Характер газових викидів автотранспорту

Характер газових викидів автотранспорту

Анотація

В роботі представлено автоматизовану систему екологічного моніторингу викидів автотранспорту, яку розроблено на прикладі міста Миколаїв.

Актуальність даної теми обумовлено значним внеском автомобільного транспорту в забруднення міста, що можна побачити на СЛАЙДІ 1 - необхідністю отримання оперативних даних щодо концентрацій забруднюючих речовин для швидкого реагування при виникненні перевищень їх гранично допустимих значень. і головне, відсутністю таких систем в місті.

В роботі проведено аналіз негативних впливів автотранспорту на урбанізоване середовище, який дозволив визначити та описати характер газових викидів, характеристику шумового впливу при експлуатації автотранспорту та особливості руху автотранспорту в м. Миколаєві. Досліджено сучасні автоматизовані системи моніторингу викидів автотранспорту, обрано технічні засоби, які пропонується застосовувати на пунктах контролю.

Розроблено структурну схему та алгоритм функціонування автоматизованої системи моніторингу забруднення атмосфери викидами автотранспорту, а також інформаційний ресурс автоматизованої системи, який дозволив би вчасно інформувати мешканців міста щодо екологічної ситуації.

Дипломна робота складається з вступу, трьох основних розділів, розділу охорона праці, висновків, містить 74 сторінки, 12 таблиць, 25 рисунків та 10 посилань на літературні джерела.

Annotation

paper presents an automated system of ecological monitoring of vehicle emissions, developed on the example of the city of Nikolayev.relevance of this topic is due to a significant contribution of road transport to the pollution of the city, the need to obtain intelligence on pollutant concentrations for rapid response in the event of exceedances of limit values. and most importantly, the lack of such systems in the city.analysis of the negative effects of transport in urban environment, which allowed us to determine and describe the nature of the gas emission characteristic of noise exposure in the operation of vehicles and especially the movement of vehicles in the city of Mykolayiv. Abstract modern automated systems for monitoring emissions from motor vehicles, chosen technical means, which are recommended to be used on the control points.block diagram of the algorithm and the functioning of the automated monitoring system of air pollution emissions vehicles, as well as information resources of the automated system, which would allow time to inform residents on the environmental situation.consists of an introduction, three main sections, section safety, conclusion, contains 74 pages, 12 tables, 25 figures and 10 references to literary sources.

Зміст

викиди автоматизований екологічний автотранспорт

Вступ

. Аналіз негативних впливів автотранспорту на урбанізоване середовище

.1 Характер газових викидів автотранспорту

.2 Характеристика шумового впливу при експлуатації автотранспорту

.3 Характеристика руху автотранспорту в м. Миколаєві

. Дослідження сучасних автоматизованих систем моніторингу викидів автотранспорту

.1 Аналіз технічних засобів вимірювання метеопараметрів

.2 Аналіз технічних засобів вимірювання газових викидів

.3 Технічні засоби вимірювання параметрів руху автотранспорту

. Розробка структурної схеми та алгоритму функціонування автоматизованої системи моніторингу забруднення атмосфери викидами автотранспорту

.1 Структурна схема та алгоритм функціонування автоматизованої системи екологічного моніторингу викидів автотранспорту

.2 Інформаційний ресурс автоматизованої системи контролю викидів автотранспорту

Загальні висновки

Список використаної літератури

Додаток

Вступ

Вплив автотранспорту на екологію в нашій країні сьогодні досяг критичної відмітки. Показники забрудненості повітря і навколишнього середовища в нашій країні перевищують усі допустимі норми та відмітки.

Саме через це існуюча проблема щодо погіршення стану довкілля та зменшення впливу шкідливих домішків на нього є дуже актуальною. До безпосередніх джерел забруднення відносяться : відпрацьовані гази двигунів внутрішнього згорання, випаровування рідини із системи живлення, підтікання пального і мастил у процесі роботи або обслуговування авто, також продукти зносу накладок зчеплення, накладок гальмівних колодок, шин тощо.

Шкідливі викиди від автомобільного транспорту, що потрапляють до грунту та атмосфери мають дуже негативний вплив на біосферу. Найприкріший вплив несуть в собі гази, які утворюються в результаті роботи автомобільних двигунів. До шкідливих домішок можна віднести не тільки газоподібні викиди, а й ті тверді, що містять в собі свинець, сажу й тому подібне. Принципи розповсюдження таких викидів відрізняється від принципу розповсюдження газоподібних компонентів, але довкіллю це завдає немалої шкоди.

Шкідливі речовини, що містяться у викидах відпрацьованих газів автомобіля, вкрай негативно впливають на здоров'я людини. Дуже великої шкоди завдають домішки сірки, вуглецю нашому організму, впливаючи на серцево-судинну систему, органи дихання тощо. Шкідливим для людини є також шум від автівок - він впливає не лише на слух, а й на розвиток таких розповсюджених захворювань як гіпертонії, виразки шлунку і діабету.

1. Аналіз негативних впливів автотранспорту на урбанізоване середовище

.1 Характер газових викидів автотранспорту

На рисунку 1 наведено основні фактори негативного впливу автотранспорту.

Рисунок 1.1- Фактори впливу автотранспорту

Автомагістралі займають до 40 % території міста, зменшуючи тим самим площі родючих земель, рекреаційних, комплексних зелених та санітарно-захисних зон. Викиди вихлопних та картерних газів від автомобілів, особливо на бензиновому паливі, містять у своєму складі велику кількість токсичних - бенз(а)пірену, альдегідів, оксидів азоту та вуглецю та особливо небезпечних сполук свинцю (у випадку застосування етилованого бензину).

Рисунок 1.2 - Витрати палива автомобілем на сто кілометрів пробігу

Як видно на рис.1.1 , де показані витрати палива на кілометр відстані стрімке збільшення чисельності не дуже досконалої техніки в другій половині минулого століття в містах призвело до значного забруднення атмосферного повітря відпрацьованими (вихлопними) газами.

Склад відпрацьованих газів залежить від типу споживаного палива, порівняльна характеристика яких наведена у таблиці 1.1

Таблиця 1.1-Викиди забруднюючих речовин залежно від типу палива, кг/т палива

Рисунок 1.3 - Структура викидів шкідливих речовин в атмосферу

З таблиці 1 видно, що найбільш екологічно безпечним є дизельне паливо. Не дивлячись на великий викид останніми оксидів азоту та сірки, загальна маса забруднюючих речовин, що потрапляють у атмосферу, з урахуванням класу їх небезпеки, для здоров’я виявляється приблизно у 2,5 рази менше, ніж при використанні інших видів палива .

По-третє, викиди від автотранспорту розповсюджуються вздовж доріг, і тим самим чинять негативний вплив на водіїв, пішоходів, людей, що мешкають уздовж автомагістралей. Крім того, під зону ураження попадають також рослинність та ґрунт біля дороги. Викиди автомобілів формують зони з перевищенням ГДК за діоксидом азоту та оксидом вуглецю.

По-четверте, забруднюючі компоненти викидів, що осідають на рослинності, твердих поверхнях будівель та споруд, верхніх шарах ґрунту, під час танення сніжного покриву, атмосферних опадів у вигляді дощових та зливових вод з автомагістралей та автодоріг, потрапляють у родючий ґрунтовий покрив та поверхневі водні джерела, посилюючи, таким чином, непрямий негативний вплив на людину (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Вплив викидів шкідливих речовин в на ґрунтовий покрив

Склад відпрацьованих газів також залежить від режиму роботи двигуна в умовах міста: низька швидкість та частота її змін, багаторазові гальмування та розгони збільшують виділення шкідливих речовин (таблиця 1.2).

Таблиця 1.2 -Концентрація вуглецю оксиду та бенз(а)пірену у вихлопних газах двигуна, що працює на бензині.

Як видно з таблиці, концентрація бенз(а)пірену та вуглецю оксиду більша під час розгону та гальмування автомобілю.

Викиди шкідливих речовин автомобілів за місцем їх утворення можна розділити на види:

відпрацьовані гази, що утворюються у двигуні, які виводяться у атмосферу через систему виводу відпрацьованих газів;

картерні гази, що утворюються у результаті прориву газів через нещільності двигуна;

випаровування з системи живлення.

Основні джерела випаровування палива - паливний бак, карбюратор. Вони стосуються бензинових двигунів, дизельне паливо має меншу здатність випаровуватися, й паливна система дизелю більш герметична.

Слід відмітити, що картерні гази від дизельного двигуна приблизно у 10 разів є менш токсичними, ніж у бензинових двигунах.

До відпрацьованих газів, головним чином, відносяться вуглецю оксид, азоту діоксид та вуглеводні. До складу картерних газів та газів, що випаровуються, входять в основному вуглеводні.

У таблиці 1.3 показано кількісне розподілення газів.

Таблиця 1.3 -Дані з розподілення у викидах від автотранспорту шкідливих компонентів, %

Сучасні автомобілі мають переважно замкнену систему вентиляції картера, яка практично виключає викиди шкідливих речовин у атмосферу. Вони також потрапляють у циліндри двигунів й там згоряють. Основну небезпеку із забруднення навколишнього середовища, й зокрема атмосферного повітря, представляють відпрацьовані гази.

Створення і використання у вихлопних системах двигунів спеціальних пристроїв - каталізаторів, в яких здійснюється до окислення відпрацьованих у циліндрах двигуна газів, що дозволило відчутно покращити якість викидів автомобілів. Наприклад, відносно нескладний двоступеневий каталізатор зменшує наявність в газах оксидів азоту в 6,2 рази, вуглеводнів - у 2,2 рази і окису вуглецю - у 2,6 рази. Однак використання каталізаторів збільшує матеріалоємність і вартість автомобіля. На виготовлення одного каталізатора, ціна якого близько тисячі доларів, витрачається кераміка чи металева стрічка з поверхнею в декілька тисяч м2 та близько 10 грамів дорогоцінних металів (платини, паладію та інших). Завдяки науково-технічним досягненням екологічні показники автомобіля за минуле століття значно покращилися. Одначе внаслідок стрімкого збільшення випуску автомобілів загальна матеріалоємність і сумарна кількість викидів токсикантів в атмосферне повітря до кінця 80-х років збільшувалася (рисунок 1.4). Лише в короткий період кінця минулого і початку ХХ століття спостерігалося зниження сумарної кількості викидів. Сьогодні внаслідок вказаного раніше зниження темпів НТП (Науково-технічний прогрес) при постійному зростанні автомобілів знову почалося збільшення загальної кількості викидів забруднюючих газів в атмосферне повітря.

Рисунок 1.4 - Динаміка кількості викидів автомобілів

Шкідливі викиди від автомобілів виробляються в нижніх, приземних шарах атмосфери, там, де протікає основна життєдіяльність людини і де умови для їхнього розсіювання є найгіршими. Відпрацьовані гази двигунів внутрішнього згоряння автомобілів містять висококонцентровані токсичні компоненти, що є основними забруднювачами атмосфери. Час, протягом якого шкідливі речовини природним образом зберігаються в атмосфері, оцінюється від десяти діб до півроку. Вплив автомобільного транспорту на екологічну ситуацію у нашій країні досяг критичної межі - показники забруднення атмосферного повітря і довкілля перевищують всі допустимі показники світових норм і стандартів.

1.2 Характеристика шумового впливу при експлуатації автотранспорту

Міський автотранспорт є одним з найбільших джерел акустичного забруднення міста. Рівень вуличних шумів визначається інтенсивністю, швидкістю руху, складом транспортного потоку, архітектурно-планувальним рішенням (профіль вулиці, щільність забудови, стан покриття дороги, наявність зелених насаджень тощо).

Одним з найважливіших чинників, що визначають зони акустичного дискомфорту при русі автотранспортних потоків є їх інтенсивність. Визначено, що при інтенсивності автотранспортних потоків 10000 АТЗ/добу протягом дня в зоні впливу автодоріг виникають зони акустичного дискомфорту з рівнем шуму 60-80 дБА, а при інтенсивності більше 20000 АТЗ/добу - стійкі зони акустичного дискомфорту з рівнем шуму понад 80 дБА [6].

Результат дослідження транспортного навантаження на автодороги міста показаний на рисунок 1.5 (статистичні дані згідно досліджень 2014-2015 рр).

Рисунок 1.5 - Розподіл інтенсивності автотранспортних потоків на автодорогах м. Миколаєва

За даними моніторингу завантаженості автодоріг міста зробили вивід, що «година-пік» доводиться на період 7.30-9.00 і 16.30-19.00 годин. Аналіз даних показує, що в цей час на 32 % автодоріг міста реєструється інтенсивність транспортних потоків понад 1000 АТЗ/год., на кожній третій з них інтенсивність більш 2000 АТЗ/год. і це наводить до утворення зон стійкого акустичного дискомфорту, які не пропадають протягом доби.

Тривала дія звуків навіть невисокої інтенсивності може викликати підвищення тиску і розлад діяльності серцево-судинної системи. Сильно діє забруднення шумове на мозкову діяльність. Постійний шум викликає агресивність, дратівливість, порушення сну і пригнічення центральної нервової системи. Тривалий шум пошкоджує зоровий і вестибулярний апарат. Чим вище інтенсивність звуків, тим гірше людина реагує на події, що відбуваються. Шум близько 90 Дб призводить до втрати слуху, а більше 140 Дб може викликати розрив барабанних перетинок. При тривалому впливі інтенсивного шуму на рівні 110 Дб у людини виникає почуття сп'яніння, схоже на алкогольне.

1.3 Кліматична характеристика м. Миколаїв

Миколаївська область розміщена на півдні України, в басейні нижньої течії річки Південний Буг. На півночі межує з Кіровоградською, на північному сході - з Дніпропетровською, на сході і південному сході - з Херсонською, на південному заході, заході і північному заході - з Одеською областями. На півдні омивається водами Чорного моря. За станом на 01.01.2016 р. кількість населення становила 1,2 млн. осіб. Площа області - 24,6 тис.км2.

Рисунок 1.6 - Географічне положення м .Миколаїв

Клімат на Миколаївщині помірно континентальний. Літо - жарке із сильними вітрами і частими суховіями. Іноді бувають пилові і чорні бурі, зима м`яка і малосніжна. Середня температура січня досягає - 0,5 С0, липня - + 23 С0. Середньорічна кількість опадів коливається в межах області від 400-700 мм на півночі і більш 400 мм на півдні. Переважають чорноземні грунти. Вкрита лісом площа складає 4% території.

В області налічується 1120 річок і балок загальною довжиною 3579,84 км, з яких 6 середніх та 1 велика - р. Південний Буг. Головними водними артеріями є Південний Буг з Інгулом та Інгулець з Вісунню. Узбережжя Чорного моря порізане лиманами - Березанським, Бузьким, Дніпровським, Тилігульським. Більша, південна частина області розташована в межах Причорноморської низовини. Менша, північна частина її, зайнята відрогами Придніпровської височини і пересічена ярами, балками та долинами. З корисних копалин є граніт, гнейс, кварцит, польовий шпат, каолін, графіт, буре вугілля, кварцовий пісок, торф, тощо. Є також мінеральні джерела і лікувальні грязі. На півдні область омивається Чорним морем.

Миколаївщина знаходиться в зоні родючих чорноземів, які на півдні переходять в каштанові. Значні площі в області зайняті під садами та виноградниками. Миколаївщина користується доброю славою серед багатьох тисяч людей, які щорічно прибувають на відпочинок в пансіонати, будинки і бази відпочинку м. Очакова, с. Коблеве, с. Рибаківки на туристичні бази та шкільні табори. В здравницях Миколаївщини оздоровлюються жителі Росії, Білорусі, Молдови та інших країн як ближнього так і дальнього зарубіжжя. Деякі здравниці можуть приймати на оздоровлення громадян протягом цілого року.

Таблиця 1.4 - Кліматичні характеристики Миколаївської області

Умовні позначення:

Т, год., хв. - середня тривалість дня на 15 число кожного місяця;в, ° С - середня місячна температура повітря;, м/с - середня місячна швидкість вітру;

В - переважаючий напрямок вітру;

С, мм - середня кількість опадів;>5мм - число днів з опадами, що перевищують 5 мм на добу;хурт - число днів з хуртовинамис, см - середня місячна висота снігового покриву.

.4 Характеристика руху автотранспорту в м. Миколаєві

Транспортний потік розуміють як сукупність транспортних засобів, що рухаються. Основними характеристиками транспортного потоку, що описують його кількість і якість, є:

інтенсивність руху;

склад транспортного потоку;

швидкість руху;

щільність потоку;

часовий інтервал слідування;

дистанція між транспортними засобами.

Інтенсивність руху - кількість автомобілів, що пройшла через поперечний переріз вулиці або дороги за одиницю часу. Одиниці виміру інтенсивності руху:

авт/добу - в значній мірі використовувалася і використовується при незначних об’ємах руху, що дозволяє вирішувати задачі організації дорожнього руху;

авт/г «пік» - використовується для рішення задач організації дорожнього руху в періоди існування щільних транспортних потоків;

авт/5хв - використовується для рішення спеціальних задач організації дорожнього руху (наприклад, для розрахунків світлофорної сигналізації).

Розподіл інтенсивності руху у часі є важливим показником щодо формування транспортних потоків на вулицях і дорогах.

На рисунку 1.7 показано розподіл інтенсивності руху за добу.

Рисунок. 1.7 - Типовий розподіл інтенсивності руху за добу

Вже сам характер розподілу інтенсивності за добу дає інформацію про наявність проблем руху за відповідні періоди доби. Два яскраво виражені періоди збільшення інтенсивності руху носять назву пікових періодів.

Розподіл інтенсивності руху по роках характеризується ростом об’ємів руху (рис. 1.7) і визначається найбільш поширеною моделлю показової функції за формулою:

Nn=No(1+β) ;

де Nn - перспективна інтенсивність руху;- інтенсивність руху у початковому році;

β - коефіцієнт щорічного приросту інтенсивності руху;- перспективний строк визначення Nn ;

Рисунок 1.8 - Розподіл інтенсивності руху по роках

Основний висновок: величина інтенсивності руху постійно змінюється в часі та просторі і тому є стохастичною величиною.

Склад транспортного потоку - процентний вміст транспортних засобів даного типу у транспортному потоці.

Склад транспортного потоку грає важливу роль щодо формування умов руху. Так, умови руху транспортних потоків складених, наприклад, з легкових автомобілів або лише з вантажних автомобілів будуть значно відрізнятися.

В транспортному плануванні достатньо поділяти транспортний потік на такі групи: легкові, вантажні, автопоїзди, автобуси (тролейбуси) і мотоцикли (велосипеди), тобто має місце фізичний підхід до складу транспортного потоку, що характеризує площу, яку займає транспортний засіб на проїзній частині або його динамічний габарит.

Вплив складу транспортного потоку на умови руху можна проілюструвати на рис. 3 видно, що при однаковій швидкості руху величина інтенсивності руху буде різною; умови руху для водія (позначено Х) будуть різними: друга ситуація складніша для прийняття рішення щодо траєкторії і величини швидкості руху. Таким чином, характеристика складу транспортного потоку пов’язана з інтенсивністю та швидкістю руху.

Рисунок 1.9 - Розміщення транспортних засобів різного типу

Швидкість руху. В транспортному плануванні розглядаються декілька понять швидкості руху:

миттєва швидкість руху - це швидкість руху одиничного автомобіля в даному місці і в даний час;

середня швидкість транспортного потоку - це статистичне значення швидкості руху для всіх автомобілів транспортного потоку;

середня ходова швидкість -швидкість, яка визначається відношенням відстані між двома зупинками до часу пробігу між ними;

швидкість сполучення визначається як відношення шляху, що пройдено, до сумарних витрат часу на рух та простої ;

експлуатаційна швидкість на мережі або маршруті визначається як відношення шляху, що пройдено, до повної витрати часу, враховуючи простої на кінцевих пунктах маршрутів ;

Перша характеристика використовується для розрахунків характеристики руху одиничного автомобіля або геометричних параметрів елементів вулиць та доріг (плану, поперечного і подовжнього профілів тощо).

При вимірі миттєвих швидкостей руху протягом періоду спостереження одержують статистичну вибірку швидкостей руху, причому вона мусить бути репрезентабельною. Якщо рознести одержані значення миттєвих швидкостей руху по класах (наприклад по п’ять км/г) і визначити їх процентний вміст у вибірці можна побудувати натурну залежність розподілу швидкостей руху (1) у транспортному потоці (рисунок 1.10), а також, виконавши його математичну інтерпретацію, - теоретичний розподіл (2) швидкостей руху в потоці.

Рисунок 1.10 - Розподіл швидкостей руху у транспортному потоці

Щільність транспортного потоку - кількість автомобілів, що припадає на одиницю довжини дороги в даний момент часу. Проте фізично це твердження має сенс лише для щільних транспортних потоків. На рисунку 1.11 показані різні умови формування щільності (Н) транспортного потоку. Оскільки умови і стан руху транспортного потоку можуть змінюватися, то величину щільності штучно розповсюджують на одиницю довжини дороги.

Щільність пов’язана з інтенсивністю та швидкістю руху основною діаграмою транспортного потоку.

Основну діаграму можна використовувати для визначення зміни умов руху на вулицях і дорогах (визначення „вузьких” місць).

У „вузькому” місці збільшується щільність і зменшується інтенсивність та швидкість руху. Таким чином, зменшується можливість надходження на цю ділянку більшої кількості автомобілів, в результаті чого утворюється „ударна” хвиля, яка розповсюджується на всі попередні ділянки дороги, тобто спрямована назустріч напрямку руху потоку.

Рисунок 1.11 - Щільність транспортного потоку, де а) щільний потік; б) група автомобілів - одиничний автомобіль; в) одиничний автомобіль - група автомобілів.

Таблиця 1.5 - Рівні завантаження вулиці або дороги

Таблиця 1.6 - Інтенсивність руху автотранспорту в м. Миколаєві

Як правило, напівпорожні :

Таблиця 1.7 -Завантаженість автомобілів

Наведені дані переконливо свідчать про значну різницю в долі екологічної шкоди, що завдається місту користувачем легкового автомобілю в порівнянні з пасажиром великовантажного автобусу. І тому, безсумнівно, є необхідність оплати користувачем більш комфортного, ніж комунальний, транспорту додаткового забруднення повітря.

Таким чином, автотранспорт - джерело емісії в атмосферу складної суміші хімічних сполук, склад яких залежить не тільки від виду палива, типу двигуна й умов його експлуатації, але і від ефективності контролю викидів. Потрапляючи в атмосферу забруднюючі речовини, з одного боку, змішуються з наявними в повітрі забруднювачами, з іншого боку - проходять ряд складних перетворень, що призводять до утворення нових сполук.

Для боротьби з забрудненнями атмосфери внаслідок викидів автотранспорту важливим є контроль за їх станом. Але навіть при нормальному використанні автотранспорту вплив забруднюючих речовин значно погіршує екологічний стан міст, тому збір та обробка інформації про забруднюючі речовини, автоматичний контроль концентрацій основних речовин, регуляція руху автотранспорту в місті, розробка ефективного плану озеленення є актуальними важливими задачами. При цьому в системі моніторингу важливе місце посідає питання пов’язані з створенням автоматизованих пунктів спостереження в місці.

В бакалаврській роботі запропоновано структуру, алгоритм функціонування автоматизованої системи моніторингу викидів автотранспорту для стаціонарного пункту спостереження та розроблено інформаційний ресурс системи моніторингу, який дозволяє інформатизувати суспільство про стан оточуючого навколишнього середовища, гарантується Законом України про охорону навколишнього середовища (Відомості Верховної Ради України (ВВР), 1991, № 41, ст.546) розділ II, екологічні права та обов'язки громадян, пункт "е" вільний доступ до інформації про стан навколишнього природного середовища та вільне отримання, використання, поширення та зберігання такої інформації, за винятком обмежень, встановлених законом; {Пункт "е" частини першої статті 9 в редакції Закону № 254-IV від 28.11.2002}

2. Дослідження сучасних автоматизованих систем моніторингу викидів автотранспорту

Автоматизовані системи спостереження і контролю атмосферного повітря (АСКНС-АГ) або (АНКОС-АГ) призначені для постійного контролю за змінними у часі та просторі характеристиками забруднення і метеорологічними параметрами повітряного простору. Залежно від характеру та об’єму робіт їх поділяють на такі типи:

. Промислові системи. Вони контролюють викиди промислових підприємств, ступінь забруднення про­мислових майданчиків і прилеглих до них територій. Оснащені датчиками для фіксування характерних інгредієнтів викидів підприємств, а також метеодатчиками, які розміщують з урахуванням шкідливості викидів, рози вітрів, особливостей розміщення житлових масивів. Такі системи, як правило, функціонують у структурі підприємств.

. Міські системи. Їх призначено для контролювання рівня забруднення повітря міста викидами підприємств, транспорту, для вимірювання метеопараметрів. Завдяки їх функціонуванню встановлюють розмір за­бруднення територій з урахуванням сезону року і кліма­тичних факторів, параметри і частку кожного джерела забруднення, прогнозують небезпечність ситуації. Системи формуються з двох рівнів. На І рівні здійснюють вимірювання концентрацій забруднювальних речовин і де­яких метеопараметрів, перетворення виміряних зна­чень фізичних величин, реєстрацію цих значень на ма­шинних носіях, формування повідомлень і збереження інформації. На цьому рівні типові автоматичні станції визначають основні забруднювачі: СО - оксид вуглецю (0…160 мг/м3); SО2 - діоксиду сірки (0…5 мг/м3); NО2, NO та суму оксидів азоту (0…7,5 мг/м3); суму вуг­леводнів за винятком метану (0…45 мг/м3); О3 - озон (0…0,15 мг/м3); метеопараметри: швидкість, напрямок вітру, температуру повітря. Завершується перший рівень передачею даних в центр обробки інформації.

На II рівень інформація надходить від пересувних постів, стаціонарних газоаналітичних лабораторій. На цьому рівні обробляють результати, прогнозують небез­печні ситуації, розраховують необхідні результати і пе­редають споживачам. Міська система автоматичного спостереження і центр оброблення даних забезпечують систематичне вимірювання заданих параметрів, автоматичний збір інформації з автоматизованих станцій, збирання інформації від неавтоматизованих ланок спостереження, оперативне оцінювання ситуації, короткостроковий прогноз.

Аналіз даних про концентрацію домішок триває не менше 20…30 хв., що відповідає терміну відбору проб в поглинальні прилади. Видавання автоматизованою системою інформації може тривати від кількох хвилин до кількох годин. У міську систему включені промислові автоматизовані підсистеми.

. Регіональні системи. Переважно вони не мають своїх контрольно-замірювальних станцій, а отримують інформацію з міських і промислових систем. Призначені для статистичної обробки і аналізу даних про забруднення навколишнього природного середовища на значних територіях, на базі яких проводять дослідження та прогнозування, розробляють науково обґрунтовані рекомендації щодо його охорони.

. Загальнодержавні системи. Вони отримують відомості про забруднення та стан атмосферного повітря від регіональних систем, супутників Землі та космічних орбітальних станцій.

. Глобальні системи. Їх використовують для досліджень атмосферних змін на основі міжнародних спостережень.

.1 Аналіз технічних засобів вимірювання метеопараметрів

Сучасна метеорологічна станція - це автоматична або напівавтоматична вимірювальна система, яка складається безпосередньо з вимірювального обладнання і обладнання для обробки, зберігання та передачі отриманих даних. Зі збільшенням граничних температур, яке спостерігається останніми роками, усе більше вимог висувається до вимірювального обладнання, зокрема до його діапазонів вимірювання й експлуатації.

Для вимірювання температури і вологості зовнішнього середовища використовуються трансмітери. Ці прилади являють собою мікропроцесорні прилади з платиновим сенсором температури та ємнісним датчиком вологості і мають такі технічні характеристики:

Таблиця 2.1 - Технічні засоби вимірювання вологості та температури

Анемометр - це прилад для вимірювання швидкості потоків та напрямку руху повітря, газів та рідин. Це стосується як обмежених потоків, наприклад руху повітря в повітропроводах, так і необмежених потоків, наприклад атмосферного вітру. Анемометри мають перш за все метеорологічне призначення, адже зміни таких параметрів як швидкість та напрям вітру вказують на зміни погодних умов, попереджають про наближення грози, шторму, інших небезпечних природних явищ, що є дуже важливим для пілотів, моряків, інженерів, та і для всіх нас.

Принцип роботи анемометра полягає у виявленні зміни деякої фізичної властивості потоку, або у дії потоку на механічний пристрій, розміщений в потоці. При цьому анемометр може вимірювати повну величину швидкості, величину швидкості в площині та компоненту швидкості в певному напрямку. Крім того, сучасні анемометри в залежності від моделі можуть вимірювати напрям вітру, об’ємну витрату повітря, вологість, температуру, тиск. Таким чином, анемометри перетворюються на портативні метеостанції.

Типи анемометрів. В залежності від способу вимірювання та типу приймального пристрою анемометри поділяють на ряд типів:

обертальні (крильчаті, чашкові);

теплові;

вихрові;

динамометричні (з трубками Піто);

ультразвукові (акустичні);

оптичні (лазерні допплерівські).

Найбільш поширеними є обертальні анемометри, що відрізняються типом приймаючого пристрою (чашка чи крильчатка).

В чашкових анемометрах чутливим елементом є хрестовина з чотирма металевими чашками напівсферичної форми, що закріплені на осі. Якщо цей пристрій потрапляє в потік, то тиск повітря на внутрішню поверхню чашки перевищує тиск на її зовнішню поверхню, внаслідок чого виникає обертання лопаті. Вісь лопаті приєднана до вимірювального механізму, який підраховує кількість обертів за певний проміжок часу. Таким чином, чашкові анемометри проводять вимірювання швидкості потоку в площині, перпендикулярній до осі обертання чашок, миттєву, або усереднену в деякому проміжку часу. Чашкові анемометри в основному використовується в метеорології для вимірювань на відкритих ділянках, оскільки характеризуються певною стійкістю до турбулентних потоків. Діапазон вимірювання чашкових анемометрів складає від 1 до 50 м/с.

Рисунок 2.1 - Анемометр чашковий

Крильчаті анемометри (рисунок 2.1) використовують для вимірювання швидкостей потоків в трубах, вентиляційних шахтах і каналах, в системах кондиціювання, тобто у випадках, коли маємо справу з постійним напрямком руху потоку. Ці анемометри є більш чутливими і здатні вимірювати швидкості від 0,1 м/с. Приймаючий пристрій має вигляд крильчатки, яка приводиться в рух потоком газу. Крильчатка прикріплена до трубчастої осі, що в свою чергу приєднана до механізму підрахунку обертів за певний проміжок часу. В більш простих моделях крильчатка жорстко приєднана до вимірювального блоку.

Рисунок 2.2 - Анемометр крильчатий

Менш поширені, проте дуже високоточні теплові анемометри (рисунок 2.2). В основному, вони використовуються для вимірювання швидкостей повільних потоків, характеризуються низькою інерційністю, проте потребують постійного калібрування. Принцип роботи теплового анемометра полягає у вимірюванні температури пластини чи нитки розжарювання, на яку дме вітер. В залежності від швидкості вітру, необхідна різна енергія для того, щоб підтримувати температуру сталою. Тобто за температурою пластини можна визначити швидкість вітру.

Рисунок 2.3 - Анемометр тепловий

Вимірювання швидкості потоку повітря можна проводити також шляхом визначення тиску повітря всередині скляної Г-подібної трубки, закритої з одного кінця. Вона називається трубкою Піто, за ім’ям її винахідника. Швидкість руху повітря обчислюється шляхом порівняння надлишкового тиску повітря всередині трубки та зовні. Застосовується для визначення відносної швидкості і об'ємної витрати в газоходах і вентиляційних системах. Це так звані динамометричні анемометри.

Принцип роботи ультразвукового анемометра (рисунок 2.3) ґрунтується на вимірюванні швидкості звуку між передавачем та приймачем в залежності від швидкості вітру. Це високоточні сучасні анемометри, призначені також для вимірювань напрямку вітру. Розрізняють двомірні та тримірні ультразвукові анемометри. Двомірний анемометр може вимірювати швидкість і напрямок тільки горизонтальних потоків повітря. Тримірний анемометр здатний проводити вимірювання трьох компонент напрямку руху потоку. Крім того, ультразвуковий анемометр має можливість вимірювати ще й температуру повітря ультразвуковим методом.

Рисунок 2.4 - Анемометр ультразвуковий

Інженери Aerospace і фізики часто використовують лазерні доплерівські анемометри (рисунок 2.4). Цей тип анемометрів працює за принципом залежності частоти світла, відбитого чи розсіяного рухомим об’єктом (ефект Доплера), від швидкості цього об’єкта. Це метод безконтактного вимірювання швидкості потоку газоподібних, рідких і твердих середовищ, що містять світлорозсіюючі неоднорідності, тобто швидкість вимірюється без збурення потоку. Коло задач для цього методу дуже широке, від вимірювань повільних направлених рухів в капілярах і живих клітинах, до дистанційних вимірювань турбулентної швидкості потоків газу в надзвукових трубах та швидкості вітру в атмосфері. Величини швидкостей можуть мати значення від мкм/с до км/с. Лазерні анемометри допомагають розрахувати швидкість вітру навколо автомобілів, літаків і космічних апаратів. Такі дослідження дають можливість інженерам зробити транспортні засоби більш аеродинамічними.

Рисунок 2.5 - Анемометр лазерний

Таблиця 2.1 - Технічні засоби вимірювання напряму та швидкості руху вітру.

В автоматизованій системі моніторингу викидів автотранспорту, яка запропонована в дипломній роботі для визначення метеопараметрів використовуються дані Миколаївської гідрометеостанції, які автоматично подаються людині оператору і на сайт.

2.2 Аналіз технічних засобів вимірювання газових викидів

У численних сферах діяльності, на різних промислових хімічних та інших видах підприємствах нерідким є використання, а точніше застосування такого обладнання, як газоаналізатори.

Принцип роботи газоаналізатора. Принцип роботи газоаналізаторів так само не є однозначним і підрозділяється на три групи. Так газоаналізатори можуть бути заснованими на фізичних методах проведення аналізу, в яких додатково діють реакції хімічного типу.

Другим типом газоаналізаторів є тип, робота якого заснована на фізико-хімічних показниках, які можуть бути термічними, електричними, і використовувати у своїй роботі такі властивостями як хроматографію і фото-колориметрію. Дані типи використовуються для дослідження повітря, наприклад для виявлення небезпечних і горючих його домішок.

Третім типом газоаналізаторів є такі апарати, робота яких побудована виключно на фізичних властивостях. Такі аналізатори застосовуються для дослідження багатокомпонентності складу газів, і дають вичерпну інформацію про те, наскільки багато вуглекислого газу і якої щільності міститься в повітрі. На сьогоднішній день найбільш використовуваними в різних виробничих і дослідницьких сферах є установки такого типу як оптичні газоаналізатори і установки фізико-хімічного типу роботи.

Газоаналізатори можуть бути поділені на ручний тип і газоаналізатори автоматичного типу дії. Основним принципом роботи є абсорбція. У даному випадку спеціальні реагенти поглинають досліджувані гази і, провівши аналіз, найбільш доречний щодо ситуації, видають результат, по якому і визначаються всі аналітичні дані. Даний тип аналізу відбувається безупинно, щоб провести захоплення всіх частин газу і простежити за всіма його змінами протягом усього процесу роботи газоаналізатора і досліджуваного об'єкта.

Рисунок 2.6 - Газоаналізатор «Дозор»

Таблиця 2.2 - Технічні засоби вимірювання забруднення атмосферного повітря

.3 Технічні засоби вимірювання параметрів руху автотранспорту

Детектор руху автотранспорту або датчик являє собою технічний засіб, який реєструє проходить кількість автомобілів через перетин дороги. Крім цього детектор транспорту визначає різні параметри транспортних потоків. Ця інформація необхідна для роботи алгоритмів гнучкого регулювання автоматичної системи управління дорожнім рухом.

Кожен детектор транспорту складається з декількох вузлів:

чутливий елемент, який виробляє первинний сигнал під час проходження автомобілем даного перетину дороги;

підсилювально-перетворювальний блок, необхідний для обробки первинного сигналу;

вихідний елемент, який передає закодовану інформацію в інші пристрої автоматичної системи управління дорожнього руху, наприклад, контролери.

Всі датчики класифікуються за кількома параметрами: призначенням, спеціалізації, принципом роботи чутливого елемента.

За призначенням детектори транспорту поділяються на прохідні і датчики присутності. Прохідні датчики подають нормовані за тривалістю сигнали при появі автомобіля в зоні, контрольованій ним.

Параметри сигналу від часу перебування в цій зоні машини не залежать. Тобто даний пристрій здатний лише фіксувати факт появи транспортного засобу.

Це потрібно для забезпечення алгоритму знаходження розриву в потоці. З цієї причини дані пристрої знайшли найбільшого поширення.

Датчики присутності подають сигнал на протязі всього часу перебування транспортного засобу в зоні, яка контролюється детектором транспорту. Такі пристрої використовуються рідше, ніж вищеописані, в зв'язку з тим, що призначені вони в основному для визначення предзаторових або заторових станів потоку.

За принципом роботи чутливого елемента детектори транспорту бувають контактного типу, випромінювання і вимірювання параметрів електромагнітних систем. У свою чергу чутливі елементи контактного типу можуть бути електромеханічні, пневмоелектричні, п'єзоелектричні; випромінювання - фотоелектричні, радарні, ультразвукові, оптичні; вимірювання електромагнітних систем - феромагнітні, індуктивні.

Всі перераховані пристрої мають плюси і мінуси, і знаходять застосування в тій чи іншій ситуації, що визначається найбільшою доцільністю.

Таблиця 2.3 - Технічні засоби вимірювання руху автотранспорту.

Проаналізовано сучасні автоматизовані системи моніторингу викидів автотранспорту, технічні засоби, які використовуються для автоматичного вимірювання відповідних параметрів, а саме:

Анемометри;

Газоаналізатори;

Датчики інтенсивності руху автомобілів;

Порівняння технічних характеристик та вартості технічних засобів, результати яких наведено в таблицях 2.1, 2.2, 2.3 визначено в якості засобів в запропонованій системі моніторингу використовувати:

для визначення кількості викидів NO2, SO2, CO використовується газоаналізатор 603 ЕХ01М.

для визначення інтенсивності руху автотранспорту використовуються статистичні дані.

для визначення метеопараметрів, на сьогодні найбільш раціональним способом можна вважати - отримання інформації від міської гідрометеослужби.

3. Розробка структурної схеми та алгоритму функціонування автоматизованої системи моніторингу забруднення атмосфери викидами автотранспорту

.1 Структурна схема та алгоритм функціонування автоматизованої системи екологічного моніторингу викидів автотранспорту

Автоматизована система моніторингу забруднення атмосферного повітря включає наступні компоненти:

.Автоматичний пост контролю забруднення атмосфери в складі:

газоаналізатора;

блок живлення;

метеостанції;

комп'ютера;

засобів зв'язку;

. Віддалений Web-сервер;

Автоматичних постів може бути необмежена кількість. Для зв'язку з Web-сервером використовуються стандартні види підключення до мережі Інтернет (рисунок 3.1).

Основний вимірювальний прилад автоматизованої системи - газоаналізатор. Це важливий компонент, оскільки саме газоаналізатор визначає концентрації шкідливих речовин в атмосфері.

Основні вимоги, що пред'являються до газоаналізатора:

.Визначення низьких концентрацій забруднюючих речовин;

.Висока точність і мала погрішність вимірювань;

.Кількість визначуваних речовин - не менше 3 - 5;

.Можливість безперервної роботи в перебігу довгого часу;

.Надійність датчиків, що входять до складу газоаналізатора;

.Середній термін служби датчиків до наступної заміни - не менше 1 року;

.Малий часовий дрейф показань газоаналізатора;

.Компактність;

.Низьке енергоспоживання;

.Широкий діапазон атмосферних умов, в яких використовується газоаналізатор;

.У склад повинні входити елементи, що випускаються серійно;

.Невисока вартість газоаналізатора;

Рисунок 3.1 - Загальна структура автоматизованої системи моніторингу забруднення атмосферного повітря

В якості газоаналізатора був обраний автоматичний стаціонарний багатокомпонентний газоаналізатор 603 ЕХ01М призначений для безперервного моніторингу забруднення повітря уздовж автомагістралей і автомагістральних розв'язок міст токсичними компонентами відпрацьованих газів транспортних засобів.

Газоаналізатор автоматично перетворює масову концентрацію оксиду вуглецю і діоксиду азоту і сірки в вихідний сигнал і використовується в системах екологічного моніторингу автомагістралей міст.

Газоаналізатор може застосовуватися для контролю складу повітря робочих зон, на промислових майданчиках і по периметру об'єктів в складі систем техногенно-екологічного моніторингу підприємств різних галузей господарства.(рисунок 2).

Рисунок 3.2 - Газоаналізатор 603 ЕХ01М.

Таблиця 3.1 - Технічні характеристики 603 ЕХ013М

На рисунку 3.3 представлена структурна блок-схема електронної системи газоаналізатора.

Рисунок 3.3 - Структурна блок-схема електронної системи газоаналізатора

Схему електричну функціональну автотрасового газоаналізатора 603 ЕХ01М наведено на рис.3. Сенсорні модулі NO2, SО2, CO призначені для перетворення за допомогою первинних електрохімічних перетворювачів (ПЕП) масової концентрації вимірюваних газів в електричні сигнали, пропорційні виміряній концентрації, які надходять до МОПД (модуль обробки та передачі даних) газоаналізатора .

До складу кожного з трьох газових сенсорних модулів газоаналізатора входить відповідний ПЕП і плата обробки інформації. Сенсорні модулі забезпечують необхідні режими роботи ПЕП і обробку вихідних електричних сигналів.

Діапазони вимірювань автотрасового газоаналізатора такі: СО - (1,8 -110) мг/м3; NO2 - (0,6 -15) мг/м3; SO2 - (0,8 -20) мг/м3.

До складу МОПД газоаналізатора входять: мікроконтролер, аналого-цифровий перетворювач, комутатор вхідних сигналів, GSM-модем (Q2501B, виробництва фірми Wavecom, Франція), клавіатура, незалежна пам'ять, датчик температури і рідинно-кристалічний індикатор (РКІ) BC1602E3GPLCW (виробництва фірми Bolymin, Тайвань), на якому відображаються значення поточних вимірювань масової концентрації контрольованих газів в мг/м3, які оновлюються кожні 3 с, дата, час і температура навколишнього повітря.

Мікропроцесорний контролер МОПД газоаналізатора, побудований на мікросхемі MSP430F1 (виробництва фірми Тexas Іnstruments, США), забезпечує корегування результатів вимірювань за рахунок математичної компенсації впливів невимірюваних компонентів для кожного ПЕП і температури навколишнього повітря, що дозволило поліпшити метрологічні характеристики приладу.

Контролер МОПД газоаналізатора виконує тестування складових вузлів приладу після підключення живлення, запам'ятовує поточні значення концентрації вимірюваних газів з інтервалом 2 хвилини, усереднює їх за 20 хвилин, записує в незалежну пам'ять і формує текстові файли отриманих даних, які передаються по GSM зв'язку в режимі GPRS в інформаційно-аналітичний центр. Термін збереження усереднених значень складає 7 діб.

Кожну годину МОПД газоаналізатора автоматично включається для здійснення зв'язку з сервером споживача. Процес передачі даних можна спостерігати на рідинно-кристалічному індикаторі (РКІ) МОПД. З метою економії енергоємності акумуляторної батареї і виключення передачі випадкових даних в газоаналізаторі передбачено відключення МОПД на час зберігання, транспортування і виконання робіт з встановлення і підключення газоаналізатора.

Живлення газоаналізатора здійснюється стабілізованою напругою 6,0 В від акумуляторної батареї, яка підзаряджається від блоку зарядки. Блок зарядки складається з сонячного модуля і плати стабілізації і забезпечує безперервне заряджання акумуляторної батареї.

В якості сонячного модуля використовуємо сонячну батарею Luxeon PT-080.

Таблиця 3.2 - Технічні характеристики Luxeon PT-080

При температурі навколишнього середовища нижче мінус 10 0С автоматично включається підігрів SIM картки GSM-модему газоаналізатора.

У разі зниження напруги живлення МОПД газоаналізатора переходить в режим збереження енергії. У цьому режимі контролер МОПД відключає живлення GSM-модему, але вимірювання не припиняються і результати вимірювань заносяться в незалежну пам'ять.

Вузли газоаналізатора встановлені в герметичному корпусі з полікарбонату, який забезпечує ступінь захисту газоаналізатора ІР65. Датчик температури і ПЕП газоаналізатора встановлені на нижній стороні корпусу газоаналізатора в захисні кришки з отворами, через які контрольоване повітря одночасно поступає в кожен ПЕП газоаналізатора в безперервному дифузійному режимі.

Для захисту від несанкціонованого розкриття газоаналізатора на його корпусі встановлено герконовий перемикач, розімкнені контакти якого при розкритті приладу замикаються і на сервер споживача поступає сигнал про розкриття газоаналізатора

Автотрасові газоаналізатори встановлюють в безпосередній близькості від проїжджої частини автомагістралей на відстані 0,5-0,8 м від брівки і на висоті 1,3 - 1,5 м від рівня землі. При розміщенні газоаналізаторів необхідно враховувати особливості ландшафту, характерні метеорологічні чинники в контрольованій зоні автомагістралі (напрям і швидкість вітру, температуру і вологість повітря і та. інші).

Віддалений Web-сервер. Віддалений Web-сервер складається з двох компонентів:

. Апаратна підсистема;

. Програмне забезпечення верхнього рівня.

Апаратна підсистема є комп'ютером, який підключений до глобальної мережі Internet за допомогою модему або будь-якого іншого пристрою. Не має значення, де фізично знаходиться апаратна частина Web-сервера. Це може бути комп'ютер в університеті, а може бути сервер інтернет-провайдера в США. Головне, щоб до нього був доступ ззовні по мережі Internet.

Програмне забезпечення (ПЗ) верхнього рівня є складовою частиною програмного забезпечення автоматизованої системи моніторингу і його склад, структура і алгоритми визначаються завданнями і функціями системи обробки, зберігання і представлення інформації.

Роботу програмного забезпечення верхнього рівня забезпечують наступні програмні компоненти:

операційна система Microsoft Windows XP;

система управління реляційними базами даних MySQL;

сервер Apache;

мова програмування PHP;

програмний код автоматизованої системи.

Система управління реляційними базами даних MySQL забезпечує зберігання і представлення інформації по запитах мови SQL. Сервер Apache служить для забезпечення зв'язку між ЕОМ по протоколу HTTP і взаємодії з СУРБД MySQL і мовою програмування PHP. Загальна структура взаємодії елементів програмного забезпечення верхнього рівня наведена на рисунку 3.3.

Рисунок 3.3 - Загальна структура взаємодії елементів програмного забезпечення верхнього рівня

Програмний код реалізований на гіпертекстовій мові розмітки HTML і мові програмування PHP. Програмний код має модульну структуру, наведену на рисунку 3.4.

Запропонована структура організації ПЗ дозволяє забезпечити прийом, зберігання, обробку і представлення інформації в автоматичному режимі і організувати доступ користувачів до інформації по мережі Інтернет.

Рисунок 3.4 - Модульна структура ПЗ верхнього рівня

Програмне забезпечення системи верхнього рівня забезпечує обробку, зберігання і представлення інформації. Для здійснення цього завдання виділені основні функції ПЗ:

безперервна робота по прийому даних;

введення, перетворення, зберігання, відображення і обробка інформації, яка отримується як із засобів контролю, так і та, що зберігається в реляційній базі даних;

формування і видача довідкових даних;

видача на друк зведень і звітів;

виконання розрахункових і інформаційних завдань комплексу;

організація підтримки баз даних;

організація інформаційного обміну між комплексом і віддаленими користувачами через мережу Інтернет;

організація інтерфейсу з оператором комплексу;

забезпечення візуалізації інформації у вигляді графічних залежностей;

організація резервного копіювання баз даних;

захист інформації від несанкціонованого доступу.

Автотрасовий газоаналізатор, який є складовою частиною системи моніторингу стану повітря, впроваджується в м. Миколаїв поетапно.

3.2 Інформаційний ресурс автоматизованої системи контролю викидів автотранспорту

В дипломній роботі створено інформаційний ресурс (сайт) автоматичної системи екологічного моніторингу викидів автотранспорту, який дозволяє інформатизувати суспільство про стан оточуючого навколишнього середовища, що гарантується Законом України про охорону навколишнього природного середовища (Відомості Верховної Ради України (ВВР), 1991, № 41, ст.546) розділ II, екологічні права та обов'язки громадян, пункт "е" вільний доступ до інформації про стан навколишнього природного середовища (екологічна інформація) та вільне отримання, використання, поширення та зберігання такої інформації, за винятком обмежень, встановлених законом;

{Пункт "е" частини першої статті 9 в редакції Закону № 254-IV від 28.11.2002}

На рисунку 3.5 наведено головну сторінку та інтерфейс сайту.

Рисунок 3.5 - Головна сторінка інформаційного ресурсу

Проаналізовано інтенсивність руху автотранспорту м. Миколаєва та визначено найбільш оптимальні (з точки зору екологічної небезпеки) пункти спостереження, де рекомендується встановити автоматичні станції контролю:

Перша зона контролю знаходиться на просп. Центральний, 25(Центральний ринок).

Друга зона контролю знаходиться на вул. Садова, 10.

Третя зона контролю знаходиться на Богоявленському просп., 2 (район Автовокзалу).

На рисунку 3.6 наведено карту-схему м. Миколаєва з відповідними пунктами спостереження. Такий зовнішній вигляд має і сторінка сайту, яка дозволяє інформувати населення про пункти, де ведуться спостереження.

Рисунок 3.6 - Зони контролю автомобільних вихлопів м.Миколаїв

На рисунку 3.7 представлені в графічному вигляді результати вимірювань концентрацій СО, NO2 і SO2 в повітрі, які зберігаються в базі даних.

Рисунок 3.7 - Результати вимірювань концентрацій СО, NO2, SO2

Щодо рівнів забруднення повітря іншими забруднювачами, концентрації яких контролюються за допомогою автотрасового газоаналізатора, то вони достатньо незначні і складають: за діоксидом азоту - 0,8-0,9 ГДК, а за діоксином сірки - 0,4-0,5 ГДК.

Таким чином, в м. Миколаєві планується постійний автоматичний контроль стану повітря уздовж автомагістралей міста за допомогою комп'ютеризованого автотрасового газоаналізатора. Результати вимірювань і аналіз одержаної інформації використовуються відповідними підрозділами адміністрації міста для ухвалення управлінських рішень з розробки і впровадженню заходів щодо поліпшення екологічної ситуації в м.Миколаїв.

На рисунку 3.8 представлені в графічному вигляді інтенсивність та різновиди автомобілів.

Рисунок 3.8 - Інтенсивність руху автомобілів м.Миколаєві

Запропоновано загальну структуру автоматизованої системи моніторингу забруднення атмосферного повітря, структурна блок-схема електронної системи газоаналізатора, модульна структура програмного забезпечення верхнього рівня, що дозволяє впровадити таку систему на стаціонарних пунктах спостереження за атмосферним повітрям в будь якому місті України.

Для інформатизації населення про стан атмосферного повітря міста та візуалізації отриманих даних створено інформаційний ресурс “Моніторинг атмосферного повітря м. Миколаєва”

Загальні висновки

Аналіз наявних даних і існуючих систем збору, накопичення і обробки інформації про стан навколишнього природного середовища (НПС) м. Миколаєва дозволяє охарактеризувати системи екологічного моніторингу, що діють, як ті, які не відповідають сучасним вимогам.

У цьому плані, аналіз наявної інформації дозволяє зробити наступні висновки:

запропоновані сьогодні на ринку автоматизовані системи екологічного моніторингу виключно дорогі;

зарубіжні автоматизовані системи екологічного моніторингу мають достатньо розвинену апаратну частину і надто обмежене в можливостях базове програмне забезпечення. В разі придбання вказаних систем доведеться нести додаткові витрати по адаптації базового ПЗ і розробці сучасного аналітичного ПЗ;

прилади, які використовуються в більшості автоматизованих систем моніторингу, не проходили атестацію в Україні і не мають відповідного дозволу;

в більшості своїй при розробці даних систем не враховувалися норми нормативно-методичної документації, що діяла в Україні, в області екологічного моніторингу НПС;

впровадження зарубіжних систем вимагає разових крупних капітальних витрат з подальшим щорічним фінансуванням достатньо істотних експлуатаційних витрат на підтримку системи моніторингу, що навряд чи може бути прийнятне в сучасних економічних умовах.

Тому потрібне створення нової автоматизованої системи моніторингу забруднень атмосфери, відповідної для українського ринку, недорогої і надійної, здатної виконувати безперервний автоматичний контроль не менше 2 років.

Система моніторингу міста Миколаєва повинна забезпечити створення сприятливих умов для збереження здоров’я та добробуту населення міста. Система повинна задовольняти всі органи міської влади, а також засоби масової інформації, ділові кола та населення.

Задачі, які можливо вирішити при впровадженні автоматизованої системи моніторингу шкідливих викидів автотранспорту:

. Відстеження найзабрудненіших ділянок транспортних шляхів м. Миколаєва.

. Визначення фонових концентрацій забруднюючих речовин.

. Оперативне реагування при виникненні аварійних ситуацій з перевищенням фонових та допустимих концентрацій.

. Підвищення еколого-економічної ефективності природоохоронних заходів (зокрема програми по озелененню ділянок доріг).

. Керування рухом автотранспорту та зменшення інтенсивності в локальних місцях скупчення транспорту.

. Інформатизація населення щодо стану атмосферного повітря міста.

Список використаної літератури

1. Романченко І.С., Сбитнєв А.І. Створення системи керування станом навколишнього середовища у Збройних Силах України // Наука і оборона. - 2003, № 1. - С. 38-43.

. Экологическая безопасность транспортных потоков / А.Б. Дьяков, Ю.В. Игнатьев, Е.П. Коншин и др. - М.: Транспорт, 1989. - 128 с.

. Філіпов А.З., Промислова екологія - К.: Вища шк., 1995. - 128 с.

. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек - М.: Агенство Фаир, 1998. - 356 с.

. Геневська Я.В., Бойко О.Є., Капелюш Н.В. Забруднення викидами автомобільного транспорту повітряного басейну міста Запоріжжя // Питання біоіндикації та екології. - Запоріжжя: ЗНУ, 2009. - Вип. 14, № 2. - С. 248-253.

. Бевз О.В., Магопець С.О. Оцінка дії автотранспортних потоків на акустичне середовище міської території (на прикладі міста Кіровограда) // Техніка в сільськогосподарському виробництві, галузеве машинобудування, автоматизація, Вип. 26, 2013. - C.71-78.

. Крушельницька Я. В. К 84 Фізіологія і психологія праці: Підручник. - К.: КНЕУ, 2003. - 367 с.

. Правила безпеки при роботі з комп’ютером - Режим доступу: http://ebooktime.net/book_5_glava_93_6.7.6.1_B7.html

. Інтернет-портал «Труд» - Режим доступу: http://trud.gov.ua/control/uk/publish/article?art_id=470870;

. СанПіН 2.2. 1/2.1.1.567-96 «Санітарно-захисні зони і санітарна класифікація підприємств, споруд та інших об'єктів».

Додаток

Лістинг коду програми електронного інформаційного ресурсу

<!DOCTYPE html>

<!--[if lt IE 7]><html lang="ru">

<!--[if IE 7]><html lang="ru">

<!--[if IE 8]><html lang="ru">

<!--[if gt IE 8]><!-->

<html lang="ru">

<!--<![endif]-->

<head>

<meta charset="utf-8" />

<title>Моніторинг забруднення атмосферного повітря м.Миколаїв</title>

<meta name="description" content="" />

<meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge" />

<meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />

<link rel="stylesheet" href="css/fonts.css" />

<link rel="stylesheet" href="css/main.css" />

<link rel="stylesheet" href="css/media.css" />

<link href='https://fonts.googleapis.com/css?family=Indie+Flower' rel='stylesheet' type='text/css'>

<link rel="stylesheet" href="libs/fancybox/jquery.fancybox.css" />

<link rel="stylesheet" href="libs/owl-carousel/owl.carousel.css" />

<link rel="stylesheet" href="libs/countdown/jquery.countdown.css" />

<link rel="stylesheet" href="libs/font-awesome-4.2.0/css/font-awesome.min.css" />

</head>

<body onLoad = 'startTime()'>

<div>

<header class ="top">

<div id="toTop"><img src="images/totop.jpg" alt="alt"/></div>

<img src="images/logo.png" alt="alt"/>

<input placeholder="пошук..">

<h3>Оновленно 23/05/17 : <span id="time"></span></h3>

<p>Моніторинг забруднення атмосферного повітря м.Миколаїв</p>

<ul id="navbar">

<li>

<li><a href="observation_point.html">Пункти спостереження</a></li>

<li><a href="vehicular_traffic.html">Рух автотранспорту</a></li>

<li><a href="#">Контакти</a>

<ul>

<li><a href="#">Адрес</a></li>

<li><a href="#">Телефон</a></li>

<li><a href="#">Email</a></li>

</ul>

</li>

</ul>

</header>

<section class ="content">

<div class = "section1">

<h3>Миколаїв - місто в Україні, обласний центр Миколаївської області, центр

Жовтневого і Миколаївського районів. Миколаїв розташований в гирлі річки Інгул,

де вона впадає до Південного Бугу, за 65 кілометрів від Чорного моря.</h3>

<div>

<div>

<div>

<div>

<div>

<div>

<div>

<div>

<div>

<div>

</div>

</div>

<h2>Даний ресурс проводить моніторинг шкідливих викидів автотранспорту м.Миколаєва</h2>

<h1>Забруднення атмосферного повітря мовою цифр за 2017 рік </h1>

<h1>Головне управління статистики узагальнило інформацію щодо забруднення атмосферного

повітря по місту Миколаєву за січень-вересень 2017 р.

Загальний обсяг забруднюючих речовин та парникових газів, що надійшли у повітряний басейн міста

від стаціонарних джерел складав 4402,0 т,

що на 23% менше у порівнянні з відповідним періодом минулого року</h1>

<div id="columnchart_values"></div>

</div>

</section>

<footer class ="my_footer">

<div>

<a href="#" target="_blank"><i>

<a href="#" target="_blank"><i>

<a href="#" target="_blank"><i>

<a href="#" target="_blank"><i>

<a href="#" target="_blank"><i>

</div>

<p>2017 рік Миколаїв офіційний портал</p>

</footer>

</div>

<script language = 'javascript'>startTime() {date = new Date();hours = date.getHours();minutes = date.getMinutes();seconds = date.getSeconds();(hours < 10) hours = "0" + hours;(minutes < 10) minutes = "0" + minutes;(seconds < 10) seconds = "0" + seconds;.getElementById("time").innerHTML = hours + ":" + minutes + ":" + seconds;(startTime, 1000);

}

</script>

<script src="http://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/1.7.1/jquery.min.js"></script>

<script type="text/javascript">

$(function() {

$(window).scroll(function() {($(this).scrollTop() != 0) {

$('#toTop').fadeIn();

} else {

$('#toTop').fadeOut();

}

});

$('#toTop').click(function() {

$('body,html').animate({scrollTop:0},800);

});

});

</script>

<script type="text/javascript" src="https://www.gstatic.com/charts/loader.js"></script>

<script src="libs/jquery/jquery-1.11.1.min.js"></script>

<script src="libs/fancybox/jquery.fancybox.pack.js"></script>

<script src="libs/waypoints/waypoints-1.6.2.min.js"></script>

<script src="libs/owl-carousel/owl.carousel.min.js"></script>

<script src="libs/owl-carousel/owl.carousel.js"></script>

<script src="libs/countdown/jquery.plugin.js"></script>

<script src="libs/countdown/jquery.countdown.min.js"></script>

<script src="libs/countdown/jquery.countdown-ru.js"></script>

<script src="libs/landing-nav/navigation.js"></script>

<script src="js/common.js"></script>

<!-- Yandex.Metrika counter --><!-- /Yandex.Metrika counter

<!-- Google Analytics counter --><!-- /Google Analytics counter -->

</body>

</html>