Результат интеллектуальной деятельности: Система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона

Известны средства экологического мониторинга, основанные на методах анализа технологий предприятий - загрязнителей окружающей среды и средствах контроля технологических процессов (Заявка РСТ №WO 89/06079, кл. Н04М 11/00, 1989; Патент США №3819862, 179-2А, 1974; Патент Великобритании №2179480, кл. G08B 25/00, 1987; Система экологического мониторинга типового города. НПП Экотехника. BOO им. Рождественского, ВОС ВОИР, Тверь, 1992.).

Недостатками известных устройств являются низкая оперативность контроля, отсутствие моделирования процессов рассеивания и приближенность результатов мониторинга.

Известна экологическая система сбора информации о состоянии региона. Известная система (Патент РФ №2079891, МПК6 G08C 19/00, 20.05.1997) содержит контрольные пункты промышленных стоков предприятий, радиоканалы связи, центральный диспетчерский пункт, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, аппаратуру городской (региональной) телефонной сети.

Недостатком известной системы является ограниченность поступления информации о состоянии атмосферы на магистралях региона, детального контроля источников выбросов, а также отсутствие моделирования процессов загрязнения атмосферы, позволяющее решить обратную задачу (определить вклад отдельных предприятий в загрязнение региона).

Прототипом данной системы является система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона. Известная система (Патент РФ №2380729, МПК⁸ G01W 1/00 (2006.01), G08C) содержит первую и вторую группы датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, центр обработки и сравнения данных, быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы, систему GPS, мобильную телефонную систему, установленные на электротранспортных единицах, а также метеостанцию, группу датчиков замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения, центр обработки и сравнения данных. Дополнительно в систему введены датчики, улавливающие вещества, обладающие эффектом суммации, датчики пыли, центр контроля работы светофоров, телефонный пункт ЖКХ, соединенные посредством каналов передачи данных с центральным диспетчерским пунктом, при этом телефонный пункт ЖКХ подсоединен к системе экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона только в весенне-осенний период года.

Недостатком прототипа является ограниченность информации о состоянии региона, отсутствие способов решения проблем загрязненности атмосферного воздуха промышленного региона.

Задачей изобретения является повышение эффективности получения объективной информации об экологической обстановке в промышленном регионе, в том числе избежание существующих ограничений информационной обеспеченности по вопросу атмосферного состояния региональных магистралей, а также внедрение постов, направленных на локализацию загрязненности атмосферного воздуха промышленного региона. Вместе с тем, стоит отметить, что изобретение позволяет осуществлять моделирование процессов загрязнения атмосферы, что дает возможность эффективно решать задачу по определению вклада конкретных предприятий в загрязнение региона.

Для решения поставленной задачи изобретения в систему экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона, содержащую первую и вторую группы датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, центр обработки и сравнения данных, быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы, систему GPS, мобильную телефонную систему, установленные на электротранспортных единицах, метеостанцию, введены датчики, улавливающие вещества, обладающие эффектом суммации, датчики пыли, телефонный пункт ЖКХ и центр контроля работы светофоров, причем центр контроля работы светофоров и телефонный пункт ЖКХ соединены посредством каналов передачи данных с центральным диспетчерским пунктом, при этом телефонный пункт ЖКХ подсоединен к системе экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона только в весенне-осенний период года.

Благодаря установке датчиков, улавливающих вещества, обладающие эффектом суммации, датчиков пыли, телефонного пункта ЖКХ, а также центра контроля работы светофоров, расширяются возможности получения информации о состоянии атмосферного воздуха промышленного региона, а также появляется возможность контроля содержания вредных веществ в атмосферном воздухе промышленного региона.

Поступление информации на телефонный пункт ЖКХ и центр контроля работы светофоров позволяет следить за изменением состояния атмосферы. Центр контроля работы светофоров будет корректировать работу светофоров для снижения уровня загрязняющий веществ, а телефонный пункт ЖКХ производить меры по уменьшению концентрации пыли по средствам поливных машин.

Установка датчиков, улавливающих вещества, обладающие эффектом суммации, и датчиков пыли позволяет получить более полное комплексное представление об экологической ситуации в реальный момент времени.

На чертеже изображена система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона.

Согласно чертежу представлена структурная схема предлагаемой системы экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона, которая содержит датчики 1 замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения, датчики 2, улавливающие вещества, обладающие эффектом суммации, метеостанцию 3, соединенные через одноименные проводные каналы связи с центром моделирования 4, выход которого соединен с входом центра обработки и сравнения данных 5, вход которого соединен с телефонным центром контроля работы светофоров 6 и телефонным пунктом ЖКХ 7, соединенные посредством каналов передачи данных с центральным диспетчерским пунктом, при этом телефонный пункт ЖКХ подсоединен к системе экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона только в весенне-осенний период года, быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы 8, систему GPS 9, датчики пыли 10, связанные с мобильной телефонной системой 11, соединенной посредством мобильной телефонной связи с центром обработки и сравнения данных 5, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды 12, через одноименные провода линии связи подключенных к соответствующим входам центра обработки и сравнения данных 5, вторую группу датчиков экологического контроля состояния среды 13, подключенных посредством радиосвязи 14 и аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 15 к центру обработки и сравнения данных 5, датчики 2, улавливающие вещества, обладающие эффектом суммации замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения, датчики пыли 10, телефонный центр контроля работы светофоров 6 и телефонный пункт ЖКХ 7, соединенные посредством каналов передачи данных центральным диспетчерским пунктом, а телефонный пункт ЖКХ 7 подсоединен к системе экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона только в весенне-осенний период года.

Система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона работает следующим образом.

Датчики замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения 1 и датчики, улавливающие вещества, обладающие эффектом суммации 2 измеряют концентрации загрязняющих веществ непосредственно у источников (труб) и вместе с метеорологическими данными, полученными с метеостанции 3, отправляют в центр моделирования 4, где с помощью специального программно-технического комплекса строят карты полей концентрации загрязняющих веществ. Полученные данные моделирования процессов поступают в центр обработки и сравнения данных 5. Быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы 8 устанавливают в верхней части снаружи каждой электротранспортной единицы, там же устанавливают датчик пыли 10 и систему GPS 9, связанную со спутниками, что позволяет отслеживать координаты движения электротранспортной единицы с точностью до нескольких метров. Мобильную телефонную систему 11, имеющую выход в Интернет, устанавливают внутри электротранспортной единицы в любом удобном месте. Информация о состоянии атмосферы от быстродействующих газовых датчиков экологического контроля состояния атмосферы 8 и датчиков пыли 10, а также координаты движения от системы GPS 9 передают посредством мобильной телефонной системой 11 в центр обработки и сравнения данных 5. Параллельно для мониторинга атмосферы датчики экологического контроля состояния среды первой 12 и второй 13 групп, а также установленные там же датчики пыли, измеряют концентрацию вредных веществ, пространственные, временные и вероятностные параметры зон загрязнения, характеристики источников загрязнения и формируют типовое сообщение.

Типовое сообщение датчиков экологического контроля состояния среды первой группы 12 непосредственного и датчиков экологического контроля состояния среды второй группы 13 дистанционного экологического мониторинга передают по проводным (кабельным) линиям связи в центр обработки и сравнения данных 5. При удалении места расположения второй группы датчиков экологического контроля состояния среды 13 в месте дислокации центра обработки и сравнения данных 5 на наличие абонементского пункта аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 15 в месте расположения второй группы датчиков экологического контроля состояния среды 13 позволяет передать типовое сообщение с использованием аппаратуры городской телефонной сети 15 в центр обработки и сравнения данных 5.

При мониторинге мест, удаленных от аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 15, с помощью второй группы датчиков экологического контроля состояния среды 13 непосредственного экологического мониторинга атмосферы, передачу типового сообщения от этих датчиков осуществляют по маломощным средствам радиосвязи 14.

Центр обработки и сравнения данных 5 передает информацию об экологическом состоянии региона (города) в центр контроля работы светофоров 6, где корректируют работу светофоров для снижения уровня загрязняющий веществ, и на телефонный пункт ЖКХ 7, подсоединенный к системе экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона только в весенне-осенний период года, где производят меры по уменьшению концентрации пыли по средствам работы поливных машин.

Таким образом, система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона позволяет повысить эффективность, проводить сбор информации различными типами датчиков, использовать всевозможные технические средства, вести сравнительный анализ полученных данных, а также решать важнейшие задачи, например, определять вклад отдельных предприятий в загрязнение атмосферного воздуха в настоящий момент времени.