Система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона
Владельцы патента RU 2380729:
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (RU)
Изобретение относится к экологическим системам сбора и обработки информации и может быть использовано для проведения мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона. Сущность: система 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. Технический результат: повышение эффективности системы. 1 ил.
Изобретение относится к экологическим системам сбора информации, диагностики состояния атмосферы промышленного региона и предназначено для использования в системе атмосфероохранных мероприятий для оперативного выявления источников загрязнения атмосферы с текущим нормативно-несанкционированным уровнем выбросов вредных веществ.
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. G08В 25/00, 1987; Система экологического мониторинга типового города. НПП Экотехника. ВОО им. Рождественского, ВОС ВОИР, Тверь, 1992.).
Недостатками известных устройств являются низкая оперативность контроля, отсутствие моделирования процессов рассеивания и приближенность результатов мониторинга.
Известна система сбора информации о состоянии контролируемых объектов, расположенных рассредоточено и использующая для сбора информации системы различные средства формирования сообщений. Известная система (Тутевич В.Н. Телемеханика. - М.: Энергоиздат, 1973, с.14, 15) содержит контрольные пункты, выходы которых через одноименные радиоканалы связи соединены с соответствующими входами центрального диспетчерского пункта.
Недостатком известной системы является ограниченная область применения за счет контроля определенного вида параметров и использования ограниченного типа каналов связи.
Прототипом данной системы является экологическая система сбора информации о состоянии региона. Известная система (Патент РФ №2079891, МПК6 G08С 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 прототипа 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).
Задачей изобретения является повышение эффективности получения объективной информации об экологической обстановке в промышленном регионе.
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, центральный диспетчерский пункт, 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 моделирования, центр обработки и сравнения данных, причем быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы и система GPS соединены посредством мобильной телефонной системы с центром обработки и сравнения данных, в который также поступает информация от первой группы датчиков экологического контроля состояния среды, городской телефонной сети и центра моделирования, связанного с группой датчиков замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнений и метеостанцией, а центр обработки и сравнения данных подключен к центральному диспетчерскому пункту.
Благодаря установке быстродействующих газовых датчиков экологического контроля состояния атмосферы, системы GPS и мобильной телефонной системы на электротранспортных единицах, а также наличию метеостанции расширяются функциональные возможности системы наблюдения за изменением состояния атмосферы региона и контроля движения транспорта в любой точке региона.
Поступление 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.
Установка в центре моделирования соответствующего программно-технического комплекса позволяет сформировать карту распределения загрязнений атмосферы в соответствии с полученными от групп датчиков экологического контроля состояния среды, установленных непосредственно на источниках загрязнения атмосферы (трубах) данными об экологической ситуации в промышленном регионе. Полученные значения ПДК сравниваются со значениями, полученными от групп наземных датчиков разного действия и датчиков электротранспортных единиц, что составляет 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 замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения 1, метеостанцию 2, соединенные через одноименные проводные каналы связи с центром моделирования 3, выходы которого соединены с входом центра обработки и сравнения данных 8, быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы 4, систему GPS 5, связанные с мобильной телефонной системой 6, соединенной посредством мобильной телефонной связи с центром обработки и сравнения данных 8, первую группу датчиков экологического контроля состояния среды 7, через одноименные провода линии связи подключенных к соответствующим входам центра обработки и сравнения данных 8, вторую группу датчиков экологического контроля состояния среды 9, подключенных посредством радиосвязи 10 и аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 11 к центру обработки и сравнения данных 8, центральный диспетчерский пункт 12, вход которого соединен с выходом центра обработки и сравнения данных.
Система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона работает следующим образом.
Датчики замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения 1 измеряют концентрации загрязняющих веществ непосредственно у источников (труб) и вместе с метеорологическими данными, полученными с метеостанции 2, отправляются в центр моделирования 3, где с помощью специального программно-технического комплекса строятся карты полей концентрации загрязняющих веществ. Полученные данные моделирования процессов поступают в центр обработки и сравнения данных 8. Быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы 4 устанавливаются в верхней части снаружи каждой электротранспортной единицы, там же устанавливается система GPS 5, связанная со спутниками, что позволяет отслеживать координаты движения электротранспортной единицы с точностью до нескольких метров. Мобильная телефонная система 6, имеющая выход в Интернет, устанавливается внутри электротранспортной единицы в любом удобном месте. Информация о состоянии атмосферы от быстродействующих газовых датчиков экологического контроля состояния атмосферы 4 и координаты движения от системы GPS 5 передаются посредством мобильной телефонной системой 6 в центр обработки и сравнения данных 8. Параллельно для мониторинга атмосферы датчики экологического контроля состояния среды первой 7 и второй 9 групп 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 7 непосредственного и датчиков экологического контроля состояния среды 9 дистанционного экологического мониторинга передается по проводным (кабельным) линиям связи в центр обработки и сравнения данных 8. При удалении места расположения второй группы датчиков экологического контроля состояния среды 9 в месте дислокации центра обработки и сравнения данных 8 на наличие абонементского пункта аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 11 в месте расположения второй группы датчиков экологического контроля состояния среды 9 позволяет передать типовое сообщение с использованием аппаратуры городской телефонной сети 11 в центр обработки и сравнения данных 8.
При мониторинге мест, удаленных от аппаратуры городской (региональной) телефонной сети 11, с помощью второй группы датчиков экологического контроля состояния среды 9 непосредственного экологического мониторинга атмосферы передача типового сообщения от этих датчиков осуществляется по маломощным средствам радиосвязи 10.
Центральный диспетчерский пункт 12 собирает информацию об экологическом состоянии города (региона), регистрирует ее и представляет с помощью технических средств как в автоматическом, так и в диалоговом режимах, а также передает информацию об экологическом состоянии региона (города) в вышестоящие и смежные системы экологического мониторинга.
Конструкция предложенной системы экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона основана на использовании известных элементов и технических трудностей для реализации не представляет.
Таким образом, система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона позволяет 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.
Система экологического мониторинга атмосферного воздуха промышленного региона, содержащая первую и вторую группы датчиков экологического контроля состояния среды, средства радиосвязи датчиков второй группы с аппаратурой городской телефонной сети, центральный диспетчерский пункт, отличающаяся тем, что в нее 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 моделирования, центр обработки и сравнения данных, причем быстродействующие газовые датчики экологического контроля состояния атмосферы и система GPS соединены посредством мобильной телефонной системы с центром обработки и сравнения данных, в который также поступает информация от первой группы датчиков экологического контроля состояния среды, городской телефонной сети и центра моделирования, связанного с группой датчиков замеров концентраций загрязняющих веществ непосредственно с источников загрязнения и метеостанцией, а центр обработки и сравнения данных подключен к центральному диспетчерскому пункту.
