Inventory number IRN Number of state registration
0323РК00303 AP19680292-KC-23 0123РК00379
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 23063100 AP19680292
Name of work
Разработка экспертной системы принятия решений по вопросам крепления и поддержания горных выработок.
Type of work Source of funding Report authors
Applied Томилов Александр Николаевич
0
0
1
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество «Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова»
Abbreviated name of the service recipient Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова
Abstract

Объектом исследования является отечественная экспертная система, направленная на представление решений по вопросам крепления и поддержания горных выработок. Предметная область разрабатываемой экспертной системы состоит из данных по горно-геологическим и горнотехническим условиям применения шахтных выработок, физико-механическим, прочностным и реологическим свойствам горных пород, действующим главным напряжениям по угленосным и горнорудным и угольным районам бассейнов и месторождений, качественным и количественным параметрам применяемых в настоящее время видах и средствах крепления и стабилизации горного массива, методах поддержания эксплуатационных выработок в соответствии с нормативными документами в области горнодобывающей промышленности. Разработке подлежат онтологическая модель, определяющая основные объекты и их связи и отношения в базе знаний, алгоритмические модели решения горнотехнических задач, специализированное программное обеспечение экспертной системы.

Зерттеу объектісі тау-кен қазбаларын бекіту және қолдау мәселелері бойынша шешімдерді ұсынуға бағытталған отандық сараптамалық жүйе болып табылады. Әзірленіп жатқан сараптама жүйесінің пәндік саласы шахта қазбаларын қолданудың тау-кен-геологиялық және тау-кен техникалық шарттары, тау жыныстарының физикалық-механикалық, беріктік және реологиялық қасиеттері, бассейндер мен кен орындарының көмір және тау-кен және көмір аудандары бойынша әрекет ететін негізгі кернеулер, қазіргі уақытта қолданылатын тау-кен өнеркәсібі саласындағы нормативтік құжаттарға сәйкес пайдалану қазбаларын қолдану әдістері, тау-кен массивін бекіту және тұрақтандыру түрлері мен құралдарының сапалық және сандық параметрлерінен тұрады. Негізгі объектілерді және олардың білім қорындағы байланыстары мен қатынастарын, тау-кен техникалық есептерін шешудің алгоритмдік модельдерін, сараптама жүйесінің мамандандырылған бағдарламалық жасақтамасын анықтайтын онтологиялық модель әзірленеді.

Создание отечественной экспертной системы, направленной на представление решений по вопросам крепления и поддержания горных выработок с использованием как эвристического, так и алгоритмического методов, что позволяет дать наиболее оптимальный результат запросов. Размещение базы знаний и основного программного обеспечения экспертной системы предполагается с использованием облачных технологий.

Сұраулардың ең оңтайлы нәтижесін беруге мүмкіндік беретін эвристикалық және алгоритмдік әдістерді қолдана отырып, тау-кен қазбаларын бекіту және қолдау мәселелері бойынша шешімдерді ұсынуға бағытталған отандық сараптамалық жүйені құру. Сараптама жүйесінің білім базасы мен негізгі бағдарламалық қамтамасыз етуін орналастыру бұлтты технологияларды пайдалану арқылы болжанады.

Цели проекта будут достигнуты путём комплексного подхода к решению поставленных задач, основанного на применении теоретических, численно-аналитических и эмпирических методов исследования, включающих углублённый анализ проблемы и систематизацию первичных данных, разработке требований и создании специального программного обеспечения. Разработка модулей экспертной системы будет реализована на современных объектно-ориентрованных языках программирования. При выполнении проекта выполняются основные этапы разработки экспертных систем: идентификация, концептуализация, формализация, выполнение, тестирование и опытная эксплуатация.

Жобаның мақсаттарына мәселелерді терең талдауды және бастапқы деректерді жүйелеуді, талаптарды әзірлеуді және арнайы бағдарламалық қамтамасыз етуді құруды қамтитын зерттеудің теориялық, сандық-аналитикалық және эмпирикалық әдістерін қолдануға негізделген қойылған міндеттерді шешуге кешенді көзқарас арқылы қол жеткізіледі. Сараптама жүйесінің модульдерін әзірлеу қазіргі заманғы объектіге бағытталған бағдарламалау тілдерінде іске асырылатын болады. Жобаны орындау кезінде сараптамалық жүйелерді әзірлеудің негізгі кезеңдері орындалады: сәйкестендіру, тұжырымдамалау, ресімдеу, орындау, тестілеу және тәжірибелік пайдалану.

На данном этапе разработки получены следующие результаты: - осуществлено уточнение основной задачи, планируемых результатов выполнения НИР, сформулированы «Критерии применимости», определяющие целесообразность создания и использование экспертной системы; - проанализирована и определена предметная область решения задачи, определены основные методы ее решения. Построена онтологическая модель, определены объекты, их связи и отношения; - сформулированы и формализованы основные теории прочности, применяемые в экспертной системы, а также проведен отбор математических моделей и методов решения конкретных горнотехнических задач, которые будут использованы в экспертной системе; - разработаны структура базы знаний и архтектура программного обесепечения экспертной системы, виды представления конечного результата, разработан алгоритм выполнения основных модулей; - принимая во внимание разработанные структуру и архитектуру программных средств создаваемой экспертной системы определены средства разработки и основные языки программирования. Новизна и основное отличие создаваемого программного продукта заключается в использовании как эвристического, так и алгоритмического методов, что позволяет дать наиболее оптимальный результат запросов.

Дамудың осы кезеңінде келесі нәтижелер алынды: - негізгі міндеттерді, ҒЗЖ орындаудың жоспарланған нәтижелерін нақтылау жүзеге асырылды, сараптамалық жүйені құру мен пайдаланудың қажеттілігін айқындайтын «қолдану критерийлері» тұжырымдалды; - мәселені шешудің пәндік саласы талданды және анықталды, оны шешудің негізгі әдістері анықталды. Онтологиялық модель құрылды, объектілер, олардың байланыстары мен қатынастары анықталды; - сараптамалық жүйеде қолданылатын беріктіктің негізгі теориялары тұжырымдалған және рәсімделген, сондай-ақ сараптамалық жүйеде қолданылатын нақты тау-кен техникалық есептерін шешудің математикалық модельдері мен әдістері іріктелді; - сараптама жүйесінің білім базасының құрылымы мен бағдарламалық қамтамасыз ету архитектурасы, түпкілікті нәтижені ұсыну түрлері әзірленді, негізгі модульдерді орындау алгоритмі әзірленді; - құрылған сараптамалық жүйенің бағдарламалық құралдарының әзірленген құрылымы мен архитектурасын назарға ала отырып, әзірлеу құралдары мен бағдарламалаудың негізгі тілдері айқындалды. Жасалған бағдарламалық өнімнің жаңалығы мен негізгі айырмашылығы эвристикалық және алгоритмдік әдістерді қолдануда, бұл сұраныстың ең оңтайлы нәтижелерін беруге мүмкіндік береді.

Основными компонентами экспертной системы являются: - «решатель» - основной модуль ЭС, который используя знания из БЗ и исходные данные, будет формировать последовательность правил, которые, позволяют решать необходимую задачу. «Решатель» будет включать в себя алгоритмические модули, основанные на существующих и новых созданных математических моделях, для расчета параметров крепления; - база знаний, состоящая из некоторых взаимосвязанных баз данных, которые содержат информацию по каждому из сопутствующих влияющих и наполняющих базу комплексов данных: горно-геологические и горнотехнические условия; технологии и способы крепления и поддержания выработок; параметры средств крепления и стабилизации горных пород; данные о средствам механизации и организации горнопроходческих работ; - графический интерфейс в виде веб-приложения, включающий компоненты приобретения знаний (ввод данных в базу знаний экспертами), диалоговый компонент (позволяющий пользователям задавать объективные формализованные запросы) и объяснительный компонент (представляющий решение экспертной системы в виде варианте). Все компоненты экспертной системы будут размещаться в «облачном» хранилище с разделением прав доступа к данным.

Сараптама жүйесінің негізгі компоненттері: - «шешуши» - БҚ-нан алған білімді жаңа бастаған деректерді паядалана отырып, бастапқы дерекке қатысты орындап тау-кен қазбаларын бекіту жане қолдау мәселелері бойынша ұсынамын Ыдыстың түбінен алып, сұйық модульден алып тастаймын. «Шешуші» бекіту параметрін есепке алу үшін қолданыстағы және жаңа құрылған математикалық модельдерге негiзделген алгоритмдiк модульдердi камтида;- кейбір өзара байланысты мәліметтер қорынан тұратын білім қоры; - мәліметтер қорына әсер ететін және толтыратын ілеспе деректер жиындарының әрқайсысы туралы ақпаратты қамтитын кейбір өзара байланысты деректер қорынан тұратын білім қоры: тау-кен-геологиялық және тау-кен-техникалық шарттар; жұмыстарды қамтамасыз ету және қолдау технологиялары мен әдістері; жыныстарды бекіту және тұрақтандыру құралдарының параметрлері; тау-кен жұмыстарын механикаландыру және ұйымдастыру құралдары туралы деректер; - білімді игеру компоненттерін (сарапшылардың білім қорына деректерді енгізу), диалог компонентін (пайдаланушыларға объективті формальды сұраулар қоюға мүмкіндік беретін) және түсіндірме компонентін (мәтіндік және графикалық вириантпен бекітудің технологиялық паспорты түріндегі сараптама жүйесінің шешімін ұсынатын) қамтитын веб-қосымша түріндегі графикалық интерфейс. Сараптама жүйесінің барлық компоненттері деректерге қол жеткізу құқықтарын бөле отырып, "бұлтты" қоймада орналастырылатын болады.

На данном этапе не планировалось

Бұл кезеңде жоспарланбаған

На начальном этапе разработки экспертной системы весьма затруднительно определить эффективность использования экспертной системы. Прогнозируемая эффективность заключается в существенном сокращение непроизводительных затрат при проектировании и расчете способов крепления и поддержания горных выработок.

Сараптамалық жүйені дамытудың бастапқы кезеңінде сараптамалық жүйені қолданудың тиімділігін анықтау өте қиын. Болжамды тиімділік тау-кен қазбаларын бекіту және қолдау әдістерін жобалау және есептеу кезінде өнімсіз шығындарды айтарлықтай азайту болып табылады.

Целевыми потребителями полученных результатов Проекта могут быть угольные и рудные горнодобывающие предприятия. Применимость полученных научных результатов возможна также научными, проектными организациями, а также в высших учебных заведениях, при обучении бакалавров, магистрантов и докторантов. Основными потребителями программного продукта являются такие гиганты горной промышленности Казахстана, как Угольный Департамент АО «АрселорМиттал Темиртау», ТОО «Корпорация Казахмыс», АО «Жайремский ГОК», ОАО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение» и другие.

Жобаның нәтижелерін мақсатты тұтынушылар көмір және кен өндіру кәсіпорындары бола алады. Алынған ғылыми нәтижелердің қолданылуы ғылыми, жобалау ұйымдарында, сондай-ақ жоғары оқу орындарында, бакалаврларды, магистранттар мен докторанттарды оқыту кезінде мүмкін болады. Бағдарламалық өнімнің негізгі тұтынушылары "АрселорМиттал Теміртау" АҚ көмір департаменті, "Қазақмыс корпорациясы" ЖШС, "Жәйрем КБК" АҚ, "Соколов-Сарыбай тау-кен байыту өндірістік бірлестігі" ААҚ және басқалары болып табылады.

UDC indices
004.891, 681.52
International classifier codes
28.23.39;
Key words in Russian
экспертная система; база знаний; нейронные сети; горная выработка; интерфейс;
Key words in Kazakh
сараптамалық жүйе; білім базасы; нейрондық желілер; кен орындары; интерфейс;
Head of the organization Исагулов Аристотель Зейнуллинович Доктор технических наук / профессор
Head of work Томилов Александр Николаевич Ph.D / нет