СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА Российский патент 2003 года по МПК G09B29/00 G01C11/00 

Изобретение относится к области мониторинга окружающей среды, а также к исследованию характеристик и свойств искусственных и природных объектов техническими, статистическими, картографическими и другими методами.

Известен способ комплексного мониторинга участка территории, использующий наложение друг на друга соответствующих одному и тому же периоду времени одномасштабных карт или фотоснимков этого участка с совокупностью контуров, отображающих территориальное распределение определенного компонента природной среды или соответствующих природных ресурсов для определения оптимального варианта выгодного хозяйственного использования этого участка (патент РФ 2036516, 1992 г., G 09 В 29/00).

Недостатком известного способа комплексного мониторинга участка территории является отсутствие информации о характеристиках и свойствах искусственных объектов, находящихся на обследуемом участке территории, например, зданий и сооружений, в части оценки их технического состояния, оценки экологической и медицинской безопасности проживающего или работающего в них населения. Так, например, известный способ, при его применении к населенному пункту с развитой инфраструктурой, например, с центральным отоплением и центральным водоснабжением, не позволяет выявить жилые и производственные объекты и/или участки населенного пункта с повышенной утечкой тепла и/или теплоносителя, а также объекты и/или участки населенного пункта с повышенным процентом простудных заболеваний населения, связанных с вышеуказанными повышенными утечками тепла и/или теплоносителя, чтобы своевременно выявить причины повышенного процента заболевания населения (например, предаварийного состояния объектов и/или участков) и принять своевременные меры по их устранению (что особенно важно для районов с суровыми климатическими условиями, например, на Крайнем Севере).

Известно, что повышенный процент простудных заболеваний населения в объектах и/или на участках населенного пункта (в жилых и производственных помещениях, на строительных и производственных площадках и т.п.) напрямую зависит от температуры и влажности находящегося в этих местах атмосферного воздуха. При относительно длительном нахождении человека во влажной и холодной атмосфере, а также при неподготовленном резком переходе человека из более сухой и теплой атмосферы в более влажную и холодную, защитные силы человеческого организма (особенно ослабленные) не справляются со своими задачами и человек обычно простуживается и заболевает.

Причиной пониженной температуры и повышенной влажности воздуха в жилых и производственных помещениях (в объектах) населенного пункта является утечка тепла через стены, потолки, окна, двери, вследствие нарушения их теплоизоляции и/или разгерметизации относительно внешней среды. Причиной могут быть также и утечки теплоносителя (горячей воды) из подводящих трубопроводов на участках за пределами объектов (тем более, если они расположены не в земле, а на поверхности) через негерметичности их разъемных соединений и запорной арматуры (через разрушившиеся уплотнительные элементы).

Целью настоящего изобретения является повышение информативности комплексного мониторинга населенного пункта с развитой инфраструктурой и с большим количеством населения, то есть улучшение контроля и картографического представления (характеристик) объектов и/или участков обследуемого населенного пункта, обеспечение требуемой экологической и медицинской безопасности, экономического благополучия проживающего и/или работающего в них населения.

Поставленная цель достигается тем, что по предложенному способу, включающему создание и наложение друг на друга нескольких взаимоориентированных тематических карт в виде фотоснимков, проводят в отопительный сезон, в холодное время года, одномасштабную (близкую по масштабу) и одновременную (одномоментную, то есть в течение одного полета, или односезонную, то есть в течение одного холодного климатического периода) аэрофотосъемку населенного пункта в обычном (видимом) и в инфракрасном (тепловом невидимом) диапазонах электромагнитного излучения. На первом аэрофотоснимке отмечают объекты и/или участки, имеющие по медицинской статистике повышенный процент простудных заболеваний населения, на втором - объекты и/или участки, имеющие повышенный фон инфракрасного излучения из-за повышенных утечек тепла и/или теплоносителя, совмещают аэрофотоснимки по опознаваемым точкам, определяют совмещением объекты и/или участки, имеющие одновременно повышенный процент заболеваемости населения и повышенные утечки тепла и/или теплоносителя, причисляют эти объекты и/или участки к экологически опасным, срочно определяют причины повышенных утечек тепла и/или теплоносителя и проводят срочное устранение этих причин. Остальные объекты и/или участки с повышенными утечками тепла и/или теплоносителя причисляют к экономически убыточным, определение и устранение причин утечек тепла и/или теплоносителя из которых проводят во вторую очередь, при этом:
- одновременно с определением причин повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из объектов и/или на участках проводят анализ температурных и влажностных условий эксплуатации и диагностику технического состояния этих объектов и/или участков;
- при планировании работ по устранению причин повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из объектов и/или на участках, оценивают возможность и целесообразность совмещения этих работ с досрочным текущим и/или капитальным ремонтом объектов и/или участков;
- выявление объектов и/или участков с экологически опасными утечками тепла и/или теплоносителя проводят непосредственно после обнаружения объектов и/или участков с повышенным процентом простудных заболеваний по сравнению с рядом расположенными объектами и/или участками;
- выявление объектов и/или участков с экономически убыточными утечками тепла и/или теплоносителя проводят периодически, например, не реже одного раза в год, в холодное время года, во время отопительного сезона, а устранение причин этих утечек производят не позднее, чем до начала очередного отопительного сезона;
- в качестве аэрофотоснимков исследуемого населенного пункта используют кадры его аэровидеосъемки.

Совокупность существенных признаков предложенного способа комплексного мониторинга населенного пункта проявляет новые свойства, заключающиеся в том, что совмещением одномасштабных аэрофотоснимков обследуемого населенного пункта в видимом и в невидимом (тепловом инфракрасном) диапазонах электромагнитного излучения определяют неисправности и/или предаварийное состояние объектов и/или участков (повышают информативность о состоянии инфраструктуры обследуемого населенного пункта), а совмещением картографического расположения выявленных неблагополучных по техническим параметрам объектов и/или участков с неблагополучными по медицинским параметрам объектами и/или участками, позволяет быстро провести их градацию на экологически опасные для здоровья населения и на экономически убыточные, принять своевременные меры, уменьшить затраты времени и средств на содержание инфраструктуры населенного пункта, уменьшить поражаемость населения простудными заболеваниями.

Таким образом, совокупность существенных признаков предложенного способа соответствует критерию "существенные отличия" и "новизна".

Согласно предложенному способу комплексный мониторинг населенного пункта проводят следующим образом.

В холодное время года (например, зимой), то есть в течение отопительного сезона обследуемого населенного пункта, имеющего жилые и производственные объекты с централизованным отоплением и водоснабжением, медицинские службы этого населенного пункта накапливают статистический материал о простудных заболеваниях находящегося в объектах и на участках населения и выделяют объекты и участки, имеющие повышенный процент такой заболеваемости по сравнению с рядом расположенными объектами и участками.

При обнаружении достаточного количества таких объектов и/или участков (или независимо от этого количества) в этот же период времени проводят одномасштабную (близкую к одномасштабной) аэрофотосъемку обследуемого населенного пункта в обычном видимом и в невидимом инфракрасном (тепловом) диапазоне электромагнитного излучения. На аэрофотоснимке в обычном (видимом) спектре отмечают (например, нумеруют с соответствующим условным обозначением в направлении с запада на восток) выделенные медицинской статистикой объекты и/или участки с повышенным процентом простудных заболеваний населения и совмещают его по опознаваемым точкам с аэрофотоснимком, выполненным в инфракрасном спектре (диапазоне).

Указанное совмещение могут производить различными способами, например: визуальным совмещением аэрофотоснимков или их негативов; совмещением проекций (отсканированных отображений) аэрофотоснимков на экране компьютера с разной степенью прозрачности и т.п. На полученном совмещенном (суммарном) аэрофотоснимке обследуемого населенного пункта выделяют те пронумерованные объекты и/или участки первого аэрофотоснимка (имеющие повышенный процент простудных заболеваний населения), которые совпали с объектами и/или участками повышенного инфракрасного излучения на втором аэрофотоснимке, и причисляют эти выделенные (совпавшие) объекты и/или участки к экологически опасным с точки зрения недопустимого отрицательного воздействия на здоровье и жизнь населения. После этого срочно определяют причины повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из экологически опасных объектов и/или участков и проводят срочное устранение этих причин (ремонтируют или меняют теплоизоляцию стен, крыш, окон, дверей, устраняют в них щели и отверстия, меняют вышедшие из строя уплотнительные соединения разъемных соединений и запорной арматуры в трубопроводах подвода теплоносителя и т.п.).

Остальные объекты и/или участки с повышенными утечками тепла и/или теплоносителя, обнаруженные на втором аэрофотоснимке по повышенному фону инфракрасного излучения, идентифицируют и отмечают на совмещенном изображении с видимыми объектами первого аэрофотоснимка (например, нумеруют с соответствующим условным обозначением в направлении с востока на запад), причисляют их к экономически убыточным объектам и/или участкам с точки зрения неоправданной потери тепла в окружающую атмосферу, определение и устранение причин повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из которых проводят во вторую очередь.

При определении причин обнаруженных повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из объектов и/или на участках, одновременно проводят анализ имеющихся предшествующих статистических температурных и влажностных условий эксплуатации объектов и/или участков и диагностику их технического состояния. Такой анализ и диагностика необходимы по следующим причинам.

При плохой теплоизоляции отапливаемого помещения, стена (крыша, дверь, окно) интенсивно охлаждается наружным воздухом и интенсивно "отпотевает" с внутренней стороны, то есть становится мокрой за счет конденсата паров воды из соприкасающегося с ней более теплого воздуха внутренней части отапливаемого помещения. Мокрая стена (крыша, дверь, окно) дополнительно ухудшает теплоизоляцию помещения и в холодное время года начинает промерзать (при сквозном промерзании образуется так называемый термический гвоздь). Материал промерзшей стены (штукатурка, бетон, кирпич, дерево и др.) разрушается замерзшей внутри стены водой и теплоизоляция еще более ухудшается, то есть процесс принимает необратимый саморазвивающийся характер. Следует отметить, что наиболее опасно промерзание материала объектов при температуре наружного воздуха ниже 20^oC, так как при этой температуре в лед превращается не только обычная вода, но и всегда находящиеся в ней в небольших количествах дейтерий и тритий. В этом случае в образующемся льду уже нет той демпфирующей части, которую до 20^oC осуществляют жидкие дейтерий и тритий, и материал стены (крыши, двери, окна) разрушается наиболее интенсивно. Поэтому, если теплоизолированное сооружение в холодное время года эксплуатировалось с повышенными утечками тепла и/или теплоносителя (подвергалось воздействию влажного воздуха и низкой температуры), целесообразно рассматривать необходимость срочного текущего или даже капитального его ремонта, чтобы не сократить срок его безопасной эксплуатации (например, совместить работы по устранению причин повышенных утечек тепла и/или теплоносителя с текущим или капитальным ремонтом здания).

Следует еще раз отметить, что обнаружение повышенных утечек тепла из объектов и теплоносителя из подводящих трубопроводов могут проводить как после проведения анализа статистических медицинских материалов на предмет выявления зданий и/или участков с повышенным процентом простудных заболеваний населения, так и независимо от этого анализа, например, периодически, в течение каждого отопительного сезона (лучше всего во время наиболее холодного времени года, когда разница температуры воздуха внутри зданий и наружной атмосферы наиболее значительна), что обеспечивает более четкие и информативные аэрофотоснимки в инфракрасном спектре (диапазоне электромагнитного излучения).

Вместо аэрофотоснимков для предлагаемого комплексного мониторинга населенного пункта могут быть использованы кадры его видеосъемки (специальной или побочной).

Применение предложенного комплексного мониторинга населенного пункта позволяет повысить информативность об экологическом и техническом состоянии его коммуникаций и окружающей среде, сократить сроки и материальные затраты на обнаружение и устранение повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из жилых и производственных объектов и/или на участках, продлить срок безопасной эксплуатации этих объектов и/или участков, уменьшить число простудных заболеваний населения.

Изобретение предназначено для использования при мониторинге окружающей среды. Способ включает создание и наложение друг на друга нескольких взаимоориентированных тематических карт в виде фотоснимков. Проводят в отопительный сезон, в холодное время года, одномасштабную одновременную аэрофотосъемку населенного пункта в видимом и в инфракрасном спектрах электромагнитного излучения. На первом аэрофотоснимке отмечают объекты и/или участки, имеющие по медицинской статистике повышенный процент простудных заболеваний населения, на втором - объекты и/или участки, имеющие повышенный фон инфракрасного излучения из-за повышенных утечек тепла и/или теплоносителя. Совмещают аэрофотоснимки по опознаваемым точкам, определяют совмещением объекты и/или участки, имеющие повышенный процент заболеваемости населения и повышенные утечки тепла и/или теплоносителя в них, причисляют их к экологически опасным. Срочно определяют и устраняют причины утечек тепла и/или теплоносителя в них, остальные объекты и/или участки с повышенными утечками тепла и/или теплоносителя причисляют к экономически убыточным, определение и устранение причин утечек в которых проводят во вторую очередь. Обеспечивается информативность мониторинга населенного пункта, сокращение сроков и материальных затрат на его проведение, сокращение числа простудных заболеваний его населения и материальных затрат на ремонт жилых и промышленных объектов и участков, обеспечивается продление срока их безопасной эксплуатации. 5 з.п. ф-лы.

1. Способ комплексного мониторинга населенного пункта, включающий создание и наложение друг на друга нескольких взаимоориентированных тематических карт в виде фотоснимков, отличающийся тем, что проводят в отопительный сезон, в холодное время года, одномасштабную одновременную аэрофотосъемку населенного пункта в видимом и в инфракрасном спектрах электромагнитного излучения, на первом аэрофотоснимке отмечают объекты и/или участки, имеющие по медицинской статистике повышенный процент простудных заболеваний населения, на втором - объекты и/или участки, имеющие повышенный фон инфракрасного излучения из-за повышенных утечек тепла и/или теплоносителя, совмещают аэрофотоснимки по опознаваемым точкам, определяют совмещением объекты и/или участки, имеющие повышенный процент заболеваемости населения и повышенные утечки тепла и/или теплоносителя в них, причисляют их к экологически опасным, определяют и устраняют причины утечек тепла и/или теплоносителя в них, остальные объекты и/или участки с повышенными утечками тепла и/или теплоносителя причисляют к экономически убыточным, определение и устранение причин утечек в которых проводят во вторую очередь.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что одновременно с определением причин повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из объектов и/или участков проводят анализ температурных и влажностных условий эксплуатации и диагностику технического состояния этих объектов и/или участков.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при планировании работ по устранению причин повышенных утечек тепла и/или теплоносителя из объектов и/или на участках оценивают возможность и целесообразность их совмещения с досрочным текущим и/или капитальным ремонтом этих объектов и/или участков.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что объекты и/или участки с повышенными утечками тепла и/или теплоносителя выявляют непосредственно после обнаружения объектов и/или участков с повышенным процентом простудных заболеваний населения по сравнению с рядом расположенными территориями.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что объекты и/или участки с повышенными утечками тепла и/или теплоносителя выявляют периодически, например, не реже одного раза в год, в холодное время года, во время отопительного сезона, а устранение причин этих утечек производят не позднее, чем до начала очередного отопительного сезона.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве аэрофотоснимков исследуемого населенного пункта используют кадры его аэрофотосъемки.