“礦山云”地質(zhì)數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)挖掘在赤峰柴礦的應(yīng)用

鮑玉鵬，陳 偉

（赤峰柴胡欄子黃金礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 赤峰 024039）

“云計(jì)算”是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，它實(shí)現(xiàn)了軟件、硬件等資源的充分利用，最為顯著的特點(diǎn)就是非常高的性?xún)r(jià)比、不需要維護(hù)、安全性非常高、彈性擴(kuò)展計(jì)算有效性強(qiáng)、存儲(chǔ)能力強(qiáng)等。在構(gòu)思云計(jì)算藍(lán)圖的過(guò)程中，用戶(hù)不再需要對(duì)服務(wù)器以及各種軟件進(jìn)行單獨(dú)購(gòu)買(mǎi)，只需要購(gòu)買(mǎi)各種相關(guān)的服務(wù)即可，例如：具有軟件功能、數(shù)據(jù)服務(wù)的服務(wù)；具有網(wǎng)絡(luò)資源、硬件資源的服務(wù)等，只需要在電腦上安裝一個(gè)瀏覽器，就可以實(shí)現(xiàn)等同本地的操作，以此有效的處理、加工“云端”數(shù)據(jù)。在此過(guò)程中，用戶(hù)也不需要擔(dān)心安裝、備份與升級(jí)硬件、操作系統(tǒng)的過(guò)程中再存在什么問(wèn)題了，更加不需要注意數(shù)據(jù)安全方面的問(wèn)題，因?yàn)檫@部分問(wèn)題可以由云計(jì)算中心來(lái)負(fù)責(zé)把關(guān)，還可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算能力以及存儲(chǔ)容量等的無(wú)限擴(kuò)展。

1 地質(zhì)信息框架的建立

人為加工數(shù)據(jù)和設(shè)備采集數(shù)據(jù)被傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，再由云計(jì)算平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、處理、計(jì)算、發(fā)布等業(yè)務(wù)操作，客戶(hù)再通過(guò)應(yīng)用接口訪(fǎng)問(wèn)各種數(shù)據(jù)資源、計(jì)算資源等。

數(shù)據(jù)中心采用集中式和分布式進(jìn)行管理，對(duì)于大數(shù)據(jù)傳輸而言，互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)簡(jiǎn)易的手段，一般情況下，都會(huì)在一個(gè)地方放置計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)，對(duì)于那些已經(jīng)存好數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，采取這個(gè)配置的方法是可以實(shí)現(xiàn)框架調(diào)試任務(wù)的高效執(zhí)行的，并且還可以高效利用整個(gè)集群的網(wǎng)絡(luò)帶寬，還可以整體提升將處理數(shù)據(jù)的速度。

2 “礦山云”分布存儲(chǔ)單元數(shù)據(jù)庫(kù)的建立（地質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）

各種電子羅盤(pán)、全站儀（日常工作中的地質(zhì)測(cè)量）、電法儀器、磁法儀器、鉆探設(shè)備等（地勘單位勘查報(bào)告）搜集的一手資料，通過(guò)各種方式采集或人為加工的數(shù)據(jù)統(tǒng)一存儲(chǔ)到“地質(zhì)數(shù)據(jù)中心”，這些數(shù)據(jù)包括屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)。例如地質(zhì)圖件數(shù)據(jù)庫(kù)（包括中段平面圖、礦體縱投影圖、剖面圖、礦區(qū)地質(zhì)圖、環(huán)境影響現(xiàn)狀圖、水文地質(zhì)圖、工程地質(zhì)圖等）、鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)（鉆孔柱狀、鉆孔編錄）、地質(zhì)資料庫(kù)（巖心、礦級(jí)科研成果、高校企業(yè)合作成果、礦山地學(xué)文獻(xiàn)、勘查行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范、技術(shù)成果和方法）。這樣，以物聯(lián)網(wǎng)為地質(zhì)信息采集的觸角，采用云計(jì)算進(jìn)行柴礦地質(zhì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、計(jì)算形成完整框架，為“云端”內(nèi)地質(zhì)數(shù)據(jù)挖掘提供了藍(lán)圖。

3 “礦山云”數(shù)據(jù)挖掘單元的建立（應(yīng)用層）

對(duì)地質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并篩選、開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足各專(zhuān)業(yè)需求的業(yè)務(wù)模型，并形成礦山生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心，數(shù)字化、綠色礦山建設(shè)中心，科研創(chuàng)新、基礎(chǔ)建設(shè)中心等。通過(guò)服務(wù)等技術(shù)手段構(gòu)建開(kāi)放式的數(shù)據(jù)集成與共享平臺(tái)。

用戶(hù)通過(guò)web共享服務(wù)等方式訪(fǎng)問(wèn)“礦山云”應(yīng)用平臺(tái)，根據(jù)業(yè)務(wù)需要構(gòu)建不同的智能系統(tǒng)，給出資源潛力，找礦預(yù)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警決策分析結(jié)果等?？赡艿膽?yīng)用有礦山實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析、實(shí)物地質(zhì)資料管理與應(yīng)用，資源儲(chǔ)量動(dòng)態(tài)計(jì)算、地質(zhì)環(huán)境實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)、尾礦壩穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)分析、權(quán)證動(dòng)態(tài)審批等。

4 創(chuàng)新點(diǎn)、先進(jìn)性

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，我們需要有效的使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)等，在采取現(xiàn)進(jìn)技術(shù)的過(guò)程中，需要嚴(yán)格以地質(zhì)勘查實(shí)際結(jié)果為基礎(chǔ)，完善信息化融合性技術(shù)框架的針對(duì)構(gòu)建。

4.1 提出云計(jì)算基本架構(gòu)

云計(jì)算技術(shù)提供服務(wù)主要基于“一切皆服務(wù)”的基礎(chǔ)理念以及“按需服務(wù)”的基礎(chǔ)理念，基于地質(zhì)領(lǐng)域?qū)嶋H情況完善云計(jì)算平臺(tái)的搭建，以此提供各種各樣的優(yōu)質(zhì)服務(wù)，例如：松散耦合的服務(wù)、不同粒度的服務(wù)等。有機(jī)融合分布于不同服務(wù)器平臺(tái)上的“地質(zhì)云滴”，以此為基礎(chǔ)得到“地質(zhì)小云”，之后結(jié)合構(gòu)成地質(zhì)大云組織，以此實(shí)現(xiàn)不同層次需求以及不同角度需求的根本性滿(mǎn)足。

4.2 提出了“礦山云”總體框架模型

采用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的方法，設(shè)計(jì)了礦山云存儲(chǔ)方案，提出了服務(wù)鏈處理及數(shù)據(jù)融合等方法，采用服務(wù)組件技術(shù)，使用真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行了地質(zhì)大數(shù)據(jù)的分布式管理、集中式服務(wù)模式的驗(yàn)證，取得了良好效果，為礦山管理一張圖建設(shè)提供參考。

5 項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

（1）實(shí)現(xiàn)“人在干、數(shù)在轉(zhuǎn)、云在算”，切實(shí)增強(qiáng)地質(zhì)探礦與信息管理的主動(dòng)化、精確化和預(yù)判化。

（2）可以有效減少赤峰柴礦在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析等方面的投入，為柴礦節(jié)約成本，可接入井下實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)大數(shù)據(jù)分析對(duì)井下安全生產(chǎn)健康體檢預(yù)報(bào)，對(duì)高危環(huán)境、高危設(shè)備分析判斷，并以數(shù)據(jù)和曲線(xiàn)的形式展示判斷結(jié)果，提高井下的生產(chǎn)安全效益，提高礦山運(yùn)營(yíng)管理部門(mén)的整體信息化系統(tǒng)運(yùn)行效率，有效提高柴礦安全和生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)代化管理水平。

（3）有利于加強(qiáng)礦區(qū)地質(zhì)資料的系統(tǒng)管理。目前赤峰柴礦地質(zhì)資料實(shí)現(xiàn)匯交、庫(kù)存管理、借閱等全流程管理。若將地質(zhì)資料進(jìn)行系統(tǒng)化的清理跟整理，在電子標(biāo)簽中嵌入編目后的資料，以此為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)庫(kù)存管理、借閱管理等的智能化發(fā)展，我們需要實(shí)現(xiàn)地質(zhì)資料社會(huì)化服務(wù)的有效推進(jìn)，以此實(shí)現(xiàn)潛在價(jià)值的更好發(fā)揮。

（4）打造科學(xué)數(shù)字礦山。通過(guò)將各類(lèi)傳感器、紅外裝置等安裝在礦山巷道、采掘面、運(yùn)輸車(chē)輛等部位，傳感器、紅外裝置等設(shè)備會(huì)第一時(shí)間采集來(lái)一些關(guān)鍵的信息，之后對(duì)信息進(jìn)行及時(shí)的反饋，之后礦山管理中心會(huì)得到這部分信息，得到數(shù)字化礦山，是從地下到地上的，為后期的一系列工作提供有效的參考。

（5）有序地“開(kāi)采”地質(zhì)大數(shù)據(jù)奉獻(xiàn)更多的金礦。充分地利用正在從海量走向大數(shù)據(jù)的地質(zhì)領(lǐng)域數(shù)據(jù)，結(jié)合礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、勘探、開(kāi)采等需求，采用云計(jì)算等數(shù)據(jù)挖掘方法進(jìn)行分析，找出有價(jià)值的知識(shí)與規(guī)律，為赤峰柴礦開(kāi)展的找礦突破工作提供有效的信息支撐。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建立對(duì)外的“公有云”、內(nèi)部管理的“私有云”、黃金礦山行業(yè)的“行業(yè)云”，采購(gòu)相應(yīng)的軟件、硬件設(shè)備，搭建規(guī)劃更大適合于全集團(tuán)地質(zhì)管理領(lǐng)域應(yīng)用的云存儲(chǔ)、云計(jì)算平臺(tái)，進(jìn)行示范和推廣使用，將進(jìn)一步推動(dòng)山東黃金可持續(xù)發(fā)展。