СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕГИОНА Российский патент 2009 года по МПК G01N33/00 

Изобретение относится к способам ведения мониторинга и может быть использовано для комплексной оценки соответствия установленным нормам и изменений состояния окружающей среды региона.

Под окружающей средой региона понимается совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов. Мониторинг окружающей среды представляет собой комплексную систему наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза ее изменений под воздействием природных и антропогенных факторов. Основные цели мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей оценить показатели состояния среды обитания человека, выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб [1. Микрюков В.Ю. Безопасность жизнедеятельности. Ростов-на-Дону, Феникс, 2007, с.346]. Для осуществления локального мониторинга используются мобильные станции и стационарные центры (посты) контроля по различным физическим полям, а для регионального мониторинга, помимо средств локального мониторинга, используются вертолеты, самолеты и космические аппараты, осуществляющие слежение за состоянием земной поверхности, минерально-сырьевых ресурсов недр, сохранностью животного и растительного мира и т.д. [2. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. Ростов-на-Дону, Феникс, 2007, с.531-533, 586, 589].

Кроме того, в настоящее время ведутся разработки перспективных способов и систем мониторинга, предполагающих сопряжение существующих разнородных систем мониторинга (оперативного контроля). Так, например, в [3. Патент на изобретение, Россия, №2296421, МПК Н04В 7/185, 2007] предложена система автоматизированного контроля состояния потенциально опасных объектов Российской Федерации в интересах обеспечения защиты от техногенных, природных и террористических угроз. В процессе разработки подобных способов и систем основными проблемными вопросами являются различия в способах получения и представления информации в сопрягаемых системах.

В настоящее время предложено несколько способов комплексного мониторинга региона.

Так, например, известны способы комплексного мониторинга населенного пункта [4. Патент на изобретение, Россия, №2217804, МПК G09В 29/00, G01C 11/00, 2003; 5. Патент на изобретение, Россия, №2234085, МПК G01N 33/00, G01N 33/18, 2004] и обследуемой земной поверхности [6. Заявка на изобретение, Россия, №2003115635, МПК G09В 29/00, 2006], включающие дистанционное зондирование (космическую и (или) аэросъемку в видимом и инфракрасном спектрах электромагнитного излучения) и взятие проб, передачу результатов дистанционного зондирования и проб в центр обработки, дешифрирование фотоснимков и анализ проб, обработку результатов и оценку состояния населенного пункта или земной поверхности. Недостатками указанных способов являются: большие временные затраты на передачу измерительной информации, ее обновление и обработку для оценки состояния населенного пункта или земной поверхности и оперативного прогнозирования изменений их состояния.

Известен способ ведения комплексного мониторинга природных сред [7. Заявка на изобретение, Россия, №99104970, МПК G01W 1/00, 2001], включающий сбор информации о состоянии природной среды дистанционными (космическая или аэросъемка) и контактными (отбор проб) методами, передачу данных в стационарный центр обработки информации и их обработку. Недостатками данного способа являются: низкая оперативность обновления измерительной информации и получения результатов оценки состояния природной среды, обусловленная необходимостью передачи по линиям связи больших массивов измерительной информации и, как следствие, ограниченная пригодность результатов прогнозирования изменений состояния природной среды для предупреждения возникновения и развития чрезвычайных ситуаций; возможность применения способа для решения только определенной задачи и, как следствие, недостаточная пригодность для получения комплексной (с учетом всего перечня нормируемых параметров) оценки состояния природной среды.

Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленного способа является способ [8. Патент на изобретение, Россия, №2243554, МПК G01N 33/00, 2004], позволяющий провести комплексную оценку экологической обстановки и ее изменений в регионе, разделенном на административно-территориальные образования, включающие объекты контроля. Указанный способ включает сбор данных путем измерения значений характеристик объектов контроля дистанционными и контактными методами, их обработку и оценку экологической обстановки по отдельным показателям качества окружающей среды с определением территорий с различной экологической обстановкой.

Недостатками известного способа являются: большие временные затраты на передачу измерительной информации, ее обновление и обработку и, как следствие, ограниченная пригодность результатов оценки и прогнозирования изменений состояния экологической обстановки для формирования управляющих воздействий по корректировке значений характеристик окружающей среды; ограниченные возможности по одновременному представлению (отображению) результатов оценки состояния по всей совокупности контролируемых характеристик и динамичности изменений экологической обстановки региона и, как следствие, низкая оперативность оценки соответствия состояния окружающей среды региона установленным нормам и ее изменений.

Задачей настоящего изобретения является повышение оперативности оценки соответствия состояния окружающей среды региона установленным нормам и ее изменений.

Решение поставленной задачи и получение технического результата обеспечивается способом комплексного мониторинга окружающей среды региона, разделенного на административно-территориальные образования, включающие объекты контроля, в котором для сбора данных измеряют значения характеристик объектов контроля дистанционными и контактными методами и осуществляют оценку изменения во времени показателей качества окружающей среды, при этом до начала сбора данных в центре обработки и управления формируют базу данных по характеристикам окружающей среды региона и правила формализации результатов оценки состояния окружающей среды и ее изменений, причем на средствах контроля формируют локальные базы данных с допустимыми значениями характеристик объектов контроля и единые правила формализации результатов оценки их состояния, затем на каждом средстве контроля сравнивают измеренные и допустимые значения характеристик объектов контроля, фиксируют факты их соответствия и несоответствия допустимым значениям, формализуют результаты сравнения в виде унифицированных протоколов, содержащих графическую и табличную формы, отображающие зафиксированные факты соответствия и несоответствия значений контролируемых характеристик их допустимым значениям, значение времени окончания формирования протокола, наименования, номера и фактические значения не соответствующих допустимым характеристик объектов контроля, передают по линиям связи сформированные протоколы в центр обработки и управления, где формируют объединенный протокол оценки состояния окружающей среды региона, для чего совмещают графические и объединяют табличные формы полученных центром управления и обработки протоколов, фиксируют по графическим формам предыдущих и последнего из сформированных объединенных протоколов факты наличия и направления изменений характеристик окружающей среды, а по табличным формам - фактические значения характеристик и моменты времени окончания формирования протоколов на средствах контроля, формируют из зафиксированных значений временной ряд и используют его при прогнозировании изменений характеристик окружающей среды региона во времени.

Способ реализуется формированием в аппаратно-программном комплексе центра обработки и управления до начала сбора данных базы данных по характеристикам средств контроля и окружающей среды региона;

формированием в аппаратно-программном комплексе центра обработки и управления до начала сбора данных правил формирования объединенных протоколов результатов оценки состояния окружающей среды региона и использованием их после получения от средств контроля протоколов результатов оценки состояния объектов контроля;

формированием в аппаратно-программных комплексах средств контроля до начала сбора данных локальных баз данных по характеристикам объектов контроля;

формированием в аппаратно-программных комплексах средств контроля до начала сбора данных единых унифицированных правил формализации результатов оценки состояния объектов и использованием их после сравнения собранных данных с допустимыми значениями для получения протоколов результатов оценки состояния объектов контроля;

передачей по линиям связи протоколов результатов оценки состояния объектов, а не всех массивов данных, полученных средствами контроля;

использованием в центре обработки и управления правил формирования объединенных протоколов результатов оценки состояния окружающей среды региона, исключающих необходимость проведения операций по обработке данных, использованных на средствах контроля для получения протоколов результатов оценки состояния объектов контроля.

Предложенный способ отличается от известного наличием и последовательностью выполнения новых действий:

до начала сбора данных в аппаратно-программном комплексе центра обработки и управления формируют базу данных по характеристикам средств контроля и окружающей среды региона;

до начала сбора данных в аппаратно-программных комплексах средств контроля формируют базы данных по характеристикам объектов;

до начала сбора данных в аппаратно-программном комплексе центра обработки и управления формируют правила формализации результатов оценки состояния окружающей среды региона и используют их после получения центром обработки и управления протоколов от средств контроля;

до начала сбора данных в аппаратно-программных комплексах средств контроля формируют унифицированные правила формализации результатов оценки состояния контролируемых объектов и используют их на средствах контроля после сбора данных и их сравнения с допустимыми значениями;

передают в центр обработки и управления от средств контроля по линиям связи только унифицированные протоколы результатов оценки состояния объектов, а не все полученные средствами контроля массивы данных;

в аппаратно-программном комплексе центра обработки и управления обрабатывают данные, содержащиеся в унифицированных протоколах результатов оценки состояния объектов.

На фиг.1 представлена схема осуществления заявляемого способа, на которой показаны: регион 1, разделенный на административно-территориальные образования 2.1, (,2.v*, включающие объекты контроля 3.1, (,3.I, а также рассредоточенные в пространстве региона средства контроля 4.1, (,4.η*, линии связи 5.1, (,5.η* для передачи унифицированных протоколов 6.1, (,6.η* результатов оценки состояния объектов контроля 3.1, (,3.I от средств контроля 41, (,4.η* в центр обработки и управления 7.

На фиг.2 представлена схема, использованная для иллюстрации возможности осуществления предлагаемого способа.

В соответствии с заявляемым способом до начала сбора данных в регионе 1, разделенном на административно-территориальные образования 2.1, (,2.v*, включающие объекты контроля 3.1, (,3.I, в центре обработки и управления 7 формируют:

базу данных 8, содержащую идентификаторы ID={IS, IO, IY}, где IS={ISη} - идентификаторы средств контроля, IO={IO_i}, i=1, (,I - идентификаторы объектов контроля и IY={y_ij} - идентификаторы контролируемых характеристик окружающей среды региона;

последовательность моментов времени {t_n}, n=1, (,N (передачи унифицированных протоколов 6.1, (,6. η* от средств контроля 4.1, (,4.η* в центр обработки и управления 7, при этом t_n=t₀+nΔη, где t₀ - время начала мониторинга, Δ_η, - заданный для η-того средства интервал времени передачи унифицированных протоколов, значение которого может уменьшаться в зависимости от динамики изменения состояния объектов контроля;

совокупность правил, обеспечивающих:

отображение содержания принятых от средств 4.1, (,4.η* контроля унифицированных протоколов 6.1, (,6.η)* результатов оценки состояния объектов контроля 3.1, (,3.1;

формирование объединенных протоколов 9 результатов оценки состояния окружающей среды региона.

На каждом средстве контроля 4.1, (,4.η* формируют локальную базу данных 10.1, (,10.η*, содержащую:

номер (средства контроля, номера {j}_iη∈J назначенных центром обработки и управления 7 характеристик, по которым на η-том средстве производят оценку соответствия состояния объекта контроля 3.1 установленным нормам, при этом J={1,2,…,J} - номера характеристик окружающей среды региона;

матрицу нижних и верхних границ интервалов допустимых значений для каждой из контролируемой конкретным средством 4.1,…,4.η^* совокупности характеристик , по которым производят оценку соответствия состояния объекта контроля 3.1,…,3.I установленным нормам;

словарь терминов, которые используются для формирования текстовой части табличной формы Ŧ={Ŧ₁, Ŧ₂} унифицированных протоколов 6.1,…,6.η^* результатов оценки состояния объектов контроля 3.1,…,3.I, входящих в состав региона. При этом

Ŧ₁ - текстовая часть единой для всех средств формы, которая предназначена для отображения времени окончания формирования протоколов 6.1,…,6.η^*, идентификаторов (наименований) типов средств контроля 4.1,…,4.η^*, номеров объектов контроля 3.1,…,3.I и координат местоположения объектов и средств контроля; Ŧ₂ - текстовая часть табличной формы, содержание которой формируется в зависимости от результатов контроля характеристик объектов контроля 3.1,…,3.I конкретным средством контроля;

совокупность унифицированных правил, обеспечивающих преобразование собранных средствами контроля 4.1,…,4.η^* разнородных данных для вычисления значений характеристик, по которым оценивают состояние объектов контроля 3.1,…,3.I, формирование и передачу в центр обработки и управления 7 сообщений, формализованных в виде унифицированных протоколов 6.1,…,6.η^* результатов оценки состояния объектов 3.1,…,3.I контроля.

С момента времени t₀ начала мониторинга на каждом средстве 4.1,…,4.η^* контроля проводят К_j измерений значений каждой из назначенных для контроля средства характеристик. Затем в соответствии с введенными правилами по измеренным значениям y_ijk, k=1,…,K_j на каждом средстве 4.1,…,4.η^* формируют совокупность значений характеристик, по которым оценивают состояние объектов 3.1,…,3.I контроля.

Далее проверяют выполнение условий . В случаях их невыполнения находят величины Δ_ij, являющиеся мерой несоответствия измеренных значений характеристик объектов контроля допустимым значениям:

Значения Δ_ij помещают в табличную форму унифицированного протокола оценки состояния объекта контроля результатов вместе с идентификаторами IY_j и фактическими значениями проконтролированных характеристик, не соответствующих допустимым значениям.

Далее формируют совокупность значений δ1_ij показателей соответствия значений проконтролированных характеристик допустимым значениям:

Затем формируют графическую форму протоколов 6.1,…,6.η^*, которые содержат формализованные в виде замкнутой ломаной линии (фиг.3) результаты сравнения фактических и допустимых значений всех контролируемых характеристик объектов контроля.

Формализацию осуществляют по следующим единым для всех средств контроля правилам.

В случае, если фактическое значение находится в поле допуска (например, ), в полярной системе координат фиксируют точки с координатами на окружности, где ρ_ij=δ1_ij=1 - единичный радиус и θ_ij - угол поворота радиуса (так, для это будут (фиг.3). Значения θ_ij находят по формуле:

где R - градусная мера радиана.

В случае, если фактическое значение находится вне поля допуска, фиксируют точки с координатами (δ1_ij, θ_ij), не находящиеся на окружности, так как ρ_ij=δ1_ij, а δ1_ij=Δ_ij≠1. Все зафиксированные точки последовательно, начиная с первой, соединяют линией. При этом образуются изломы линии (например, ) в местах расположения точек, не находящихся на окружности (фиг.3).

Количество всех зафиксированных точек на окружности и вне ее равно числу J_i контролируемых характеристик объекта контроля 3.i. Направление и величину излома линии формируют по результатам анализа ситуации, при которой возникло нарушение нижней или верхней границы допуска. То есть при условии, если фактические значения контролируемых характеристик находятся в границах допуска, то показателю δ1_ij соответствия присваивают «1». В противном случае - показателю

δ1_ij соответствия присваивают значение Δ_ij (так, например, для это будет и фиксируют значение j (фиг.3).

Сформированные замкнутые ломаные линии δ1_ij=f(ρ_ij, θ_ij) (фиг.3-5) интерпретируют как образы фактических состояний объектов контроля 3.1…3.I в моменты окончания контроля. На фиг.3-7 представлены значения δ1_ij и обозначения соответствующих им характеристик .

Для наглядности визуального отображения фактов соответствия и несоответствия фактического и эталонного состояния в этой же системе координат формируют ломаные линии Е_ij=f(ρ_ij=1, θ_ij), соединяющие расположенные на окружности J_i точек с координатами (ρ_ij=1, θ_ij), и интерпретируют их как эталонные образы состояний объектов контроля 3.1…3.I. Значения Δ_ij, j, размещают в текстовой части Ŧ₂ табличной формы протокола, а в текстовой части Ŧ₁ - зафиксированное значение времени t_Пη окончания формирования унифицированного протокола.

В назначенные моменты времени {t_n}∈t от каждого средства 4.1,…,4.η^* контроля передают по линиям связи 5.1,…,5.η^* в центр обработки и управления 7 унифицированные протоколы 6.1,…,6.η^* результатов оценки состояния объектов контроля по совокупности характеристик, контролируемых этими средствами, а не все полученные средствами контроля данные, вследствие чего сокращается время их передачи.

Для анализа результатов комплексного мониторинга и принятия решений о состоянии окружающей среды в центре обработки и управления 7 после получения унифицированных протоколов 6.1,…,6.η^* от средств контроля совмещением их графических форм (фиг.3-5) и объединением табличных форм (табл.3-5) протоколов формируют объединенные протоколы 9 состояния окружающей среды региона (фиг.6 и табл.9).

Далее совмещают графические формы предыдущих и последнего из сформированных объединенных протоколов 9 (фиг.7) и фиксируют факты наличия и направления изменений характеристик окружающей среды Δ_ij(t_n-t_n-1), а по их табличным формам фиксируют фактические значения характеристик и времени окончания формирования протоколов t_Пη.

Затем формируют из зафиксированных значений временной ряд (, и модель изменения характеристик во времени , где а₀, a₁,… - коэффициенты модели, вычисленные по значениям временного ряда, F_j - оператор, определяющий форму зависимости, экстраполируют, получают точечную и интервальную оценку значений [9. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики, Москва, Финансы и Статистика, 1995, с.245-256, с.304-313] характеристик окружающей среды , при которых может возникнуть чрезвычайная ситуация, и фиксируют моменты времени t_ЧС достижения этих значений.

Далее вычитают из зафиксированных значений времени t_ЧС значения времени t_Ц их получения в центре обработки и управления и по значениям разности определяют длительности интервалов ΔТ=t_ЧС-t_Ц времени для проведения мероприятий по предупреждению возникновения чрезвычайных ситуаций. Затем с учетом результатов прогнозирования изменения значений характеристик окружающей среды принимают решения по использованию сил и средств мониторинга, а также подразделений, предназначенных для устранения или профилактики нарушений установленных норм.

Совокупность существенных признаков предлагаемого способа комплексного мониторинга окружающей среды региона проявляет новые свойства способа, заключающиеся в том, что передачей унифицированных протоколов результатов оценки состояния объектов контроля, сформированных на средствах контроля по заранее установленным правилам формализации и содержащих результативную часть оценки состояния объектов контроля, повышается оперативность оценки соответствия состояния окружающей среды региона установленным нормам и снижается уровень загрузки имеющих ограниченную пропускную способность линий связи; формированием объединенного протокола результатов оценки окружающей среды региона исключается необходимость применения специального методического обеспечения для обработки разнородных данных и тем самым обеспечивается сокращение времени, унификация и компактность представления результатов оценки состояния окружающей среды региона и ее изменений независимо от количества и типов контролируемых объектов, условий их функционирования, количества и физической сущности их контролируемых характеристик; обработкой объединенных протоколов результатов оценки состояния окружающей среды региона обеспечивается сокращение времени подготовки исходных данных для прогнозирования изменений состояния окружающей среды региона.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, идентичных всем признакам заявляемого технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявляемого изобретения критерию охраноспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными признаками заявляемого способа, показали, что в общедоступных источниках информации не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками. Из уровня техники также не подтверждена известность влияния отличительных признаков заявляемого изобретения на указанный заявителем технический результат, следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

Возможность осуществления предлагаемого способа комплексного мониторинга окружающей среды региона подтверждается следующим примером.

Предположим, что требуется провести (фиг.2) комплексный мониторинг окружающей среды региона 1, состоящего из двух административно-территориальных объединений 2.1 и 2.2, при этом 2.1 содержит два объекта контроля: 3.1 и 3.2, а 2.2 - один объект контроля 3.3.

Состояние окружающей среды региона необходимо оценить по 11 характеристикам J^*={1,…,j,…,11}. При этом состояние объектов 3.1, 3.2 и 3.3 должно оцениваться по характеристикам j={1,2,3}, j={4,5,6,7} и j={8,9,10,11) соответственно. Измерение значений характеристик j={1,2,3}, j={4,5,6,7} и j={8,9,10,11}, а также оценка состояния объектов 3.1, 3.2 и 3.3 должны проводиться средствами контроля 4.1, 4.2 и 4.3 соответственно.

Известно, что мониторинг окружающей среды региона должен начаться в 11 часов 40 минут, а интервал времени передачи унифицированных протоколов должен составлять 20 минут.

До начала сбора данных в аппаратно-программном комплексе центра обработки и управления сформирована база данных 8, приведенная в таблице 1, и локальные базы данных 10.1, 10.2 и 10.3 в аппаратно-программных комплексах средств контроля, приведенные в таблице 2, соответственно.

В момент t₀=11 часов 40 минут средствами контроля 4.1, 4.2 и 4.3 было начато и в течение 20 минут произведено измерение K_j значений 11 характеристик и к моменту t₁=12 ч 00 мин на средствах 4.1 и 4.2 получены значения характеристик , j={1,2,3}, , j={4,5,6,7} соответственно, а на средстве 4.3 проведены измерения значений четырех характеристик j={8,9,10,11} с частотой 100 измерений в секунду и сформирован массив y_3jk, k=1,…,K_j объемом 40 Мб.

Затем по измеренным значениям y_3jk, k=1,…,K_j на средстве 4.3 формируют совокупность значений характеристик, по которым оценивают состояние объекта контроля 3.3.

Полученные средствами контроля 4.1, 4.2 и 4.3 фактические значения контролируемых характеристик , и объектов контроля 3.1, 3.2 и 3.3 и результаты сравнения этих значений с имеющимися в локальных базах данных 10.1, 10.2 и 10.3 средств контроля допустимыми значениями , , i=1…3, j=1…11 приведены в таблицах 3-5 соответственно.

Далее на основе данных из таблиц 3-5 формируют графические и табличные формы унифицированных протоколов 6.1, 6.2 и 6.3 результатов оценки состояния объектов контроля 3.1,3.2 и 3.3, представленные на фиг.3-5 и в таблицах 6-8 соответственно. Объем сформированного средством 4.3 унифицированного протокола результатов оценки состояния объекта контроля 3.3 составляет ~30 Кб.

Далее от средств контроля 3.1, 3.2 и 3.3 передают в центр обработки и управления 7 по линиям связи 5.1, 5.2 и 5.3 унифицированные протоколы 6.1, 6.2 и 6.3 результатов оценки состояния объектов контроля, а не все полученные средствами контроля разнородные данные, как это делается в известных способах мониторинга. Затраты времени на передачу каждого протокола составляют не более 15 сек. Передача же массива данных объемом 40 Мб привела бы к увеличению времени передачи от средства контроля 4.3 примерно до 5 часов при использовании современных средств связи, обеспечивающих скорость передачи данных 16 Кб в секунду [10. Связь в Вооруженных Силах Российской Федерации - 2007. Тематический сборник. Москва, ООО «Компания «Информационный мост», 2007, с.128].

После завершения передачи унифицированных протоколов 6.1, 6.2 и 6.3 результатов оценки состояния объектов контроля на средствах контроля производится очередной цикл измерений значений характеристик объектов контроля, формирования и передачи унифицированных протоколов.

В центре обработки и управления 7 формируют объединенный протокол 9 результатов оценки состояния окружающей среды региона 1, графическая форма которого приведена на фиг.6, а его табличная форма - в таблице 9.

В момент времени t₂=12 ч 20 мин средства контроля 4.1, 4.2 и 4.3 сформируют и передадут унифицированные протоколы 6.1, 6.2 и 6.3 в центр обработки и управления 7, где будет сформирован очередной объединенный протокол 9 результатов оценки состояния окружающей среды региона 1.

После совмещения двух полученных в моменты времени t₁=12 ч 00 мин и t₂=12 ч 20 мин объединенных протоколов 9 оценки состояния (фиг.7) по значениям Δ₁₃(t₂-t₁) и

Δ₂₆(t₂-t₁) фиксируют факты увеличения значений характеристик и , по значению

Δ₃₁₁(t₂-t₁) - переход в пределы допуска значения характеристики и по равенству - подтверждение факта нарушения по характеристике соответственно.

Далее формируют временные ряды: (, ; t₁, t₂); (, ; t₁, t₂), которые используют как исходные данные для прогнозирования изменений характеристик во времени.

По результатам прогнозирования фиксируют моменты времени t_ЧС возникновения чрезвычайных ситуаций и определяют длительности интервалов ΔТ=t_ЧС-t_Ц времени для проведения мероприятий по предупреждению возникновения чрезвычайных ситуаций.

Таблица 1 Способ комплексного мониторинга окружающей среды региона Идентификато-
ры
характеристик окружающей среды IY Наименование характеристик окружающей среды, ед. изм. Предельно допустимые уровни (ПДУ) химического и физического загрязнения окружающей среды Идентификаторы ПДУ Значения ПДУ y₁₁ Концентрация оксида азота в атмосферном воздухе, мг/м³ 0,6 y₁₂ Концентрация оксида углерода в атмосферном воздухе, мг/м³ 5,0 y₁₃ Концентрация формальдегида в атмосферном воздухе, мг/м³ 0,035 y₂₄ Концентрация свинца в питьевой воде, мг/л 0,1 y₂₅ Концентрация бутилацетата в питьевой воде, мг/л 0,1 y₂₆ Концентрация метанола в питьевой воде, мг/л 3,0 y₂₇ Концентрация стронция в питьевой воде, мг/л 2,0 y₃₈ Напряженность электростатического поля, кВ/м 60 y₃₉ Напряженность магнитного поля, кА/м 8 y₃₁₀ Плотность потока мощности СВЧ излучения, Вт/м² 10 y₃₁₁ Несущая частота СВЧ излучения, ГГц 2,5…2,65 Идентификато-
ры средств контроля Наименование средств контроля Идентификаторы объектов контроля Наименование объектов контроля 4.1 Стационарный пост экологического контроля 3.1 Промышленный объект 4.2 Мобильная станция экологического контроля 3.2 Объект водоснабжения 4.3 Мобильная станция контроля электромагнитных излучений 3.3 Радиоэлектронный объект

Таблица 2 Способ комплексного мониторинга окружающей среды региона Идентификато-
ры и
наименование средств контроля Идентификаторы и наименование объектов контроля Идентификаторы характеристик окружающей среды, подлежащих контролю на объекте контроля Идентификаторы и значения ПДУ контролируемых характеристик Идентификаторы ПДУ Значения ПДУ 4.1 - стационарный пост экологического контроля 3.1 - промышленный объект y₁₁ 0,6 y₁₂ 5,0 y₁₃ 0,035 4.2 - мобильная станция экологического контроля 3.2 - объект водоснабжения y₂₄ 0,1 y₂₅ 0,1 y₂₆ 3,0 y₂₇ 2,0 4.3 - мобильная станция контроля электромагнит-
ных излучений 3.3 - радиоэлектронный объект y₃₈ 60 y₃₉ 8 y₃₁₀ 10 y₃₁₁ 2,5…2,65

Таблица 3 Контролируемые характеристики Фактические значения Результаты сравнения с ПДУ 0,2 δ1₁₁=1 2,7 δ1₁₂=1 0,04 Δ₁₃=1,14

Таблица 4 Контролируемые характеристики Фактические значения Результаты сравнения с ПДУ 0,05 δ1₂₄=1 0,01 δ1₂₅=1 3,5 Δ₂₆=1,21 0,09 δ1₂₇=1

Таблица 5 Способ комплексного мониторинга окружающей среды региона Контролируемые характеристики Фактические значения Результаты сравнения с ПДУ 59 δ1₃₈=1 9 Δ₃₉=1,13 9 δ1₃₁₀=1 2,485 Δ₃₁₁=0,82

Таблица 6 Идентификатор средства контроля 4.1 Координата средства контроля по широте 52° 04' с.ш. Координата средства контроля по долготе 40° 04' в.д. Время окончания формирования протокола дата, часы и мин 12.12.2007 12.00 Идентификатор объекта контроля 3.1 Координата объекта контроля по широте 52° 00' с.ш. Координата объекта контроля по долготе 40° 04' в.д. Идентификатор характеристики объекта контроля Фактическое значение характеристики объекта контроля 0,04 Величина несоответствия характеристики объекта ПДУ, Δ₁₃ 1,14

Таблица 7 Идентификатор средства контроля 4.2 Координата средства контроля по широте 52° 02' с.ш. Координата средства контроля по долготе 40° 05' в.д. Время окончания формирования протокола дата, часы и мин 12.12.2007 12.00 Идентификатор объекта контроля 3.2 Координата объекта контроля по широте 52° 00' с.ш. Координата объекта контроля по долготе 40° 00' в.д. Идентификатор характеристики объекта контроля Фактическое значение характеристики объекта контроля 3,5 Величина несоответствия характеристики объекта ПДУ, Δ₂₆ 1,21

Таблица 8 Идентификатор средства контроля 4.3 Координата средства контроля по широте 52° 03' с.ш. Координата средства контроля по долготе 40° 03' в.д. Время окончания формирования протокола дата, часы и мин 12.12.2007 12.00 Идентификатор объекта контроля 3.3 Координата объекта контроля по широте 52° 03' с.ш. Координата объекта контроля по долготе 40° 03' в.д. Идентификатор характеристики объекта контроля Фактическое значение характеристики объекта контроля 9 2,485 Величина несоответствия характеристики объекта ПДУ, Δ₃₉ 1,13 0,82

Таблица 9 Способ комплексного мониторинга окружающей среды региона 4.1 4.2 4.3 52° 04' с.ш. 52° 02' с.ш. 52° 03' с.ш. 40° 04' в.д. 40° 05' в.д. 40° 03' в.д. 12.12.2007 12.00 12.12.2007 12.00 12.12.2007 12.00 3.1 3.2 3.3 52° 00' с.ш. 52° 00' с.ш. 52° 03' с.ш. 40° 04' в.д. 40° 00' в.д. 40° 03' в.д. 0,04 3,5 9 2,485 1,14 1,21 1,13 0,82

Таблица 10 4.1 4.2 4.3 52° 04' с.ш. 52° 02' с.ш. 52° 03'с.ш. 40° 04' в.д. 40° 05' в.д. 40° 03' в.д. 12.12.2007 12.20 12.12.2007 12.20 12.12.2007 12.20 3.1 3.2 3.3 52° 00' с.ш. 52° 00'с.ш. 52° 03' с.ш. 40° 04' в.д. 40° 00' в.д. 40° 03' в.д. 0,041 3,59 9 1,37 1,24 1,13

Изобретение относится к способу комплексного мониторинга окружающей среды региона, разделенного на административно-территориальные образования, включающие объекты контроля. Способ заключается в том, что для сбора данных измеряют значения характеристик объектов контроля дистанционными и контактными методами и осуществляют оценку изменения во времени показателей качества окружающей среды. До начала сбора данных в центре обработки и управления формируют базу данных по характеристикам окружающей среды региона и правила формализации результатов оценки состояния окружающей среды и ее изменений. Причем на средствах контроля формируют локальные базы данных с допустимыми значениями характеристик объектов контроля и единые правила формализации результатов оценки их состояния. На каждом средстве контроля сравнивают измеренные и допустимые значения характеристик объектов контроля, фиксируют факты их соответствия и несоответствия допустимым значениям. Затем формализуют результаты сравнения в виде унифицированных протоколов, содержащих графическую и табличную формы, отображающие зафиксированные факты соответствия и несоответствия значений контролируемых характеристик их допустимым значениям, значение времени окончания формирования протокола, наименования, номера и фактические значения не соответствующих допустимым характеристик объектов контроля. Сформированные протоколы передают по линиям связи в центр обработки и управления, где формируют объединенный протокол оценки состояния окружающей среды региона, для чего совмещают графические и объединяют табличные формы полученных центром управления и обработки протоколов, фиксируют по графическим формам предыдущих и последнего из сформированных объединенных протоколов факты наличия и направления изменений характеристик окружающей среды, а по табличным формам - фактические значения характеристик и моменты времени окончания формирования протоколов на средствах контроля. Затем формируют из зафиксированных значений временной ряд и используют его при прогнозировании изменений характеристик окружающей среды региона во времени. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении оперативности оценки соответствия состояния окружающей среды региона установленным нормам и ее изменений. 7 ил., 10 табл.

Способ комплексного мониторинга окружающей среды региона, разделенного на административно-территориальные образования, включающие объекты контроля, при котором для сбора данных измеряют значения характеристик объектов контроля дистанционными и контактными методами и осуществляют оценку изменения во времени показателей качества окружающей среды, отличающийся тем, что до начала сбора данных в центре обработки и управления формируют базу данных по характеристикам окружающей среды региона и правила формализации результатов оценки состояния окружающей среды и ее изменений, причем на средствах контроля формируют локальные базы данных с допустимыми значениями характеристик объектов контроля и единые правила формализации результатов оценки их состояния, затем на каждом средстве контроля сравнивают измеренные и допустимые значения характеристик объектов контроля, фиксируют факты их соответствия и несоответствия допустимым значениям, формализуют результаты сравнения в виде унифицированных протоколов, содержащих графическую и табличную формы, отображающие зафиксированные факты соответствия и несоответствия значений контролируемых характеристик их допустимым значениям, значение времени окончания формирования протокола, наименования, номера и фактические значения не соответствующих допустимым характеристик объектов контроля, передают по линиям связи сформированные протоколы в центр обработки и управления, где формируют объединенный протокол оценки состояния окружающей среды региона, для чего совмещают графические и объединяют табличные формы полученных центром управления и обработки протоколов, фиксируют по графическим формам предыдущих и последнего из сформированных объединенных протоколов факты наличия и направления изменений характеристик окружающей среды, а по табличным формам - фактические значения характеристик и моменты времени окончания формирования протоколов на средствах контроля, формируют из зафиксированных значений временной ряд и используют его при прогнозировании изменений характеристик окружающей среды региона во времени.