Структура интеллектуальной системы мониторинга воздушной среды

Реферат

Реферат 13 с., 2 рис., 2 табл., 10 источников.

СТРУКТУРА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ

В работе описаны основные подходы к мониторингу воздушной среды. Рассмотрены различные инновационные подходы в сфере обнаружения вредных веществ в воздухе. Также в данной работе предлагается форма организации системы мониторинга воздушной среды с помощью интеллектуальной системы с реализованной в ней базой знаний и картографическим модулем.

Экологию следует рассматривать как сложную систему, элементами которой являются все живые микро и макро-организмы и в том числе человек. Установление характера связей между ними, а также взаимного влияния друг на друга остается сложной научной задачей.

Актуальность разработки интеллектуальной системы (ИС) мониторинга воздушной среды обусловлена низкой скоростью процесса принятия решений по конкретным действиям. Из-за большого количества времени, которое занимает процесс выбора действий по устранению отравляющих веществ в воздухе, может быть нанесён непоправимый вред не только здоровью человека, но и экосистеме конкретного района. Внедрение ИС в систему мониторинга окружающей среды позволит ускорить процесс принятия решений по устранению последствий экологических катастроф, а, следовательно, сократить время между обнаружением вредных веществ и началом принятия мер по их устранению.

По состоянию на данный момент сфера автоматизации мониторинга экологической среды, в частности воздушной среды, характеризуется наличием развитых ГИС систем и систем хранения информации. Результатом функционирования данных систем являются документы, содержащие сведения о загрязнении, но не имеющие рекомендаций по предотвращению и устранению экологического заражения и карты загрязненной местности. Поэтому и возникла необходимость в создании таких интеллектуальных систем поддержки принятия решений, которые на основе данных о состоянии воздушной среды могут предоставить рекомендательные документы, которыми в дальнейшем смогут пользоваться экологи или специалисты, занятые в областях, смежных с экологией.

В прошедшем году тема экологии в России стала как никогда актуальной из-за провозглашения 2017 года годом экологии. В связи с этим количество доступного научного материала, связанного с регулированием локальной экологической обстановки, резко увеличилось. В различных работах авторы поднимают такую тему как проблематичность мониторинга воздушных масс в городах вблизи автострад и особо загрязнённых мест рядом с предприятиями [1] в связи с отсутствием мобильных и быстро реагирующих на изменения систем анализа воздуха. Также активно развивается сфера средств индикации и обнаружения вредных веществ в воздухе. Популярными предложениями в этой сфере остаются полупроводниковые адсорбционные датчики [2] и мобильные станции, основанные на принципе улавливания аэрозольных частиц и механизме обнаружения вредных частиц на основе машинного обучения [3]. Основной проблемой в сегменте мониторинга вредных веществ остается отсутствие автоматизации при взаимодействии инженеров-экологов и систем, позволяющих оперативно проводить анализ воздушных масс.

В данной работе целью ставилась разработка системы, способной своевременно, в автоматизированном режиме выдавать лицу, принимающему решения, перечень данных и рекомендаций по устранению загрязнения воздуха каким-либо вредным веществом. Предметом исследования являлись данные о состоянии воздушной среды предприятий, полученные в Тульской области в течение нескольких лет. Также в работе использовались документы и нормативно-правовые акты, регламентирующие устройство системы государственного мониторинга воздуха РФ [4, 5]. Задачей исследования была реализация системы экологического мониторинга, которая на основе факторов о состоянии воздушной среды (концентрация вредных веществ, место взятия проб, направление ветра, время года и т.д.), предъявленных пользователем (выбирается из списка или вводится вручную), должна формировать не только рекомендации по действиям в данной ситуации, но и карту загрязненной области.