Система моніторингу забруднень атмосфери міста

1. Система моніторингу забруднень атмосфери міста при виконанні спостережень за громадським транспортом, яка містить транспортну одиницю, оснащену групою датчиків, сполучених із блоком обробки даних, яка містить приймальнопередавальні засоби для зчитування/запису оперативної інформації від стаціонарно розміщених маячків, зв'язаної з маршрутом руху даної транспортної одиниці і передачі її за допомогою радіоз 38680 формація, яка стосується транспортної одиниці. До блоку обробки даних системи спостереження підключені датчики, наприклад, вібрації або температури, які контролюють технічний стан транспортного засобу, наприклад, з метою виявлення необхідності проведення його профілактичного ремонту, оцінки стану гальмових колодок. В системі не використовуються можливості для оцінки екологічної ситуації атмосфери в районах міста Із прокладеними по них маршрутами руху міського громадського транспорту, який широкою мережею охоплює територію міста. Відзначається низька економічність роботи системи за рахунок необхідності використання в приймально-передавальному засобі для інтенсифікації місця знаходження транспортної одиниці елементів зв'язку із супутником, системи наземних щогл, значної кількості знову встановлюваних маячків малої потужності або малої кількості маячків більшої потужності, що забезпечує спостереження за транспортом поза прямої видимості через наявність у місті високих будівель і великих споруд, які екранують вихідні від датчиків сигнали. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення системи моніторингу забруднення атмосфери міста при виконанні спостереження за міським громадським транспортом, шляхом установки на електротранспортній одиниці (вагоні трамвая або тролейбуса) швидкодіючих газових датчиків екологічного контролю стану атмосфери, підключених до аналого-цифрового перетворювача центрального процесора блока обробки даних, виконаного із можливістю обміну інформації з локальним блоком обробки даних, розміщеним стаціонарно поза транспортною одиницею, який накопичує інформацію і маркірує її номером датчика, номером маршруту і місцем отримання згідно із лічильником зупинок, датчиком швидкості руху і сигналами стаціонарно розміщеного маячка, встановленого на кінцевій зупинці маршруту або в точці їх перетину. Що дозволить виміряти концентрацію шкідливих речовин у повітрі, отримати точну екологічну інформацію і за рахунок безлічі місць контролю і постійного накопичення поточних даних, сформувати на локальному блоці обробки даних (комп'ютері) карту розподілу шкідливих речовин в атмосфері міста в поточний момент часу, продіагностувати стан навколишнього середовища, вжити невідкладних заходів щодо її збереження, розширити тим самим функціональні можливості системи спостереження за транспортом, підвищити економічність. Поставлена задача вирішується тим, що в системі моніторингу забруднень атмосфери міста при виконанні спостережень за громадським транспортом, яка містить транспортну одиницю, оснащену групою датчиків, сполученими із блоком обробки даних, які мають приймально-передавальні засоби для зчитування/запису оперативної інформації від стаціонарно розміщених маячків, зв'язану із маршрутом руху даного транспортного засобу і передачі її за допомогою радіозв'язку або через інтерфейс, які включають аналого-цифровий перетворювач, з'єднаний із центральним процесором, блок забезпечення обміну інформації з локальним блоком обробки даних, розташованих поза транспортної одиниці, згідно із винаходом, в систему включені швидкодіючі газові датчики екологічного контролю стану атмосфери, розташовані на електротранспортній одиниці і підключені разом із датчиком швидкості через аналого-цифровий перетворювач до оснащеного блоком пам'яті центрального процесора, до якого приєднані через лічильник зупинок і блок порівняння кінцеві датчики відкриття дверей, при цьому маячки встановлені на кінцевих зупинках маршрутів електротранспортних одиниць або в точці їх перетину. Завдяки наявності швидкодіючих газових датчиків екологічного контролю стану атмосфери на електротранспортному засобі міського громадського транспорту, розширяють функціональні можливості системи спостереження, виключають витрати на спеціально залучений транспорт для контролю за екологічним станом навколишнього середовища, бо громадський транспорт працює постійно, незалежно від екологічної ситуації, що склалась (в нічний час на маршрутах знаходяться чергові трамваї і тролейбуси). Підвищують достовірність показань екологічних датчиків за рахунок використання екологічно чистих транспортних засобів, які не створюють фонових забруднень вихлопними газами, маршрути яких широкою мережею охоплюють всі райони міста, в тому числі і найбільш забруднені, що збільшує кількість контрольованих точок на місцевості, рух електротранспорту із певною періодичністю, збільшує частоту контролю атмосфери в одних і тих же точках. На основі реально виміряних концентрацій шкідливих речовин по довжині маршруту, на відміну від прогнозованих або розрахункових, автоматично формують на локальному блоці обробки даних (комп'ютері) достовірну карту розподілу шкідливих речовин в атмосфері міста в поточний момент часу. Підключення до блоку обробки даних датчика швидкості, дозволяє, з урахуванням швидкості руху транспортної одиниці, більш точно розподілити інформацію, отриману від датчика забруднення атмосфери по маршруту між зупинками, виконавши її, наприклад, п'ятисекундне усереднення, що забезпечить достовірність побудови карти забруднень. Використання кінцевого датчика відкриття дверей, який створює електричний сигнал під час зупинки трамвая, і лічильника зупинок, який збільшує свій зміст на одиницю при кожній його зупинці, передача сигналу лічильника блоку порівняння, який порівнює вміст лічильника із раніше встановленим значенням і передає інформацію центральному процесору, дозволяє накопичувати отриману інформацію і маркірувати її номером датчика контролю атмосфери, номером маршруту і місцем отримання сигналу згідно із лічильником зупинок і датчиком швидкості руху, який обнуляє цей лічильник і маркірує інформацію згідно із сигналом стаціонарно розміщеного малопотужного маячка як достовірну або недостовірну при неспівпадінні показань лічильника і необхідної кількості зупинок на даному маршруті у разі непередбачуваного відкриття дверей. Установка на локальному блоці обробки даних відповідного програмного забезпечення дозволить сформувати карту розподілу шкідливих речовин згідно із отриманими даними про екологічну ситуацію в місті. Використання міського електротранспорту із тими, що є лініями електропередач, датчиками швидкості і кінцевими датчи 2 38680 ками відкриття дверей, а також монтаж тільки одного малопотужного маячка, наприклад, на кінцевій зупинці транспортного засобу або в точці перетину маршрутів, підвищують економічність системи моніторингу. На фігурі представлена структурна схема пропонованої системи моніторингу. Швидкодіючі газові датчики забруднення атмосфери 1 і датчик швидкості 2 транспортного засобу подають сигнал аналого-цифрового перетворювача 3 блоку обробки даних 4, до якого входить лічильник зупинок 5, підключений до кінцевого датчика відкриття дверей 6, центральний процесор 7, блок порівняння 8, блок пам'яті 9 і блок забезпечення обміну інформації 10. Блок обробки даних 4 зв'язаний із локальним блоком обробки інформації (комп'ютером) 11. В систему моніторингу входить також стаціонарно розміщений маячок 12 і приймальний засіб інфрачервоного випромінювання 13. Система моніторингу забруднень атмосфери в містах функціонує таким чином. Малогабаритні швидкодіючі тонкоплівкові газові датчики 1 встановлюють у верхній частині зовні трамвайного вагона, там же встановлюють приймальний засіб 13 інфрачервоного випромінювання. Блок обробки даних 4 встановлюється всередині вагона у будь-якому зручному місці. До блоку обробки даних 4 підключають вільні розімкнуті контакти кінцевого датчика 6 (вимикача) других або третіх дверей (або дублюючі контакти із пульта управління вагона), тому що перші двері можуть відкриватись водієм між зупинками для переведення стрілок, а також контакти того, що є в трамваї датчика швидкості руху (спідометра) 2. На локальному блоці обробки даних 11, розміщеному стаціонарно позатранспортного засобу, запускається програмне забезпечення. Малопотужний стаціонарний інфрачервоний маячок 12 встановлюється на кінцевій зупинці як можна ближче до ймовірного місця розміщення приймальника 13 під час зупинки трамвая та випромінює просту кодову послідовність для відділення корисного сигналу від інших інфрачервоних випромінювань. Приймальник 13 приймає кодову комбінацію від маячка 12, розпізнає її і передає сигнал центральному процесору 7, який скидає лічильник зупинок у нуль. При початку руху інфрачервоний сигнал пропадає. Аналого-цифровий перетворювач 3 приймає поточну інформацію з датчиків 1, 2 і переводить її уцифровий вигляд. Центральний процесор 7 усереднює інформацію кожні п'ять секунд, кожне усереднення помічає поточним значенням швидкості руху і ці усереднення накопичує в блоці пам'яті 9, звідки вони видаляються після передачі їх на локальний блок обробки даних 11. Під час зупинки спрацьовує кінцевий датчик відкриття дверей 6 і показання лічильника зупинок 5 збільшується на 1. Центральний процесор 7 помічає накопичені дані номером маршруту і номером зупинки і за допомогою блоку забезпечення обміну інформації 10 передає їх на локальний блок обробки даних 11, який всі отримані дані розподіляє по карті на маршруті між двома зупинками згідно з відмітками про швидкість руху. Отримавши на кінцевій зупинці сигнал від маячка, блок порівняння 8 порівнює поточне значення лічильника зупинок 5 із раніше встановленою кількістю зупинок і, в разі їх неспівпадіння, наприклад, через аварійне відкриття дверей, передає цю інформацію блоку 11, який всю отриману за час маршруту інформацію відзначає як "можливо не достовірну". Використовуючи отриману з інших маршрутів міського транспорту інформацію про джерела забруднення і про направлення вітру, комп'ютер 11 будує повну картину забруднення атмосфери міста. Таким чином, заявлене рішення розширює функціональні можливості системи спостереження за маршрутом руху міського транспорту. Не потребує суттєвих матеріальних витрат, просте в реалізації, дозволяє отримати об'єктивну інформацію про екологічні умови в районах міста, класифікувати характер забруднень і вжити належних заходів щодо відновлення екологічної рівноваги. 3 38680 Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4