автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Автоматизированные системы обработки данных контроля природной среды

РГ6 ол

На правах рукописи

Растоскуев Виктор Васильевич

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ КОНТРОЛЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

05.11.13- Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Санкт-Петербург 1995 г.

Работа выполнена в Научно-исследовательском Центре экологической безопасности Российской академии наук (НИЦЭБ РАН).

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор РУСИНОВ Л. А., доктор технических наук, профессор ИВАНОВ Н. И., доктор технических наук УГОЛЕВ Д. А.

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им.Д.И.Менделеева (ВНИИМ), Санкт-Петербург.

Защита состоится "2.Н" октл£/?Я- 1995 г. в /5" час.

на заседании диссертационного совета Д 063.25.11 в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (университете) по адресу: 198013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Ваши отзывы на автореферат в двух экземплярах заверенных печатью просим направлять по адресу Совета института.

Автореферат разослан " 21 " сецгл(^л, 1995 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета кандидат технических наук, доцент

В.И.Халимон

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Во второй половине двадцатого века человечество осознало себя живущим в хрупком мире, который может быть до основания разрушен термоядерной войной или другой глобальной катастрофой, ресурсы которого исчерпаемы, а природа быстро деградирует. В общественном сознании произошла резкая перемена, приведшая в конечном итоге к тому, что сохранение окружающей среды стало общенациональной проблемой для развитых стран. Начали создаваться системы дистанционного и локального мониторинга, призванные пополнить знания о природной среде и о путях экологически безопасного развития. Однако сравнительно быстро выяснилось, что знания о самом процессе получения измерительной'информации для контроля природной среды недостаточны. Поэтому в последние годы проблемы физико-химических измерений компонентов окружающей среды привлекают неослабное внимание исследователей во всем мире.

Возникновение упомянутых проблем обусловлено тем, что сложный и чрезвычайно изменчивый состав природной среды требует для своего анализа адекватного по сложности комплекса измерений, включающего пробоотбор и пробоподготовку, анализ пробы физико-химическими, биохимическими и т.п. методами, обработку полученных данных, расшифровку состава пробы и использование полученных результатов в экоинформационных системах. Решение такого комплекса задач требует "интеллектуализации" измерений, т.е. разработку и использование программного обеспечения, имитирующего особенности человеческого мышления для всех стадий анализа - ог планирования эксперимента до интерпретации полученных результатов. Поэтому создание автоматизированных систем для обработки данных контроля природной среды рассматривается в настоящее время как приоритетная проблема, решение которой должно способствовать обеспечению экологически безопасного развития отдельных регионов и планеты в целом.

В диссертации обобщены результаты научно-исследовательских работ автора по созданию автоматизированных систем обработки данных контроля природной среды, выполненных с 1973 по 1995 год, в соответствии с тематическими планами института "Химаналиг", СЗПИ и НИЦЭБ РАН в рамках федеральных программ "Экология Ленинграда", "Невская губа" и других, а также международных грантов "Regional Monitoring of

St.Petersburg Region as Global Change Pilot Program" /Project R48, USA, 1993/ и "Observation and Modelling of Transport and Dilution of Radioactive Waste and Dissolved Pollutants in the Kara Sea" /INTAS-93-814/.

Цель работы заключалась в разработке теоретических основ и методологии построения автоматизированных систем, реализующих элементы теории искусственного интеллекта и предназначенных для обработки данных контроля природной среды в информационных системах экологической безопасности.

Задачи работы. Для достижения поставленной цели в работе необходимо было решить две группы задач:

а) разработать методологию обработки данных контроля атмосферных загрязнений, основанную на использовании математических моделей, описывающих процесс формирования измерительной информации и позволяющую разработать алгоритмическое обеспечение автоматизированных информационных систем;

- разработать процедуры предварительного анализа данных и методы, позволяющие Уценивать устойчивость алгоритмов обработки данных;

- проверить эффективность обоснованных методов на различных типах данных, получаемых при контроле природной среды с помощью локальных и дистанционных методов измерений;

б) разработать подходы к организации программного обеспечения, реализующие элементы теории искусственного интеллекта и пригодные для использования в информационных системах экологической безопасности;

- исследовать с помощью численного моделирования свойства различных статистических методов для оценки их эффективности при обработке результатов физико-химических измерений;

- разработать программное обеспечение, реализующее предложенные методы, для обработки данных контроля природной среды в информационных системах экологической безопасности.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- Разработана методология обработки данных контроля атмосферных загрязнений, основанная на выборе математических моделей по результатам исследований адекватности и устойчивости решений соответствующих обратных задач и позволяющая разработать алгоритмическое обеспечение автоматизированных систем обработки данных.

- Предложена базовая схема построения автоматизированной системы обработки данных, реализующая элементы теории искусственного интеллекта и отличающаяся тем, что математические модели и наборы данных играют роль фактов, а правила формируются на основе статистических процедур.

- Предложены методы исследования устойчивости решения обратных задач, основанные на оценивании в вычислительных экспериментах дисперсий, характеризующих разброс результатов обработай модельных данных.

- Разработан статистический алгоритм обработки данных одно-частотного лазерного зондированиия, позволяющий определять оптические характеристики неоднородной трассы без выполнения дополнительных измерений и калибровки лидара.

- Разработаны алгоритмы обработки данных при метрологической аттестации методик выполнения измерений -концентраций паров веществ, загрязняющих атмосферу, основанные на исследовании адекватности и устойчивости решения для семейства математических моделей, описывающих процесс измерения.

Практическая ценность работы. Работа нашла применение при разработке информационно-поисковой системы " ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ "; пакетов прикладных программ для обработки данных экспедиций по изучению водной системы " Ладожское озеро - река Нева - Невская губа "; результатов экспериментов по изучению работоспособности человека при действии экологическх факторов; информации, получаемой со спутников "Космос-1939", ГГОАА, а также для обработки данных других локальных и дистанционных приборов, предназначенных для контроля состояния природной среды. Результаты исследований использованы при создании первой версиии информационной системы экологической безопасности для региона Санкт-Петербурга.

Результаты работы внедрены при разработке государственного стандарта ГОСТ 12.1.014-84 и комплекса отраслевых стандартов ОСТ 6-16-2367-79, ОСТ 6-16-2446-80 и других. Разработанное программное обеспечение используется во ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, в Инженерном центре экологических работ мэрии Санкт-Петербурга, в НИЦЭБ РАН и других организациях.

Апробация работы. Результаты работы апробированы на международных и отечественных конференциях, совещаниях и симпозиумах, в том числе: III Всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы. г.Томск, сентябрь 1974 г.; V Всесоюз-

ный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы. г.Томск, 1978 г.; XI совещание "ИНТАБ-85", Москва, 1985 г.; III Всесоюзное совещание по распространению лазерного излучения. г.Обнинск, 1985 г.; IX Всесоюзный симпозиум по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. г.Туапсе, 1986 г.; Методы и средства контроля загрязнений атмосферы и промышленных выбросов и их применение, Ленинград, 27-29 октября 1986 г.; VIII Всесоюзная конференция "Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение", Москва, 8-11 декабря 1986 г.; Третье международное совещание по метрологическим аспектам хрома-тографических измерений. Грузия, г.Сигнахи, 11-18 ноября 1990 г.; Научно-практическая конференция "Методы и технически средства контроля источников загрязнения и снижения выбросов в атмосферу". г.Симферополь, 2-6 сентября 1991; Вторая Петербургская международная конференция "Научные и технологические парки", г.Санкт-Петербург, 2-3 ноября 1991 г.; Международная конференция "Теория и практика комплексных экологических экспертиз", Санкт-Петербург, 31 мая-2 июня 1993 г.,; III Санкт-Петербургская международная конференция

"РЕГИОНАЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА-94", г.Санкт-Петербург, 10-13 мая 1994; Международная конференция "Аэрокосмические методы геологических и экологических исследований" С.Петербург, 30 мая - 4 июня 1994 г.; II Межгосударственная науч-нопрактическая конференция "Методы исследования, паспортизации и переработки отходов" г.Пенза, 7-8 июня 1994 г.; Международная научно-практическая конференция "Проблемы охраны окружающей среды в государствах Содружества" С.- Петербург, 1 - 2 марта 1995 г.

По материалам диссертации опубликовано 65 работ. Всего в списке публикаций 135 работ, в том числе 10 авторских свидетельств.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы из 220 наименований и четырех приложений. Общий объем диссертации 522 с. распределяется на 245 с. основного текста, 29 с. для рисунков, 23 с. для списка литературы, 222 с. приложений.

В первой главе диссертации рассмотрены особенности данных, характеризующих состояние окружающей среды, а также проблемы, возникающие при обработке этих данных. Продемонстрировано необыкновенное разнообразие данных и показано,

что сложный н чрезвычайно изменчивый состав природной среды требует для своего анализа адекватного по сложности комплекса измерений. Современные персональные компьютеры позволяют реализовать такой комплекс измерений и в приемлемые сроки обработать одни и те же данные разными способами. Однако далеко не для всех случаев сформулированы критерии, которые позволяют выбрать алгоритм, наиболее эффективный для обработки конкретного тина данных. Специалисты по обработке данных в таких случаях часто полагаются на интуицию и многие этапы обработки остаются плохо формализованными. В работе показано, что решением вопроса является разработка экспертных систем, в которых, в зависимости от свойств введенных данных, автоматически выбирается наиболее эффективный алгоритм их обработки. Отмечено, что такие системы требуют формализации-всех этапов обработки, начиная с предварительного (разведочного) анализа данных и до заключительных критериев, позволяющих оценить оптимальность проведенной обработки.

Сформулированы некоторые предпосылки создания систем искусственного интеллекта для обработки данных, заключающиеся:

- в высокоэффективной и доступной вычислительной технике;

- в развитом программном обеспечении, ориентированном на обработку информации и включающем системы для разработки прикладного программного обеспечения, системы управления базами данных (СУБД) и т.п.;

- в существующих методах прикладной математики, теоретической метрологии и хемометрики.

В работе отмечено, что на современном уровне развития информатики перспективы создания систем искусственного интеллекта для обработки данных при контроле загрязнения окружающей среды вполне благоприятны. Более сложными представляются методические и метрологические проблемы, связанные с воспроизведением размера единицы концентрации загрязняющих веществ. В связи с этим, проведен анализ используемых процедур воспроизведения размера единицы концентрации паров веществ, загрязняющих атмосферу. Показана необходимость создания комплексных методов обработки данных для метрологического обеспечения приборов и методов контроля природной среды.

В работе рассмотрены ограничения математических методов, используемых при обработке данных, а также методические и метрологические особенности процесса получения информации о природной среде, определяющие, в конечном итоге, свойства об-

рабатываемых данных. Отмечена необходимость введения меры эффективности алгоритма обработки данных и в качестве такой меры предложено использовать устойчивость решения некорректной задачи относительно малых возмущений входных данных.

По результатам проведенного анализа сделан вывод о том, что первая группа задач при создании автоматизированных систем, предназначенных для обработки данных контроля природной среды, состоит в обосновании методологии обработай данных, пригодной для реализации, в экспертных системах. Вторая группа задач связана с организацией программного обеспечения, реализующего элементы теории искусственного интеллекта, и пригодного для использования в информационных системах экологической безопасности. Результаты, полученные при решении упомянутых выше задач, изложены в следующих главах.

Во второй главе на примере задач контроля загрязнений атмосферы с помощью лазерных локаторов изложены результаты исследований по созданию методологии обработки данных, пригодной для реализации в экспертных системах.

Предложен критерий, который сводит вопрос об устойчивости решения некорректной обратной задачи к исследованию составляющих погрешности. Отталкиваясь от формального совпадения понятия "устойчивость решения обратных задач к малым изменениям исходных данных" и понятия "погрешность", определяемого как отклонение измеренного значения физической величины от истинного значения, в работе рекомендовано использовать оценки дисперсий в качестве количественной меры устойчивости решения обратной задачи при обработке данных локального и дистанционного мониторинга^ При этом в качестве меры в пространстве исходных данных и предложено выбрать дисперсию А,, т.е. принять:

р„=А О)

|-+ л

где расстояние, определенное в метрическом простран-

-> -»

стве исходных данных (Ц), ит,ги - соответственно истинное и наблюдаемое значения вектора исходных данных.

Величина Ви определяется соотношением:

1 " " 11=1

п-1

где п - число элементов т в выборке исходных данных. Поскольку решение некорректной задачи тоже величина случайная, то пространству решений Z можно приписать такую же метрику:

Тогда проверка устойчивости решения обратной задачи сводится к исследованию зависимости Вг = /(/)«), то есть к анализу точностных характеристик полученного решения. Разработаны сравнительно простые процедуры оценки устойчивости выбранного'.алгоритма к малым изменениям в исходных данных, основанные на сравнении дисперсий £)г и £>«. Эти процедуры были использованы в ходе исследований, направленных на создание алгоритмов обработки данных одночастотного лазерного зондирования атмосферных аэрозолей.

В работе описаны особенности контроля природной среды с помощью лазерных локаторов и экспериментальные результаты, обработка которых потребовала нетрадиционных подходов.

С использованием предложенных процедур исследована устойчивость двух алгоритмов обработки данных лазерного зондирования - метода аналитического решения и метода последовательных слоев. Показано, что невыполнение гипотезы о постоянстве хшдарного отношения приводит к появлению систематических погрешностей и, как следствие, к неустойчивости метода аналитического решения. Для метода последовательных слоев также характерна неустойчивость решения, возникающая при накоплении отклонений, обусловленных несимметричностью влияния экспоненты в лидарном уравнении на определяемые значения коэффициента экстинкции. Предложена модификация метода последовательных слоев, в значительной степени устраняющая эти недостатки.

Результаты исследования устойчивости алгоритмов обработки данных лазерного зондирования послужили основой для разработки статистического алгоритма определения оптических характеристик неоднородной трассы зондированиия. На первом этапе этого алгоритма производится локализация неоднородных участков трассы путем проверки статистической гипотезы о го-

(3)

ризонтальной однородности, то есть гипотезы об адекватности модели с постоянными коэффициетами экстинкции и обратного рассеяния. На выделенных однородных участках с помощью линеаризации определяются параметры фонового аэрозоля, используемые в дальнейшем в качестве опорных для исследования локальной неоднородности. Характеристики локальной неоднородности определяются модифицированным методом последовательных слоев. Исследована устойчивость разработанного алгоритма и показано, что предложенный метод достаточно устойчив ко всем составляющим погрешности, ответственным за малые изменения исходных данных.

Таким образом показана эффективность предложенной методологии обработки данных контроля атмосферных загрязнений с помощью лазерных локаторов, основанной на выборе математических моделей, описывающих всю трассу зондирования или ее отдельные участки, по результатам исследований адекватности моделей и на последующей оценке устойчивости решений соответствующих обратных задач.

Рассмотрен вопрос о возможности перенесения предложенной для аэрозольных лазерных локаторов методологии обработки данных на другие задачи контроля природной среды. Показана перспективность их использования для метрологического обеспечения СКР лидаров - оптических локаторов, основанных на принципах спектроскопии комбинационного рассеяния. Кроме того, разработанные подходы, критерии и процедуры были использованы при метрологической аттестации методик выполнения измерений концентраций паров веществ, загрязняющих атмосферу.

В третьей главе обобщены результаты исследований, направленных на применение предложенной методологии обработки данных при метрологической аттестации методик выполнения физико-химических (аналитических) измерений концентраций веществ, загрязняющих атмосферу. Основываясь на опыте обработки данных лидарных измерений и на результатах анализа составляющих погрешности методик физико-химических измерений, предложено рассматривать метрологическую аттестацию как исследование статистическими методами математических моделей, описывающих процесс измерения. Предложен алгоритм для оценки составляющих погрешности при метрологической аттестации методик выполнения измерений неприоритетных компонентов-загрязнителей атмосферы. Показано, что наибольшие методиче-

скне сложности возникают при оценке систематической составляющей погрешности определения градуировочной зависимости. Это обусловлено тем, что именно па этой стадии воспроизводится размер единицы концентрации неприоритетных компонентов-загрязнителей атмосферы.

В работе рекомендовано на первом этапе определения гра-дуировочной зависимости проанализировать априорную информацию об измерительной задаче и использовать ее, во-первых, для планирования эксперимента и, во-вторых, для обоснования __ критериев, позволяющих определить, решена ли с требуемой точностью поставленная измерительная задача. На следующем этапе предложено полученные экспериментальные данные обрабатывать применительно к выбранной модели и с помощью обоснованных критериев оценивать ее пригодность. Выбор модели рекомендовано осуществлять по результатам проверки гипотезы о виде связи (адекватности) и по результатам исследования устойчивости решения соответствующей обратной задачи. Если выбранная модель позволяет решать поставленную измерительную задачу, она используется для контроля загрязнений, если не позволяет, выбор новой модели и, при необходимости, планирование нового эксперимента осуществляются заново.

Применительно к предложенной схеме проведения метрологической аттестации проведены исследования, связанные с вопросами:

- планирования регрессионных экспериментов, обеспечивающих минимизацию систематических составляющих погрешности;

- разработки процедур для оценки устойчивости алгоритмов обработки к нарушению априорных предположений;

- разработки методики оценки составляющих погрешности, обусловленных процедурой градуировки.

При планировании регрессионных экспериментов использовались следующие соображения. Значения систематических составляющих погрешности, обусловленных нарушением гипотезы о виде связи (смещение оценок), в линейном регрессионном анализе при прочих равных условиях будут зависеть от числа серий измерений к, используемых при нахождении градуировочной зависимости. Следовательно, должно существовать число серий, обеспечивающее минимальное смещение оценок. Для нахождения этого числа серий предполагалось, что в случаях, когда гипотеза о виде связи подтверждается ( например, при проверке ее с помощью критерия Фишера ), при разложении функции в рад Тейлора

можно пренебречь членами более высокими, чем квадратичные. Тогда зависимость между сигналом / и концентрацией С будет монотонной без введения дополнительных ограничений для коэффициентов разложения, и можно считать, что закон связи описывается уравнением:

Зт = сгъп-С) (4)

где Зг - действительное значение аналитического сигнала; С,- -значение концентрации в /'-ой серии; ЬТ2 - постоянный коэффициент.

Одновременно было принято, что градуировочные зависимости типа

\ (5)

и

1 = Ь0+Ь,-С (6)

определяются в интервале концентраций (С;, С2) при фиксированном числе серий к и равномерном разбиении диапазона концентраций:

= + (7)

где С, - значение концентрации для ./-ой серии; у - номер серии

О-I -к).

При аппроксимации зависимости (4) уравнением (6) систематические погрешности 0 являются функцией концентрации:

Для непосредственного исследования эффектов, возникающих из-за невыполнения гипотезы о виде связи, случайная составляющая погрешности считалась равной нушо. При этом условии для определения коэффициентов Ь0 и Ьь обеспечивающих наилучшую аппроксимацию при фиксированном числе серий /с, т.е. минимизацию систематической погрешности, использовалась следующая система уравнений:

, Щм

^¿(^-¿п-с^о-А-ф2 (9>

Щ у=1

При решении этой системы относительно Ьа,Ь\к подстановке полученных значений в уравнение (8) была рассчитана зависимость максимальных по абсолютной величине значений систематических погрешностей от числа серий наблюдений для Ьп = 0.007, С] = 0.24 и С2 = 1. Результаты расчетов зависимости систематических погрешностей 0 от числа серий к приведены на рис.1.

Рис.1. Зависимость систематической погрешности от числа серий.

Кривые 1 и 2 на рис. 1 получены при аппроксимации зависимости (4) уравнением (б). Кривая 2 отражает зависимость максимальных положительных значений от числа серий, а кривая 1 - зависимость максимальных по абсолютной величине отрицательных значений систематических погрешностей. При этом минимальные по абсолютной величине систематические погрешности обеспечиваются при пяти сериях наблюдений (в точке пересечения

кривых 1 и 2). Кривые 3 и 4 на рис. 1 получены при аппроксимации зависимости (4) уравнением (5). Точка. пересечения этих кривых показывает, что минимальное по абсолютной величине значение систематических погрешностей в данном случае достигается приблизительно при трех сериях наблюдений (при условии равномерного разбиения диапазона измерений).

Таким образом, в работе сделан вывод, что минимальные систематические погрешности, обусловленные нарушением предположения о виде связи, обеспечиваются при построении градуи-ровочной зависимости по результатам обработки трех - пяти серий параллельных наблюдений. Также показано что, если при анализе пробы предполагается использовать 3 параллельных наблюдения, то при построении градуировочной зависимости следует использовать 17...20 параллельных наблюдений в серии. В этом случае допустимо пренебречь всеми систематическими составляющими погрешности, кроме погрешности приготовления раствора. Соответствующий план эксперимента был рекомендован в ОСТ 6-16-2446-80.

Для оценки устойчивости алгоритмов обработки к нарушению априорного предположения о виде связи разработан модифицированный критерий минимальной значимой разности. Канонический вариант этой процедуры (Дж. Себер, 1980) предполагает, что после отклонения гипотезы о виде связи с помощью критерия Фишера, экспериментальные данные проверяются по критерию Стьюдента на принадлежность доверительной зоне регрессии. Нами было предложено модифицировать критерий минимальной значимой разности и проверять принадлежность точек линии регрессии доверительной зоне результата измерения в каждой серии. Основное достоинство предложенной процедуры по сравнению с каноническим вариантом состоит в том, что при переходе от линейных моделей к нелинейным можно использовать одни и те же оценки доверительных интервалов. При этом существенно снижается трудоемкость обработки, так как не надо каждый раз заново рассчитывать доверительную зону регрессии.

Важный вопрос, на который необходимо иметь ответ для обоснования корректности результатов, получаемых с помощью предлагаемой процедуры, состоит в том, как соотносятся мощности критериев Фишера и минимальной значимой разности. Этот вопрос исследовался для большого числа массивов экспериментальных и модельных данных. Один из примеров сравнения мощности этих критериев приведен на рис.2.

На этом рисунке по оси абсцисс отложена вероятность не подтверждения гипотезы о виде связи по критерию Фишера, а по оси ординат соответствующая вероятность не подтверждения этой гипотезы по критерию минимальной значимой разности. Значения этих вероятностей были получены следующим образом.

Рис.2. Сравнение мощности критериев Фишера и минимальной значимой разности.

Для уравнения / = С - 0С2, аналогичного (4), в котором коэффициент © имитирует систематические погрешности, увеличиваясь от 0 до 0.05 с шагом 0.004, с помощью генератора псевдослучайных чисел формировались модельные массивы, состоящие га 5 серий по 10 параллельных наблюдений с постоянным значением среднего квадратического отклонения. Эти массивы обрабатывались применительно к гипотезе 1—Ъ\ С Аюдель (5)1. Гипотеза отвергалась по критерию Фишера на уровне значимости 0.99. По критерию минимальной значимости гипотеза отвергалась, если хотя бы для одной серии точки, принадлежащие линии регрессии не попадали в доверительную зону результата измерения. Вероят-

ности, обозначенные на рис.2 кружками, определялись стандартным образом, как частное от деления числа случаев, когда гипотеза была отвергнута к общему числу попыток ( в этом опыте их было 50 ). Доверительные интервалы для биномиального распределения показаны на рис.2 отрезками вертикальных и горизонтальных линий.

Из рисунка видно, что при малом числе отказов критерий минимальной значимой разности обеспечивает более жесткую проверку гипотезы о виде связи, чем критерий Фишера. Этот вывод подтверждается и на других массивах данных - если гипотеза о виде связи не отвергается критерием минимальной значимой разности, то практически наверняка она не будет отвергнута критерием Фишера. Указанные особенности модифицированного критерия минимальной значимой разности делают этот критерий достаточно удобным инструментом при определении градуиро-вочной зависимости.

В работе обоснованы алгоритмы для оценки составляющих погрешности как для линейных градуировочных зависимостей, так и для нелинейных.

Рассмотрение особенностей обработки данных при нелинейных градуировочных зависимостях проведено на примере методик измерения концентрации фосфороорганических соединений (пестицидов и т.п.), основанных на оценке степени угнетения ферментов типа холинэстераз (ХЭ). Эти исследования проводились по предложению профессора В.Й.Розенгарта (ИЭФ РАН). В ходе исследований было показано, что составляющие погрешности для нелинейной градуировочной зависимости, адекватной экспериментальным данным, имеют приемлемые значения (10-15%), но при этом составляющие погрешности оценок параметров нелинейной модели (кинетических констант) достигают сотен процентов.

Кинетические константы оценивались с помощью алгоритма, разработанного на основе метода Нелдера-Мида, отталкиваясь от кинетической схемы необратимого ингибирования ферментов и решения соответствующей системы дифференциальных уравнений. Исследование устойчивости решения обратной задачи определения кинетических констант показало, что устойчивое решение может быть получено только для одной кинетической константы. Проведенный анализ причин неустойчивости решения для остальных кинетических констант привел к выводу, что в данном случае реализуется довольно распространенный в ферментативной кинетике случай, когда экспериментальные данные

оказываются вырожденными и не содержат информации, необходимой для определения сразу всех трех констант. Был также исследован вопрос о том, возможно ли достаточно точное определение только двух констант - диссоциации и фосфорилирования, минуя промежуточные оценки элементарных кинетических констант. Проведенные исследования позволили проверить обоснованные методы исследования устойчивости решения обратных задач при обработке данных.

Научные основы метрологического обеспечения газоаналитических измерений были заложены в работах сотрудников ВНЙИМ им. Д.И.Менделеева, однако в конце 70-х, начале 80-х. годов оставались нерешенными многие методические и метрологические вопросы. Исследования, результаты которых изложены во второй и в третьей главах настоящей работы, проводились в этот период времени применительно к конкретным прикладным! задачам, начиная от воспроизведения единицы концентрации при метрологической аттестации методик выполнения измерений и установок высшей точности и закапчивая метрологическим обеспечением средств измерения в условиях эксплуатации. По результатам этих исследований был создан государственный стандарт ГОСТ 12.1.014-84 и комплекс отраслевых стандартов и стандартов предприятия, которые использовались при разработке и испытаниях средств измеренш концентраций различных паров и газов. Опыт, накопленный в ходе этих работ, в том числе и по использованию программного обеспечения, послужил основой для создания различных пакетов прикладных программ, ориентированных . на обработку данных контроля природной среды.

В четвертой главе описано несколько пакетов прикладных программ, в которых реализованы научные результаты по обоснованию методологии обработай данных контроля атмосферных загрязнений. При создании этих и аналогичных пакетов отрабатывались многие вопросы, важные для проектирования автоматизированных систем обработки данных контроля природной среды.

Программное обеспечение для обработки данных образцового средства измерения (ОСИ) "УЛЬТРАФИОЛЕТ" представляло собой первую реализацию в пакете прикладных программ методов обработки данных, предложенных автором для проведения метрологической аттестации. Пакет написан на языке программирования ТигЬоВАБГС и ориентирован на решение простой конкретной задачи, соответственно программные модули имеют

очень простую структуру и минимальные возможности. Тем не менее, этих возможностей достаточно для решения поставленной задачи - определения параметров градуировочной зависимости и последующей обработки результатов измерений для ОСИ "УЛЬТРАФИОЛЕТ". Основное внимание при создании этого пакета уделялось вопросам пользовательского интерфейса и способам передачи информации между программными модулями.

Эти же вопросы, хотя и в ином контексте, были центральными для первых реализаций информационной системы " ГАЗОАНАЛИТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ ", созданной для института метрологии им Д.И.Менделеева /ВНИИМ/ в системе управления базами данных dBASE III plus. Информационная система ориентирована на хранение, обновление и извлечение данных по метрологическому обеспечению газоаналитических измерений. На примере этой системы в работе рассмотрена специфика информационного обеспечения аналитических измерений и, исходя из этого, сформирована структура взаимодействия программных модулей, которая в дальнейшем послужила основой при создании экспертных систем.

Разработано два пакета прикладных программ для анализа данных космического зондирования. Материалы космических съемок очень важны в задачах контроля окружающей среды. Обзорность космических изображений, их интеграционные особенности дают возможность лучше оценить взаимосвязи между различными проявлениями хозяйственной деятельности, а также последствия этой деятельности. Главная проблема практического использования космической информации заключается в автоматизации процесса обработки и интерпретации данных.

С помощью алгоритма, аналогичного тому, который был обоснован для определения оптических характеристик неоднородной трассы при лазерном зондировании атмосферы, определялись области водной поверхности с аномальными значениями альбедо при обработке данных сканера МСУ-Э спутника "Космос-1939". Этот алгоритм был реализован в пакете прикладных программ для обработки спутниковой информации и использовался при изучении водной системы "Ладожское озеро - река Нева - Финский залив". Пример визуализации спутниковой информации для Невской Губы приведен на рис 3.

На этом рисунке отображены результаты решения задачи по выявлению зон с аномальными значениями альбедо, которые, как предполагалось в 1990-1991 гг. могли быть обусловлены увеличением загрязнения Невской Губы вследствие строительства дамбы.

Г>эдащш: ¡^¡0-28 § 29 - 32 § 33 - 36 ¡337-40 Ц-П-« Ц46-255

Рис.3. Обработанный космический снимок южной части Невской Губы. 1 - облачность, 2 - область с аномальными значениями альбедо водной поверхности.

Аналогичный пакет прикладных программ разработан для определения температуры водной поверхности по данным прибора АУНКЯ спутника 1\!ОАА. При создании пакета отрабатывались методы идентификации природных объектов - важнейшей задачи при обработке спутниковых данных. Показано, что для решения этой задачи может использоваться предложенная в работе методология обработки данных. При этом идентификация природных объектов основывается на выделении участков снимка, для которых определяемые по результатам обработки величины (альбедо, яркостная температура и т.п.) имеют постоянные значения с учетом фоновых вариаций сигнала. В работе реализована оригинальная схема идентификации участков водной поверхности, свободных от облачности, которая препятствует определению температуры водной поверхности.

В процессе создания пакетов прикладных программ для обработки данных космического зондирования были решены многие другие проблемы, важные при построении информационных

систем экологической безопасности - манипулирование с большими (несколько мегабайт) объемами информации, включение спутниковых данных в геоинформационные системы, геопривязка спутниковых изображений, геометрическая коррекция и т.п.

Опыт эксплуатации разработанных пакетов позволил сформулировать требования к программному обеспечению следующего поколения - автоматизированным системам обработки данных. Показано, что информационные системы обработки данных целесообразно создавать на основе технологии искусственного интеллекта по типу РКОЬОО-систем с легко обновлямыми наборами фактов (данных) и правил и с четко сформулированными целями обработки данных.

В пятой главе проведено обобщение накопленного опыта обработки данных различного типа. Новые возможности вычислительной техники позволили значительно шире взглянуть на анализ информации о состоянии окружающей среды. Так, в рамках разрабатываемой информационной системы экологической безопасности, предложено обрабатывать не только измерительную информацию, но и сведения из других источников - географических карт, официальной статистики и т.п. Поскольку конечная цель анализа данных состоит в оценке воздействия на окружающую среду, то в информационной системе экологической безопасности необходимо проведение комплексной обработай информации и сопоставление между собой сведений, полученных из разных источников. При этом отмечено, что измерительная информация остается основным источником сведений, включаемых в базы данных информационной системы экологической безопасности.

В первом разделе главы описана структура и программная реализация экспертной системы для обработки данных физико-химических измерений. Предполагается, что данные получают в ходе эксперимента с "контролируемой переменной" при наличии параллельных наблюдений. Экспертная система реализована в виде пакета прикладных программ и изначально ориентирована на решение трех задач обработки данных, типичных для физико-химических измерений:

- определение параметров градуировочной зависимости (математической модели), в том случае, когда математическая модель, характеризующая связь между концентрацией вещества в пробе и аналитическим сигналом, известна;

- обработка результатов анализа неизвестной пробы с использованием установленной градуировочной зависимости;

- подбор математической модели, наилучшим образом аппроксимирующей экспериментальные данные из определенного семейства стандартных моделей, если изначально математическая модель неизвестна.

Блок-схема пакета прикладных программ 'МЭТАТ', версия 3.1, обеспечивающего функционирование экспертной системы для обработки данных физико-химических измерений показана на рис.4.

ВЫПОЛНЯЕМЫЕ МОДУЛИ

Рис.4. Блок-схема пакета прикладных программ 'МБТАТ'.

Пакет прикладных программ состоит из трех выполняемых модулей:

- MS3.COM осуществляет управление работой пакета;

- MS3-DBF.EXE обеспечивает поддержку пользовательского интерфейса и работу с базами данных;

- MS3-PR0C.EXE производит обработку данных и вывод результатов: графиков, текстовой информации и т.п.

Программы MS3.COM и MS3-PR0C.EXE написаны на языке программирования С, а программа MS3-DBF.EXE - на СНррег'с.

Пользовательский интерфейс, поддерживаемый программой MS3-DBF.EXE, определяется двухуровневой системой меню.

Меню первого уровня, с которым пользователь имеет дело на ранних стадиях формирования информационной системы, реали-

зует универсальные функции - его работа не зависит от структуры баз данных, не предполагает использование индексных файлов, фильтров и т.п. Программа, поддерживающая меню первого уровня, позволяет создавать новые базы данных, модифицировать поля существующих баз данных, стирать отдельные записи в базах данных, поля базы и всю базу целиком. При этом за счет того, что в меню первого уровня предусмотрен лишь минимальный набор функций для работы с базами данных, удается сохранить простой пользовательский интерфейс. В то же время предусмотренный в этой версии набор функций достаточен для того, чтобы пользователь мог немедленно приступить к формированию информационной части системы - отрабатывать состав и структуру баз данных и заполнять их информацией.

Меню второго уровня поддерживает разнообразные операции по обработке данных и отображению их на экране дисплея в виде графиков, таблиц и т.п., а также по поиску информации в базах данных, подготовке отчетов и т.п. Реализация программы, поддерживающая меню второго уровня, обычно собирается из готовых модулей в тот период разработки информационной системы, когда структура баз данных уже стабилизировалась, и разрабатывается применительно к каждой отдельной базе данных. При этом, в зависимости от особенностей информационной системы, для одних баз может быть использован полный набор функций, а для других оставлен минимальный.

Меню первого и второго уровней определяют пользовательский интерфейс, который легко осваивается даже начинающим пользователем. Описание окон меню и кнопок (размеры, положение на экране и т.п.), а также названия позиций меню хранятся во внешних базах данных и поэтому вид меню легко можно изменить в соответствии с требованиями пользователя.

Во внешнем текстовом файле М83_М80.0ВБ хранится также справочная информация для пользователя, которая может быть выведена на экран при нажатии на клавишу "Р1 -Помощь", предоставляя пользователю возможность сориентироваться в возникающих при работе пакета ситуациях. Как правило, такая необходимость возникает только при возникновении нештатной ситуации, обусловленной свойствами обрабатываемых данных. В стандартном режиме данные обрабатываются автоматически, и от пользователя не требуется какого-либо вмешательства в процесс обработки.

Файлы А5СП (*.ВАТ, *.Ш"5 ) используются для передачи управления и данных между отдельными выполняемыми модуля-

ми. Данные хранятся в архивных файлах на гибких магнитных дисках, а их описания в базах данных 1Ш_?????.ОВР. В соответствии с информацией в базах 1Ш_?????.ОВР архивные файлы копируются на жесткий диск, после чего могут быть отредактированы или обработаны по желанию пользователя с помощью программы MS3_PROC.EXE.

Отличительная особенность экспертной системы состоит в том, что в ней и математические модели, и наборы экспериментальных данных играют роль фактов, а правила устанавливаются с помощью статистических методов. В ходе предварительного анализа экспериментальные данные проверяются с помощью статистических критериев на принадлежность к конкретному типу, определяемому набором априорных предположений. Для каждого типа данных и новой задачи обработки, создается банк математических моделей, при этом любая математическая модель на первом этапе рассматривается только как гипотеза, которая с одной стороны не должна противоречить накопленной системе знаний, а с другой должна выдерживать проверку практикой. Отдельные математические модели объединяются в семейства, в которых более простые, с меньшим числом параметров, модели являются вырожденным случаем более сложных моделей. Анализ семейства моделей всегда начинается с самых простых моделей-гипотез и только в том случае, если они отвергаются, происходит переход к анализу более сложных моделей.

С использованием предложенной схемы построения автоматизированных систем обработки данных создана экспертная система для обработки результатов динамических измерений, проводимых с целью оценки работоспособности человека при действии экологическх факторов в лаборатории профессора Ю.Я.Кислякова (НИЦЭБ РАН). При разработке этой системы были решены следующие задачи:

- сформировано семейство математических моделей, описывающих динамику дыхания и сердечной деятельности человека, которое состоит из пяти моделей, от простой однопараметриче-ской до сложных четырехпараметрических (биэкспоненциальных);

- предложен алгоритм обработки результатов динамических измерений, ориентированный не только на оценку параметров математической модели, но и на выбор зависимости, наилучшим образом описывающей экспериментальные данные;

- исследована устойчивость решения соответствующих обратных задач к нарушению априорных предположений и показано, что наименьшая погрешность в оценках констант достигается при использовании двухпараметрической экспоненциальной модели;

- предложены критерии выбора модели и проведены исследования их мощности;

- сформулированы правила передачи управления между программными модулями, обеспечивающие автоматическую обработку данных.

В третьем разделе пятой главы описана первая версия информационной системы экологической безопасности, представляющая собой комплекс специализированных пакетов прикладных программ для персональных компьютеров типа РС АТ. Эта система предназначена для решения следующих основных задач:

- обработка и накопление в базах данных результатов локального и дистанционного мониторинга и выявление параметров окружающей среды наиболее чувствительных к антропогенным

воздействиям;

- накопление информации по временным трендам параметров окружающей среды с целью экологического прогнозирования;

- математическое моделирование процессов, происходящих в окружающей среде и оценка параметров моделей на основе решения обратных задач по результатам мониторинга;

- подготовка электронных карт, отражающих состояние окружающей среды;

- обмен информацией о состоянии окружающей среды (импорт и экспорт данных) с географическими информационными системами (ГИС), разрабатываемыми в других регионах России или в других странах;

- анализ экологической информации и проведение комплексных оценок антропогенного воздействия на окружающую среду;

- подготовка интегрированной информации о состоянии окружающей среды, прогнозов вероятных последствий хозяйственной деятельности и рекомендаций по экологически устойчивому развитию региона для систем поддержки принятия решения.

Структурная схема первой версии информационной системы экологической безопасности представлена на рис.5.

Система имеет три уровня. Верхний уровень составляют программные модули для поддержки принятия решений, средний -

программное обеспечение, позволяющее провести системный анализ информации о состоянии окружающей среды, а нижний - модули обработки данных локального и дистанционного мониторинга. Попытка реализации такой схемы в рамках одной базы данных и одного пакета прикладных программ в настоящее время скорее всего обречена на неудачу. Поэтому информационная система (рис.5) реализуется в виде комплекса связанных между собой пакетов программ.

Рис.5. Структурная схема информационной системы экологической безопасности.

На нижнем уровне системы при обработке первичной информации о состоянии окружающей среды используются описанные выше экспертные системы и аналогичные пакеты программ для обработки данных, имеющие очень простой пользовательский интерфейс и сравнительно ограниченные возможности. Эти пакеты позволяют вводить и обрабатывать первичную информацию с использованием алгоритмов, разработанных специально для конкретной предметной области.

На среднем уровне системы (рис.5) используются стандартные пакеты, такие как ГИС ГОИ-Ш, позволяющие проводить системный анализ разноформатной информации - картографической и атрибутивной, графической и символьной (числовой) и обеспечивающие широкие возможности для представления результатов этого анализа.

На верхнем уровне снова используются пакеты с простым пользовательским интерфейсом, разрабатываемые для представления результатов системного анализа экологической информации в форме, удобной для поддержки принятия решений. Это определяет ряд новых требований, которые'учтены в процессе построения пакетов. Для обеспечения поддержки принятия решений необходим еще один этап работы с информацией, позволяющий соотнести получаемые результаты со шкалой "хорошо - плохо" или, когда речь заходит о сегодняшней ситуации в нашей стране, скорее со шкалой "плохо - очень плохо". Такое соотнесение прямо или косвенно основывается на результатах мониторинга и имеет ряд специфических моментов, как научно-методических, при свертывании громадных объемов первичной информации, так и психологических, при представлении полученных результатов лицам принимающим решения.

Методической основой при создании программных модулей поддержки принятия решений информационной системы экологической безопасности стала методология "оценки воздействия на окружающую среду"(ОВОС), направленная на выявление и прогнозирование ожидаемого влияния на среду обитания, на здоровье людей со стороны различных мероприятий и проектов, а также на последующую интерпретацию и передачу полученной информации. В рамках информационной системы экологической безопасности фис.5) разработаны программные модули, реализующие два метода ОВОС, предложенные В.К.Донченко. Пример вывода информации, полученной с помощью метода экоинфор-мационных модулей представлен на рис.5, на котором отображены данные Н.И.Гольцовой (БиНИИ СПбГУ) о содержании серы в хвое сосны на территории Ленинградской области в феврале -марте 1993 г.

Разбиение информационной системы экологической безопасности на отдельные пакеты позволяет достаточно гибко реализовать "конвейер" обработки информации, когда результаты, получаемые на выходе одного пакета служат входными данными для другого. Основным критерием отбора сведений для введения их в информационную систему экологической безопасности является

их потенциал при выявлении противоречий между человеком и природой и полезность для поддержки принятия решений. При этом первичная информация (протоколы измерений) должны сохраняться в базах данных нижнего уровня даже в том случае, если эти сведения на данном этапе оказываются не востребованными.

Рис.б.Пример вывода информации в информационной системе экологической безопасности.

Информационная система экологической безопасности спроектирована так, что позволяет обширную информацию, получаемую на выходе экспертных систем, специализированных на обработке данных о состоянии отдельных компонентов окружающей среды, представлять в очень небольших по объему файлах. Это дает возможность ввести в систему поддержки принятия решений для управления экологически устойчивым развитием региона сконцентрированную информацию о различных компонентах окружающей среды, размещая их на одном персональном компьютере и отображая на экране дисплея в виде, удобном для восприятия.

ВЫВОДЫ

Основным результатом работы является решение крупной научно-технической проблемы создания автоматизированных систем обработки данных контроля природной среды, основанных на элементах теории искусственного интеллекта и предназначенных для использования в информационных системах экологической безопасности, что позволило разработать первую версию такой системы для региона Санкт-Петербурга.

1. Разработана методология обработки данных, основанная на выборе математических моделей, описывающих процесс формирования измерительной информации, по результатам исследований адекватности и устойчивости решений соответствующих обратных задач, что обеспечило возможность создания алгоритмического обеспечения автоматизированных систем обработки данных;

2. На основе предложенной методологии разработан статистический алгоритм обработки данных одночасготного лазерного зондирования, позволяющий определять оптические характеристики неоднородной трассы при контроле аэрозольных загрязнений атмосферы без выполнения дополнительных измерений и калибровки лидара.

3. Созданы алгоритмы обработки результатов физико-химических измерений, которые легли в основу государственного стандарта ГОСТ 12.1.014-84, комплекса отраслевых стандартов и стандартов предприятия, регламентирующих, совместно с другими нормативными документами, порядок метрологического обеспечения при контроле загрязнений атмосферы.

4. Разработаны алгоритмы, ориентированные на различные типы данных, что позволило создать пакеты прикладных программ для персональных, компьютеров типа IBM PC, автоматизирующие обработку данных прибора МСУ-Э спутника "Космос-1939"., прибора AVHRR спутника NOAA и других средств контроля природной среды.

5. Разработана базовая схема построения основанных на теории искусственного интеллекта автоматизированных систем обработки данных, что позволило создать экспертную систему, предназначенную для обработки данных физико-химических измерений для экспериментов с "контролируемой переменной" и параллельными наблюдениями.

6. Предложенная: схема построения автоматизированных систем была распространена на случай динамических измерений, что

позволило создать автоматизированную систему обработки дан- ных о работоспособности человека при действии экологических факторов.

7. На основе предложенной схемы интеграции отдельных пакетов прикладных программ в географическую информационную систему и разработанного программного обеспечения создана первая версия информационной системы экологической безопасности для региона Санкт-Петербурга.

Основные результаты диссертации опубликованы в следую. щих работах: '

1. Ивлев U.C., Анодин М. Т., Растоскуев В.В. Лвдарные измерения. // Атмосферный аэрозоль и его влияние на перенос излучения.

- Под ред. чл.корр. АН СССР К.Я.Кондратьева. - Л.: Гидроме-; теоиздат, 1978.- с.59-60

2. Горелик Д. О., Конопелъко Л.А., Растоскуев В.В. Методические основы контроля концентрации веприоритетных компонентов -загрязнителей атмосферы. И Мониторинг загрязнения атмосферы и источников выбросов. Аэроаналитические измерения.- М: Изд-во стандартов, 1992,- Гл.4.- С. 250-288.

3. Растоскуев В.В. Экспертная система для обработки данных контроля загрязнений атмосферы. - (В печати). - 301 с

4. Ivlev L.S., Anodin M.T., Mochovikov A.S., Rastoskuev V.V., Yanchtenko E.L. Polarization effects in laser sounding of atmospheric aerosol of different nature. // Radiation in atmocphere.-Len.Univ.Press., 1976. - P.80-87.

5. Ивлев JI.C., Коровицкий С.Л., Растоскуев B.B., Смирнова H.M. К вопросу об определении параметров распределения Юнге по. данным лазерного зондирования.// Проблемы физики атмосфе- ■ ры, N17, 1982, с.95-98.

6. Иванов Е.К., Конопелъко Л.А., Колбенков В.А., Растоскуев В.В. Особенности метрологического обеспечения СКР-лидаров для контроля загрязнений атмосферы.//Измерительная техника,-1985.- N5,- С.56-57.

.7. Потапов А.И., Макаров О.Н., Растоскуев В.В., Шалина Е.В., Якимайнен М.В. Структура информационной системы "Состояние окружающей среды" // Технические системы экологической безопасности. - Л.: ЛДНТП, 1990 г. - С.51 -56. 8. Конопелъко Л.А., Растоскуев В.В., Хованский O.A. Информационная система "Газоанаштшческие измерения". // Измерительная техника.-1992. - N 8. - С. 67-69

9. Растоскуев В.В., Шалила Е.В., Холодкевич C.B. Пакет прикладных программ для обработки спутниковой информации на персональных компьютерах. //Води, ресурсы. - 1993. -Т.20. - No.5. -С.650-653

ЮДонченко В.К., Воронцов H.A., Растоскуев В.В. Программное обеспечение интегральной оценки техногенного воздействия на окружающую среду. //Ж.Эколог.химии. - 1993. -N.2. - С. 151-156

11 .Донченко В.К., Растоскуев В.В., Романюк Л.П. Разработка информационной системы экологической безопасности. // Мониторинг. Безопасность жизнедеятельности. - 1995. -N2. - С. 17-20

12.Конопелько Л.А., Растоскуев В.В. Экспертная система для обработки данных газоаналитических измерений. II Приборы и системы управления. -1995. - N7. - С.30-35

13.Растоскуев В.В., Васильева Н.И. Конопелько Л.А., Меденикова Н.Е., Разработка системы контроля гидридов мышьяка и фосфора в воздухе рабочей зоны - Отчет института Химаналит, 1984.- с. 7-233.

\ А.Бобылев Л.П., Растоскуев В.В., Короткевич O.E. Разработка региональной геоинформациокной системы экологического назначения (для С.Петербургского района). - Отчет по НИР. -1993,- 78с.

15.KondratyevK.Ya., Donchenko V.K., Rastoskuev V.V. Geographical Information System for the St.Petersburg Region. // Regional Monitoring of St.Petersburg Region as Global Change Pilot Program.- Project R48. - Final Report. -1994. - P.78-89.

16.Донченко В.К., Растоскуев B.B. Разработка информационной системы экологической безопасности. // Разработка принципов и методов оценки экологического состояния окружающей среды Ленинградской области. - Отчет НИЦЭБ РАН, 1994,- с. 212-233.

M .Растоскуев В.В., Шапиро С.Г., Гондик U.M., Буковский М.И. ГОСТ 12.1.014-84,-ССБТ. Воздух рабочей зоны. Метод измерения концентрации вредных веществ индикаторными трубками. М.: Изд-во Стандартов, 1985.- 10 с.

П.МаслийЛ.К, Доманский А.Н., Растоскуев B.B.OCT 6-16-244680 - Статистическая обработка результатов наблюдений при измерениях концентраций химических паров в воздухе. - 1980. -45 с.

\9.Василъева Н.И., Растоскуев В.В. СТП 6-16-05-047-78 -Методическое и метрологическое обеспечение НИР и ОКР. -1978.- 6 с.

20.Васильева Н.И., Растоскуев В.В. СТО 6-16-05-061-79 - Организация и порядок проведения метрологического надзора за средствами измерений. - 1979.-19 с.

21 .Васильева H.H., Растоскуев В.В. СТП 6-16-05-060-81 - Порядок метрологической аттестации методик химического анализи. -1981,-27 с.

22.Иелее Л. С., Анодин М.Т., Моховиков A.C., Растоскуев В.В., Ян-чепко E.J1. Лидарное измерение характеристик рассеяния на атмосферных аэрозолях. // 3-ий Всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы.: Тезисы докладов, Томск, 1975, с. 18-21

2Ъ.Ивлев Л.С., Креков Г.М., Анодин М. Т., Растоскуев В.В. Проверка предположения о горизонтальной однородности атмосферы по данным лазерного зондирования. // 5-ий Всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы.: .Тезисы докладов. -Томск, 1978,- С.84-86

24.Ивлев Л.С., Креков Г.М., Анодин М.Т., Растоскуев В.В. Зависимость коэффициента деполяризации от размеров частиц. // 5-ий Всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы.: Тезисы докладов, Томск, 1978, с.87-89

25.Кравцова Е.Б., Растоскуев В.В. Пакет прикладных программ для аттестации установок высшей точности.// Тезисы докладов II Всесоюзной конференции "Методы и средства контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов и их применение" Л.-1986.-С. 56.

26.Васильева Н.И., Конопелько Л.А., Меденикова Н.Е., Растоскуев

B.В., Динер Г.К. Метрологическая аттестация аппаратуры контроля гидридов мышьяка и фосфора в воздухе производственных помещений. // XI совещание специалистов стран - членов СЭВ по технике безопасности, охране труда и противопожарной защите. ИНТАБ-85. Тезисы докладов. М.: НИИТЭИ, 1985. - С.178 -181.

27.Коровицкий С.Л., Растоскуев В. В., Шапиро С. Г. Обоснование правильности и единства результатов измерений. // XI совещание специалистов стран - членов СЭВ по технике безопасности, охране груда и противопожарной защите. ИНТАБ-85. Тезисы докладов. М.: НИИТЭИ, 1985. -С.169 - 173.

2Ъ.Коровицкий С.Л., Конопелько Л.А., Растоскуев В.В., Шапиро

C.Г. Обеспечение единства измерений при контроле загрязнений атмосферы.// Тезисы докладов II Всесоюзной конференции "Методы и средства контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов и их применение" Л. 1986. с. 43-44.

29.Ивлев JI.С., Мерсадыкоеа Т.М., Растоскуее В.В. Определение коэффициентов экстинции на оптически неоднородных трассах по результатам одночастотного зондирования. // III Всесоюзного совещание по распространению лазерного излучения. Ч.Ш -Обнинск, 1985.- С..21-24

30.Л/аслий.Л.АДомапский H.A., Растоскуее В.В. Методология метрологческой аттестации газоаналитических измерений. // XI совещание специалистов стран - членов СЭВ по технике безопасности, охране труда и противопожарной защите. ИНТАБ-85. Тезисы докладов. М. НИИТЭИ, 1985. с. 173 - 175.

31.Растоскуее В.В., Шапиро С.Г., Гондик Н.М., Конопелько Л.А., Буковский М.И., Крикунов H.H. Метрологические характеристики индикаторных трубок. // XI совещание специалистов стран - членов СЭВ по технике безопасности, охране труда и противопожарной защите. ИНТАБ-85. Тезисы докладов. М. НИИТЭИ, 1985. с. 176 - 178.

Ъ2.Конопелъко Л.А., Барабанова Н.П., Данилова Г.И., Растоскуее В.В., Шапиро С.Г. Пути совершенствования метрологического обеспечения измерений концентраций вредных веществ в воздухе рабочей зоны с помощью газоанализаторов. // Тезисы докладов VIII Всесоюзной конференции "Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение" М. 1986. с.103

ЪЪ.Ивлев Л.С., Мерсадыкоеа Т.М., Моховиков A.C., Растоскуее В.В., Троицкий В.М. Определение прозрачности атмосферы над промышленными зонами.// Тезисы докладов II Всесоюзной конференции "Методы и средства контроля загрязнения атмосферы и промышленных выбросов и их применение" Л. 1986. с. 43-44.

34.Ивлев Л.С., Мерсадыкоеа Т.М., Растоскуее В.В. Алгоритм интерпретации результатов одночастотного зондирования трассы с локальными оптическими неоднородностями. // Труды IX Всесоюзного симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. 4.1. - Томск, 1987.- с.222-226

25.Ивлев Л.С., Мерсадыкоеа Т.М., Растоскуее В.В. Исследование устойчивости методов определения оптических характеристик аэродисперсных систем. // Труды IX Всесоюзного симпозиума по лазерному и акустическому зондированию атмосферы. 4.1. -Томск, 1987.- с.227-231

36.Конопелько Л.А., Растоскуее В.В., Хованский О.А База данных "Государственные стандартные образцы состава газовых смесей" // Третье международное совещание по метрологическим

аспектам хроматографических измерений. Грузия, г.Сигнахи,11-18.ноя. 1990 г., с.45-47

37.Конопелъко Л.А., Растоскуев В. В., Хованский O.A. Информационная система "Газоаналитические измерения" // Методы и приборы контроля параметров водной среды. Т.2. Л.: ЛДНТП, 1991 г.- с.90-92

3Конопелъко JI.A., Растоскуев В.В., Хованский O.A. Компьютеризация разработки нормативно-технической документации при контроле загрязнений атмосферы. // Методическое и программное обеспечение разработки и выпуска природоохранных документов,- Л.: ЛДНТП, 1992 г,'- с.21-23

39.Растоскуев В.В., Холодкевич C.B. Программное обеспение разработки технологических регламентов на установке "Экотехнолаб-2". // Методическое и программное обеспечение разработай и выпуска природоохранных документов.- Л.: ЛДНТП, 1992 г.-с.74-78

40.Донченко В. К., Растоскуев В.В. Система представления информации для принятия управленческих решений в области экологически безопасного развития региона Санкт-Петербурга. // Сб. III Санкт-Петербургская международная конференция "Региональная информатика-94". - г.Санкт-Петербург. - 10-13 мая 1994 г. - Часть II. - С.10-11

41 .Донченко В.К., Воронцов H.A., Растоскуев В.В. Разработка информационной системы экологической безопасности. // Теория и практика комплексных экологических экспертиз. Материалы международного симпозиума, Санкт-Петербург, 31 мая - 2 июня 1993 г., стр. 46-47

42.Донченко В.К., Растоскуев В.В. Программная реализация метода экоинформациоиных модулей. // Материалы научно-практической конференция "Критерии экологической безопасности" С.-Петербург, 25 - 27 мая 1994 г., стр. 185-186

43.Донченко В.К., Пименов А.Н., Растоскуев В.В. Информационные аспекты в задачах оптимизации и прогнозирования при проведении эколгическкх исследований. // II Межгосударственная научно-практическая конференция "Методы исследования, паспортизации и переработки отходов" г.Пенза, 7-8 июня 1994 г., Тезисы докладов. Часть 1, с.9-11.

АА.Кисляков Ю.Я., Попова Н.И., Растоскуев В.В., Шумилова Т.Е. Динамические характеристики легочной вентиляции и частоты сердечных сокращений у нетренированных людей при умеренных нагрузках и в период восстановления. И Спироэргометрия. Астрахань, 1992 г.с. 33-35

45.Кондратьев К.Я., Растоскуев В.В., Шалина Е.В., Бобылев Л.П. Пакет программ для обработки и отображения спутниковой информации на персональном компьютере. // Сб. "Аэрокосмические методы геологических и экологических исследований", Тезисы докладов Международной конференции. -С.-Петербург. - 30 мая - 4 июня 1994 г. - С. 154-155.