Характеристика технических средств получения и обработки информации в составе комплексного мониторинга

1. Для низового уровня мониторинговой сети: стационарные посты по воздуху и воде; передвижные и стационарные лаборатории по состоянию атмосферы, воды, почвы, снега; передвижные станции контроля выбросов и сбросов; инспекционные службы; службы получения данных от населения.

Число стационарных и передвижных станций и постов определяется в результате проведения исследований, расчетов на имеющихся моделях

Рис. 6.2. Структура аналитического прогноза экологической безопасности на основе комплексного мониторинга

конкретной природно-технической геосистемы (или природно-территориального комплекса), а также на основании накопленного опыта наблюдения за окружающей средой.

2 .Для среднего уровня сети: центры сбора и обработки информации, полученной в низовых сетях, отличающиеся друг от друга спецификой и сложностью решаемых задач.

Ъ.Для высшего уровня сети: пользователи информации, полученной в центрах ее сбора и обработки. Непосредственными пользователями данных являются инспектора по охране окружающей среды.

К числу основных составляющих сети мониторинга относятся датчики и анализаторы; устройства загрузки данных; устройства передачи данных и др.

Для автоматического измерения концентрации наиболее распространенных видов загрязнений в воздухе используются следующие основные методы: метод химической люминесценции для определения концентрации азота; метод ультрафиолетовой флуоресценции для определения концентрации диоксида серы и сероводорода; метод ультрафиолетового поглощения для измерения концентрации оксида и диоксида углерода; плазменно-ионизационный метод для измерения концентрации суммы углеводородов и суммы углеводородов за вычетом метана; метод поглощения бета-излучений для контроля пыли.

Кроме того, для измерения концентрации загрязнений используются традиционные методы аналитической химии и газовой хроматографии.

В качестве устройств загрузки данных используются либо универсальные программируемые логические контроллеры, либо специализированные микропроцессорные контроллеры.

Устройства передачи данных состоят из передающей и принимающей аппаратуры. В качестве передающей аппаратуры применяются серийные телефонные модемы, использующие стандартные протоколы CCITT. В качестве принимающей аппаратуры при небольшом числе локальных узлов сети на первой стадии работы можно использовать те же модемы, стыкуя их с персональными компьютерами типа IBM. По мере увеличения числа узлов и доведения их до 100—150 шт. для работы в реальном времени необходимо использовать коммутаторы (отечественные или зарубежные).

Требования к средствам обработки информации

В иерархически построенной сети наземных измерений вычислительные средства обработки информации используются практически на всех уровнях сети. В стационарных и передвижных постах загрузчик данных не только управляет работой анализаторов, но и производит первичную обработку собранных данных. В локальных и центральном вычислительных центрах вычисляются по моделям уровни загрязнения среды по основным и дополнительным ингредиентам, строятся карты изолиний, рассчитываются прогнозы, вычисляются вероятные источники загрязнений и т. п. Специфику решаемых задач, требования надежности и работы в реальном времени необходимо учитывать при проектировании вычислительных центров.

Вычислительный центр сети мониторинга загрязнений выполняет следующие функции: управление работой сети наземных измерений в оперативном, штормовом режимах и режиме проверки работоспособности; сбор информации от стационарных постов и передвижных лабораторий контроля загрязнений; ведение банков данных оперативного и долговременного хранения информации с обеспечением надежности хранения информации и защиты от несанкционированного доступа; обработка информации для получения общей картины загрязнений, для вычисления прогнозов, интегральных оценок экологического состояния среды и др.; подготовка и выдача информации о загрязнениях в плановом порядке в виде сводных таблиц, картографического материала и т.

Вычислительный центр мониторинга выбросов выполняет следующие функции управления работой всех служб наблюдения: автоматический и автоматизированный сбор информации от арбитражных стационарных постов и передвижных лабораторий контроля выбросов; ведение банков данных информации о выбросах и информации, собранной службами наблюдения с обеспечением надежности хранения информации и защитой от несанкционированного доступа; обработка информации для определения вероятных источников выбросов, вычисление объемов выбросов по предприятиям, подготовка предложений по природоохранным мероприятиям, вычисление ущерба от выбросов в окружающую среду и т. п.; подготовка в плановом порядке и по запросам справок, сводок о текущем состоянии по загрязнению и выбросам в окружающую среду, ходе и эффективности проведения природоохранных мероприятий.

Сравнение функций, выполняемых центрами мониторинга загрязнений и выбросов, показывает, что состав вычислительных центров может быть достаточно близок по аппаратурной части и отличаться лишь составом программного обеспечения. Естественно, возникает желание объединить оба центра в один. Однако более целесообразно оставить две независимые службы контроля загрязнений и контроля выбросов и соответственно два вычислительных центра.

Приведем некоторые аргументы в пользу данного технического решения: контроль загрязнений в нашей стране исторически проводился в системе Госкомгидромета и существенно связан с комплексом гидрометеорологических наблюдений; разработка и проведение природоохранных мероприятий в России поручены природоохранительным комитетам. Эта деятельность предполагает наличие развитых инспекционных служб, в том числе и для слежения за выбросами от предприятий; две службы контроля окружающей среды лишь частично перекрывают функции друг друга. В то же время наличие двух служб существенно повышает достоверность получаемой информации и надежность работы системы наземного мониторинга в целом; стоимость собственно вычислительного центра незначительна по сравнению с измерительными средствами и стоимостью системы передачи данных, поэтому наличие двух центров не увеличивает заметно стоимость системы мониторинга в целом и число обслуживающих специалистов.

В целом аппаратура вычислительных центров включает в себя центральную ЭВМ, коммуникационную систему для приема и передачи данных и некоторое количество специальных автоматизированных рабочих мест (АРМ) для решения прикладных задач обработки и отображения информации.