автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизация оценки качества воздушной среды предприятий

1осковский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический инсгитуг имени Д. И. Менделеева

На правах рукописи УДК 504.3.064—66:658.012.011.50

СТЕКЛОГОРОВ ЕВГЕНИЙ БОРИСОВИЧ

ТОМАТИЗАЦИЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ ПРЕДПРИЯТИЙ И ГОРОДОВ

Специальность 05.13.07 — Автоматизация технологических процессор, и лроизподстг.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1986

ууА

р

Работа выполнена в отделегазометрли и средств управления качеством атмосферы Института технической теплофизики Академии наук Украинской ССР (г. Кие,в).

Научный руководитель: доктор технических наук, старший научный сотрудник А. В. Примак.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор В. Л. Перов; кандидат технических наук, доцент В. А. Глазунов.

Ведущее предприятие —-Специализированное опытно-конструкторское бюро «Нефтехимпромавто-м а тика», г. Казань.

Защита диссертации состоится "3&*

>

1986 г. на заседании Специализированного совета Д 053.34.08 Московского химико-технологического института им. Д. И. Менделеева по адресу: г. Москва,, А-47, Миусская пл., 9, в /^£3>ауд'.. в /*<?<9<9час.

С диссертацией можно ознакомиться в-библиотеке института.

Автореферат разослан ■ 1986 г.

Ученый секретарь Специализированного совета

Ю. А. КОМИССАРОВ

ОВДАЯ ХАРАЮЕРИСТИКА. РАБОТЫ

гуальнооть проблемы. В "Основных направлениях экономическо-циального развития СССР па 1985-1990 годы я на период до да" указано на необходимость поднятия экономики страны на ачественную ступень за счет "... всемерной интенсификации ения производства...". Побочным аффектом интенсификации детва при несовершенстве ряда существующих технологически! оз л аппаратов и медленном внедрении мало- и безотходной таи является увеличение шссы вредных выбросов (ВВ) в ат-■ прошлощадок и городов. В новой редакции Программы КПСС о: "В улучшении жизни народа все большее значение приобре-рмоничное взаимодействие человека и окружавшей среды... считает необходимым усилить контроль за состоянием окруяаа-ды..."

снт! из основных источников ВВ является химическая проыыз->ь, выбросы которой в большинстве своем - распределенное г шзованнш. Штешютеское моделирование подготавливает осел пересмотра задач управления объектами химической прошили с учетом состояния окрузаящей среды. По результатам коя-эазветвленной сети головных автоматизированных спотей наблэ-контроля и оценки соотояния окруааэщей среда (атмосферы) -а? в большой системе "общее тво-экономяка-цроазводство-эко-может быть установлено оптгадьное сочетание технико-зконо-зх н экологических показателей, обеспечивавднх рос? общест-> производства данного объекта при соответствующих ограюте-норцах предельно допустимых выбросов (ВДВ), вводимых в СССР вдого предприятия в соответствии с "Законом об охране атмо-со воздуха". Установление ВДВ является сложной практической 1, решение которой должно быть обеспечено методологически:, цшш модели, позволяющие провести адекватную ноличественнув загрязнения атмосферного воздуха. (ЗВ) на площади рассеяния ределить места расположения пунктов автоматического контро-вной ЗВ на этой шющади (пространственная модель соотейтст-оистеш) и частоту их опроса (врешнная модель), осущест-осговерный.прогноз будущих уровней ЗВ с заблаговреконностзва, очной , для осуществления оперативных атыосфероохранннх кзро-й (прогностическая модель).

оэдушная среда производственных покещеннй (ВСПП) лодверга-епрерывныа нарушениям токсического н тепловлокноезного ха-

рактера. В то же время создание комфортных условий труда зн тельно повитает его производительность - в химической цроык ности, например, до 30 %. Автоматизация контроля я управлен чеством ВСШ связана с необходимостью разработки моделей ад ной оценки объекта, пространственно-временной модели соотве ющей системы, позволяющей оптимизировать количество и часто роса периферийной сети датчиков.

Настоящая работа выполнялась в соответствии с целевой дековой программой ГКНТ СССР 0.85.04 "Разработать методы е ва автоматизированной обработки данных о загрязнении атыосф

Целью настоящей работы является разработка принципов, и средств автоматизации контроля и управления качеством во... среды производственных помещений, атмосферного воздуха прок док и городов, позволяющих обосновать требования к технпчес. (КТС) и математическому обеспеченно (МО) автоматизированных тем, повысить юс технико-экономическую эффективность п созд предпосылки для автоматизации их проектирования.

Для достижения поставленной цели в работе решены следу задачи, результаты которых выносятся на защиту:

- математическая п физическая шдедп теплового загрязнения на базе учета всех факторов теплообмана в систеие "человек цессе труда - внешняя среда";

- математическая и физическая модели суммарного токсичсског грязнения ВЛШ на базе учета опасных уровней концентраций, ни и вида воздействия комплекса токсических загрязнителей;

- структура и алгоритм систеда управления качеством ВСШ с ; ее комплексных показателей;

- модель суммарного ЗВ прошлощадок н городов на базе учета ней концентраций, классов опасности загрязнителей и взаиьхс физических и химических факторов загрязнения;

- принципы оптимизации пространственной и временной моделей троля и управления качеством атмосферного воздуха прошлоща городов;

- принципы опишизацип нроотравотвенно-врекешой модели кон 2 управления качеством ВСШ;

- рззульгазн скспершгнтаяьннх исследований статистических : тсргстпк шогокошонентвык временных рядов наблюдений за пр сол БВ в адышшстраитнснпромышлзнном центре;

- ипшряко-етатавгячзсЕзо ¡лодели оперативного прогноза уров:

иатизированных системах контроля а управления качеством эрвого воздуха прошшэдадок и городов.

вторы исследований. При выполнении диссертационной работы зованы элементы теории вероятностей и случайных процессов, погрешностей, математической статистики, экспериыенташю-гнчеокого моделирования. В процессе исследований проводн-ычисления на ЭВМ ЕС 1022, 1033. Программирование велось в языков Ассемблер и ПЛ/1 ДОС ЕС ЭНЛ.

аутаая новизна работы заключается в следующем вые в практике автоматизации контроля и управления качест-ШЗ и атмосферного воздуха промплощадок а городов с иополь-еы принципов системного подхода к анализу целей и задач ия соответствующих систем разработаны модели теплового и такого загрязнения ВСШ и суммарного ЗВ, адекватные объектам; вне формализован подход к осуществлению рационального выбо-ичества и иест установки периферийных датчиков параметров системе контроля и управления ее качеством; ктнвно исследованы основные статистики процессов изменения граций загрязнителей и ыетеопараметров в приземном слое ат-ного воздуха крупного промышленного города; аботаны (на базе компромиссного учета материальных затрат данне и эксплуатацию системы контроля и управления качест-мосферного воздуха промплоцадок з городов, ее инфорштивно-адеквагпости отображения объекта) модели выбора рапдональ-руктуры периферийной сети и: частоты ее опроса; роеяы эффективные эширшео-стйтпсгкчесюге вдели, обеспечн-оперативный прогноз уровней 23 в автоматизированных систе-нтроля и управления качеством атмосферного воздуха прогдио-и городов.

остоверность и обоснованность полученных результатов и сде-по нии выводов обеспечена тщательной отработкой натурных и ннх экспериментов, проведением экспериментальных псслэдова-реальных объектах, использованием ЭВ1 при обработке данных, е привлечением к участию в апробации предложенных моделей визированных организаций (Головного научно-методического Госкомгидромета - Главной геофизической обсерватории (ЕГО) .Воейкова, Головной организации Мшдрибора по созданию АГ - Специального опытно-конструкторского бюро "Нефтехим-тоштика", Института автоматики Минприбора, НИШ охраны

груда ВЦСПС, Головного научно-методического центра стран-члг СЭВ по проблеме "Гигиенические аспекты охрани окружающей сре Института общей и коммунальной гзггиеиы (ИОКГ) им.А.Н.Сдаина СССР.

Практическая ценность. Предложенные модели и алгоритмы дают эффекхиьносгь функционирования автоматизированных сисге контроля и управления качеством ШШ, атмосферного воздуха я площадок и городов. Применение их снижает трудоемкость, оокр затраты времени на проектирование соответствующих систем, до ет адекватность отображения реальных процессов в объекте.

Личный вклад автора состоит

- в разработке математических гаделей теплового и токсическо загрязнения ШПП, токсического загрязнения атмосферного возд вромилощадок и городов» в планировании, математической обр \й результатов экспериментов по проверке их адекватности;

- в опытно-промышленной проверке и внедрении устройства коми ной оценки теплового загрязнения ЕСПП;

- в разработке пространственно-временной модели система конг и управления качеством ВС1Ш;

- в разработке структуры и алгорпгш функционирования систем контроля п управления качеством ВСЯШ;

- в разработке пространственной и временной шделаЁ системы i троля и управления качеством атмосферного воздуха прошлощад< городов;

- в разработке комплекса змпирико-етатистическшс шделей one] ного прогнозирования уровней ЗВ, алгоритмов их реализации.

Реализация в про:.тшплвнносги результатов диссертации. 7с ство, изоморфное модели теплового загрязнения БСГШ прошло от промышленную проверку в горячем цехе завода "Ленинская кузнш внедрено в Московском ордена Ленина метрополитене ш.В.И.Яеш для контроля качества воздушной среды станций и тоннелей.

Эмпирико-статистическая модель оперативного ярогнозирова уровней ЗВ, модель определения рациональной частоты опроса пе ферийной сети автоматических станций контроля загрязнения ата ры (АСКЗА) и реализующие их комплексы прикладных программ при ГГО'яы. А. И. Воейкова Госкомгвдромета для использования в проце промышленной эксплуатации Головной системы АНКОС-АГ в г.Лешш дэ и при создании аналогичных систем в других городах СССР» I

жоыический эффект от внедрения модели прогноза составил !. руб.

гробация работы. Основпыз результаты работы доложены и об-i на более чем 20 Всесоюзных п Республиканских каучпо-тохнн-ковференцкях и семинарах, в том числе на 1,П,Ш,У Всесоюз-чно-технических конференциях по автоматизация контроля и 1ирования загрязнения атмосферы (1ГГТФ АН УССР, Киев, 1974, »80; Севастополь, 1985 гг.); Всесоюзном симпозиуме "Метео-.еские аспекта загрязнения атмосферы" (Москва, 1979 г.); ной научно-технической конференции "Проблемы разработки изированных систем наблюдения, контроля и оценки состояния щей среды" (Казань, 1979 г.); Региональном научио-техничес-инаре "Вопросы построения АСУ ТП и контроля окружающей сре-азе микропроцессоров, мнкро- и мпни-ЭШ" (Новочеркасск, ); Республиканских научно-технических конференциях по прн-вычислительной техники для охраны окруяаюцей среды и ра-аого использования природных ресурсов (Севастополь, IS8I,

Зликадии. По результата?»! исследований ао теме диссертация звано 42 научных труда, в тем числа 3 бропюры, Без соавто-5ликованн 14 статей и I брошзра.

>ем работы. Диссертационная работа состоит из введения, ib и заключения, изложенных на 157 страницах машнопивно-;а, включая 26 рисунков и 16 таблиц на 30 страницах. Сди-¡ратуры на 10 страницах включает 135 наименований. Пятна->шк®ений заншзвт 58 страниц.

СОДЕШНИВ РАБОТЫ

введении обоснована актуальность внбршшой теш, показа-и значение моделировании при проектировании акгомаажщро-пстем контроля ж управления качеством воздушной среди тай н городов» Сформулированы задача п цели исследований. зрвой главе по результатам обзора, классификация и анализа г моделей теплового загрязнения (ТЗ) ВСПП обоснована пред-ыгость, применительно к целя автоматизации контроля п уп-качеством воздушной среда, моделей, основанных на опрз-геплового баланса в систекэ "чвловэк - внешняя среда" о [дельных слагаема: тзтиюобкет. организма в процессе труда 5. Сформулировали требования в коделз» обеспечивающие воз-

ьюжность оценки уровней ТЗ ВСШ при различных сочетаниях з; микроклиматических параметров,для достижения теплового ком работающих о максимальной технико-экономической эффективно! Предложена модель и на ее основе отвечающий поставленным т; ниям комплексный показатель ТЗ БСШ (И1ТЗ), в котором учте: ставляющие теплообмена организма работников со средой и ст тяжести выполняемой ш работы:

*uiT-ti) -КпРс%зл «П.Г-® -

где QmT - метаболическое тепло, продуцируемое организмом ; ющих; Öt-oi!» Яизл- ^исп ~ соста1ШЕ1Щ1е теплообмена со сред; векцкей, излучением и потоиспареяиегл; t°, VB, S>B - темпер;, подвкшость и влалшость воздуха; /гк, Гисп - поверхно«

одездн работника, участвующие в теплообмене конвекцией, из. ей и испарением; £° т - средневзвешенная температура повср: тела работника; ?п т н - парциальное давление водяного пар; воздухе при данной ^и.т* ^пр ~ коэффициент пропускания : излучения через одезэду работника; С115 - коэффициент взаимо: ния одеады работника и окружающих поверхностей; 1- удельн; лота потоисдарения; ß- коэффициент массообмена.

Экспериментальные исследования по проверке предложен: дели ТЗ ВСПП, проведенные совместно с НИИ гигиены труда и : болеваккй Минздрава УССР, показали высокий уровень адеквап ее объекту контроля.

Разработано, изготовлено, прошю опытно-промдаяеннуп ; ку, внедрено в эксплуатацию для контроля теплового состоял: душной среды станций и тоннелей Московского метрополитена : Ленина электронное устройство, изоморфное предлоаенной мод( Устройство рекомендовано ШШ охраны труда ВДСПС (Ленннгра, применения в системах контроля и управления качеством НШП ыической, нефтехимической и других отраслях промышленности, Разработана структура и алгоритм функционирования с не управления качеством ВСШ по предложенному ШГГЗ (рис.1). П] лизацип этого алгоритма устанавливаются диапазоны изменени каздоыу из управляемых параметров ЕС1Ш ( VL» £2, SO: IL _

tfr iO / / , В В О D$W

П,Ш' ¿в¿nini d*,mar ¿в>да/л(влагосод0р.тлщ1е приточного : и соответствующие ш положения исполнительных механизмов, ( руемыо концевыми псроЕлзчателязли, Устанавливается приорите1

ш параметрами ВСПП по эхюношчности ( 1/в-*-£°-»~с/в), обес-зщш шкси/альную эффективность управления качеством ЕСПП.

| второй главе обоснована необходимости наличия модели юго токсического загрязнения БСПП (ЗВСШ) для адекватной состояния последней. Показано, что" модель Аверьянова А.Р., шая в СИ 245-71, не отвечает задача« автоматизации контро-равления качеством ВСШ, По результатам проведенного обзо-гализа известных моделей ЗВСПП сформулированы требования к инваемой модели: универсальность и безразмерность соотвег-:го комплексного показателя суммарного ЗВСШ (КПСЗ); одно-шй учет различной токсичности совместного комбинированного и оцениваемых загрязнители 11, времени нахождения работников м воздействием в течение рабочего дня (смены); возможность :ения (в пределах установленных санитарных норм - ЦДК) опас-л здоровья работающих уровня ЗБСШ даш в том случае, ко-центрации каждого аз оцениваемых загрязнителей не достпга-х предельно допустимых уровней; непрерывный характер ото-я процесса токсического загрязнения ВСШ,

Предложена модель суммарного ЗЗСПП н соответствующий ей КПСЗ, отвечающий поставленным тргбовавиям

КПСЗ--\?т . Н,2,...,к

( <-опц Jmln у

где к - общее количество обнаруженных J-нх невзаиыодействующ групп загрязнителей, действие которых, исходя из рекомендации СН 245-71, оценивается как независимое; с^ , ВДК,у, С0П;--~ т< щая, предельно допустимая и опасная концентрация ¿-го зйгряз! ля у~ой груши; rij- количество загрязнителей в /-ой группе;/! вксперииентальяо определяемый коэффициент, характеризующий ci цветное комбинированное действие загрязнителей j-ой грушш.

Экспериментальные есследования по проверке предложенной дела суммарного ЗВСПП, проведенные совглестно с НИИ общей к i:< кувальной гигиена и^.АЛ!.!&раеева Минздрава УССР, показали в; кий уровень адекватности ее объекту как в случае комплекса о] пических загрязнителей, основных для ВСИЛ Северодовецкого хш бината, так л для комплекса неорганических загрязнителей, oci ных для Еоздушой среды станций и тоннелей Московского метро! тена им,В.И.Ленина.

Разработаны электронное устройство, изоморфное предлоге! модели, а таккз алгоритм и структура системы управления качес БСШ с учетом теплового и токсического загрязнения»

Третья глава посвящена разработке модели суммарного токе ческого загрязнения атмосферного воздуха (ЗВ) прокпдощадок и родов. Принципы построения моделей суммарного ЗВСШП и сукмарг ЗВ различны: с одной стороны, замкнутость объемов ВСШ, с дрз - наличие физико-химических факторов окружающей среды, влиязэн на Ередное воздействие обнаруженных загрязнителей в случае ai сферного воздуха, обуславливают необходимость специальной ра; ботки модели суммарного ЗВ и соответствующего комплексного пс зателя (KGC3B).

Сфорлулированы требования, которым должен отвечать KIIC3I для соответствующих автоматизированных систем: использование сударствешшх стандартов допустимых уровней концентраций отде ных атмосферных загрязнителей (ВДК); включение необходимых ог сательных категорий для дафферёнциация степени опасности cyi® кого ЗВ; обеспечение объективного сравнения уровней суммарног различных объектов во времени и в пространстве; обеспечение с

•о сравнения еффективности атдасфероохранвнх мероприятий, [о результатам обзора известных моделей суммарного ЗВ, раз-дшнх отечественными и зарубежными исследователями, а такаа 1а результатов оценки с их погкицью уровней ЗВ ряда крупных »в США и СССР обоснована необходимость разработки специаль-дели суммарного ЗВ, поскольку известные модели не отвечает глированннм требованиям.

[реддоиенн модель суммарного ЗВ и соответствующий ей КПСЗВ, шпшй поставленным требованиям:

- количество s-нх оцениваемых невзаимодействующих групп' жителей; Н$- усредненная по количеству загрязнителей суьиа гасительных (по соответствующим ЩК) или (в случае превышали концентрациями своих ЦДК) кратное тей' превышения ими ВДК, приведенных по not,<огр аилам Пшигина М.А. к Ш классу юти внутри S-сй группы; степень усиления (ослабления) ¡тного комбинированного действия комплекса загрязнителей ■рушш, определяемая .гсак функция сочетанного действия на ату г физико-химических факторов окружающей среды я уровней -•генных концентраций загрязнителей C/s ; f}s - норштив факто-

дай одинаковую тнотонность функций .. Юновннш фактора?.® внешней среди, учет действия которых не-и в первув очередь, являются УФ-составлявдая солнечного нз-¡я, температура, влажность и запыленность воздуха, 'ровень ЗВ в соответствии с КПСЗВ оценивается как "допусти-КПСЗВ^1), "вызывающий опасение" (1<КИСЗВ^З), "опасный" [СЗВ^5), "чрезвычайно опасный" (КЛСЗВ>5). ¡кспериментальнне исследования предложенного КПСЗВ для гом~ основных атмосферных загрязнителей С502, СО, суммарные окис-'Та и фенол), проведенные совместно с ИОКГ им.А.Н.Сысина АШ показали высокий уровень адекватности его объекту контроля, [одель суммарного ЗВ, соответствующий КПСЗВ и реализуищее :ектронное устройство рекомендованы ИОКГ им.А.Н.Снсина АШ

(3)

i-S * 4s ~ IJfclcLft.XU"

равный I либо 2, обеспе-

СССР для использования в первых отечественных автоматизирова систешх контроля загрязнения атмосферного воздуха промплоща и городов.

В четвертой главе приводятся результаты разработки прос ственных и временных моделей автоматизированных систем контр управления качеством ВСПП и атмосферного воздуха промплощадо городов.

. Отмечается, что в настоящее время соответствующих ыодел для автоматизации контроля и управления качеством ВСПП практ ки не существует, в СН 245-71 содержатся только общие рекоые ции по организации контроля качества ВС1Ш. В работе предлоге графоаналитическая модель оптимизации пространственных и врс ных параметров контроля и управления качеством ВСПП для испо вания как на стадии проектирования лромыплешшх предприятий, и эксплуатации системы персоналом службы КИП предприятия.

По предлагаемой модели, исходя из плана производственно помещения и размещения в нем технологического и вентиляционн оборудования, определяются три категории "доверительных рабо зон", характерных пршштой доверительной вероятностно Р нахо ния в них работников при работающем оборудовании (I: Fj>0,5 П: 0,3=sРд^О,5; 1П: Рщ<0,3). Затем на базе учета'пространст ных характеристик загрязненных конвективных потоков определя координаты установки датчиков концентраций загрязнителей BCD местах пересечения этих потоков (а также ццркуляцпй) с довер тельными рабочими зонами. Применение предлагаемой модели поз ет также установить время нахождения работников под воздейст загрязнителей в течение рабочего дня (смены), что необходимо оцределенпя опасных концентраций CQn,.' используемых в ШСЗ (2

Эффективность функционирования автоглатизированных систе контроля и управления качеством атмосферного воздуха прошло док и городов - АНКОС-АГ (объективность оценки уровня ЗВ и и тификации источников выбросов, качество оперативного прогноз уровней ЗВ, эффективность атмосфероохранных мероприятий) пре пределяется рациональным выбором количества периферийных ста нарных автоматических станций контроля загрязнения атмосферы (АСКЗА) и передвижных рабочих трупп (ПЕТ), оптимальным выбор йест размещения первых и маршрутов вторых. Актуальность рац нального решения подобной задачи очевидна: АНКОС-АГ могут вк чать до 100 АСКЗА и 10 ПРГ при стоимости одной АСКЗА до 100 руб.

из известных пространственных моделей систем контроля и я качеством'окружающей среды, разработанных отечеотвен-рубеяными исследователями, показывает, что их применение Г неоправдано из-за игнорирования либо экономических фак-бо информативности периферийной сети системы. Оптимзль-ранственная модель АНКОС-АГ должна быть основана на ком-м учете материальных затрат на ее создание и эксплуата-инфорыатнвности систеин (1д) и предотвращенного ущерба нения атмосферы, понимаемого как разность мевду возмоя-ом (Увоэ) - при отсутствии АНКОС-АГ - и фактическим -ии АНКОС-АГ и реализации с ее помощью соответствующего оперативных и долговременных организационно-технических ий по снижение уровня 33 объекта.

рмативность АСКЗА, контролирующей один 1-ый загрязнитель женной на плоскости Х,У в поле действия N различных ис-вследствие взаимной независимости концентраций, созда-точниками выбросов, далио аппроксимировать выражением

^ = Т.1 ] . 14)

1 1=1 *1

вень 33 в точке размещения АСКЗА в общем случае состоит оставляющих: от мойных одиночных источников; от распре-неорганизованних источников; от автотранспорта. Поэтому лучае для одного и для А загрязнителей и

С ~ ^о + Л + 0а ; Эс = £ 0С . (5)

в регионе контроля АНКОС-АГ ютсет быть установлено мак-количество АСКЗА, равное т (задается директивны® орга-шшга.ш1ьн0 необходимое для адекватного контроля ЗВ ре-ичество АСКЗА, равное М, определится как количество а" с ненулевой информативностью (3^0) в сети, на кото-вается регион контроля АНКОС-АГ.' Величина стороны "квад-еделяется характером функциональной зоны региона контро-орой находится данный "квадрат". Целесообразным является ого варианта, при котором затраты на создание и эксплуа-ОС-АГ будут минимальны. 5 введения булевой переменной

I, если АСКЗА расположена в ¡.-ом "квадрате", "I (К\ .), если АСКЗА не расположена в с-ом "квадрате.

математическая модель примет ввд =т, .

ЪсЪ^Г,

У ВОз ,г£ ~У&03 1

I

—/п/л,

1 , «О ОСЯГ

решение модели тш^Зд-г^Эд , Блов-схеш. алгоритма реализагри модели (7) представлена на

Рис. 2

Риз. 3

Существующая при организации некоторых зарубежных сис контроля ЗВ тенденция к увеличению частоты опроса периферк сети (ЧОПС) с соответствующим увеличением площади зоны кон кавдого периферийного пункта неоцравдана методически и ш чески. Сбор, передача по каналам связи в переработка в ЭШ точной информации о ЗВ существенно ухудшает технико-гконоы кие показатели функционирования систем, тогда как неоправд уыеньиенае ЧОПС резко снижает адекватность отображения объ В результате обзора и анализа известных моделей выбора 40® больших системах установлено, что нх прманение в АНКОС-АГ 1

Предложена модель выбора рациональной ЧОЕС АСКЗА в на базе статистической обработки месячного массива дан-эдений за ЗВ с еяесуточпой коррекцией. Блок-схема алго-ализашш модели представлена на рис.3, тональная ЧОГО ври установленных доверительных границах

табличное значение квантиля нормального распределения; даеквадратнческое отклонение исходного массива; с -шаченже исходного массива; п. - искомое оптимальное' ко-заыеров; /V - количество замеров в исходном массиве) ;тся из условия

-^10 - о. (9)

1Я глава посзящена разработке моделей оперативного про-ашя уровней ЗВ в автоматизированных системах контроля и и качеством атмосферного воздуха, зультатя проведенных автором исследований процессов ЗВ х крупного современного города установлено, что корреля-вязи меэду процессами изменения отдельных их компонентов становятся незначительными за пределами времени, ссог-илл забдаговременностя оперативного прогноза - 1*4 час. ля оперативного прогнозирования уровней ЗВ в АНКОС-АГ ванн змиярико-статпстическле модели, боте приведены две версии разработанной эшпрпко-статис-эдаптквной модели оперативного прогнозирования уровней заимосвязашкл и по изолированным рядам данных наблюде-шоненташ процесса ЗВ.

реализации модели прогноза по взаимосвязанным рядам по-эовагаи исходной матрицы С (обновляемой после каадого ри АСКЗА) размерностью ПхН{П- количество контролируе-хентов процесса ЗВ; А/ - количество наблюдений в преди-1я каждых двух последовательных тгов строится модель звда

= ¿>-++...++.,,+ап4, СЮ)

осматриваемое как предтастанг значение концентрации ¡-го ¡ля пз последующем оаге опроса /ЖЗА; С^ - рассматривав-«диктор значение /-го компонента процесса ЗВ (метеопара-концентрации загрязнителя)на предыдущем пате."

Коэффициенты прогностического уравнения определяются тоду наименьших квадратов. Для повышения эффективности код осуществляется адаптация ее к изменениям характеристик объ путей уточнения коэффициентов прогностического уравнения н оценки ошибки каждого шага прогнозирования. Блок-схема алг реализации модели приведена на рис.4.

Адаптивная модель оперативного црогвозщювания уровне по изолированным рядам наблюдений за концентрациями атшсф загрязнителей основана на применении экспоненциального огл ния. Для скорейшего обнаружения неадекватности прогнозной реальному процессу ЗВ предложено использовать контрольный щей сигнал, параметры которого вычисляются по методу проб бок. Блок-схема алгоритма реализации: модели приведена на р

(начато) 1ЮРШРОВЯ1КВ читан щм| 1фомтовшйЁ кскшого мест! |цишм шшз|

|аниедше дюра пимам)

|чшив шиего жота по| ¡лсдзл »ип кнпснштаи зв|

шчииншв люмгтоа. шооюша жм и нишшшагс ттрвш прогноза_

|ПШ1Ь РЕ371ИАТ0£| |РШ>Ш ШКЕТА

ЮРРЕКНРОВИ 11АТЯЦН КОЭКШШГГОВ

«оветаэиш гкггессш_

[—Г

[оаовивзв иявдюго цссива!

(качало)

|юяировше массива Т

чтэже шршх и зичавй иимтрашщ зитазапши по асша » и т зтязшшт ЗГ

|аЯМШИ8 ИАЧАДИОГО ДРШИВНМ

- хШшттаи | ПО АСКЗА чип зашзмвдш!

|аиимв№ первого прогнозюго зцчвпи!

"-1 < г—

и отос.гклашй!

IПЕЧАТЬ ПЗМЬТАТОВ! 1РАБОМ ПАКЕТА У

пвив тигщего Э1ЛЧДБИ концентраций| мтазшддзир юза » и т аитаэшша!

|здисдш шшето пипюзюго зцчашц

Рис. 4

Рис, 5

В результате применения контрольного следящего сигнал экспоненциальное среднее прогнозного значения с^ имеет -1га5в1Шичаскоэ ожидание, что в прогнозируемый ряд с^, но щую даспврсю - 8Л2 ^

снн £

0,05^^40,1, (И)

шяется доказательством целесообразности введения контроль-

«дящего сигнала в модель прогноза,

¡нка доверительного интервала прогноза по данной «одели

< \ <Г 1/ гд«г?7

- статистический коэффициент Стьэдеита. )ультатн эксперимента подтвердили целесообразность прилепой модели прогнозирования уровней ЗВ в АНКОС-АГ.

ВЫВОДЫ

В результате расчегно-аиалитических а иатурннк пссдздова-)аботаны модели ж соответствующие им комплексные ноказате->вого и токсического загрязнения ВСПП, которнз, в отлгчиэ I известных, обеспечивают учет всех компонентов процесса гния объекта и ответных реакций организма работящих, что тает возможность автоматизации управления качеством ВГОШ ильной технико-экономической эффективности. Разработан-¡ли рекомендованы ШИИ охраны труда ЕЦСПС для применения в галрованных системах управления качеством ВСШ в 4вшгеео-яехимической и других отраслях промышленности. В результате расчетно-аналигическнх и натурных исслэдова-заботанн модель и соответствующий ей комплексный попаза-«марного токсического загрязнения атмосферного воздуха шок и городов, лрп помощи которых осуществляется учет зязи химических и физичеисих факторов загрязнения и сгопе-гасности, что позволяет, в отличие от ранее известных мо-щекватно оценивать уровень ЗВ, объективно сравнивать 5В различных объектов и оценивать эффективность атакзсфвро-: мероприятий. Разработанная модель рекомендована Головины гетодическзш центром стран-членов СЭВ по проблеме "Гигие-

25

< -+1 6-

I

е-«

Ь-х

с ®

шческие аспекты охраны окруадащей среды" - ИОКГ им.А.Н.Сы для использования в первых отечественных автоматизировании темах контроля качества атмосферного воздуха промплощадок дов.

3, Разработана графоаналитическая модель оптимизации рансгвенных и временных параметров автоматизации контроля ления качеством ВСПП в алгоритм ее реализации» Эта модель обеспечивает возмокность рационального выбора количества и размещения датчиков соответствующих систем и временных хар тик их функционирования как на стадии проектирования цредц так и в условиях его эксплуатации.

4. Разработана пространственная модель автоматизирова систем контроля и управления качеством атмосферного воздух, площадок и городов» обеспечивающая возможность выбора рацш ной структуры и мост расположения элементов периферийной с< базе компромиссного учета информативности системы, затрат з создание и эксплуатацию и величины предотвращенного с ее га ущерба от загрязнения атмосферы.

5» Разработана временная модель автоматизированных си< контроля и управления качеством атмосферного воздуха дромш и городов (ЖК0С-1Г) и алгоритм ее реализации, обеспечивав! возможность рационального выбора частоты опроса периферий» системы на базэ кошромиссного обеспечения достаточного утл адекватности отображения объекта и минимизации объема инфо] подлежащей сбору, передаче по каналам связи и переработке I Разработан пакет прикладных программ, реализующий предложе! модель, который принят 1Т0 иы.А.И.Боейкова для использован! промышленной эксплуатации Головной системы ШКОС-АГ в г.Ле! дэ и создании аналогичных систем в других городах страны,

6. Проведен статистический анализ репрезентативных шс понентннх временных рядов наблюдений за процессом ЗВ в круг кинистратсвно-цромшЕешом центре. По результатам анализа с зана целесообразность реализации в АНКОС-АГ эширико-статнс ких моделей оперативного (с заблаговрекевностьи 1-5-4 час) пр ЗВ. Разработаны комплекс адаптивных эылирико-статистических лей оперативного прогноза уровней ЗВ по взаимосвязанным и п дарованным радам наблюдений за компонентами процесса ЗВ и р зующнх их прикладных программ (КПП ПРАСТ), впервые позволяв осуществить прогноз уровней ЗВ' в автоматизированном режиме.

юшгческий эффект от внедрения КПП ПРАСТ в Головную систе-!—АГ в г.Ленинграде составил НО тыс. pytí.

:овное содержание диссертации изложено в работах:

рбакь А.Н.,Примак A.B..Стеклогоров Е.Б..Поляков В.Н. Кон-управленне произзодствешш шпсроклимагом по комплексному лю диске?,йорта, токсичности и взрывоопасности.- Проблемы и защита атмосферы от загрязнения, 1974,вш.1,с.14-25.

рбанъ А.Н.»Примак A.B..Стеклогоров Е.Б..Поляков В.Н. Се-KOG статно данных в системах телеметрического контроля ствениой атмосферы.-Химическая технология,1977,М,с.52-55.

еклогоров Е.Б. Оперативное прогнозирование уровней заг-воздушной среды пралилощадки с применением стандартной ней мощности.-В кн. :!Латер.Ш (1977 г.) научно-техн.конф. исслед. МТТФ АН УССР.-Й.:ШФ АН УССР,1978,с.67-71.

нгорьева К.В. .Примак A.B..Стеклогоров Е.Б..Присяжнюк В.Е. знтальное обоснование комплексной оценки суммарного заг-воздушноЯ среды.-Химпчеекая технология, 1977,М, с. 47-49.

эклогоров Е.Б. О новом способе организации нормирования SCHOß оценки сушашюго загрязнения атмосферного воздуха газированных системах.-В кн.:Состояние и перспективы раз-зтег.т и приборов анализа состава веществ./Гез.докл.Респ. зхн. копф. -К.: ВНИМАЛ Минприб opa, 19 78, с. 14-16.

мак A.B.»Стеклоторов Е.Б.,Травкин B.C.-Принципы построе-тадного пакета программ -прогнозирования уровней загрязне-зферного воздуха для матобеспечения АНКОС-АГ.-В те Опыт и внедрения автоматизированных систем обработки данных íldc испытаний сдож1ЫХ ооъектов./Тез.докл.Респ.нлучно-шнара.-К.:Ин-т кибернетики АН УССР,1978,с.80-82.

¡клогоров Е.Б. Графоаналитический метод оптимизации раз-Фтчиков автоматизированных систем контроля к управления i воздушной среды производственных помещений.-Безопасна в промышленности, 197Э,МО,с. 18-19.

мак A.B., Стеклогоров Е.Б. Современное состояние ыетодо-)го и технического обеспечения прогнозирования уровней ия атмосферы.-Промышленная теплотехника, 1980,JÖ/,с. 108-Iia

¡клоторов Е.Б. Организационно-технические вопросы автома-:ониторинга за состоянием воздушного бассейна города.-В . окру;;;, сроды пром.региона.-К.:Наук.думка, 1980,с.I57-I7I.

клогоров Е.Б. Основы построения АСУ качествам воздушной :Знание УССР,I960.-22 с;

клогоров Е.Б. Моделирование как метод решения задач ав-отнного мониторинга и управления состоянием атмосферы. -ВУЗов СССР,Электромеханика,I98I,jéII,c.I30I-I302.

мак A.B.»Стеклогоров Е.Б. Оптимизация параметров времен-отизации па низшем уровне автоматизированных систем кон-правлеиия качеством атмосферы.-В кн.:Автоматизация и ров хл.шческой протышлснности./Тез.докл.Всес.научн^копгр.-iLx'.í, 1V&3, C.I60-I6;