RU2711492C1 - Method for ecological computer monitoring of environmental objects - Google Patents
Method for ecological computer monitoring of environmental objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2711492C1 RU2711492C1 RU2019125659A RU2019125659A RU2711492C1 RU 2711492 C1 RU2711492 C1 RU 2711492C1 RU 2019125659 A RU2019125659 A RU 2019125659A RU 2019125659 A RU2019125659 A RU 2019125659A RU 2711492 C1 RU2711492 C1 RU 2711492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- environmental
- weight
- matrix
- pollution
- indicators
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0073—Control unit therefor
- G01N33/0075—Control unit therefor for multiple spatially distributed sensors, e.g. for environmental monitoring
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F16/00—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor
- G06F16/30—Information retrieval; Database structures therefor; File system structures therefor of unstructured textual data
- G06F16/35—Clustering; Classification
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Databases & Information Systems (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Algebra (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам ведения мониторинга и может быть использовано для комплексной оценки соответствия установленным нормам состояния окружающей среды.The invention relates to monitoring methods and can be used for a comprehensive assessment of compliance with established environmental standards.
Под окружающей средой понимается совокупность объектов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов. Мониторинг окружающей среды представляет собой комплексную систему наблюдения за состоянием окружающей среды, оценки и прогнозирования ее изменений под воздействием природных и антропогенных факторов.Under the environment refers to the totality of objects of the natural environment, natural and natural-anthropogenic objects, as well as anthropogenic objects. Environmental monitoring is a comprehensive system for monitoring the state of the environment, assessing and predicting its changes under the influence of natural and anthropogenic factors.
Основные цели мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельностью и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей оценить показатели состояния среды обитания человека, выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, создать возможность для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб.The main objectives of monitoring are to ensure that the environmental management system and environmental safety are provided with timely and reliable information that allows us to assess indicators of the state of the human environment, identify the causes of changes in these indicators and evaluate the consequences of such changes, create an opportunity to identify measures to correct the emerging negative situations before how the damage will be done.
Известны способы суммарной оценки экологической обстановки в регионе RU 2118817 С1, 10.09.1998 и RU 2180961 С1, 27.03.2002 на основании результатов биоэкологического мониторинга по показателям здоровья отдельных категорий населения.Known methods for the total assessment of the environmental situation in the region RU 2118817 C1, 09/10/1998 and RU 2180961 C1, 03/27/2002 based on the results of bioecological monitoring on the health indicators of certain categories of the population.
Известны многочисленные способы проведения мониторинга состояния объектов среды путем анализа и оценки результатов анализа индикаторных биологических организмов RU 2372617 С1, 10.11.2009, RU 2451084 С1, 20.05.2012, RU 2650739 С1, 17.04.2018 и др.Numerous methods are known for monitoring the state of environmental objects by analyzing and evaluating the results of the analysis of indicator biological organisms RU 2372617 C1, 10.11.2009, RU 2451084 C1, 05.20.2012, RU 2650739 C1, 04.17.2018, etc.
Наиболее близким к заявляемому решению является способ комплексной оценки экологической обстановки, включающий определение и мониторинг показателей окружающей среды чувствительных для оценки экологической обстановки, вычисление удельных показателей оценки экологической обстановки на основании весовых коэффициентов каждого показателя, весовых показателей территории мониторинга и коэффициентов изменения показателей за время мониторинга.Closest to the claimed solution is a method for a comprehensive assessment of the environmental situation, including the determination and monitoring of environmental indicators that are sensitive for environmental assessment, the calculation of specific indicators for assessing the environmental situation on the basis of the weight coefficients of each indicator, the weight indicators of the monitoring territory and the coefficient of change of indicators during monitoring.
Известные способы позволяет определить только суммарную экологическую обстановку на различных территориях и динамику воздействия постоянных и периодических факторов окружающей среды различного происхождения без выявления действия отдельных поллютантов.Known methods can only determine the total ecological situation in different territories and the dynamics of the impact of constant and periodic environmental factors of different origin without revealing the effects of individual pollutants.
Задачей изобретения является создание способа проведения экологического компьютерного мониторинга состояния объектов окружающей среды позволяющего успешно осуществлять оценку влияния природных факторов и воздействия поллютантов на объекты окружающей среды. Учет синергетический эффекта от накопления различных токсичных для человека и окружающей среды поллютантов.The objective of the invention is to provide a method for conducting environmental computer monitoring of the state of environmental objects, allowing to successfully assess the impact of natural factors and the impact of pollutants on environmental objects. Taking into account the synergistic effect of the accumulation of various pollutants toxic to humans and the environment.
Технический результат заключается в увеличении скорости обработки информации и правильность расчетов.The technical result consists in increasing the speed of information processing and the correctness of calculations.
Технический результат достигается за счет применения при проведении мониторинга метода анализа иерархий, включающего определение и мониторинг показателей окружающей среды чувствительных для оценки экологической обстановки, вычисление показателей оценки экологической обстановки, причем вычисление показателей оценки экологической обстановки производится в соответствии с методом анализа иерархий, содержащим: определение и фиксацию присутствия каждого типа загрязнений в отдельном месяце; вычисление их среднегодового обнаружения и фиксацию общего количества месяцев обнаружения каждого типа загрязнений; построение матрицы сравнения объектов окружающей среды попарным сравнением основных приоритетных показателей; проведение нормировки матрицы делением каждого элемента столбца на его сумму и расчет среднего значения и веса для каждого объекта; попарное сравнение каждого типа загрязнений по суммарному количеству месяцев, в котором они были зафиксированы для каждого объекта окружающей среды; составление матрицы определения общего весового показателя для каждого загрязняющего вещества; проведение нормировки матрицы делением каждого элемента столбца на его сумму и расчет среднего значения и веса для каждого загрязняющего вещества для каждого объекта; формирование матрицы определения общего весового показателя для каждого загрязняющего вещества по всем объектам окружающей среды; умножение сформированной матрицы на столбец с полученными весовыми показателями объектов окружающей среды; определение общего процентного веса каждого загрязняющего вещества как результата проведенных вычислений.The technical result is achieved through the application of a hierarchy analysis method during monitoring, including the determination and monitoring of environmental indicators that are sensitive for environmental assessment, the calculation of environmental assessment indicators, and the calculation of environmental assessment indicators in accordance with the hierarchy analysis method, which contains: determination and fixing the presence of each type of pollution in a single month; calculating their average annual detection and fixing the total number of months of detection of each type of pollution; building a matrix for comparing environmental objects in pairs by comparing the main priority indicators; normalization of the matrix by dividing each element of the column by its sum and calculating the average value and weight for each object; pairwise comparison of each type of pollution by the total number of months in which they were recorded for each environmental object; compiling a matrix for determining the total weight for each pollutant; normalization of the matrix by dividing each element of the column by its sum and calculating the average value and weight for each pollutant for each object; formation of a matrix for determining the total weight indicator for each pollutant for all environmental objects; multiplying the formed matrix by a column with the obtained weight indicators of environmental objects; determination of the total percentage weight of each pollutant as a result of the calculations.
Точные методы, к которым относится метод анализа иерархий (МАИ) достаточно универсальны для любой сферы деятельности человека: будь то бизнес, государственное управление или частная жизнь. Анализ проблемы принятия решений в МАИ начинается с построения иерархической структуры, которая включает цель, критерии и другие рассматриваемые факторы, влияющие на выбор. МАИ относится к классу критериальных и занимает особое место благодаря тому, что она получила исключительно широкое распространение и активно применяется и по сей день.Exact methods, which include the hierarchy analysis method (MAI), are quite universal for any sphere of human activity: be it business, public administration or private life. Analysis of the decision-making problem at the Moscow Aviation Institute begins with the construction of a hierarchical structure, which includes the goal, criteria and other factors considered that influence the choice. MAI belongs to the class of criteria and occupies a special place due to the fact that it is extremely widespread and is actively used to this day.
Метод анализа иерархий - это процесс, который позволяет представить сложную многокритериальную проблему в виде обобщенной безразмерной шкалы приоритетов. Несмотря на линейный (то есть приближенный) характер, МАИ используется во всем мире для принятия решений в разнообразных ситуациях: от управления на межгосударственном уровне до решения отраслевых и частных проблем в бизнесе, промышленности, здравоохранении и в образовании. Для компьютерной поддержки МАИ существуют программные продукты, разработанные различными компаниями.The hierarchy analysis method is a process that allows you to present a complex multi-criteria problem in the form of a generalized dimensionless priority scale. Despite its linear (i.e. approximate) nature, the Moscow Aviation Institute is used all over the world to make decisions in a variety of situations: from management at the interstate level to solving industry and private problems in business, industry, healthcare and education. For computer support MAI there are software products developed by various companies.
Изобретение иллюстрируется графическими материалами Рис. 1-5.The invention is illustrated by graphic materials. 1-5.
Рис. 1. Таблица присутствия загрязнений по месяцам.Fig. 1. Table of the presence of pollution by months.
Рис. 2. Матрица сравнения объектов окружающей среды с ее нормировкой, вычисленным средним значением и весом категории.Fig. 2. A matrix for comparing environmental objects with its normalization, calculated by the average value and category weight.
Рис.3. Матрица сравнений загрязнений объекта окружающей среды - зеленые насаждения с ее нормировкой, вычисленным средним значением и весом категории загрязнения.Fig. 3. The matrix of comparisons of environmental pollution is green spaces with its normalization, calculated by the average value and weight of the pollution category.
Рис. 4. Пример автоматизации учета загрязненийFig. 4. An example of pollution metering automation
Рис. 5. Матрица итоговых показателей.Fig. 5. The matrix of totals.
Рассмотрим осуществление изобретения для анализа и мониторинга воздействия круглогодичного содержания автодорог на объекты окружающей среды.Consider the implementation of the invention to analyze and monitor the impact of year-round road maintenance on environmental objects.
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
1. Проводится определение и фиксация присутствия каждого типа загрязнений в отдельном месяце года в различных объектах окружающей среды: почва и грунт, зеленые насаждения, водоемы, атмосферный воздух.1. The determination and fixation of the presence of each type of pollution in a separate month of the year in various environmental objects: soil and soil, green spaces, ponds, atmospheric air.
2. Для каждого объекта составляется автоматизированная расширенная электронная таблица, отображающая присутствие каждого типа загрязнений в отдельном месяце Рис. 1. При этом, автоматизированная система проверяет наличие каждого типа загрязнений на указанном объекте окружающей среды, и, в случае обнаружения, вписывает знак «+» в ячейку, соответствующую месяцу обнаружения. В случае отсутствия, или некорректных значений вносится знак «-». В правой части таблицы высчитывается среднее годовое обнаружение и общее количество месяцев обнаружения каждого типа загрязнений.2. For each facility, an automated extended spreadsheet is compiled showing the presence of each type of pollution in a single month. 1. At the same time, the automated system checks the presence of each type of pollution at the specified environmental object, and, if detected, enters the “+” sign in the cell corresponding to the month of detection. In case of absence or incorrect values, a “-" sign is entered. On the right side of the table, the average annual detection and the total number of months of detection of each type of pollution are calculated.
3. В качестве критериев для приоритетных показателей выбирается общее количество загрязнений, обнаруженное в каждом объекте окружающей среды в течение года Производится попарное сравнение приоритетных показателей и составляется матрица сравнения объектов окружающей среды по количеству загрязнений Рис. 2, часть а. Проводится нормировка матрицы делением каждого элемента столбца на его сумму Рис. 2, часть б. Рассчитывается среднее значение и весовые показатели объектов окружающей среды. Вес загрязняющего вещества показывает какой процент от общего количества загрязнений приходится на каждый объект окружающей среды.3. As criteria for the priority indicators, the total amount of pollution detected in each environmental object during the year is selected. A pair-wise comparison of priority indicators is made and a matrix of comparison of environmental objects by the amount of pollution is compiled. 2, part a. The matrix is normalized by dividing each element of the column by its
4. Построение матрицы сравнения загрязнений попарным сравнением каждого типа загрязнений по суммарному количеству месяцев, в котором они были зафиксированы для каждого объекта окружающей среды по отдельности Рис. 3, часть а. Проводится нормировка матрицы делением каждого элемента столбца на его сумму Рис. 3, часть б. Рассчитывается среднее значение и веса для каждого загрязняющего вещества для каждого объекта. Вес загрязняющего вещества показывает какой процент от общего количества загрязнений приходится на объект окружающей среды.4. The construction of a matrix for comparing pollution by pairwise comparison of each type of pollution by the total number of months in which they were recorded for each environmental object separately. 3, part a. The matrix is normalized by dividing each element of the column by its
5. Формирование матрицы определения общего весового показателя для каждого загрязняющего вещества по всем объектам окружающей среды Рис. 4. Для каждой ячейки отбирается процентный годовой вес каждого элемента загрязнений в отдельно взятом объекте окружающей среды. В случае, если автоматизированная система не находит весовой показатель для ячейки - система обнуляет ячейку. Вычисляется общий весовой показатель загрязняющего вещества как средний по объектам окружающей среды.5. Formation of a matrix for determining the total weight indicator for each pollutant for all environmental objects. 4. For each cell, the percentage annual weight of each element of pollution in a single environmental object is selected. If the automated system does not find the weight indicator for the cell, the system resets the cell. The total weighting factor of the pollutant is calculated as the average for environmental objects.
6. Умножение сформированной матрицы на столбец с полученными весовыми показателями объектов окружающей среды и определение общего процентного веса каждого загрязняющего вещества как результата проведенных вычислений.6. Multiplying the formed matrix by a column with the obtained weight indicators of environmental objects and determining the total percentage weight of each pollutant as a result of the calculations.
Для акцентирования итоговых значений, результаты автоматизированных аналитических вычислений были продублированы на вкладку «Итог» Рис. 5. Для удобства мониторинговых исследований в матрицу итоговых показателей добавляют данные по общему количеству месяцев, в которых были зафиксированы загрязнения.To emphasize the totals, the results of automated analytical calculations were duplicated on the tab "Summary" Fig. 5. For the convenience of monitoring studies, data on the total number of months in which pollution was recorded are added to the matrix of totals.
Реализация заявленного способа проведения экологического компьютерного мониторинга состояния объектов окружающей среды может быть осуществлена на каждом компьютеризированном рабочем месте.Implementation of the claimed method of conducting environmental computer monitoring of the state of the environment can be carried out at each computerized workplace.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125659A RU2711492C1 (en) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | Method for ecological computer monitoring of environmental objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019125659A RU2711492C1 (en) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | Method for ecological computer monitoring of environmental objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2711492C1 true RU2711492C1 (en) | 2020-01-17 |
Family
ID=69171703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019125659A RU2711492C1 (en) | 2019-08-14 | 2019-08-14 | Method for ecological computer monitoring of environmental objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2711492C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112052999A (en) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 中国环境科学研究院 | Entropy weight TOPSIS model-based evaluation method for shale gas development ecological bearing capacity |
CN114904901A (en) * | 2022-06-09 | 2022-08-16 | 清华大学 | Stabilized material selection method, apparatus, computer device, medium, and product |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6678692B1 (en) * | 2000-07-10 | 2004-01-13 | Northrop Grumman Corporation | Hierarchy statistical analysis system and method |
RU2357243C1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-27 | Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук (ММБИ КНЦ РАН) | Method of biological monitoring based on bioindication |
RU2626031C1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-07-21 | Евгений Тимофеевич Дюндиков | Method for implementation of global complex monitoring with functions of adaptive remote control of state of macro object with variable component parts composition and structure |
-
2019
- 2019-08-14 RU RU2019125659A patent/RU2711492C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6678692B1 (en) * | 2000-07-10 | 2004-01-13 | Northrop Grumman Corporation | Hierarchy statistical analysis system and method |
RU2357243C1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-05-27 | Мурманский морской биологический институт Кольского научного центра Российской академии наук (ММБИ КНЦ РАН) | Method of biological monitoring based on bioindication |
RU2626031C1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-07-21 | Евгений Тимофеевич Дюндиков | Method for implementation of global complex monitoring with functions of adaptive remote control of state of macro object with variable component parts composition and structure |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КАЗАКОВ Н.П., Эколого-экономические механизмы рекреационного природопользования, С-П., Астерион, 2009, стр. 79-82, найдено 20.11.2019 в Интернете [on line] на сайте https://avidreaders.ru/read-book/ekologo-ekonomicheskie-mehanizmy-rekreacionnogo-prirodopolzovaniya.html. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112052999A (en) * | 2020-09-10 | 2020-12-08 | 中国环境科学研究院 | Entropy weight TOPSIS model-based evaluation method for shale gas development ecological bearing capacity |
CN114904901A (en) * | 2022-06-09 | 2022-08-16 | 清华大学 | Stabilized material selection method, apparatus, computer device, medium, and product |
CN114904901B (en) * | 2022-06-09 | 2024-01-12 | 清华大学 | Stabilized material selection methods, apparatus, computer devices, media, and products |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fann et al. | Maximizing health benefits and minimizing inequality: incorporating local‐scale data in the design and evaluation of air quality policies | |
Yang et al. | Taking the pulse of COVID-19: A spatiotemporal perspective | |
Feinstein | Detection controlled estimation | |
Saunders et al. | Developing an inter-organizational safety climate instrument for the construction industry | |
Perlin et al. | Distribution of industrial air emissions by income and race in the United States: an approach using the toxic release inventory | |
Kampenes et al. | A systematic review of effect size in software engineering experiments | |
Draper et al. | Applied regression analysis | |
Leiva et al. | Modeling wind energy flux by a Birnbaum–Saunders distribution with an unknown shift parameter | |
Nikolaevna et al. | Modeling of sustainable development of the region on the basis of cognitive analysis | |
RU2711492C1 (en) | Method for ecological computer monitoring of environmental objects | |
DeWan et al. | An integrated sampling and analysis approach for improved biodiversity monitoring | |
Ma et al. | A methodology for dynamic assessment of laboratory safety by SEM-SD | |
Kuselman et al. | House-of-security approach to measurement in analytical chemistry: quantification of human error using expert judgments | |
Liang et al. | Ecoregional or site-specific lake nutrient criteria? Evidence from ecological fallacy | |
Michener | Quality assurance and quality control (QA/QC) | |
Roy et al. | Mapping the vulnerable: A framework for analyzing urban social vulnerability and its societal impact | |
Park et al. | NIOSH dampness and mold assessment tool (DMAT): documentation and data analysis of dampness and mold-related damage in buildings and its application | |
Nickel et al. | Validating the map of current semi-natural ecosystem types in Germany and their upscaling using the Kellerwald-Edersee National Park as an example | |
Ukpebor et al. | Field comparison of two total suspended particulates (TSP) samplers to assess spatial variation | |
Matatiele et al. | Environmental and biological monitoring in the workplace: A 10-year South African retrospective analysis | |
Roy et al. | Be nice to the air: Severe haze pollution and mutual fund risk | |
Pratiwi et al. | Analysis of the Effect of Occupational Safety and Health (OSH) Culture on Implementing OSH Awareness: A Case Study | |
Luo et al. | Emissions and mitigation potential of endocrine disruptors during outdoor exercise: Fate, transport, and implications for human health | |
Liu et al. | Sensitivity of key factors and uncertainties in health risk assessment of benzene pollutant | |
Stillman et al. | The impact of immigration on the geographic mobility of New Zealanders |