Перспективы реализации и внедрения информационно-аналитических систем экологического мониторинга района строительной застройки

Международная публикация
Библиографическое описание статьи для цитирования:
Цыгикало Т. И., Янаева М. В., Цыгикало Д. В. Перспективы реализации и внедрения информационно-аналитических систем экологического мониторинга района строительной застройки // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2013. – Т. 3. – С. 1066–1070. – URL: http://e-koncept.ru/2013/53216.htm.
Аннотация. Статья посвящена перспективам внедрения и реализации информационно-аналитических систем экологического мониторинга района строительной застройки. В статье описаны существующие проблемы в области проведения экологического мониторинга районов строительной застройки. В качестве решения данных проблем предложено создания информационной системы, осуществляющей комплексный экологический мониторинга районов строительной застройки.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Цыгикало Татьяна Игоревнааспирант кафедры Информационных систем и программирования, Кубанский Государственный Технологический Университет, Краснодаручитель информатики и ИКТ, лицей «Институт современных технологий и экономики «ИСТЭК», г.Краснодарpinaetatyna@yandex.ruЯнаева Марина Викторовнак.т.н., доцент кафедры Информационных систем и программирования, Кубанский Государственный Технологический Университет, Краснодарyanaevam@mail.ruЦыгикало Денис ВладиславовичИнженерсистемотехник, «Общество развития технических и энергетических систем «ОРТЭС», Краснодарcygikalo@mail.ru

Перспективы реализации и внедрения информационноаналитических систем экологического мониторинга района строительной застройки

Статья посвящена перспективам внедрения и реализации информационноаналитических систем экологического мониторинга района строительной застройки.В статье описаны существующие проблемы в области проведения экологического мониторинга районов строительной застройки. В качестве решения данных проблемпредложено создания информационной системы, осуществляющей комплексный экологический мониторинга районов строительной застройки

Экологический мониторинг, ассимиляционный потенциал территории, информационная система, район строительной застройки

Разработка решений для предотвращения отрицательного влияния антропогенного воздействия на окружающую среду является немаловажной задачей предприятий строительной области. Будь то строительство жилых зданий и промышленных сооружений или реконструкция существующихпостроек, проблема негативного влияния на экологию и задача минимизации данных воздействий всегда актуальна.

Краснодар –один из крупнейших городов Южного Федерального округа. Постоянна растущая численность населения делает необходимым возведение современного, комфортного, качественного жилья, отвечающего всем санитарным нормам. В результате чего происходит разрастание города, плотность застройки увеличивается. Сам город предстает уже как некая целостная система, на которую оказывает постоянное влияние человек и его непосредственная деятельность. Именно от данной системыжители города и получаютотдачу в виде благоприятной либо неблагоприятной экологии, оказывающейогромное влияние на их здоровье.Поэтому проблемам экологической безопасности в процессе строительства в последнее время уделяется серьезное внимание. В процессе строительства и реконструкции зданий используется множество материалов, которые в свою очередь могут оказывать далеко неположительное, а порой и резко негативное воздействие на самих жильцов.Возникает новый вопрос, из чего мы строим и отделываем здания, и каковы их особенности в эксплуатации, влияние на людей, живущих в этих домах и среду обитания[1].На всех стадиях строительства необходимо проводить контроль и оценку влияния загрязняющих факторов на окружающую среду. Безопасность экологических материалов, используемых в ходе строительства, как и сам процесс строительства, оказывают непосредственное влияние на жизнь и здоровьечеловека. Отсутствие должного внимания к данному вопросу может привести к необратимым последствиям, а именно ухудшения экологического состояния окружающей среды и изменение экологических показателей как самого района застройки, так и территориального региона в целом. Качество постройки и ее экологическая безопасность, т.е. отсутствие опасных примесей, применяемых еще в процессе изготовления строительных материалов, отсутствие токсичных материалов в конструкциях зданий и сооружений, их безопасность для человека, играют, несомненно, первостепенную роль в гражданском и промышленном строительстве. При этом несвоевременный контроль и невнимательность к данной области в ходе возведения строительного объекта может оказать непосредственное влияние на граждан, и перейти уже в проблему национального характера. В связи с этим возникает необходимость проведения качественного экологического мониторинга района строительной застройки на всех стадиях строительства или реконструкции с необходимостью разработки и применения новых методов аналитической обработки данных и дальнейшего прогнозирования для оценки негативных влияний объекта на окружающую среду и минимизации показателей загрязнения окружающей среды.Еще на стадии проектирования строений необходимо предъявлять конкретные требования к радиационному качеству стройматериалов и в сметную стоимость закладывать стоимость стройматериалов с низкой удельной эффективностью естественных радионуклидов и из таких мест добычи, которые характеризуются очень низким природным фоном. Необходимо организовать контроль за содержанием радионуклидов в сырье и материалах и в воздухе рабочих помещений по всей технологической цепи от исходного материала до выхода готовой продукции и сдачи жилых зданий в эксплуатацию[2].Уровень отделки все более соотносят с экологическими условиями, причем это связано не только с ухудшением экологических характеристик населенных мест, но и с привлечением в жилые помещения вместе с некачественными строительными материалами вредных веществ,проявлением негативных воздействий от насыщения жилища различными электробытовыми приборами и оборудованием, некачественными полимерными красками, некачественными пластиковыми изделиями, не всегда отвечающим санитарногигиеническим нормам и правилам. Под экологической чистотой строительных материалов понимается возможность обеспечить при определенных регламентах строительства благополучное проживание человека, не ухудшающего его здоровье и не оказывающего отрицательного воздействия на состояние ландшафтов; определяется содержанием в стройматериалах и строительных изделиях любых вредных веществ, включая их токсичность, микробиологические повреждения, радиоактивность. Под токсичностью стройматериалов понимается негативное воздействие стройматериалов и строительства на живые организмы в силу наличия в них химических веществ, характеризующихся токсическими особенностями и вызывающих нарушения функционирования экологических систем и гибель живых организмов, включая и человека. Экологическая вредность стройматериалов оценивается на основе сравнения выделяющихся токсических элементов и веществ с принятым уровнем ПДК и учетом класса их опасности, состава и количества.В связи с этим возникает вопрос о проведении экологической экспертизы, которая позволяет оценить уровень намечаемой хозяйственной деятельности человека на окружающую среду, природные ресурсы и здоровье человека.Главная цель экологической экспертизы –предупреждение негативных последствий хозяйственной деятельности, проверка соответствия намечаемой деятельности требованиям экологической безопасности общества и рационального использования природных ресурсов. Различают следующие уровни экологического мониторинга:

глобальный;

государственный;

региональный;

локальный. В России основные концепции экологического мониторинга были заложены еще в 70х годах. При этом экологический мониторинг рассматривался как система наблюдений, оценки и прогноза влияния антропогенных воздействий на окружающую среду и ответную реакцию экосистемы на оказываемые воздействия. В дальнейшем экологический мониторинг –это система наблюдения, контроля и управления состоянием окружающей среды.Различают несколько основных задач проведения экологического мониторинга:

наблюдение за источниками антропогенного воздействия;

наблюдение за факторами антропогенного воздействия;

наблюдение за состоянием природной среды и изменениями происходящими под влиянием антропогенного воздействия;

оценка фактического состояния природной среды;

прогноз изменения состояния природной следы в следствии воздействия антропогенного фактора.Экологический мониторинг может проводиться на различных уровнях пространственной организации: на уровне промышленного объекта, города, области, края, республики в составе федерации. А так же на национальном уровне. При строительстве зданий и сооружений возникает необходимо проводить оценку воздействия строительного объекта на окружающую среду. Оценка воздействия основывается на:определение источников загрязнения атмосферы и влияние выбросов объекта назагрязнение атмосферы;

определение количества и расположение источников выброса загрязняющих веществ от объекта;

определение состава, количества и параметров загрязняющих веществ;

определение степени влияния выбросов от рассматриваемого объекта назагрязнение атмосферного воздуха на ближайшей жилой застройки;

разработка предложений по нормативам ПДВ загрязняющих веществ в атмосферу для источников загрязнения проектируемого объекта;

определение состава образующихся отходов, способы их хранения иутилизации.В связи с проведением экологического мониторинга строительных площадок, возникает вопрос рационального природопользования. Биосфера постоянно находится под пагубным действием антропологического влияния. Тем не менее, не дана еще количественная оценка энергетического вклада человека в энергетику биосферы.Широко продолжают использоваться старые механизмы взимания платежей за нерациональное использование природных ресурсов. Базовые нормативные платы установлены для выбросов загрязняющих веществ. Но данный подход не учитывает экологического состояния и темпов роста регионов[3].

Оценка «резервов» устойчивости экологических систем по отношению к антропогенным воздействиям является одной из актуальнейших задач экологических исследований. Важная форма такой устойчивости —ассимиляционная (поглотительная) способность биосферы по отношению к выбросам вещества и энергии, поступающим в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности.К сожалению, определением ассимилирующей способности воздуха, почвы и воды в тех или иных регионах никто не занимается, хотя для органов управления качеством окружающей среды знание этого ресурса имеет первостепенное значение, прежде всего с точки зрения повышения экономической эффективности природопользования городскими территориями.Для решения описанных проблем было предложено разработать специализированное программное обеспечения, позволяющее проводить оценку экологического состояния района строительной застройки на всех этапах строительства. Разработаннаяинформационная система экологического мониторинга района строительной застройки будет построена на основе использования хранилищ баз данных с применением методов аналитической обработки данных, методов прогнозирования, методов анализа данных в системах поддержки принятия решений, а также методов многомерной обработки информации.В процессе разработки информационной системы необходимо решить следующие задачи:

провести системный анализ информационных систем экологического мониторинга строительных предприятий;

исследовать методы аналитической обработки данных и компьютерного прогнозирования с целью применения их в области изучения экологической обстановки района строительной застройки.

провести системный анализ методов экологической экспертизы районов строительной застройкии метода оценки ассимиляционного потенциала территории;

разработать концепции и структуры информационной системы экологического мониторинга районов строительной застройки;

исследовать принципы технологии хранилищ данных в качестве основы построения информационных систем;

разработать основы построения хранилища данных экологического мониторинга района строительной застройки;

реализовать новые методе аналитической обработки данных и прогнозирования для применения их в системе экологического мониторинга района строительной застройки;

реализовать и внедрить информационную систему экологического мониторинга с использованием новых методов прогнозирования ианалитической обработки данных.Информационная система экологического мониторинга района строительной застройки предназначена для автоматизации процесса сбора, хранения, обработки и представления информации об экологическом состоянии окружающей среды в процессе строительства. Система позволит проводить комплексную оценку экологической обстановки района застройки в целом и провести сравнительный анализ состояния окружающей среды непосредственно в процессе строительства и до его окончания, выявляя при этом факторы, оказывающие негативное воздействие на экосистему. В результате, это позволит принимать управленческие решения с целью минимизации негативного влияния процесса строительства на окружающую среду и введения.Ядром системы будет являться максимально переносимая и удобная в процессе использования СУБД, реализующая технологии хранилищ данных. При этом программная оболочка будет обладать интуитивнопонятным интерфейсом, сочетающим в себе удобство использования и максимальную эффективность работы программы, благодаря использованию специальных компонентов.Механизмы обработки данных об экологическом состоянии объекта приведены на рисунке 1.







Рисунок 1 –Механизмы обработки данных об объекте

Функциональные возможности информационной системы заключаются в следующем:

ведение базы загрязняющих веществ;

формирования отчетной документации;

расчет значений вычисляемых показателей влияния загрязнителей на окружающую среду;

выполнения запросов для последующего анализа количества выбрасываемых веществ, оценка превышения нормы ПДК;

графический анализ и представление доли выбрасываемых веществ;

проведения выборок загрязняющих веществ по различным критериям;

фильтрация данныхпо заданным критериям;

использования пакета прогнозирования для составления прогнозов в долгосрочной и краткосрочной перспективе;

экспорт результатов запроса в офисные приложения;

оценка влияния строительного объекта на окружающую среду;

оценка изменения состояния окружающей среды;Вычисляемые значенияСравнение с нормами ПДКВыявление экологических проблемПрогнозирование и аналитическая обработкаданныхИсточники информацииОписание строительного объектаЗначениявыбросовОписание территории застройкиОписание мониторингаВвод платежей за природопользованиеОценка состояния экосистемы

использование методик ассимиляционного потенциала для введения новых методов взимания платежей за рациональное природопользование.

ведения базы природоохранных мероприятий, направленных на восстановление экосистемы;

работа с аналитическим кубом, позволяющим проанализировать экологическую информацию (значения выбросов), отображая ее в различных разрезах (по осям куба).Инновационностьидеи заключается в том, что использование информационной системы экологического мониторинга, позволит решать принципиально новые задачи прогнозирования состояния окружающей среды районов массовой застройки на основе экологических замеров выбросов вредных веществ, моделировать состояние экологической среды района после окончания процесса строительства, что в свою очередь позволит еще на этапе строительства или реконструкции применять комплекс мер по устранению вредных воздействий на окружающую среду, а следовательно благотворно скажется в дальнейшем на здоровье и благополучии граждан.Применение подходов оценки ассимиляционного потенциала биосфере позволит ввести качественно новую систему взимания компенсационных платежей в размере, эквивалентным ущербу, нанесенным человеком в процессе строительства. В результате чего, существующий природный баланс будет восстановлен после завершения процесса строительства.

Ссылки на источники1.Янаева М.В. Цыгикало Д.В., Руденко М.В. Автоматизация процесса управления экологическим мониторингом строительной площадки // Научный журнал КубГАУ–2012.–№77(03),–URLhttp://ej.kubagro.ru/2012/03/pdf/70.pdf– Свидетельство о регистрации СМИ Эл №ФС7732022 ISSN9904665–[Дата обращения 10.02.2013].2.Янаева М.В., Цыгикало Т.И. Интеллектуальная система комплексного мониторинга экологической обстановки стройплощадки. Монография. Краснодар, Новация 2012 6,7 п.л., ISBN9785905557149, 3.Кокин А.В. Ассимиляционный потенциалприроды как показатель возможности экономического роста. Бизнес и экономика. URL: http://www.avkokin.ru/documents/222

[Дата обращения 13.02.2013]

Tsygikalo Tatiana IgorevnaPostgraduate student of Department of Information Systems and Programming, Kuban State Technological University,

science teacher and ICT Lyceum «Institute of Modern Technology and Economy «IMTE», Krasnodarpinaetatyna@yandex.ruYanaeva Marina Viktorovna, Ph.D.Ph.D., Associate Professor of Department of Information Systems and Programming,Kuban State Technological University, Krasnodaryanaevam@mail.ruTsygikalo Denis VladislavovichSystem engineer, «Community of Technical and Energy Systems Developments “ORTES”LLC,Krasnodarcygikalo@mail.ru

Prospects of realization and implementation of informationanalytical systems for environmental monitoring of building construction areaArticle focuses on the prospects for the realization and implementation of informationanalytical systems for environmental monitoring area of building construction.The article describes the current problems in the field of environmental monitoring of building constructionareas. As a solution to these problems, proposed an information system, carrying out comprehensive environmental monitoring areas of building constructionEnvironmental monitoring, assimilation potential site, the information system, the building constructionarea