Usługa Energetyka: OPTiCoalMine została wycofana
Usługa obliczeniowa OPTiCoalMine przeznaczona jest do optymalizacji produkcji w podziemnych kopalniach węgla kamiennego stosujących ścianowy system eksploatacji.
Opracowany model obliczeniowy umożliwia odwzorowanie planowanych robót eksploatacyjnych w kopalni lub grupie kopalń węgla kamiennego z uwzględnieniem aspektu ryzyka związanego z procesem wydobywczym.
Zaprojektowany algorytm ewolucyjnym (oparty na programowaniu ewolucyjnym z selekcją elitarną) umożliwia wybór najlepszego wariantu prowadzenia robót ze względu na wybrane kryterium.
Usługa może znaleźć zastosowanie:
Aby korzystać z zasobów obliczeniowych PL-Grid należy założyć konto użytkownika.
Pierwszym krokiem jest rejestracja nowego użytkownika w portalu PL-Grid (portal.plgrid.pl). Dokładny opis rejestracji w portalu można znaleźć tutaj: https://docs.cyfronet.pl/display/PLGDoc/Rejestracja.
Po zalogowaniu się na swoje konto w portalu PL-Grid, należy wygenerować certyfikat Simple CA.
W celu skorzystania z usługi OPTICoalMine należy skorzystać z Katalogu Usług i Aplikacji (https://docs.cyfronet.pl/pages/viewpage.action?pageId=23628883).
Usługa OPTiCoalMine jest udostępniona w Wirtualnym Laboratorium GridSpace 2 (Rys. 1).
Rys. 1
Po zalogowaniu na klaster ZEUS, otwiera się strona eksperymentu umożliwiająca przeprowadzenie obliczeń z wykorzystaniem opracowanej usługi (Rys. 2).
Rys. 2
Widok na stronie usługi obejmuje pięć części:
Aby móc skorzystać z usługi należy przygotować plik .xml o odpowiedniej strukturze (Rys. 3). Można w tym celu wykorzystać opublikowany na stronie usługi w Oknie 3 plik (ściągnięcie jest możliwe poprzez ikonę download file (Rys. 4)).
Rys. 3. Struktura plik wejściowego do usługi
Rys. 4. Okno 3 usługi
Struktura pliku (Rys.3) składa się z następujących części:
Przykład zapisu danych w sekcji "ściany" przedstawiono na Rys. 5. Przedstawiony fragment zapisu dotyczy dwóch wyrobisk w kopalni nr 1, w ciągu nr 1. (Parametry, które są podawane dla projektowanych wyrobisk ścianowych: name - nazwa wyrobiska, ls - długość ściany [m], h - wysokość ściany [m], L - wybieg ściany [m], g - ciężar objętościowy [Mg/m3], Q - wartość opałowa węgla [KJ/kg], S - zasiarczenie węgla [%], A - zapopielenie węgla [%]).
Rys. 5. Parametry projektowanych wyrobisk
Kolejnym elementem, szczególnie ważnym dla algorytmu obliczeniowego, jest wskazanie następstwa czasowego projektowanych wyrobisk ścianowych (określenie ciągów produkcyjnych) oraz ich wzajemnych zależności w czasie (wskazanie dat początku ciągów produkcyjnych). Na Rys. 6 wskazano sposób zapisu tych danych.
Rys. 6. Definiowanie ciągów produkcyjnych
Przedstawione dane dotyczą dwóch ciągów produkcyjnych, dla których podano: name - nazwa ciągu, start - data rozpoczęcia ciągu, ściana - wyrobisko ścianowe wchodzące w skład ciągu produkcyjnego. Kolejność zapisu wyrobisk w ciągu wskazuje na ich następstwo czasowe. W kolejnej sekcji pliku znajdują się nazwy zestawów ścianowych, które są możliwe do zastosowania w projektowanych wyrobiskach (Rys.7).
Rys. 7. Określenie zestawów ścianowych
Kolejnym elementem pliku jest zapis przyporządkowania zestawów ścianowych do planowanych wyrobisk (Rys. 8).
Rys. 8. Przyporządkowanie zestawów ścianowych do projektowanych wyrobisk
Z uwagi na niepewność związaną z dostępnością określonego typu wyposażenia, w algorytmie obliczeniowym umożliwiono wprowadzenie zapisu prawdopodobieństwa przyporządkowania danego zestawu do wyrobiska ścianowego (dla poprawnego działania algorytmu konieczne jest zachowanie zasady, aby suma prawdopodobieństw wynikająca z możliwości przyporządkowania zestawów w danym wyrobisku była równa 1). W takim przypadku algorytm losuje przyporządkowanie z dostępnych opcji.
Następną grupą danych w pliku są parametry rozkładu robót eksploatacyjnych w planowanych wyrobiskach przy zastosowaniu zdefiniowanych zestawów ścianowych. Przyjęto, że postęp tych robót jest zmienną losową o rozkładzie normalnym. W kolejnych częściach należy podać wartość średnią postępu robót eksploatacyjnych (Rys. 9) i odchylenie standardowe (Rys. 10)
Rys. 9. Określenie wartości średniej postępu w poszczególnych wyrobiskach z określonym wyposażeniem
Rys. 10. Zapis odchyleń standardowych postępu robót eksploatacyjnych w pliku wejściowym
Do pozostałych danych wejściowych należą:
oraz ustawienia algorytmu ewolucyjnego takie jak:
Są one zdeterminowane wewnątrz algorytmu obliczeniowego, natomiast istnieje możliwość ich zmiany, co opisano w sekcji Zaawansowane użycie.
Wprowadzenie pliku wejściowego następuje poprzez naciśnięcie ikony Upload file w Oknie 3. Symulacja uruchamiana jest w Oknie 4 przyciskiem Run (Rys. 11).
Rys. 11. Uruchomienie obliczeń - Okno 3
Wyniki obliczeń prezentowane są w postaci liczbowej (pilk .xml) jak i graficznej (wykres wartości wydobycia w analizowanych miesiącach wraz z wydobyciem planowanym i możliwym odchyleniem – w Oknie 5 (Rys. 12).
Rys. 12. Okno 5 - wyniki eksperymentu obliczeniowego
Struktura pliku .xml z wynikami obliczeń przedstawiona została na Rys. 13. Jest on dostępny w Oknie 5, po naciśnięciu ikony download file.
Rys. 13. Struktura pliku wyjściowego
Podstawowymi elementami struktury pliku wyjściowego są:
W rozwinięciu listy ciągów produkcyjnych znajdują się szczegółowe informacje dotyczące (Rys. 14):
Rys. 14. Szczegóły pliku obliczeniowego
W celu przeprowadzenia obliczeń w oparciu o inne, niż domyślne, ustawienia algorytmu obliczeniowego, można dokonać zmiany wybranych parametrów. W tym celu należy nacisnąć w Oknie 1 ikonę Run (Rys. 15).
Rys. 15. Okno 1 – możliwość zmiany ustawień domyślnych algorytmu obliczeniowego usługi
Otwiera się okno umożliwiające zmianę parametrów, wskazując ich domyślne wartości. Po edycji wybranych parametrów należy nacisnąć przycisk Send Data (Rys. 16)
Rys. 16. Okno edycji ustawień algorytmu
Zmienione wartości parametrów wyświetlane są w Oknie 2 (Rys. 17). Powrót do ustawień domyślnych możliwy jest po naciśnięciu ikony Refresh.
Rys. 17. Okno 2 – ustawienia parametrów algorytmu obliczeniowego
Parametry możliwe do edycji przedstawiono w tabeli 1.
Tabela 1.
Nazwa parametru | Opis | Wartość domyślna | Uwagi |
Transport time (days) | Czas trwania transportu zestawów ścianowych pomiędzy ciągami produkcyjnymi | 0 | |
Liquidation time (days) | Czas trwania robót likwidacyjnych | 90 | |
Reinforcement time (days) | Czas trwania robót zbrojeniowych | 90 | |
Optimization start | Data początku okresu podlegającemu optymalizacji | 2013-01-01 | |
Optimization end | Data końca okresu podlegającemu optymalizacji | 2014-12-31 | |
No of simulation per evolution | Liczba losowań w każdej generacji algorytmu ewolucyjnego | 100 | Losowania wartości postępu robót eksploatacyjnych z podanych rozkładów zmiennych losowych |
Elite quantity | Liczebność elity | 2 | Powinna być mała, bo wpływa na silną zbieżność algorytmu |
Individuals quantity | Liczebność populacji bazowej | 200 | |
Parents quantity | Liczebność populacji rodzicielskiej | 7 | |
Macro enabling threshold | Maksymalna liczba generacji, tworzonych poprzez stosowanie mikromutacji, bez poprawy najlepszego osobnika | 25 | Mikromutacja - losowa zmiana wyposażenia w jednym wyrobisku |
Max no of macro mutations | Maksymalna liczba makromutacji | 2 | Makromutacja - losowa zmiana wyposażenia (na dowolne z możliwych opcji wyposażenia) w każdym wyrobisku jednocześnie |
Fitness values per month (comma separated) | Planowana wielkość wydobycia | 300 000 | Podawana dla każdego miesiąca okresu podlegającemu optymalizacji oddzielnie (po przecinku) |
W razie wątpliwości lub problemów, prosimy o kontakt z nami.