ГЕОМИКС является единственной, в которой разработан уникальный инструмент прогнозирования смещения и перемешивания горных пород при взрыве, что позволяет моделировать качественные показатели полезных компонентов во взорванной горной массе – недостающее в большинстве случаев звено в цепочке процессов от разведки до добычи.

Компьютерные технологии позволяют визуализировать построенную геологическую модель интерактивно, в трехмерном или четырехмерном виде, показывая изменение состояния карьера с течением времени; также доступны функции построения произвольных сечений месторождения. Точность моделирования качественных параметров зависит от количества и качества исходных данных, от плотности сети опробования, от уровня понимания геологом структуры месторождения (а наглядные компьютерные модели способствуют этому), в некоторой степени от производительности программ и компьютерного оборудования (оптимизированная программа способна обрабатывать большее количество данных в отведенное время, то есть построить более подробную модель).

Алексей Фатеев, GEOVIA: Современные инструменты, которые предлагает Dassault Systemes, помогают геологам более точно определять запасы и распределение полезных компонентов. Точность оценки запасов зависит как от качества и достоверности исходных данных геологоразведки, так и от профессионализма геолога, который производит интерпретацию геологического строения месторождения. Мы не просто продаем программное обеспечение на предприятия. Мы сопровождаем его внедрение, работая с пользователями над их задачами. Возможность интерпретации рудного тела в трехмерном пространстве, современные методы геостатистики, профессионализм и умение работать с этими инструментами позволяют геологу провести корректную интерпретацию как формы рудного тела, так и вообще геологического строения месторождения.

Сергей Цветков, Maptek: Существуют три подхода к объемному определению.

Первый — машинное обучение, которое представляет собой последнее поколение геологического моделирования, использующее алгоритмы машинного обучения и облачную обработку для создания 3D-моделей геологических данных. Точность, или достоверность, является результатом моделирования. Тем не менее задача геолога-человека по-прежнему состоит в том, чтобы изменить или принять результаты. Преимущество машинного обучения в том, что время моделирования очень мало по сравнению с ручной оцифровкой, что а это означает, что геолог может уделить больше внимания анализу сценариев моделирования, а не просто построить модель в течение отведенного времени.

Второй — условное моделирование, которое использует принятые в отрасли алгоритмы радиальных базисных функций для создания геологических моделей. Оператор контролирует этот процесс и может даже включать оцифрованные вручную контактные точки и смещение направления, чтобы повлиять на результат. В отличие от машинного обучения, условное моделирование выполняется локально на машине оператора.

И третий — ручная оцифровка. Помимо вышеперечисленных автоматизированных методов, программное обеспечение по-прежнему позволяет оператору оцифровывать геологическую модель с помощью каркасов в разрезе.

После завершения объемного моделирования запасы окончательно оцениваются с использованием одного или нескольких общепринятых в отрасли методов геостатистики. Блочная модель создается на основе объемной модели или, в случае машинного обучения, геологическая блочная модель создается как блочная модель. Для этой цели Maptek развертывает библиотеку геостатистики GSLIB.

Для решения каких задач можно использовать искусственный интеллект? Достаточен ли уровень развития этой технологии? Возможно ли в принципе создание сильного искусственного интеллекта?

Борис Курцев, Micromine: Технология искусственного интеллекта все чаще применяется в различных сферах нашей жизни, в том числе в горном производстве. В нашей компании есть программисты, ориентированные на Machine Learning. С помощью их знаний мы работаем над рядом R&D проектов и несколько уже реализовали. Так, в Pitram реализована система определения циклов транспортировки погрузочно-доставочными машинами с помощью установленных на них камер, что позволяет контролировать перемещения руды в автоматическом режиме. В Micromine мы уже используем нейронные сети в инструментах EDA (Exploration Data Analysis), например, кластерный анализ. Мы будем дальше развивать эти технологии в наших продуктах, активно внедрять инновации. Среди R&D проектов есть распознавание фото керна в ящиках или построение интерполированной блочной модели по сети скважин без необходимости интерпретации рудных тел.

Андрей Герасимов, «ГЕОМИКС»: Технологии искусственного интеллекта (ИИ) – это компьютерные технологии, которые решают сложные задачи, например творческие, такие как перевод текстов, разработка стратегий поведения, распознавание объектов на изображении. Есть даже высказывание: «Как только задача искусственного интеллекта решается, эта задача перестает быть задачей искусственного интеллекта». Так, в ГГИС ГЕОМИКС сегодня применяются системы распознавания образов на нейронных сетях, например, для оценки качества дробления породы, различные самообучаемые классификаторы для мониторинга состояния техники и карьера, системы маршрутизации транспорта. В ближайшие десятилетия такие системы могут стать привычными. Они относятся к системам слабого, специализированного ИИ – решают только свою задачу и не могут самостоятельно обучаться новым задачам, в отличие от сильного ИИ. Вероятно, создание сильного ИИ в принципе возможно, но работы в этом направлении ведутся достаточно долго и конечная цель пока не достигнута, хотя есть интересные наработки в областях специализированного ИИ.

Алексей Фатеев, GEOVIA: В горнодобывающей отрасли искусственный интеллект можно использовать для решения достаточно широкого спектра задач, таких как:

— работа автономного оборудования в карьерах и шахтах;

— предиктивное обслуживание и прогнозирование поломок оборудования;

— поддержка принятия решения операторами оборудования как в карьерах, например, оператором бурового станка или экскаватора, так и на фабриках, например, оператором мельницы;

— управление дронами для обследования оборудования и маркшейдерии, так называемое «машинное зрение»;

— геотехнический мониторинг и анализ карьеров, отвалов и хвостохранилищ.

В будущем, вероятно, можно ожидать появление технологий Machine Learning для оценки содержания полезных компонентов в блочной модели, для интерпретации геологического строения, для планирования горных работ, для распознавания объектов в карьере, например, людей без касок, опасных объектов и инцидентов.

Искусственный интеллект – это больше математическое понятие, чем создание аналога человека. Поэтому говорить о сильном искусственном интеллекте, наверное, не имеет смысла. Это самообучаемый математический алгоритм, который может находить и принимать какие-либо решения. Но человека он не заменит.

Сергей Цветков, Maptek: Как я упоминал ранее, для геологического моделирования используется технология искусственного интеллекта. Технология готова к рынку и была тщательно протестирована рядом известных лидеров отрасли. Существуют краткосрочные разработки по использованию технологии искусственного интеллекта для оптимизации буровзрывных работ.

Возможно ли смоделировать полный жизненный цикл месторождения от его разведки до полной выработки и рекультивации? И могут ли программные продукты помочь в планировании и переработке отвалов и извлечении из них полезных компонентов, а также в уменьшении ущерба окружающей среде и людям от содержащихся в отвалах вредных веществ?

Борис Курцев, Micromine: Да, наша система позволяет моделировать полный жизненный цикл месторождения. В ГГИС Micromine имеются инструменты для решения задач, связанных с разведкой и оценкой запасов, проектированием, в т.ч. отвалообразования, оптимизацией и планированием горных работ. Наличие такого широкого функционала позволяет принимать качественные и оптимальные решения на протяжении всего жизненного цикла предприятия.

ГГИС Micromine, несомненно, может быть полезна при отработке отвалов с целью извлечения из них полезных компонентов. Инструменты блочного моделирования позволяют создавать блочные модели отвалов, что дает представление о распределении качественных показателей и общих запасах полезного ископаемого в них. А функционал модуля «Планирование» будет полезен при составлении плана отработки отвала.

Что же касается уменьшения ущерба окружающей среде и вопросов экологии в целом, то данные вопросы выходят за рамки задач, решаемых в ГГИС. Однако за счет наличия трехмерной модели месторождения и прилегающей к нему территории специалист может объективно оценивать ситуацию и принимать соответствующие решения, которые наименьшим образом отразятся на окружающей среде.

Андрей Герасимов, «ГЕОМИКС»: Полный жизненный цикл месторождения занимает десятки, а иногда и сотни лет. В настоящее время наиболее крупные месторождения уже находятся в стадии разработки. ГГИС ГЕОМИКС позволяет моделировать, сопровождать и оптимизировать отработку месторождения независимо от текущего состояния горных работ. Технология моделирования взрыва и прогнозирования смещения горной массы позволяет минимизировать потери и разубоживание полезного компонента при добыче, а также оценить количество полезного ископаемого, перевезенного в отвалы. При появлении новых технологий обогащения (извлечения) это позволит эффективно использовать горную массу для добычи полезного ископаемого.

Задачи экологии не сводятся к сбору данных о содержащихся в отвалах вредных веществах – это только часть информации. Также необходимы сведения об экологически опасных объектах, использовании водных, земельных и других природных ресурсов. В современных ГГИС этому пока уделяется мало внимания, хотя основа для решения подобных задач существует – это структуры данных для хранения пространственно распределенной информации.

Алексей Фатеев, GEOVIA: Мы сейчас и занимаемся моделированием полного жизненного цикла месторождения. Мы получаем исходные данные, заносим их в базу и на их основании строим трехмерные геологические модели. Используя эти модели мы можем оптимизировать отработку месторождения. На следующем этапе мы создаем трехмерную модель, а на ее основании имитационные модели работы месторождения, а также стратегические и тактические планы горных работ, модели отвалообразования и его отработки. Можно моделировать и процесс рекультивации.

Для этого существуют различные подходы, но пока они не так интересны недропользователю, как сам процесс добычи. В будущем, когда законодательство в области природоохранных норм будет ужесточаться, а штрафы за их нарушение будут расти, недропользователи будут проявлять все больший интерес к этой теме и вкладывать в нее деньги.

Современные программные продукты, которые могут выполнять моделирование процессов обогащения, химических реакций, могут помочь найти варианты переработки старых отвалов или хвостов и экономически выгодного извлечения из них полезных компонентов.

С помощью инструментов для гидрогеологического и геомеханического моделирования возможен поиск решений по безопасному хранению хвостов и отвалов. Например, технологии моделирования дамб могут помочь максимально защитить хвостохранилище от прорыва.

Сергей Цветков, Maptek: Оператор может имитировать работу рудника на протяжении всего его жизненного цикла. Наши инструменты, такие как машинное обучение для геологического моделирования, автоматизированный проектировщик карьеров и стратегическое планирование, которые используют генетические алгоритмы, позволяют оператору моделировать несколько сценариев. Планирование и рекультивация отвалов также могут быть разработаны и смоделированы в программном обеспечении. Содержания складских запасов/отвалов также могут храниться, однако это немного далеко от того, чтобы предположить, что программное обеспечение может предотвратить экологические риски.

Как горному предприятию защитить свои данные от шпионажа и преднамеренной порчи? Где надежнее хранить свои данные: в локальном ЦОДе, региональном, центральном? Сколько резервных копий нужно делать одновременно для надежного сохранения данных?

Борис Курцев, Micromine: В общемировой практике существует такое правило резервного копирования, как «3-2-1». Данное правило гласит, что для обеспечения надежного хранения данных необходимо иметь как минимум три резервные копии, которые должны быть сохранены в двух различных физических форматах хранения, при этом одна из копий должна находиться вне предприятия. Поэтому, если говорить о надежности сохранения данных, то, чтобы быть уверенным в их сохранности, рекомендуется следовать данному этому правилу.

Руководствуясь данным правилом, необходимо одну копию хранить в локальном или региональном ЦОДе, а другую в центральном. Применительно к работе в ГГИС можно отметить, что проекты больших месторождений могут весить десятки гигабайт, а горнодобывающие предприятия часто находятся в отдаленных районах нашей страны, где качество интернет-связи оставляет желать лучшего, поэтому, выбирая место хранения данных, стоит принимать этот факт во внимание.

Что же касается защиты данных от шпионажа, то существуют стандартные процедуры защиты цифровой информации – установка надежных антивирусных программ, изолирование контура предприятия от выхода во внешнюю сеть и т.д.

Преднамеренную порчу данных можно предотвратить путем разграничения прав доступа к определенным данным, а также с помощью настройки календаря бэкапов. Разграничение прав доступа к данным позволяет определить круг специалистов, которые могут вносить изменения в файлы, при этом оставив возможность чтения данных для остальных пользователей. Например, возможность редактирования блочной модели может быть предоставлена только ведущему и главному геологам, а остальные сотрудники предприятия смогут ее использовать в других процессах, но не смогут изменять качественные показатели в блоках.

Андрей Герасимов, «ГЕОМИКС»: Вопросы надежности и безопасности информационных систем обязательно возникают перед цифровизацией предприятия. Системы электронного документооборота существуют уже несколько десятков лет, накоплен большой опыт их создания, обслуживания, эксплуатации, и этот опыт учтен в современных информационных системах и правилах их администрирования. Функции контроля доступа, аудита, шифрования данных, резервного копирования, распределенного хранения информации, версионирования, контроля целостности, антивирусной защиты реализованы в составе современных операционных систем, и, кроме того, существует множество стороннего ПО для подобных задач. Также существует множество рекомендаций по политикам информационной безопасности.

Поэтому ответ на первый вопрос: нужно использовать современное ПО и нанимать грамотных специалистов, способных разработать разумные политики безопасности и правильно настроить ПО. Конфигурация информационной системы имеет множество нюансов, которые необходимо учитывать. Для надежного хранения информации иногда в шутку рекомендуют «делать столько копий, чтобы как минимум одну из них можно было восстановить», но вопрос более сложен. Оптимальный вариант хранения и резервирования данных подбирается в зависимости от требований к доступности, скорости, надежности, стоимости информационной системы.

Алексей Фатеев, GEOVIA: Внутри компании обязательно должны быть разработаны правила, нормы и стандарты по управлению данными и их защите. Для этого в компании должны быть специалисты по защите данных, которые отвечали бы за разработку и контроль исполнения этих норм и стандартов. Если нет таких специалистов, то должны быть наняты специализированные компании, которые могли бы помочь в решении данной задачи. И очень важно, чтобы все сотрудники компании безоговорочно следовали бы установленным правилам и стандартам.

Компании должны внедрять современные технологии защиты данных и IT-инфраструктуры. Кибербезопасность сейчас так же важна, как и безопасность труда, потому что сбой жизненно важных IT-систем может привести к реальной остановке предприятия. Совсем недавно такая ситуация была в США, где в результате атаки хакеров нефтепровод был выведен из строя на несколько дней.

Решение о месте хранения данных всегда находится на стороне предприятия. Бесспорно, лучшим вариантом будет специализированный защищенный ЦОД. Если компания крупная, то желательно хранить данные в корпоративных ЦОДах, которые соответствовали бы определенному уровню и стандарту защиты. Конфигурация хранения данных определяется исходя из структуры и задач компании, а также типов данных, о хранении которых мы говорим. Если это территориально распределенное предприятие, где управляющая компания находится в крупном городе, а сами горнодобывающие подразделения расположены в регионах, то для хранения производственных данных имеет смысл рассматривать локальные ЦОДы, т.к. при большом объеме данных необходимо обеспечить высокую скорость их передачи, чтобы гарантировать быстрый доступ к производственной информации, в том числе к геологическим данным. При этом проектные данные необходимо хранить в центральном ЦОДе. Также важно обеспечить для сотрудников управляющей компании быстрый доступ к информации на предприятии. Для этого необходимо настраивать системы синхронизации данных между локальными и центральным ЦОДом. Это также позволит повысить надежность хранения данных.

На вопрос о количестве резервных копий, достаточном для безопасного хранения данных, лучше всего ответят специалисты, отвечающие за эту задачу. Это прописывается в стандартах и правилах по управлению и резервированию данных.

Сергей Цветков, Maptek: Данные могут храниться локально на компьютере оператора, локально на сервере в центре обработки данных или централизованно также в центре обработки данных. Также может быть возможно хранить данные в облачном сервисе. Все эти опции доступны, а безопасность управляется IT-отделом клиента. Данные, которые отправляются с локального компьютера оператора в облачный сервис для обработки с помощью машинного обучения, шифруются при выходе и возвращении на компьютер оператора. Эта служба управляется Amazon Web Services. Ни Maptek, ни Amazon не могут получить доступ к этим данным или прочитать их. Maptek готовит полный анализ безопасности для клиентов, желающих развернуть это решение, с проблемами безопасности данных.

Сегодня горные предприятия могут использовать достижения ведущих разработчиков аппаратного и программного обеспечения для повышения продуктивности своих производств при минимизации расходуемых ресурсов, а в перспективе также для решения экологических проблем. Но это только начало, перед разработчиками горно-геологических информационных систем стоят амбициозные задачи – используя возможности сегодняшнего, да и завтрашнего дня, создавать системы, которые бы помогли поставить горное предприятие и месторождение под абсолютный контроль во всех аспектах деятельности.