ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СБОРА ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ РЕГИОНА Российский патент 2000 года по МПК G08C19/00 G07C11/00 

Изобретение относятся к области контрольных устройств /систем/ и может быть использовано при конструировании систем экологического мониторинга городов и регионов.

Известен способ и средства, его реализующие, экологического мониторинга, основанные на методах анализа технологий предприятий-загрязнителей окружающей среды и средства контроля технологических процессов /1, 2, 3, 4/.

Недостатками известных способов и устройств, его реализующих, являются низкая оперативность контроля и приближенность результатов мониторинга.

Известна система сбора информации о состоянии контролируемых объектов, расположенных рассредоточено и использующая для сбора информации системы различные средства формирования сообщений. Известная система /5/ содержит контрольные пункты, например, пункты промышленных стоков предприятий, выходы которых через одноименные радиоканалы связи соединены с соответствующими входами центрального диспетчерского пункта.

Недостатком известной системы является ограниченная область применения за счет контроля определенного вида параметров и использования ограниченного типа каналов связи.

Наиболее близким по технической сущности к данной системе является экологическая система сбора информации о состоянии региона. Известная система /6/ содержит контрольные пункты промышленных стоков предприятий, проводные каналы связи, локальные диспетчерские пункты контроля промышленных предприятий, радиоканалы связи, центральный диспетчерский пункт, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды, вторую группу датчиков экологического состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, аппаратуру городской /региональной/ телефонной сети.

Недостатком прототипа является невозможность контроля верхних слоев атмосферы, в том числе озонного слоя, ионосферы, экзосферы и более высокой части космического пространства над регионом, детального контроля удаленных участков и районов загрязнения региона, что может привести к повышению вероятности ложных сообщений, и использования космических, аэро- и автомобильных средств экологического контроля.

Техническим результатом заявленного предложения является расширение диапазона контролируемых параметров региона по высоте и площади, детальный /углубленный/ контроль удаленных участков загрязнения региона за счет расширения диапазона контролируемых параметров и использование известных средств космического, аэромобильного и автомобильного экологического контроля, сбора информации о состоянии региона, содержащая контрольные пункты промышленных стоков предприятий, соединенные через одноименные проводные каналы связи с соответствующими локальными диспетчерскими пунктами промышленных стоков предприятий, выходы которых через одноименные радиоканалы связи соединены с соответствующими входами центрального диспетчерского пункта, группы датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи, аппаратура городской телефонной сети и модем, датчики экологического контроля состояния среды первой группы через одноименные провода линии связи подключены к соответствующим входам центрального диспетчерского пункта, датчики экологического контроля состояния среды второй группы через соответствующий модем подключены к каналам аппаратуры городской телефонной сети, другие каналы которой через одноименные средства радиосвязи подключены к датчикам экологического контроля состояния среды третьей группы, одноименные каналы аппаратуры городской телефонной сети через модем соединены с центральным диспетчерским пунктом, в систему введены станция космической связи, предназначенная для приема сообщений от сети спутников космической экологической разведки, авиационный комплекс оперативного дальнего действия с датчиками экологического контроля состояния среды четвертой группы, предназначенными для доразведки авиационным комплексом района загрязнения, и автомобильный комплекс ближнего действия с датчиками экологического контроля состояния среды пятой группы, предназначенные для доразведки автомобильным комплексом участка загрязнения, станция космической связи через одноименные провода линии связи подключена к соответствующим входам центрального диспетчерского пункта, указанные авиационный и автомобильный комплексы с соответствующими датчиками экологического контроля состояния среды через одноименные средства радиосвязи подключены к каналам аппаратуры городской телефонной сети.

Согласно чертежу предлагаемая экологическая система сбора информации о состоянии региона содержит контрольные пункты промышленных стоков предприятий 1, проводные каналы связи 2, локальные диспетчерские пункты контроля промышленных предприятий 3, радиоканалы связи 4, центральный диспетчерский пункт 5, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды 6, вторую группу датчиков экологического контроля состояния среды 7, средства радиосвязи 8 датчиков 7 с аппаратурой городской телефонной сети 9, станцию космической связи 10 с сетью спутников космической экологической разведки, подключенную к пункту 5, аэромобильный /авиационный/ комплекс оперативного дальнего действия 11 с датчиками экологического контроля состояния среды четвертой группы 11.1 и автомобильный комплекс ближнего действия 12 с пятой группой датчиков экологического контроля состояния среды 12.1, подключенные через одноименные средства радиосвязи 8 к аппаратуре городской телефонной сети 9.

Система работает следующим образом.

Станция 10 размещается в месте дислокаций центрального диспетчерского пункта 5 и принимает типовое сообщение от космических аппаратов сети спутников космической экологической обстановки, контролирующих регион и проводящих мониторинг поверхности Земли, воздушной среды, ионосферы, зкзосферы, космического пространства, радиационной обстановки и измеряющих концентрацию и другие параметры вредных веществ, пространственные, временные и вероятностные параметры зон загрязнения и разрушения озонного слоя. Принятое станцией 10 типовое сообщение в виде радиосигнала преобразуется в типовое сообщение для передачи его по проводным /кабельным/ линиям связи. Одновременно датчики 6 первой группы для дистанционного и второй группы непосредственного экологического мониторинга воздушной, водной сред, почвы, радиационной обстановки измеряют концентрацию вредных веществ, пространственные, временные и вероятностные параметры зон загрязнения, характеристики источников загрязнения и формируют типовое сообщение.

Параллельно, для мониторинга водной среды контрольные пункты промышленных стоков предприятий 1 получают информацию о текущих значениях контролируемых параметров и передают показания в локальный диспетчерский пункт 3 контроля промстоков предприятия по кабельной 2-х проводной линии связи 2. Локальные диспетчерские пункты 3 концентрируют информацию о загрязнении водной среды и передают ее в центральный диспетчерский пункт 5 по радиоканалам связи 4.

Типовое сообщение станции 10, датчиков 7 непосредственного и датчиков 6 дистанционного экологического мониторинга передается по проводным /кабельным/ линиям связи непосредственно на центральный диспетчерский пункт 5 при размещении этих датчиков 6, 7 в месте дислокации центрального диспетчерского пункта 5. Удаление места расположения датчиков 6, 7 экологического мониторинга от центрального диспетчерского пункта 5, но наличие абонентского пункта аппаратуры городской /региональной/ телефонной сети 9 в месте расположения датчиков 6, 7 позволяет передать типовое сообщение с использованием модема по городской телефонной сети 9 на центральный диспетчерский пункт 5.

При мониторинге мест, удаленных от городской /региональной/ телефонной сети 9, с помощью датчиков 7 непосредственного экологического мониторинга среды передача типового сообщения от этих датчиков осуществляется по маломощным средствам радиосвязи 8. Причем, передатчик средства радиосвязи 8 соединен с датчиком 7 непосредственного экологического мониторинга, а приемник - с абонентским пунктом аппаратуры городской телефонной сети 9 с использованием модема /не показан/.

Центральный диспетчерский пункт 5 собирает информацию об экологическом состоянии региона, регистрирует ее и представляет с помощью технических средств как в автоматическом, так и в диалоговом режимах.

В случае низкой точности оценки зон загрязнения вследствие недостаточности данных от источников измерения, центральный диспетчерский пункт 5 по показателю "эффективность-стоимость-время" вырабатывает, в соответствии с выбранными критериями /первый и второй/, команду на доразведку района экологического загрязнения.

При достижении первого критерия доразведка района загрязнения проводится авиационным комплексом оперативного дальнего действия 11 с датчиками экологического контроля состояния среды четвертой группы 11.1.

Достижение второго критерия предусматривает доразведку участка загрязнения автомобильным комплексом ближнего действия 12 с пятой группой датчиков экологического контроля состояния среды 12.1.

Сформированные комплексами 11, 12 и типовые сообщения передаются по средствам радиосвязи 8, либо вводятся непосредственно в технические средства на центральном диспетчерском пункте 5. Уточненная информация об экологическом состоянии региона центральным диспетчерским пунктом 5 передается в вышестоящие и смежные системы экологического мониторинга с представлением ее с помощью технических средств как в автоматическом, так и диалоговом режимах.

Очевидно, что изобретение не ограничивается вышеописанным примером его осуществления, исходя из него могут быть предусмотрены и другие варианты осуществления, не выходящие за рамки предмета изобретения, например, в случае допустимости увеличения мощности передатчиков и снижения требований к помехозащищенности радиосвязи, приемник радиосигналов от авиационного комплекса может быть размещен в месте дислокации центрального диспетчерского пункта.

Конструкция предложенного устройства /система/ основана на использовании известных элементов и технических трудностей для реализации не представляет.

Данная экологическая система сбора информации о состоянии региона расширяет диапазон контролируемых параметров по высоте - на всю глубину околоземного космического пространства, по площади - одновременный охват площади всего региона. При этом снижение вероятности армирования ложных сообщений пропорционально

где m - количество измерений контролируемого параметра,
n - количество контролируемых параметров,
Ф - функция Лапласа,
с сохранением достигнутого уровня эффективности не ниже 0,9 и электромагнитной совместимости радиосредств.

Изобретение предназначено для оперативного контроля за экосистемой региона. Техническим результатом изобретения является осуществление мониторинга всех сред, в широком диапазоне их параметров, независимо от источников загрязнения, без влияния на экосистему и без помех на другие технические средства. Технический результат достигается тем, что в систему сбора информации, содержащую группы датчиков экологического контроля состояния среды, контрольные и диспетчерские пункты промышленных стоков предприятий, центральный диспетчерский пункт, введены станция космической связи с сетью спутников космической экологической разведки, авиационный и автомобильный комплексы оперативного действия с соответствующими группами датчиков, которые через соответствующие средства проводной и радиосвязи подключены к центральному диспетчерскому пункту. Экологическая система сбора информации о состоянии региона позволяет снизить по сравнению с прототипом вероятность формирования ложных сообщений при сохранении заданного уровня эффективности не ниже совместимости средств. 1 ил.

Экологическая система сбора информации о состоянии региона, содержащая контрольные пункты промышленных стоков предприятий, соединенные через одноименные проводные каналы связи с соответствующими локальными диспетчерскими пунктами промышленных стоков предприятий, выходы которых через одноименные радиоканалы связи соединены с соответствующими входами центрального диспетчерского пункта, группы датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи, аппаратуру городской телефонной сети и модем, датчики экологического контроля состояния среды первой группы через одноименные провода линии связи подключены к соответствующим входам центрального диспетчерского пункта, датчики экологического контроля состояния среды второй группы через соответствующий модем подключены к каналам аппаратуры городской телефонной сети, другие каналы которой через одноименные средства радиосвязи подключены к датчикам экологического контроля состояния среды третьей группы, одноименные каналы аппаратуры городской телефонной сети через модем соединены с центральным диспетчерским пунктом, отличающаяся тем, что в систему введены станция космической связи, предназначенная для приема сообщений от сети спутников космической экологической разведки, авиационный комплекс оперативного дальнего действия с датчиками экологического контроля состояния среды четвертой группы, предназначенными для доразведки авиационным комплексом района загрязнения, и автомобильный комплекс ближнего действия с датчиками экологического контроля состояния среды пятой группы, предназначенными для доразведки автомобильным комплексом участка загрязнения, станция космической связи через одноименные провода линии связи подключена к соответствующим входам центрального диспетчерского пункта, указанные авиационный и автомобильный комплексы с соответствующими датчиками экологического контроля состояния среды через одноименные средства радиосвязи подключены к каналам аппаратуры городской телефонной сети.