Новости науки

Информационная технология моделирования загрязнения атмосферы и локализации источников примеси с использованием вариационного алгоритмаразработанаучеными ВКГТУ им. Д.Серикбаева

17.05.2017

7953

По приоритету «Информационные и телекоммуникационные технологии» учеными ВКГТУ им. Д.Серикбаева разработана информационная технология моделирования загрязнения атмосферы и локализации источников примеси по данным измерений с использованием вариационного алгоритма на основе исследования атмосферного воздуха промышленного города и источников его загрязнения.
Цель работы — повышение эффективности экологического мониторинга посредством разработки информационной технологии моделирования загрязнения атмосферы и локализации источников примеси по данным измерений для оценки текущего состояния, прогноза развития экологической ситуации, определения источников загрязнения.
Научная новизна заключается в расширении аналитической составляющей информационной системы экологического мониторинга г.Усть-Каменогорска с использованием современных вариационных алгоритмов решения прямых, обратных задач переноса примеси с использованием данных измерений. Степень новизны данного проекта по сравнению мировым уровнем заключается в расширении аналитической составляющей информационной системы экологического мониторинга с использованием современных вариационных алгоритмов решения прямых и обратных задач переноса примеси на основе данных измерений. Подходы к разработке информационных систем экологического мониторинга с подобным уровнем теоретической проработки на сегодняшний день в литературе отсутствуют. В результате работы над проектом получено авторское свидетельство на программный модуль «Локализация источника загрязнения атмосферного воздуха по данным измерений с использованием вариационного алгоритма».


Актуальность исследованияопределяется возможностями совместного использования методов математического моделирования, современных информационных технологий, ГИС, WEB технологий и данных наблюдений, являющихся эффективным инструментом для решения задач экологического мониторинга. В системе мониторинга качества атмосферного воздуха промышленного города ставятся следующие задачи: моделирование и прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха; локализация и оценка мощностей источников загрязнения; определение зон наиболее подверженных влиянию источников, прогнозирование неблагоприятных метеорологических условий. Решение этих задач позволяет не только оценивать ситуацию в любой момент времени в условиях постоянно меняющихся параметров, но и своевременно осуществлять подготовку предложений для принятия управленческих решений по организации мероприятий, направленных на улучшение качества атмосферного воздуха.
По итогам проекта для оценки и прогноза загрязнения атмосферного воздуха построены алгоритмы реализации модели распространения примесей в атмосфере, решения обратной задачи локализации источников загрязнения и оценки мощностей источников примесей. Приразработке алгоритмов рассмотрены различные подходы, основанные на нахождении фундаментальных решений, использовании функций наблюдаемости и определения обобщенного нормального решения.
В результате исследования разработан информационно-программный комплекс информационной технологии моделирования загрязнения атмосферы и локализации источников примеси по данным измерений. Выполнена его комплексная отладка в тестовых условиях: адаптация алгоритмов моделирования и локализации источников загрязнения в режиме реального времени на данных автоматизированной системы мониторинга; тестирование и верификация программного обеспечения; подготовлена программа опытной эксплуатации информационно-программного комплекса, выполнена опытная эксплуатации информационно-программного комплекса, по результатам которой проведена верификация модели WRF и осуществлено внедрение комплекса в Региональную автоматизированную измерительную систему производственно-экологического мониторинга потенциально-опасных предприятий и состояния окружающей среды города Усть-Каменогорск в ТОО «Центр экологической безопасности» г.Усть-Каменогорска.Осуществлена адаптация веб-приложения комплекса для мобильных устройств. Результаты НИР внедрены в учебный процесс ВКГТУ им. Д. Серикбаева.


Практическая значимость исследования позволят оценивать и прогнозировать состояние атмосферного воздуха, определять источники загрязнения, оценивать вклад источников в загрязнение воздушного бассейна и таким образом получать необходимую информацию для принятия своевременных природоохранных мер, предотвращения чрезвычайных ситуаций.
Ожидаемый социальный эффект проекта заключается в улучшении экологического состояния воздушного бассейна города, региона и государства в целом, и как следствие, улучшение качества жизни и уменьшение заболеваний, связанных с загрязнением атмосферы.

Отдел по связям с общественностью

«« | »»
Последние новости