Введение к работе
Одной из важных проблем, стоящих перед человечеством является сохранно присущей ему среды обитания.
В конкретных ситуациях возможны разнообразные варианты резкого нару-кия среды обитания - от отказа системы очистки выбросов или аварий на пропиленных предприятиях (выброс мстиліпоцианага в Бхопале. Индия, 1985г.) до )бальных природных возмущений (например,-извержение вулканов), благодаря "орым параметры качества среды могут неожиданно измениться.
Не менее опасным является медленное изменение среды обитания.
таннос антропогенным воздействием. Накапливание тяжелых металлов в поч-
водс в живых организмах, уменьшение толщины озонового слоя, вырубка лс-
I. сжигание промышленных отходов и т.д. приводит к резкому ухудшению качс-
а среды обитания человека.
Поэтому контроль за состоянием окружающей среды с целью обнаружения и ранения возникших нарушений является неотложной и актуальной задачей. В ачс мониторинга качества окружающей среды можно выделить две проблемы:
для оценки происходящих в экосфере изменений необходимо определение игрального критерия качества среды, определяемого по многим параметрам овень углекислоты в атмосфере, величина фоновых концентраций тяжелых медов, показателю онкологических заболеваний в данном районе, и т.д.). Опрс-існис такого критерия требует наличия развитой сети наблюдения, включающей :бя хорошо оборудованные аналитические лаборатории;
для выявления и предотвращения аварийных ситуаций необходима орга-іация системы контроля, способной достаточно часто проводить анализ ужающей среды и оперативно передавать информацию о возникших отклонс-1.x от нормальных показателей.
Для контроля загрязнений воздушной среды в Самаре используются автома-ированные станции контроля, определяющие концентрацию загрязнителей воз-а и оперативно по модемной связи передающие данные в городской ннформа-«но-аналитическиіі центр,
Положение с контролем загрязнения водной среды является более сложным, шая среда является наиболее уязвимой для возможного загрязнения в связи с эоким использованием воды в технологических и хозяйственно-бытовых целях. ьшой скоростью переноса загрязнителей, образования застойных зон. Однако троль за загрязнением водной среды по-прежнему осуществляется траднцлон-ш методами путем отбора и анализа проб в стационарных лабораториях.
Период пробоотбора воды меняется от нескольких дней до нескольких яцев в различных точках контроля, что не позволяет оперативно отслеживать
существующий уровень загрязнения и обнаруживать залповые выбросы загрязнителей.
Существующие информационно-измерительные системы для контроля физических параметров и химического состава воды, например производства ГГО им. А.И. Воейкова, НПО "Аналитприбор", не отвечают выдвигаемым требованиям по набору определяемых компонентов, метрологической и технической надежности, периодичности обслуживания. В связи с этим задача создания систем контроля свойств и состава поверхностных, сточных и питьевых вод является актуальной.
Данная работа выполнялась в рамках программы создания региональной автоматизированной системы экологического мониторинга в Поволжском региональном центре Метрологической академии России. Создаваемая региональная АСЭМ тесно взаимодействует с единой государственной системой экологического мониторинга РФ, являясь элементом структуры последней.
Цель работы.
Основной целью диссертационной работы является создание ИИС экологического мониторинга поверхностных, сточных и питьевых вод, для решения задачи обнаружения залповых выбросов в водную среду.
Методы исследования.
Исследование свойств алгоритмического обеспечения ИИС производилось на основе методов теории нелинейных дифференциальных уравнений. Построение алгоритмического обеспечения производилось с использованием понятий теории множеств. Исследование свойств алгоритмов обработки информации проведено на основе методов теории вероятностей и математической статистики. Определение наиболее оптимальной структуры алгоритмов обработки информации производилось путем моделирования с переменными параметрами.
Научная новизна.
Впервые исследована возможность использовать в алгоритмическом обеспечении нейронные сети для идентификации аналитических параметров и обработки результатов совместных измерений в случае хроматографического и иономстрнчс-ского анализа. Найдены условия, определяющие наилучший режим работы нейронной сети.
Впервые предложена методика проведения хроматографического анализа с использованием нейронной сети, ее свойства исследованы с помощью методов численного моделирования на ЭВМ.
Рассмотрены вопросы возникновения погрешностей в отдельных модулях разработанной ИИС.
Практическая ценность работы.
Практическую ценность представляют схемные решения разработанной ИИС для контроля качества питьевых, сточных и природных вод.
Практическую ценность также представляет новый подход к вопросу идентификации аналитических спектров и проведению совместных измерений в
ліомсірші. повышающий достоверность проводимого анализа. Практическую жность представляет пакет программного обеспечения ИИС.
Внедрение результатов работы.
Модули разработанной ИИС мониторинга качества воды работают на пред-эиятиях системы водоснабжения г. Самары.
Апробация работы.
Основные положения и результаты данной работы изложены и обсуждены і научных семинарах отдельного конструкторского бюро автоматики в г. Дзер-инске. На заседаниях Всероссийского общества хроматографии, на международ-)й конференции "Black sea' 92" в г. Варна, на международном научном симпо-гуме "Природа и человек: взаимодействие и безопасность жизнедеятельности" в г. зганроге. и также на научно-технических семинарах кафедры "Информационно-шерительная техника" Самарского государственного технического университета,.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Структура и объем работы.