×
27.12.2014
216.013.14f5

СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРНОПРОМЫШЛЕННОЙ ПРОМАГЛОМЕРАЦИИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к экологическим системам сбора и обработки информации и может быть использовано для прогнозирования распространения загрязнения атмосферного воздуха на территории горнопромышленной агломерации. Сущность: система содержит первую (1) и вторую (5) группы быстродействующих датчиков экологического контроля состояния атмосферы, систему GPS, метеостанцию, мобильную телефонную станцию, центральный диспетчерский пункт (4). Причем датчики первой (1) группы для измерения фоновых концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха устанавливают на стационарных постах. Датчики второй (5) группы для измерения концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха устанавливают на беспилотных летательных аппаратах (БЛА), совершающих облеты территории горнопромышленной агломерации по заданной программе (6). В случае обнаружения превышения нормативных значений загрязнений датчиками первой (1) группы в места превышения уровня загрязнения направляют БЛА с датчиками второй (5) группы для более детального изучения появившегося загрязнения и прогнозирования траектории его распространения в зависимости от метеопараметров. Технический результат: повышение эффективности прогнозирования возникновения и развития аварийной ситуации. 1 ил.
Основные результаты: Система экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации, содержащая первую и вторую группы быстродействующих датчиков экологического контроля состояния атмосферы, систему GPS, метеостанцию, мобильную телефонную станцию, центральный диспетчерский пункт, отличающаяся тем, что датчики первой группы установлены на стационарных постах для измерения фоновых концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха, а в качестве датчиков второй группы используются средства измерения концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха, установленные на беспилотные летательные аппараты, совершающие облеты территории горнопромышленной агломерации по адаптивной программе, обеспечивающие эффективное прогнозирование возникновения и развития аварийной ситуации в случае обнаружения превышения нормативных значений загрязнений датчиками первой группы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к экологическим системам сбора и обработки информации и может быть использовано для прогнозирования распространения загрязнения атмосферного воздуха на территории горнопромышленной промагломерации.

Известен способ экологического мониторинга химически опасных объектов (патент RU №2385473, опубл. 27.03.2010), с помощью которого определяют концентрации опасных веществ в рабочей зоне объекта, санитарно-защитной зоне, зоне защитных мероприятий и опасной зоне окружающей среды. Сравнивают полученные результаты с предельно допустимыми значениями концентраций. При превышении полученных результатов предельно допустимых концентраций прогнозируют зону заражения и поражающего действия, учитывая метеоусловия и объем выброса опасных веществ. При угрожающем прогнозируемом развитии аварии или возникновении аварийной ситуации адаптивно подключают передвижные лаборатории анализа, лазерные лидары, постоянные посты контроля для принятия решения о чрезвычайной ситуации. Причем постоянные посты контроля устанавливают «треугольником» и оперативно определяют координаты возможного выброса опасных веществ путем взаимной корреляции параметров (регистрация зараженного облака и ударной волны взрыва) исходя из времени прихода сигналов на посты контроля. Достоверность возможного выброса опасных веществ подтверждают регистрацией аварийных измерительных сигналов всеми тремя постами. С подветренной стороны относительно центра «треугольника», образованного постоянными постами контроля, дополнительно устанавливают подфакельный пост, который перемещается на основании данных, поступающих с метеорологических датчиков, по внутреннему (внешнему) условному контуру «треугольника». Недостатком данного изобретения является необходимость использования стационарных постов и невозможность достоверного определения основного источника загрязнения.

Известна автоматизированная система аварийного и экологического мониторинга окружающей среды региона (патент RU №2324957, опубл. 20.09.2008), содержащая стационарные и мобильные контрольные посты, центральный контрольный пункт. Каждый стационарный и мобильный пост включает блок предварительной обработки информации, блок шифрования, блок помехоустойчивого кодирования, приемопередатчик, блок управления, канал прямой и обратной связи. Каждый мобильный пост дополнительно содержит блок определения местоположения. Каждый приемопередатчик содержит задающий генератор, фазовый манипулятор, первый и второй смесители, усилитель первой и второй промежуточной частоты, первый и второй усилители мощности, дуплексер, первый и второй гетеродины, блок помехоустойчивого кодирования, полосовой фильтр, перемножитель, усилитель второй промежуточной частоты, первый, второй и третий фазовые детекторы, первый и второй блоки вычитания, фазовращатели. Недостатком данного изобретения является необходимость использования большого количества мобильных и стационарных постов, что удорожает систему и снижает ее мобильность.

Известна система экологического мониторинга и прогнозирования загрязнения атмосферы промышленного региона (патент RU №2466434, опубл. 10.11.2012), которая содержит датчики замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения и метеостанцию, соединенные с центром моделирования, который соединен с центром обработки и сравнения данных. Быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы и система GPS по средствам мобильной телефонной системы соединены с центром обработки и сравнения данных, первые группы датчиков экологического контроля состояния среды соединены с центром обработки и сравнения данных, вторые группы датчиков экологического контроля состояния среды по средствам радиосвязи соединены с городской телефонной сетью. Выход центрального диспетчерского пункта соединен с датчиком времени, который соединен с блоком моделирования метеопараметров и с входом временно-параметрических датчиков концентраций загрязняющих веществ от источников загрязнения, которые соединены с центром моделирования. Блок моделирования метеопараметров соединен с центром моделирования, который соединен с центральным диспетчерским пунктом и с центром прогноза загрязнений, выход которого соединен с входом центрального диспетчерского пункта. Недостатком данного изобретения является необходимость использования большого количества мобильных и стационарных постов, что удорожает систему и снижает ее мобильность.

Известна система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона (патент RU №2380729, опубл. 27.01.2010), принятая за прототип, которая содержит первую и вторую группы датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, центральный диспетчерский пункт. Дополнительно в систему введены быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы, система GPS, мобильная телефонная система, установленные на электротранспортных единицах, а также метеостанция, группа датчиков замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения, центр обработки и сравнения данных. Недостатком данного изобретения является необходимость использования большого количества мобильных и стационарных постов, что ухудшает маневренность системы.

Техническим результатом является повышение эффективности получения объективной информации об экологической обстановке в горнопромышленной промагломерации и обеспечение прогнозирования загрязнения атмосферного воздуха промышленного региона.

Технический результат достигается тем, что датчики первой группы установлены на стационарных постах для измерения фоновых концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха, а в качестве датчиков второй группы используются средства измерения концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха, установленные на беспилотные летательные аппараты, совершающие облеты территории горнопромышленной агломерации по адаптивной программе, обеспечивающие эффективное прогнозирование возникновения и развития аварийной ситуации в случае обнаружения превышения нормативных значений загрязнений датчиками первой группы.

При использовании беспилотных летательных аппаратов (БЛА) для мониторинга атмосферного воздуха можно минимизировать объемы наземных обследований.

При проведении наземных исследований возможны два варианта:

- отбор проб в определенных точках их транспортировка и анализ в лабораторных условиях;

- отбор проб и анализ непосредственно на месте отбора.

Первый вариант, то есть использование стационарных аналитических лабораторий, является неоперативным. Периодичность обследования регламентируется транспортной доступностью лаборатории из района обследования. Таким образом, время от отбора пробы до получения результата продолжительно, а оперативное включение данных в динамически изменяющуюся картину состояния окружающей среды представляется сомнительным.

Лабораторная сеть наблюдения лишает возможности постоянно и достоверно предоставлять информацию о качестве атмосферного воздуха на рассматриваемой территории, что не позволяет осуществлять оперативную деятельность по управлению техногенной нагрузкой и предотвращению аварийных ситуаций.

В данном случае инструментальные методы, то есть отбор проб и анализ воздуха на месте имеют несравненные преимущества, но часто места контроля являются труднодоступными, что выводит использование БЛА при проведении мониторинга атмосферного воздуха на лидирующие позиции.

На Фиг.1 изображена система экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной агломерации.

Согласно чертежу представлена структурная схема предлагаемой системы экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации, которая содержит датчики (первая группа) 1 замеров концентраций загрязняющих веществ, пыли, уровня радиоактивности и т.п. непосредственно на наземном уровне, датчики установлены на стационарных постах фонового мониторинга, подключенных посредством радиосвязи 2 и аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 3 к центру обработки и сравнения данных на центральном диспетчерском пункте 4, а датчики второй группы 5 устанавливаются на борту БЛА, совершающих облет над территорией по заданной программе 6, соединенные с центральным постом наблюдения 4 через радиоканал 2.

Система экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации работает следующим образом.

Полученные значения с датчиков фоновых концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха первой группы в центральном диспетчерском пульте сравниваются со значениями ПДК и ПДУ, что позволяет составить представление об общем уровне загрязнения горнопромышленной промагломерации в реальный момент времени.

С помощью специального программно-технического комплекса строятся карты полей концентрации загрязняющих веществ. В места превышения уровня загрязнения нормативных значений направляются БЛА с установленными специальными средствами измерения фоновых концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха для более детального изучения причинно-следственной связи появившегося загрязнения и траектории распространения загрязнений в зависимости от метеопараметров.

Установка в диспетчерском пункте соответствующего программно-технического комплекса позволяет сформировать карту пространственного и временного распределения загрязнений атмосферы в соответствии с полученными от групп датчиков, установленных непосредственно на БЛА.

Центральный диспетчерский пункт собирает информацию об экологическом состоянии горнопромышленной промагломерации, регистрирует ее и представляет с помощью технических средств как в автоматическом, так и в диалоговом режимах, а также передает информацию об экологическом состоянии горнопромышленной промагломерации в вышестоящие и смежные системы экологического мониторинга.

Конструкция датчиков первой и второй группы предложенной системы экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации основана на использовании известных элементов и технических трудностей для реализации не представляет.

Мониторинг с использованием БЛА определяется как многопараметрический при использовании как дистанционных, так и контактных методов исследования. Антропогенное воздействие на окружающую среду, проявляемое, в частности, как изменение локальных форм рельефа, создание областей со специфическим микроклиматом, генерации вторичных ореолов рассеяния геохимических элементов, модификации состава почв и, как следствие, видового состава растительности, все это учитывается при проведении данного метода анализа. Смена датчиков контроля позволяет повысить чувствительность метода при решении узкого круга экологических и геологических задач. Таким образом, совмещение интегральной и многопараметрической оценок в способе мониторинга с помощью БЛА имеет строгое физическое обоснование.

С учетом проведенного анализа и в целом потребностей горнопромышленной промагломерации был определен перечень загрязняющих веществ и требуемого оборудования, установленного на БЛА.

Система экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации с использованием малогабаритного беспилотного летательного аппарата вертолетного типа (мБЛА-ВТ) или малогабаритного беспилотного летательного аппаратам самолетного типа (мБЛА-С) выполняет следующие функции:

- проведение дистанционного воздушного мониторинга, видеосъемки и аэрофотосъемки местности и объектов с высот от 50 до 1000 м;

- проведение тепловизионного мониторинга;

- проведение измерений радиационного загрязнения атмосферы;

- обнаружение утечек метана;

- количественное определение концентрации кислорода, оксида углерода, диоксида углерода, оксида азота, диоксида азота, диоксида серы, сероводорода, а также измерение температуры и давления/разрежения в зоне отбора пробы;

- количественное определение запыленности атмосферы в заданной точке.

Система экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации сохраняет свою работоспособность в условиях воздействия следующих внешних факторов: при освещенности на объекте мониторинга от 4 лк, скорости ветра не более 10 м/с, температуры окружающей среды от минус 20°C до плюс 35°C, атмосферных осадков в виде дождя и снега с интенсивностью до 2 мм/ч, атмосферном давлении от 600 мм рт.ст.

Благодаря установке быстродействующих датчиков экологического контроля состояния атмосферы, системы GPS, метеостанции и мобильной телефонной системы, а также применение БЛА с установленными специальными средствами измерения загрязнения атмосферного воздуха расширяются функциональные возможности системы наблюдения за изменением состояния атмосферы региона в любой точке горнопромышленной промагломерации в большом интервале высот от источника загрязнения.

Дополнительная возможность поступления информации в Интернет позволяет следить за изменением состояния атмосферы из любой точки региона, а также контролироваться подразделениями Гидрометеоцентра, Комитета по охране природы, Центра по санэпиднадзору с направляющей и координирующей ролью администрации города.

Таким образом, предлагаемая система экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации позволяет минимизировать количество наземных станций наблюдения и лабораторных исследований, проводить сбор информации различными типами датчиков, использовать БЛА, осуществлять сравнительный анализ полученных данных, а также решать задачи по определению вклада отдельных предприятий в загрязнение атмосферного воздуха в настоящий момент времени на различных горизонтальных уровнях.

Система экологического мониторинга атмосферного воздуха горнопромышленной промагломерации, содержащая первую и вторую группы быстродействующих датчиков экологического контроля состояния атмосферы, систему GPS, метеостанцию, мобильную телефонную станцию, центральный диспетчерский пункт, отличающаяся тем, что датчики первой группы установлены на стационарных постах для измерения фоновых концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха, а в качестве датчиков второй группы используются средства измерения концентраций химического загрязнения и уровней физического загрязнения атмосферного воздуха, установленные на беспилотные летательные аппараты, совершающие облеты территории горнопромышленной агломерации по адаптивной программе, обеспечивающие эффективное прогнозирование возникновения и развития аварийной ситуации в случае обнаружения превышения нормативных значений загрязнений датчиками первой группы.
СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРНОПРОМЫШЛЕННОЙ ПРОМАГЛОМЕРАЦИИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 164 items.
20.05.2013
№216.012.4142

Комплекс для проходки выработки метрополитена круглого поперечного сечения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для проходки горных выработок. Техническим результатом является повышение надежности работы комплекса, исключение возможности скопления у забоя горной массы, образующейся при проходке выработки, уменьшение трудоемкости обслуживания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482276
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.09.2013
№216.012.6716

Способ снятия остаточных напряжений в сварных соединениях трубопроводов

Способ включает наложение вибрационными устройствами низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону металла в процессе сварки. Наложение низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону осуществляют с частотой, равной частоте собственных колебаний участка трубопровода со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492037
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c8a

Система управления турбоагрегатом

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами и направлено на обеспечение их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от изменения характеристики трубопровода. Система управления включает центробежный насос, электродвигатель, блок изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493437
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.11.2013
№216.012.7e8e

Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью

Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения выработок в неустойчивых породах при строительстве метрополитенов с обеспечением сохранности поверхностных сооружений. Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью в слабоустойчивых породах содержит рабочий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498071
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.8038

Высокодинамичный бездатчиковый асинхронный электропривод с непосредственным управлением моментом

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различного отраслевого применения, построенных на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя. Технический результат заключается в снижении пульсаций электромагнитного момента за счет обеспечения плавного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498497
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.01.2014
№216.012.981a

Коронка для направленного механического бурения льда

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для искусственного искривления с отбором керна скважины, пробуренной в ледовых массивах Арктики и Антарктики. Обеспечивает расширение возможностей устройства и повышение надежности проведения ствола скважины в проектном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504637
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.9852

Электроприводная перекачивающая станция на морской платформе

Изобретение относится к транспортировке многофазной углеводородной смеси по трубопроводам, проложенным по морскому дну. Перекачивающая станция на морской платформе содержит контейнер. Контейнер разделен на три отсека. Во втором отсеке установлен электродвигатель, ротор которого установлен на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504693
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.01.2014
№216.012.9c98

Стенд для исследования энергообмена при разрушении

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд для исследования энергообмена при разрушении содержит корпус, установленные на нем захваты образца, механизм нагружения, включающий две гибкие тяги, одним концом связанные с захватами, привод вращения, возбудитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505794
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9c99

Стенд для ударных испытаний образцов

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, закрепленную на основании направляющую трубу, выполненную с двумя параллельными вертикальными участками, соединенными в нижней части между собой коленом, шаровой ударник, размещенный в первом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505795
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.03.2014
№216.012.ac92

Способ возведения сейсмостойкой бетонной крепи

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горных выработок в сейсмоопасных районах или при ведении горных работ на удароопасных месторождениях. Техническим результатом является повышение сейсмоустойчивости бетонной крепи. Способ возведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509893
Дата охранного документа: 20.03.2014
Showing 1-10 of 210 items.
20.05.2013
№216.012.4142

Комплекс для проходки выработки метрополитена круглого поперечного сечения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для проходки горных выработок. Техническим результатом является повышение надежности работы комплекса, исключение возможности скопления у забоя горной массы, образующейся при проходке выработки, уменьшение трудоемкости обслуживания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482276
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.09.2013
№216.012.6677

Способ оценки склонности к риску

Изобретение относится к области медицины, а именно к оценке психофизиологических качеств горноспасателей, и может быть использовано в отраслях, связанных с опасным производством. Перед началом операций определяют силу электрокожного раздражения индивидуально для каждого испытуемого по реакции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491878
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6716

Способ снятия остаточных напряжений в сварных соединениях трубопроводов

Способ включает наложение вибрационными устройствами низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону металла в процессе сварки. Наложение низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону осуществляют с частотой, равной частоте собственных колебаний участка трубопровода со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492037
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c8a

Система управления турбоагрегатом

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами и направлено на обеспечение их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от изменения характеристики трубопровода. Система управления включает центробежный насос, электродвигатель, блок изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493437
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.726b

Ленточно-канатный конвейер с промежуточными приводами

Конвейер содержит ленту и размещенный внутри ее контура тяговый контур из двух канатов (3, 4), опирающийся на грузонесущей ветви (1) ленты на ролики (5,6) с ребордами. Борта грузонесущей ветви ленты опираются на наклонные ролики (7, 8) с формированием желобчатого профиля ленты. Канаты нижней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494948
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7ab6

Способ определения астрономического азимута и широты по неизвестным звездам

Изобретение относится к области астрономо-геодезических измерений и может быть использовано для определения по звездам астрономических азимутов направлений на земные ориентиры для решения разнообразных задач инженерной геодезии. Способ определения астрономического азимута и широты по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497076
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d44

Головной однобарабанный привод ленточного конвейера с прижимной лентой

Привод содержит огибаемый конвейерной лентой (1) приводной барабан (2) с разгрузочной воронкой (3) и прижимную ленту (4), контур которой размещен под приводным барабаном с размещением отклоняющего барабана (5) в зоне сбегания конвейерной ленты с приводного барабана. Корпусы (6) подшипников...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497741
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e88

Способ разработки пластов полезных ископаемых

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых лавами, оборудованными очистными механизированными комплексами. Способ разработки пластов полезных ископаемых включает разделение отрабатываемого участка шахтного поля на столбы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498065
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e8e

Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью

Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения выработок в неустойчивых породах при строительстве метрополитенов с обеспечением сохранности поверхностных сооружений. Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью в слабоустойчивых породах содержит рабочий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498071
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e8f

Способ комбинированной забутовки закрепного пространства

Изобретение относится к области строительства горных выработок в сложных инженерно-геологических условиях с повышенными смещениями массива или со значительным горным давлением, а также тоннелей различного назначения в аналогичных условиях. Технический результат направлен на повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498072
Дата охранного документа: 10.11.2013
+ добавить свой РИД