УДК 550.34.042.4 (571.642)

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ ДИСКРЕТНО-СОБЫТИЙНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

С.Д. Иванов1, И.М. Алёшин1, 2

1Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия

2 Геофизический центр РАН, г. Москва, Россия

Аннотация. Рассмотрены некоторые аспекты создания непрерывно работающих автоматизированных систем мониторинга объектов с медленно меняющимися параметрами на примере деформационного мониторинга. Основное внимание уделено ряду трудностей, возникающих при разработке программного обеспечения на этапе отладки и тестирования и обусловленных низкой скоростью изменения контролируемых величин. Показано, что решение этих проблем возможно на основе методов, используемых в дискретно-событийном моделировании. Для этого нами была реализована собственная система моделирования в виде библиотеки на языке программирования Python, ориентированной на решение задач мониторинга. Библиотека была использована для организации автономного функционирования системы деформационного мониторинга на базе комплекса геофизических датчиков «СНМК Страж».

Ключевые слова: деформационный мониторинг, разработка программного обеспечения, дискретно-событийное моделирование, системы реального времени

Цитирование: Иванов С.Д., Алешин И.М. Построение систем непрерывного деформационного мониторинга с использованием элементов дискретно-событийного моделирования // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018. Т. 45, № 2. С. 72–80. DOI: 10.21455/VIS2018.2-6

Литература

Алешин И.М., Бургучев С.С., Передерин Ф.В., Холодков К.И. Универсальная портативная система сбора геофизических данных // Наука и технологические разработки. 2016. Т. 95, № 4. С. 31–34. [Темат. вып. «Импортозамещение в геофизике. Ч. 2. Аппаратура и программное обеспечение»]. DOI: 10.21455/std2016.4-5

Алешин И.М., Иванов С.Д., Корягин В.Н., Кузьмин Ю.О., Передерин Ф.В., Широков И.А., Фаттахов Е.А. Оперативная публикация данных наклономеров серии НШ на основе протокола SeedLink // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 3. С. 31–41. DOI: 10.21455/ si2017.3-3

Ахо А.В., Хопкрофт Д.Э., Ульман Д.Д. Структуры данных и алгоритмы. М.: Вильямс, 2016. 400 c.

Галаганов О.Н., Гусева Т.В., Крупенникова И.С., Мокрова А.Н., Осика В.И., Передерин В.П., Розенберг Н.К. Деформационный мониторинг как индикатор техногенного влияния на геолого-экологическую среду // Мониторинг. Наука и технологии. 2015. № 2. C. 15–24.

Осика В.И., Кочетков Б.М., Павлов Е.И., Качан И.П., Пчелинцев В.А. Применение геофизических датчиков из кварцевого стекла в системах контроля строительных сооружений и крупных механизмов // Наука и технологические разработки. 2017. T. 96, № 1. С. 19–32. [Темат. вып. «Инновации в геофизике и результаты их применения для исследования недр. Ч. 1. Мониторинг природных и техногенных опасностей»]. DOI: 10.21455/std2017.1-2

AnyLogic – инструмент имитационного моделирования. 2018. URL: https://www.anylogic.ru/features/

Arena Simulation Software. 2018. URL: https://www.arenasimulation.com

Fowler M. Recurring events for calendars // EuroPLoP '96 – Kloster Irsee, Germany, July 11–13. 1996.

GPSS World Reference Manual. 2018. URL: http://www.minutemansoftware.com/reference/reference_manual.htm

Grafana – The open platform for analytics and monitoring. 2018. URL: https://grafana.com/

IRIS. Incorporated Research Institutions for Seismology. Data Services. SeedLink. 2018a. www.iris.edu

IRIS. Incorporated Research Institutions for Seismology. Data Services. miniSEED, 2018b. www.iris.edu

Leung J. Y-T. (ed.) Handbook of scheduling: Algorithms, models, and performance analysis. New York: Chapman and Hall/CRC, 2004. 1216 p.

ObsPy: Python framework seismology. 2018. URL: https://github.com/obspy/obspy/wiki

Pickle – Python object serialization. 2018. URL: https://docs.python.org/3/library/pickle.html

Prechelt L. An empirical comparison of C, C++, Java, Perl, Python, Rexx, and Tcl for a search/string-processing program // Universität Karlsruhe, Germany, Tech. Rep. 2000-5.

Python programming language. 2018. URL: https://www.python.org/

Robinson D. Simulation: The Practice of model development and use. Chichester: John Wiley & Sons Ltd, 2004. 320 p.

Salabim – Discrete event simulation in Python. 2018. http://www.salabim.org/

SeisComP. Applications. SeedLink. 2018. www.seiscomp3.org

SimPy – Discrete event simulation for Python. 2018. URL: https://simpy.readthedocs.io/en/latest/index.html

Soltero M., Zhang J., Cockril C. RS-422 and RS-485 Standards overview and system configurations // Texas Instruments. Appl. Rep. 2002.

Sommerville I. Software Engineering. 10th ed. Harlow: Pearson Education Ltd, 2016. 809 p.

Сведения об авторах

ИВАНОВ Станислав Дмитриевич – кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1.

Тел.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: f0ma@ifz.ru

АЛЁШИН Игорь Михайлович – кандидат физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, г. Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; ведущий научный сотрудник, Геофизический центр РАН. 119296, г. Москва, ул. Молодежная, д. 3. Тел.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: ima@ifz.ru

CONTINUOUS MONITORING SYSTEM ARCHITECTING WITH ELEMENTS OF DISCRETE-EVENT MODELING

S.D. Ivanov1, I.M. Aleshin1, 2

1 Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

2 Geophysical Center, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia

Abstract: In this paper we consider development of an automated nonstop monitoring system for structures with slow-altering parameters e.g. structural deformation monitoring. The primary focus of this work lands on several challenges that come up with development, debugging and testing of the monitoring system’s software. These challenges are caused by very low rate of changes in control measurements. We show that these challenges are circumvented by utilizing methods of discrete event modeling. For this we’ve implemented our own discrete-event modeling system as a Python module optimized for monitoring workload. This module was used in deformation monitoring system that utilizes a series of “Strazh” geophysical sensors.

Keywords: deformation monitoring, software development, discrete-event modeling, real-time systems.

About the authors

IVANOV Stanislav D. – Cand. Sci. (Tech.), research fellow, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences. 123242, Russia, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1. Tel.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: f0ma@ifz.ru

ALESHIN Igor M. – Cand. Sci. (Tech.), chief researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences. 123242, Russia, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1; leading researcher, Geophysical Center, Russian Academy of Sciences. 119296, Russia, Moscow, Molodezhnaya str., 3. Tel.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: ima@ifz.ru

Cite this article as: Ivanov S.D., Aleshin I.M. Continuous monitoring system architecting with elements of discrete-event modeling, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology), 2018, Vol. 45, No. 2, pp. 72–80. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2018.2-6

English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print)

1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2019, Volume 55, Issue 2