Анотація до роботи:

Омельченко А.А. “Моделі й алгоритми геоінформаційної системи автоматизації будування геологічних розрізів шахтного поля”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття вченого ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – “Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології”. – Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків, 2002 р.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної наукової задачі автоматизації будування геологічних розрізів шахтного поля, яка полягає в розробці моделей і алгоритмів процесу будування геологічних розрізів і створенні на їх основі спеціалізованої геоінформаційної системи, яка забезпечує підвищення ефективності і якості будування геологічних розрізів шахтного поля. Основна ідея роботи полягає в розробці і використанні для автоматизації будування геологічних розрізів геоінформаційної системи, котра ґрунтується на просторовій моделі родовища, на відміну від традиційного способу, що передбачає використання як вихідні дані безпосередньо даних по свердловинах і гірничих виробках.

У дисертаційній роботі наведено нове рішення актуальної наукової задачі автоматизації будування геологічних розрізів шахтного поля, яке полягає в розробці моделей й алгоритмів процесу будування геологічних розрізів і створенні на їх основі спеціалізованої геоінформаційної системи та інформаційної технології їх автоматизованого будування, що забезпечує підвищення ефективності і якості будування геологічних розрізів шахтного поля. Виконані теоретичні й експериментальні дослідження дозволяють зробити наступні висновки:

1. Показано, що для автоматизації будування геологічних розрізів найбільш доцільним і перспективним є підхід із застосуванням геоінформаційних систем, які ґрунтуються на просторовій моделі родовища в межах шахтного поля.

2. Запропоновано концепцію створення ГІС, яка розвиває концепцію проектування інформаційних і управляючих систем загального призначення, що ґрунтується на теорії категорій, стосовно до створення спеціалізованої ГІС автоматизації будування геологічних розрізів. Концепція дозволяє формалізовано описати всі етапи створення таких ГІС і за рахунок цього скоротити термін її проектування.

3. Розроблено структуру ГІС автоматизації будування геологічних розрізів, яка відрізняється використанням просторової моделі шахтного поля, що дозволяє оцінювати параметри товщі порід у довільній точці шахтного поля і забезпечувати автоматизоване будування геологічних розрізів за довільним напрямком розвідувального профілю.

4. Розроблено моделі природних і техногенних об’єктів, необхідні для створення ГІС автоматизації будування геологічних розрізів, що враховують геометричні і семантичні властивості об’єктів шахтного поля і відрізняються від існуючих тим, що є взаємозв’язаними, взаємозалежними й утворюють у сукупності об’єктно-орієнтовану просторову модель родовища. Виконано опис геологічного розрізу як графічної моделі і розроблено імітаційну модель процесу будування геологічних розрізів, що дозволяє формалізувати процес будування геологічного розрізу з використанням ГІС і обґрунтувати технологію їх автоматизованого будування.

5. Удосконалено оснований на тріангуляції метод будування моделей вугільних пластів і пластів вміщуючих порід використанням локального критерію оптимізації будування тріангуляції, який враховує статистичні дані про поверхню і полягає в мінімізації плоского кута між нормаллю до площини формованого трикутника і нормаллю до поверхні тренда, побудованої по вихідним даним, що дозволяє виключити невизначеність вибору апроксимуючих трикутників і забезпечити підвищення точності моделювання.

6. На основі удосконаленого методу будування моделей вугільних пластів і пластів вміщуючих порід розроблено і досліджено алгоритм, що його реалізує. Також розроблено алгоритми автоматизації формування моделей інших природних і техногенних об’єктів, які дозволяють, на відміну від існуючих, моделювати зазначені об’єкти у їх взаємозв’язку і взаємозалежності. Зазначені алгоритми забезпечили можливість програмної реалізації ГІС автоматизації будування геологічних розрізів.

7. Науково обґрунтовано і створено на основі розроблених моделей й алгоритмів спеціалізовану геоінформаційну систему та інформаційну технологію автоматизованого будування геологічних розрізів шахтного поля, які за рахунок автоматизації дозволяють, на відміну від традиційних способів їх будування, суттєво скоротити термін одержання документації й оперативно вносити до неї зміни і доповнення; також запропоновано методику автоматизованого будування геологічних розрізів, що відрізняється використанням просторової моделі родовища в межах шахтного поля і дозволяє підвищити обґрунтованість і ефективність будування геологічних розрізів.

8. Експериментальні дослідження розроблених моделей, алгоритмів і програм, а також системи в цілому, на моделях і реальному геологорозвідувальному матеріалі підтвердили працездатність системи і можливість її використання для автоматизації будування геологічних розрізів. Порівняльна оцінка результатів будувань, отриманих традиційним способом і з використанням розробленої геоінформаційної системи, показала їх несуперечність. Показано ефективність ГІС при використанні її інформаційною системою підтримки прийняття технологічних і управлінських рішень рівня вуглевидобувного підприємства, а також як інформаційної основи АСУ інших організацій. Використання розробленої ГІС, як інформаційної основи при створенні АСУ, дозволяє скоротити термін окупності АСУ з 7,5 років до 1,5 років.

9. Результати проведених досліджень використані науково-дослідним інститутом УкрНДМІ при створенні системи “ГеоМарк”, ДХК “Донвугілля” - при моделюванні поля шахти ім. Калініна за даними буріння. Розроблена ГІС показала високу ефективність при скороченні непродуктивної роботи по обробці даних і витримала приймальні випробування у складі графічної інформаційно-обчислювальної системи “ГеоМарк”, що підтверджено відповідними документами. Результати дисертаційної роботи використані у пропозиціях щодо подальшого удосконалення системи “ГеоМарк”, а також у навчальному процесі кафедри автоматизованих систем управління Донецького національного технічного університету.

Публікації автора:

1. Омельченко А.А. Система автоматизации построения геологических разрезов для обеспечения технологических процессов горного производства // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація, випуск 12. - Донецьк: ДонДТУ, ТОВ «Лебідь», 1999. – С. 179 – 186.

2. Омельченко А.А. Система автоматизации построения геологических разрезов на основе пространственной модели шахтного поля // Сборник научных трудов НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. – 2000. - Т.1, №9. - С. 217 – 222.

3. Омельченко А.А. Формализация геометрических характеристик угольного месторождения для ГИС автоматизации построения геологических разрезов // Сборник научных трудов НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. – 2001. - Т.1, №12. - С. 205 – 210.

4. Омельченко А.А. Математичні моделі для ГІС автоматизації побудови геологічних розрізів // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація, випуск 25. - Донецьк: ДонНТУ, ТОВ «Лебідь», 2001. – С. 116 – 122.

5. Омельченко А.А. Усовершенствованный метод триангуляции для автоматизации построения пространственной модели шахтного поля // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація, випуск 20. - Донецьк: ДонДТУ, 2000. – С. 193 – 201.

6. Омельченко А.А. Імітаційна модель процесу будування геологічного розрізу // Наукові праці Донецького державного технічного університету. Серія: Обчислювальна техніка та автоматизація, випуск 38. - Донецьк: ДонДТУ, 2002. – С. 151– 155.

7. Глухов А.А. Омельченко А.А. Алгоритмическое обеспечение геоинформационных систем, ориентированных на использование в угледобывающей отрасли // Сборник научных трудов НГА Украины. - Днепропетровск: РИК НГА Украины. – 2002. - Т.1, №13. - С. 75 – 82.

8. Компьютерная программа Система автоматизации моделирования угленосной толщи и построения геологических разрезов: А.с. ПА №3191 Украина / А.А. Омельченко, А.А. Глухов (Украина). - Заявлено 29.06.2000; Опубл. 04.08.2000. – 1 с.

9. Глухов А.А., Омельченко А.А., Анциферов В.А. Разработка геоинформационной системы, ориентированной на задачи горнодобывающей отрасли // Геологія і геохімія горючих копалин. – 1998. - №4 (105). - С. 79-87.

Список тез доповідей у збірниках праць наукових конференцій, на яких отримали апробацію основні наукові і практичні результати дослідження, наведено в дисертації.