ПРИНЦИПЫ  ОБРАБОТКИ  ИНФОРМАЦИИ  В  СИСТЕМНОМ  ЭКОЛОГИЧЕСКОМ  МОНИТОРИНГЕ

Прошин  Иван  Александрович

д-р  техн.  наук,  зав.  кафедрой  «Автоматизация  и  управление»,  профессор  Пензенского  государственного  технологического  университета,  РФ,  г.  Пенза

E-mail:  proshin.Ivan@inbox.ru

Сюлин  Павел  Витальевич

аспирант  кафедры  «Автоматизация  и  управление»,  Пензенского  государственного  технологического  университета,  РФ,  г.  Пенза

E-mail: 

PRINCIPLES  OF  INFORMATION  PROCESSING  IN  THE  SYSTEM  ENVIRONMENTAL  MONITORING

Ivan  Proshin

doctor.  tehn.  Sciences,  Head.  Department  "Automation  and  Control",  professor  of  Penza  State  Technological  University,  Russia  Penza

Pavel  Siulin

graduate  student  of  "Automation  and  Control",  Penza  State  Technological  University,  Russia  Penza

АННОТАЦИЯ

Целью  работы  является  анализ  принципов  обработки  информации  в  системном  экологическом  мониторинге.  В  систему  обработки  информации  введён  метод  генерализации,  обеспечивающий  представление  экологической  информации  в  интегрированном  виде

ABSTRACT

The  aim  is  to  analyze  the  principles  of  information  processing  in  environmental  monitoring  system.  In  the  information  processing  system  introduced  a  method  of  generalization,  providing  of  environmental  information  in  an  integrated  manner

Ключевые  слова:  генерализация;  информация;  мониторинг;  экология.

Keywords:  generalization;  information;  monitoring;  ecology.

Предприятия  химии  и  нефтехимии  относят  к  наиболее  экологически  опасным  производственным  объектам,  требующим  непрерывного  мониторинга  и  контроля  разнообразных  физических  и  химических  процессов  и  явлений,  определения  состава  и  свойств  многокомпонентных  систем.

Получение  достоверной  информации  и  качество  управления  в  этих  системах  в  полной  мере  определяется  методами  обработки  информации,  используемыми  моделями  и  методами  определения  показателей,  индикаторов  и  индексов  экологического  состояния  окружающей  среды  и  производственных  объектов  [1—4]. 

В  экосистеме  выделим  в  качестве  объектов  системного  информационного  мониторинга,  контроля  и  управления  производственные  объекты  и  окружающую  среду  (рисунок  1). 

Рисунок  1.  Обработка  информации  в  системном  экологическом  мониторинге

За  основные  объекты  экологического  мониторинга  окружающей  среды  примем  её  основные  компоненты:  атмосферу,  воду,  почву,  ресурсы.  В  производственном  объекте  выделим:  технологические  процессы,  оборудование,  выпускаемую  продукцию,  отходы  и  технологии  переработки  отходов.  Предмет  информационного  оценивания  и  наблюдения  за  экологическим  состоянием  экосистемы  —  оценка  эколого-технико-экономических  свойств  компонент  и  экосистемы  в  целом  с  учётом  состава,  процесса,  свойств  и  явлений  (эффект),  физической,  химической  и  биотической  составляющих  природной  среды  и  производственных  объектов.

Создание  систем  экологического  мониторинга,  контроля  и  управления  обуславливает  необходимость  разработки  и  внедрения  эффективных  информационных  технологий  сжатия,  комплексирования  и  интерпретации  исходных  данных,  создания  единой  системы  информационных  показателей,  индикаторов  и  индексов,  отражающих  в  наиболее  удобной  и  наглядной  форме  достоверную  информацию  о  текущем  состоянии  экологической  системы. 

За  основу  организации  информационной  системы  экологического  мониторинга  примем  информационную  пирамиду,  представленную  на  рисунке  2,  отличающуюся  от  известных  наличием  в  ней  процедуры  экологической  генерализации,  под  которой  понимается  совокупность  действий  по  выделению  и  формализации  на  основе  общего  принципа  целостной  генеральной  совокупности  признаков  и  единицы  анализа  экосистемы,  отражающих  в  их  сходстве  и  различии  экологическое  состояние  объекта,  элиминации  исключительных  (неповторимых)  признаков  с  концентрацией  в  контексте  генеральной  совокупности  в  единое  целое  необходимой  и  достаточной  информации  эколого-технико-экономического  характера.

Общий  механизм  формировании  эколого-технико-экономической  информации  включает  в  себя  получение  исходных  данных  о  параметрах  технологических  процессов,  составе,  процессах,  свойствах,  явлениях  с  использованием  стандартных  методов.  Полная  информация  об  экологическом  состоянии  объекта  содержит  множество  разрозненных  физических,  химических  и  биологических  данных  о  состоянии  окружающей  среды,  о  состоянии  оборудования,  выпускаемой  продукции,  отходах  и  технологиях  их  переработки. 

На  этапе  первичной  обработки  исходных  данных  информация  получаемая  известными  методами  нормируется  с  использованием  баз  данных,  содержащих  множество  нормативов,  показателей,  физических  и  химических  параметров,  математических  моделей,  алгоритмов  и  методов.  Здесь  важно  провести  фильтрацию,  сглаживание  и  отбор  данных  с  целью  получения  достоверных  информации,  поскольку  любые  искажения  информации  на  этом  этапе,  в  конечном  счёте,  могут  привести  к  принятию  неверных  решений,  что,  в  свою  очередь,  приведёт  к  снижению  эффективности  природоохранных  мероприятий.

Рисунок  2.  Информационная  пирамида  экологического  мониторинга

Использование  получаемой  на  этом  этапе  информации  для  принятия  решений  и  управления  практически  неизбежно,  приводит  к  значительным  ошибкам,  и  малоэффективно,  поскольку  информация  здесь  содержится  в  значительных  массивах  разрозненных  данных,  мало  структурирована,  отсутствует  целостное  представление  информации  об  экологическом  состоянии  системы. 

Введённый  уровень  «экологическая  генерализация»  обеспечивает  выбор  системы  показателей,  индикаторов  и  объединение  их  в  индексы  на  основе  принятой  системы  методов  и  методик  формирования  экологической  информации,  удобной  для  восприятия,  анализа  и  принятия  эффективных  решений.  Здесь  производится  структурирование,  сжатие,  агрегирование  и  комплексирование  информации,  обеспечивающей  оценку  системы  как  единого  эколого-технико-экономического  комплекса.  Полученная  в  результате  обработки  информация  обеспечивает  оценку  текущего  состояния  и  прогнозирование  будущего  состояния  экологической  системы,  предотвращения  экономических  потерь,  снижение  риска  аварий  и  предотвращение  катастроф.

Список  литературы:

1.Прошин  И.А.,  Прошин  Д.И.,  Прошина  Р.Д.  Построение  математических  моделей  в  задачах  обработки  экспериментально-статистической  информации  //  Известия  Самарского  научного  центра  РАН.  Авиационно-космическое  машиностроение.  Самара:  Самарский  научный  центр  РАН,  —  2012.  —  Т.  14,  —  №  1(2).  —  С.  425—428.

2.Прошин  И.А.,  Прошин  Д.И.,  Прошина  Р.Д.  Структурно-параметрический  синтез  математических  моделей  объектов  исследования  по  экспериментальным  данным  //  Вестник  Астраханского  государственного  технического  университета.  Серия:  «Морская  техника  и  технология».  —  2009.  —  №  1.  —  С.  110—115.

3.Прошин  И.А.,  Сюлин  П.В.  Компонентный  портрет  экологической  безопасности  //  Проблемы  региональной  экологии.  —  2013.  —  №  6.  —  С.  151—154.

4.Прошин  И.А.,  Сюлин  П.В.  Методика  научных  исследований  экосистем  //  Экологические  системы  и  приборы.  —  2013.  —  №  12.  —  С.  26—32.