Разработка метода контроля загрязнения окружающей среды автотранспортом

• Автор: Михайлов, Евгений Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 121 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Эколого-экономические проблемы автомобилизации
1.2. Подходы к снижению отрицательных последствий автомобилизации
1.3. Постановка задачи исследований
2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
2.1. Средняя скорость движения транспортного средства по «статистически однородной» трассе
2.2. Оценка адекватности модели
Выводы
3. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИМАГИСТРАЛЬ-
НЫХ ТЕРРИТОРИЙ ВЫБРОСАМИ АВТОТРАНСПОРТА
3.1. Постановка задачи исследований
3.2. Оценка загрязнения территорий от приземного источника выбросов
3.3. Обустроенность и загрязнение магистралей
3.4. Экологический статус магистралей: прогнозы
3.5. Экономика загрязнения магистралей: прогнозы
Выводы
4. ОПТИМИЗАЦИЯ МАРШРУТОВ ДВИЖЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТА
4.1. Постановка задачи
4.2. Нахождение кратчайших цепей между парами узлов транспортной сети
4.3. Оценка эффективности алгоритма оптимизации для городов с разной «обустроенностью» магистралей
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. РЕЗУЛЬТАТЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ МАРШРУТА ДВИЖЕНИЯ ПО КРИТЕРИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБОТАННОГО
ИНСТРУМЕНТАРИЯ (Г. ОМСК)
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. АКТ О ВНЕДРЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИИ В УЧЕБНЫЙ ПРОЦЕСС

ВВЕДЕНИЕ
Во всем мире наблюдается стремительный рост численности
транспортных единиц. Мировой автопарк в 1950 г. составлял 66,5 млн. автомобилей. В 1975 г. их стало уже 250 млн. [4]. Рост автопарка по-прежнему опережает прогнозы ученых и автомобилестроителей. В 1980 г. был преодолен рубеж в 300 млн. автомобилей. Мировой парк ежегодно увеличивается более чем на 10 млн. автомобилей (данные 1990 года).
Если в начале 70-х годов доля загрязнений, вносимых автотранспортом в атмосферный воздух, составляла 13%, то в настоящее время эта величина оценивается в 50% (в промышленных городах 60%) и продолжает расти [2,17,19,31]. Например, в крупных городах Франции численность
автомобильного парка с 1975 г. по 1995 г. возросла с 12 до 24 млн. единиц [63]. По данным [47] в 1970 году в США легковые автомобили и легкие грузовики проехали более МО12 миль. В 1995 году эта цифра достигла примерно 2,4-1012 миль (1,5-1012 миль в городской черте и 9-1011 миль в сельской местности).
В 1988 г. из суммарного объема выбросов загрязняющих веществ в воздушный бассейн Москвы, составившего более 1,3 млн. тонн, 70% относят на автотранспорт, в том числе 633 тыс. тонн окиси углерода, 126 тыс. тонн углеводородов, 42 тыс. тонн окиси азота [2].
Как указывается в [26] рост автотранспортного парка является одним из основных факторов воздействующих на экологическую обстановку в городе. Например, сегодня в США автотранспорт является источником ~ 77% окиси углерода (СО), более чем 35,6% летучих органических соединений (включая углеводороды) и 45% окиси азота (Ж>х) в воздухе [48].
По данным Б Пера (Межпрофессиональный центр технических
исследований загрязнения атмосферы, г. Париж) в странах ЕС транспорт в среднем дает: 64% - СО, 69% - N0» 12% - 802, 33% - твердых частиц, 33% -С02 [49]. В Германии доля автотранспорта в общем объеме техногенных выбросов составляет по СО - 70%, Ж)х - 52%, углеводородам - 50% [2].

отдельно для случая максимальной плотности автомобилей на трассе (в часы «пик»),
С учетом сделанных замечаний перейдем к решению поставленной задачи.
3.2. Оценка загрязнения территорий от приземного источника выбросов
Перенос вещества в атмосфере описывается уравнением турбулентной диффузии [30]:

р(х) —- = сИу(В(х) gmdC)- а(л) С + Р(х, 1;) (3.1)
где С(хД) - концентрация вещества в точке х = (хь х2, х3) в момент времени г; р(х) - коэффициент «пористости среды» распространения вещества; В(х) -вектор коэффициентов диффузии (для изотропного случая Е)(Х1> = В(х2) = Б(х3)); а(х) - коэффициент поглощения примеси в точке х; Р(хД) -интенсивность источника выбросов.
Функция источника выбросов Р(хД) в общем случае представляет собой объединение точечных З-образных источников в виде нестационарного процесса на графе транспортной сети. Её представление в аналитическом виде - сложная задача. На практике обычно рассматривается один источник. Через суперпозицию отдельных решений оценивается эффект «сложного» источника.
Коэффициент «пористости среды» р(х) определяется через меру свободного пространства, в котором моделируется процесс диффузии. Непроницаемые для частиц преграды отождествляются с застройками. Учитывая многообразие застроек, точное представление р(х) невозможно. Задача может решаться для конкретной конфигурации застройки.
Коэффициент поглощения примеси сфх) зависит от физических и химических свойств среды и оценка его для конкретных ситуаций проблематична.