Автоматизована система контролю навколишнього середовища

Автоматизована система контролю навколишнього середовища, яка включає центральний комп’ютер, що автоматично зчитує оперативну екологічну інформацію з датчиків контрольованих параметрів по забрудненню навколишнього середовища, яка відрізняється тим, що датчики контрольованих параметрів розміщені зовні, усередині та між групами джерел забруднення з врахуванням рози вітрів і заданого напрямку потоку стічних вод та з’єднані з центральним комп’ютером, який містить блоки порівняння Ск 1, Ск 2...Ск n поточних значень C2 2 (19) 1 3 81972 4 Патент RU №2079891, кл. G08С19/00, опуб. концентрацій шкідливих речовин з рівнями 20.05.97р]. гранично допустимих концентрацій, блоки Недоліками відомих автоматизованих систем порівняння Сд1.1, Сд2.2 , … Сдn,m. поточних значень контролю навколишнього середовища, оцінки діагностичних параметрів датчиків з рівнями впливу шкідливих викидів на забруднення допустимих значень, блок аналізу взаємодій атмосфери, системи збору інформації є параметрів, що вийшли за рамки норми, з іншими необхідність участі людини в аналізі одержаної параметрами, блок визначення винуватця інформації, в ухваленні рішення про винуватця поточного забруднення, блок вибору необхідної забруднення і видачу розпорядження; рекомендації з наявної експертної бази даних для автоматизований розрахунок тільки полів автоматичного формування рекомендацій по забруднення без визначення винуватця виниклого нормалізації екологічної ситуації і рекомендацій по забруднення. усуненню несправностей, блок організації каналу Найбільш близьким по технічній суті до даної зв'язку з винуватцем забруднення та/або системи є система еко-оповіщения жителів ремонтним персоналом, блок видачі рекомендації Лондона YourAir [5. WЕВ-сайт Європейського по організованому каналу. Аерокосмічного Агентства Автоматизована система контролю якості http://www.esa.int/esaLP/SEM2ASlDU8E навколишнього середовища (AСКНС) дозволяє у LPgmes_O.html]. Відома система здійснює разі погіршення екологічної ситуації (перевищення вимірювання метеопараметрів і рівнів гранично допустимої концентрації шкідливих забруднення атмосферного повітря в різних речовин) за допомогою комп'ютера автоматично районах міста і інформування жителів міста про зчитува ти оперативну екологічну інформацію з небезпечні райони шляхом розсилки SMSдатчиків забруднення навколишнього середовища, повідомлень з поточними картами забруднень. на основі одержаної оперативної інформації і Недоліками відомих автоматизованих систем експертної бази даних автоматично обчислювати і (прототипу) є: необхідність участі людини в аналізі інформувати персонал конкретного джерела одержаної інформації при визначенні винуватця забруднення, що є винуватцем про факт виниклого забруднення, збір інформації без забруднення і рекомендовані дії автоматично автоматичного обчислення на її основі і враховуючи при обчисленні винуватця сповіщення винуватця забруднення, відсутність забруднення взаємовплив екологічних параметрів, автоматичного інформування про справність у разі виникнення несправностей датчиків засобів вимірювання і про рекомендації з ремонту комп'ютер автоматично інформує ремонтний й нормалізації екологічної ситуації. персонал про характер несправностей і способи їх У основу винаходу поставлена задача усунення. удосконалення системи контролю навколишнього Сукупність заявлених ознак дозволить середовища шляхом автоматичного обчислення і отримати позитивний результат шля хом: подальшого автоматичного електронного 1. Оптимального розміщення датчиків інформування конкретного винуватця забруднення: зафіксованого поточного забруднення - для контролю атмосфери - зовні і усередині навколишнього середовища про виниклу групи джерел забруднення таким чином, що при екологічну ситуацію і можливі способи її будь-яких метеоумовах (особливо при будь-яких коректування; автоматичного електронного напрямах вітру), характерних для даної місцевості інформування ремонтного персоналу про виниклі відповідно до рози вітрів, можна з максимальною несправності і засоби ремонту; що дозволяє ймовірністю точно визначити конкретне джерело скоротити час реагування на виникле забруднення винуватця забруднення. та/або ремонту і зменшити необхідність участі - для контролю стічних вод - між джерелами людини в процесі реагування за рахунок забруднення, розташованими на одному потоці, автоматизації процесів розрахунку щоб по відомому напряму потоку і наявності або винуватця/пошуку несправності, ухвалення відсутності перевищення концентрації на даному рішення і видачі рекомендації. датчику можна максимально точно визначити Поставлена задача вирішується шля хом конкретне джерело - винуватця забруднення. створення автоматизованої системи контролю 2. Організації автоматизованого управління якості навколишнього середовища, структурна якістю навколишнього середовища за допомогою схема якої включає центральний комп'ютер, що центрального комп'ютера, який самостійно, в автоматично зчитує оперативну екологічну автоматичному режимі: інформацію з датчиків забруднення - відстежує поточну екологічну ситуацію, навколишнього середовища, згідно винаходу, відображає поточні метеопараметри і концентрації датчики контрольованих параметрів розміщені шкідливих речовин одночасно по всіх постах екопоблизу джерел забруднення: зовні, усередині або моніторингу, з автоматичним оновленням між групи джерел забруднення з врахуванням рози інформації кожні 15 хвилин; вітрів і направлення потоку з можливістю швидкої - автоматично формує карту прогнозу ідентифікації винуватця поточного забруднення з розсіювання шкідливих речовин в приземному максимальною ймовірністю при будь-якому шарі атмосфери - відповідно до поточних направленні вітру або заданому направленні метеоумов; потоку стічних вод, структурна схема роботи - у разі погіршення екологічної ситуації центрального комп'ютера містить блоки обчислює винуватця забруднення; порівняння Ск 1, Ск 2...Ск n поточних значень 5 81972 6 - відповідно до характеру погіршення шкідливих газів відповідають Фіг.1. Датчиком Д1 екологічної ситуації (наприклад, типом зафіксовано перевищення рівня гранично забруднюючої речовини і величиною забруднення) допустимій концентрації газу СО в атмосферному і найменування обчисленого винуватця - витягує з повітрі, датчики Д2 і Д3 не фіксують таких експертної бази даних рекомендації по перевищень, при цьому зафіксовані поточні нормалізації екологічної ситуації (наприклад, значення метео-параметрів (швидкість, напрям порядок дій, що приводить звичайно на даному вітру, атмосферний тиск, вологість і температура джерелі до зниження концентрації даної атмосферного повітря). Значення забруднюючої речовини); метеопараметрів, особливо направлення і - інформує винуватця за допомогою наявних швидкості вітру, визначають нарівні з потужністю засобів зв'язку шляхом авто-сповіщення, розсилку викиду розміри і розташування хмар розсіювання e-mail/SMS-повідомлень про перевищення ГДК (з газу СО від джерел 1, 2, 3, а отже, впливають на описом перевищення і метеоумов). значення концентрації газу в місцях розміщення 3. Врахування комп'ютером взаємовпливу датчиків. Для даних метео-умов комп'ютер будує контрольованих датчиками параметрів. Так, картини хмар розсіювання газу СО для кожного з датчики вимірюють концентрації шкідливих джерел і обчислює винуватця забруднення речовин і метеопараметри (швидкість, напрям джерело И 2 - за фактом збігу розрахункової (для вітру і інше). Поточні значення метеопараметрів, хмари від И 2) і зміряної концентрацій СО в місці особливо напрями і швидкості вітру, визначають розміщення датчика Д1. Далі комп'ютер вибирає з розміри і розташування хмар розсіювання газів від експертної бази даних рекомендації по ліквідації джерел, а отже, впливають на поточні значення викиду СО на джерелі И 2 і організовує канал концентрацій газів в місцях розміщення датчиків. зв'язку з винуватцем забруднення (наприклад, 4. Організації автоматизованого контролю набирає номер телефону винуватця). Потім справності датчиків за допомогою комп'ютера, що персоналу джерела забруднення комп'ютер відстежує також поточні діагностичні параметри, автоматично (наприклад, за допомогою засобів що характеризують справність датчиків, у разі телефонного сповіщення) повідомляє таке: виникнення несправності, витягує з експертної - факт винності, а також час і місце виявлення бази даних рекомендації по усуненню цієї забруднення; несправності і посилає їх в електронному вигляді - найменування викиду (газу); ремонтному персоналу. - типові рекомендації по виправленню ситуації На Фіг.1 приведена схема розташування у відповідності із статистикою подібних випадків на датчиків навколо джерел забруднення і між ними, даному джерелі. направлення вітру і хмар розсіювання при контролі Приклад 2. Напрям потоку, розташування атмосфери. датчиків і джерел забруднення стічних вод На Фіг.2 приведена схема розташування відповідають Фіг.2. Датчиком Д2 зафіксовано датчиків навколо джерел забруднення стічних вод перевищення гранично допустимого рівня при контролі якості стічних вод. контрольованого параметра, датчик Д1 реєструє На Фіг.3 показана структурна схема норму. За даних умов винуватцем перевищення пропонованої системи, що включає: датчики Д1, Д2 може бути тільки джерело И 2. Комп'ютер аналізує ... Дn контрольованих параметрів, розташованих поточне значення параметра Д2 відповідно до навколо джерел забруднення И 1, И 2 ... И к і між значення Д1 і направлення потоку, визначає ними і центральний комп'ютер К, що зчитує винуватця (джерело И 2), вибирає з експертної інформацію з датчиків і аналізує ситуацію і у разі бази даних рекомендації по ліквідації викиду на перевищення гранично допустимих концентрацій джерелі И 2. Організовує канал зв'язку шкідливих речовин - інформує черговий персонал (підключається по електронній мережі до джерела забруднення, що є вин уватцем, а у разі комп'ютера оператора джерела И 2) і повідомляє виникнення несправності - ремонтний персонал. необхідні рекомендації (відображає їх на екрані з На Фіг.4 показана структурна схема роботи одночасним включенням звукової сигналізації). комп'ютера, що включає блоки порівняння Ск 1 Приклад 3. Центральний комп'ютер виявляє, ...Ск n поточних значень концентрацій шкідливих що декілька діагностичних параметрів датчика Д1 речовин з рівнями гранично допустимих виходять за рамки допустимих значень. Комп'ютер концентрацій; блоки порівняння Сд1,1,...Сдn,m вибирає з експертної бази даних рекомендації, поточних значень діагностичних параметрів з відповідні саме цій комбінації діагностичних рівнями допустимих значень; блок вибору параметрів датчика Д1, організовує канал зв'язку необхідної рекомендації (ВЕБД) з наявної (підключається до поштового сервера) і видає експертної бази даних; блок АВ аналізу взаємодій необхідні рекомендації (відправляє SMSпараметрів, що вийшли за рамки норми, з іншими повідомлення з текстом рекомендації ремонтному параметрами; блок ВВ визначення винуватця персоналу). забруднення; блок ОКЗ організації каналу зв'язку з Приклад 4. На концерні заявника ведеться винуватцем; блок ВР видачі рекомендації по контроль атмосферного повітря в санітарній зоні і організованому каналу. зоні впливу концерну. Стаціонарні пости АСКНС Контроль якості навколишнього середовища встановлені в житлових районах «Хімік», АСКНС, здійснюється таким чином. «Аргентина», «Калинівка» і «Сонячний», а також Приклад 1. Метеоумови, розташування на міській фільтрувальної станції і цілодобово джерел забруднення атмосферного повітря, а контролюють вміст в атмосфері забруднюючих також датчиків метео-параметрів і датчиків речовин по п'яти інгредієнтам: CO, NO, NO2, NH3, 7 81972 SO2 і метеорологічні параметри (температура, вологість, атмосферний тиск, напрям і швидкість вітру). Поточні метеопараметри і концентрації шкідливих речовин відображаються одночасно по всіх поста х еко-мониторинга, з автоматичним відновленням інформації кожні 15 хвилин. Інформація із стаціонарних постів поступає на центральний комп'ютер, де накопичується статистика вимірювань. У разі виникнення забруднень та/або несправності апаратури, SMSповідомлення про цей факт і рекомендовані дії розсилаються вірогідним винуватцям забруднення, а також ремонтному персоналу і в службу о хорони природи для аналізу і вживання заходів до доведення параметрів до норми. У інтернеті створена сторінка системи АСКНС, на якій розміщується інформація, що демонструє рівень природоохоронних технологій концерну у області еко-моніторинга: - загальна карта розміщення постів АСКНС; перелік контрольованих параметрів атмосфери; - обновлювана кожні 15 хвилин поточна екологічна інформація, така як: - прогнозована карта полів розсіювання шкідливих речовин зараз відповідно до поточних напрямку і швидкості вітру; - метеоумови (погода зараз) і метеостатистика за минулий період; - прогноз погоди на найближчий час. Досвід експлуатації системи дозволив зробити висновок про наступні її переваги: - висока надійність моніторингу за рахунок постійного, цілодобового вимірювання концентрацій шкідливих речовин в навколишньому середовищі; - висока оперативність реагування на забруднення і несправність за рахунок автоматизації процедур пошуку/інформування винуватців забруднення і інформування ремонтного персоналу. Як видно з опису і прикладів, використання автоматизованої системи управління якістю навколишнього середовища дозволить скоротити час реагування на виникле забруднення і зменшити необхідність участі людини в процесі реагування за рахунок автоматизації процесів розрахунку вин уватця, ідентифікації несправності і видачі рекомендації; точніше оцінювати погіршення екологічної ситуації за рахунок автоматичного врахування впливів одних контрольованих параметрів на інші; підвищити надійність контролю навколишнього середовища за рахунок автоматичної ініціалізації процесу автоматизованого управління. 8