Разработка математического и программного обеспечения системы оценки загрязнения атмосферного воздуха выбросами автомобильного транспорта

• Автор: Шилин, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18, 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 212 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА ВЫБРОСАМИ АВТОМОБИЛЬНОГО
ТРАНСПОРТА

1.1. Уточнение цели создания системы

1.1.1. Общие замечания

1.1.2. Цели создания и основные компоненты ИВС

ЭкоГород

1.1.3. Этапы создания ИВС ЭкоГород

1.1.4. Место системы АэроВАТ в ИВС ЭкоГород.

1.1.5. Методы математического моделирования, используемые при оценке

загрязнения атмосферы выбросами автомобильного

транспорта
1.2. Определение фрагментов предметной области
1.3. Потоки данных в системе
1.3.1 .Общие замечания
1.3.2.Внешние потоки данных.
1.3.3.Внутреннис потоки данных
1.4. Модель информационных потребностей задачи в терминах сущность
1.5. Модель функциональных требований к системе.
1.6. Системная архитектура системы АэроВАТ
1.7. Установление приоритетов задач.
1.8. Основные результаты
2. МОДЕЛИ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ.
2.1. Предварительные замечания
2.2. Экспериментальные исследования транспортных потоков
2.3. Анализ экспериментальных данных
2.4. Формализованное описание транспортного потока на уровне средних
значений
2.5. Формализованное описание транспортного потока на уровне вероятностных
распределений.
2.5.1.Возможные способы конкретизации распределений вероятностей
2.5.2.Конкретизация вероятностей
2.5.3.Мстодика оценки параметров Марковской модели транспортных потоков.
2.6. Основные результаты
3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНННОСТИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
ВЫБРОСАМИ АВТОТРАНСПОРТА, АЛГОРИТМЫ КЛАССИФИКАЦИИ И ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ
3.1. Предварительные замечания
3.2. Аналитикоалгоритмическая модель рассеяния загрязняющих
веществ.
3.3. Методика решения задачи классификации улиц города по их техническим
парам етрам.
3.3.1.Формальное представление улиц как объеюгов
классификации
3.3.2.Кратчайшее связывающее дерево.
3.3.3.Алгоритм классификации объектов по расстоянию между ними
3.3.4.0боснование алгоритма классификации объектов
3.4. Методика выбора предпочтительных решений по охране окружающей
3.4.1.Необходимость разработки альтернативных методов принятия решений в
природоохранной деятельности
3.4.2.Выбор предпочтительных решений на основе абсолютных экспертных оценок качества проектов
3.4.3.Выбор предпочтительных решений по турнирной схеме
3.4.4.Выбор предпочтительных решений на основе уточннной матрицы парного сравнения.
3.5. Основные результаты.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕАЛЬНОЙ ЗАГРЯЗНННОСТИ
АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Г. РЯЗАНИ ВЫБРОСАМИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА.
4.1. Планирование эксперимента.
4.2. Методы и модели, используемые для экспериментальной оценки загрязннности атмосферного воздуха выбросами автомобильного
транспорта.
4.2.1.Нормы точности измерений.
4.2.2.0тбор проб.
4.2.3.Выполнение измерений.
4.2.4.Условия хроматографического анализа
4.2.5.Вычисленнс результата измерений.ИЗ
4.3. Экспериментальное исследование загрязннности атмосферного воздуха выбросами автомобильного транспорта
4.4. Расчт погрешности измерений
4.5. Прогноз уровня атмосферного загрязнения по основным автомагистралям города.
4.6. Использование альтернативных моторных топлив на
автотранспорте.
4.7. Проведение контроля за выбросом загрязняющих веществ автотранспортными средствами на территории г. Рязани.
ф 4.8. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на состояние здоровья
населения
4.8.1.Влияние окиси углерода.
4.8.2.Влияние окислов азота
4.8.3.Влияние углеводородов
4.8.4.Влияние свинца.
4.9. Основные результаты.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Особенно это важно в современное время, когда требуется наибольшая эффективность применяемых средств автоматизации. Кроме того, программная реализация современных методов расчета и моделирования процессов неизбежно специализирована под конкретные предметные области. Причем сама эта специализация является достаточно сложной задачей. Одновременно с этим в настоящее время практически отсутствуют стандартные алгоритмические и программные средства, объединенные проблемным пользовательским интерфейсом, специализированными конверторами данных и формирователями задач. Для того чтобы выявить скрытые взаимосвязи между различными факторами и процессами, которые позволят найти правильные пути принятия решения, требуется тщательный анализ предметной области. Цель работы разработка средств математического моделирования и комплекса программ для поддержки принятия решений, направленных на улучшение экологической ситуации в городе за счт сокращения выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта. Методика исследования. Методика исследования основана на теории математического программирования, теории вероятностей, теории математической статистики, теории графов, методах вычислительной и прикладной математики. В экспериментальных исследованиях использовались стандартные измерительные приборы. ЭВМ программная система моделирования и расчета загрязненности воздуха города выбросами автомобильного транспорта система АэроВАТ и программная система загрязненности воздуха выбросами подвижных источников автотранспортных предприятий система ТрансВАТ, автоматизирующие процессы расчета и прогнозирования загрязннности атмосферы города выбросами от автотранспорта, принятия управленческих решений в природоохранной деятельности. Достоверность полученных результатов подтверждается корректным использованием математического аппарата, большим объмом экспериментальных данных, соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований, использованием в экспериментах измерительной аппаратуры с высоким классом точности измерений, внедрением результатов исследований в работе природоохранных органов. Реализация результатов работы. В деятельности комитета охраны окружающей среды г. Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Международной конференции Технология и системы сбора, обработки и представления информации, г. Москва, г. Межригиональной конференции Человек и окружающая среда, г. Рязань, г. Республиканской научнотехнической конференции Биотехнические, медицинские и экологические системы и комплексы, г. Рязань, г. Человек, экология, здоровье, г. Рязань, г. Международном научнотехническом семинаре Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций, г. Рязань, г. Всероссийской научнотехнической конференции Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании, г. Рязань, г. Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в десяти печатных работах. Имеется два свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ. Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и пяти приложений. Общий объем работы составляет 2 страниц, содержащих рисунок, таблиц. Список использованной литературы включает 3 наименований. Системный подход к решению частных задач в некотором учреждении требует, чтобы эти отдельные задачи рассматривались в совокупности со всеми другими задачами, образующими проблематику деятельности учреждения. В соответствии с этим принципом рассмотрим цели создания системы оценки загрязнения атмосферного воздуха выбросами автомобильного транспорта в комплексе вопросов, связанных с созданием и развитием системы программнотехнических средств поддержки природоохранной деятельности комитета по охране окружающей среды КООС г. Рязани. Всю совокупность программ, данных, электронновычислительных машин и другой информационной техники, эксплуатируемой в комитете, целесообразно интегрировать в единое целое с названием Информационновычислительная система городского комитета или кратко ИВС ЭкоГ ород.