Выявление источников формирования экологической опасности с использованием геоинформационных систем Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

методу формирования образа предъявляются требования, исходя из потребностей комплексной системы. Разработанный алгоритм отвечает требованиям, предъявленным к методу формирования образа для обучения системы комплексного динамического прогнозирования.

Список использованной литературы

1. Белоусов В.Е. Прогнозирование контингента аспирантов с использованием многокритериального анализа временных рядов /Белоусов В.Е., Крахт Л.Н.// Управление в организационных системах РОССИЯ, Воронеж, май 2009, Изд-во ВГУ, 2009 - С. 140-144.

2. Афанасьев В.Н., Юзбашев М.М. Анализ временных рядов и прогнозирование. - М.: Финансы и статистика, 2001.

ВЫЯВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ

СИСТЕМ

С.А. Вамболь, заведующий кафедрой, д.т.н., профессор, Национальный университет гражданской защиты Украины,

г. Харьков

В.В. Вамболь, доцент, к.т.н., доцент, Национальный аэрокосмический университет им. Н.Е. Жуковского,

г. Харьков С.С. Зинченко, магистр, Казанский государственный энергетический университет,

г. Казань

Несанкционированные полигоны и свалки создают значительную нагрузку на окружающую природную среду [1]. Отходы, накопленные на стихийных свалках, являются источниками формирования экологической опасности. Одним из основных принципов государственной политики в сфере обращения с отходами (ст. 5 [2]) является приоритетная защита окружающей среды и здоровья человека от негативного воздействия отходов.

На сегодняшний день в стране существует огромное количество населенных пунктов (особенно в сельской местности), где образуются нелегальные свалки, ввиду безответственного отношения жителей и отсутствия средств для ликвидации свалок отходов. Сложность работ по выявлению мест несанкционированного скопления отходов и идентификации источников формирования экологической опасности объясняется их многочисленностью при малой площади, пространственным и временным распределением. Как правило, обнаружение подобных мест скопления отходов происходит случайно либо при специальном обходе (объезде) определенной территории [3-5], что

делает процесс выявления свалок очень затратными по финансам, времени и человеческим ресурсам. Следовательно, оперативное обнаружение мест несанкционированного скопления отходов, постоянный контроль за ними и идентификация источников формирования экологической опасности являются актуальными.

Эффективное решение проблемы негативного влияния отходов на компоненты окружающей природной среды заключается в создании системы управления экологической безопасностью (СУЭБ) при их утилизации [6-9]. Исходными данными для ее создания является идентификация опасностей с учетом принципов их формирования. Перспективным направлением получения данных для СУЭБ при утилизации отходов представляется использование космических снимков и геоинформационных систем. Дешифровка снимков, полученных путем дистанционного зондирования Земли из космоса, позволяет оперативно получать наиболее полную и актуальную информацию об образовании нелегальных свалок и их степени опасности, снижая при этом финансовые, временные, трудовые затраты для решения данной проблемы [10].

В 2007 году первые исследования по геодинамическому районированию территории для анализа размещения полигонов захоронения отходов проведены исследователями Готыняном В.С., Аристовым М.В., Томченко О.В. и Миколенко Л.И. [11]. Анализу и поиску возможностей использования многоспектральных космических снимков для идентификации несанкционированных свалок путем определения яркостных характеристик посвящены работы [12, 13].

Для получения спутникового изображения земной поверхности был избран сервис Google Earth, как наиболее доступный источник геоинформационных данных. Современные геоинформационные системы содержат немалое количество универсальных методов анализа, которые заключаются в выделении исследуемого объекта по яркости пикселей.

На несанкционированных свалках накапливаются бытовой мусор, пищевые отходы, отходы автотранспорта, строительные отходы, новогодние елки, упаковочный материал, бытовая техника или ее части и многое другое. При этом все отходы имеют различную плотность, химический состав, отражающую способность, габаритные размеры и т.д. В связи с этим места скопления отходов, при разделении снимка на классы, могут сливаться с дорогами, различными постройками или другими объектами. Поэтому выделение свалки отходов по яркости пикселей космического снимка дает много ошибок. Следовательно, методом универсальной классификации снимка выявить место скопления отходов и определить с необходимой точностью степень их опасности и занимаемую площадь, затруднительно. Этот метод можно использовать на первоначальном этапе, так как он позволяет отделить места с растительностью, находящиеся вблизи свалки и на ее территории.

Более точную оценку объемов и динамики развития мест скопления отходов необходимо выполнять с помощью моделей дисперсии, асимметрии и эксцесса [14]. Для этого определяют среднее количество пикселей из

исследуемой части снимка, строят модель дисперсии и определяют диапазон ее значений с помощью гистограмм (рис. 1). Далее требуется ввести дополнительные параметры - асимметрию и эксцесс, которые определяют по формулам:

£ =

_е(/ - т3

(п - 1р'<

К =

4

(п - 1р

2

(1) (2)

где 5 - асимметрия; Б - дисперсия; Кг - эксцесс.

Определив по гистограммам (рис. 2) параметры для выявления мест скопления отходов, создают общую модель и отделяют свалку отходов от других составляющих ландшафта.

Рис. 1. Гистограммы среднего значения пикселей

Рис. 2. Гистограммы дисперсии, эксцесса, ассиметрии

Такой подход позволяет выявить свалку, определить занимаемую площадь и динамику развития свалки. В качестве недостатка следует отметить невозможность идентификации источников формирования экологической опасности. Этому вопросу будут посвящены дальнейшие исследования.

Список использованной литературы

1. Экологи: На каждого украинца приходится 750 тонн мусора

3

[Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://korrespondent.net/ukraine/ 1599674-ekologi-na-kazhdogo-ukrainca-prihoditsya-750-tonn-musora.

2. Закон Украши № 187/98 «Про вщходи» вщ 05.03.1998 р., у редакцп станом на 28.06.2015 [Електронний ресурс]. - Режим доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/187/98-%D0%B2%D1%80.

3. В Винницкой области обнаружили свалку ртутных ламп. Экологи бьют тревогу [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.segodnya.ua/ukraine/v-vinnickoy-oblasti-obnaruzhili-svalku-rtutnyh-lamp--629439.html.

4. В Киеве на Позняках обнаружили незаконную свалку мусора [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://korrespondent.net/kyiv/ 1383859-v-kieve-na-poznyakah-obnaruzhili-nezakonnuyu-svalku-musora-zhiteli-massiva-obratilis-v-prokuraturu.

5. Ангорская Л. Экологи выявили крупные свалки в районах Харьковщины [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http : //dozor.kharkov.ua/news/authority/1161790. html.

6. Шмандий В.М. Управление техногенной безопасностью урбосистемы на стадии образования и поступления отходов в окружающую среду [Текст]: монография / В.М. Шмандий. - Х.: Библиотека журнала 1ТЕ, 2001. - Т. 2. - 152 с.

7. Шмандий В.М. Системный подход к решению задачи управления экологической безопасностью при утилизации отходов жизнедеятельности [Текст] / В.М. Шмандий, В.В. Вамболь // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства: сб. тр. науч. экологич. конф. - Краснодар, КубГАУ. - 2015. - С. 680-685.

8. Кобрин В.Н. Система управления экологической безопасностью при утилизации твердых бытовых и производственных отходов [Текст] / В.Н. Кобрин, Н.В. Нечипорук, В.В. Вамболь // Еколопчна безпека. - Кременчуг: КрНУ, 2014. - Вып. 2(18). - С. 25-30.

9. Vambol' V.V. The systematic approach to solving the problem of management of ecological safety during process of biowaste products utilization [Електронний ресурс] / V.V. Vambol', V.M. Shmandij, S.O. Vambol', O.M. Kondratenko // Еколопчна безпека. - 2015. - Вип. 1. - С. 7-11. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/j-pdf/ekbez_2015_1_3.pdf.

10. Абросимов А. Как ГИС помогают бороться со свалками [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.cnews.ru/reviews/?2013/12/02/551840&sa= U&ved=0CBMQFjAAahUKEwiG_62j5cPHAhXmLHIKHaGMAEs&usg=AFQjCN HZJi3i7UVjLuRFX_gPAstB9JYVRg.

11. Аристов М.А. Мониторинг полигонов ТБО и обнаружение стихийных мусоросвалок по данным космической съемки [Текст] / М.А. Аристов // ГеоПрофиль. - 2009. - № 2. - С. 34-41.

12. Доманська М.В. 1дентифшащя несанкцюнованих звалищ побутових вщх^в за матерiалами ДЗЗ [Текст] / М. В. Доманська, С.П. Боднар // Часопис картографп. - 2013. - Вип. 7. - С. 114-126.

13. Кохан С.С. Оцшка можливост щентифшаци звалищ за

багатоспектральними космiчними знiмками [Текст] / С.С. Кохан, А.А. Москаленко // Вюник геодезп та картографii. - 2009. - № 6. - С. 29-34.

14. Зинченко С.С. Ранее обнаружение несанкционированных мест складирования отходов, как способ предупреждения техногенных ЧС [Электронный ресурс] / С.С. Зинченко, В.В. Вамболь // Обеспечение безопасности жизнедеятельности: проблемы и перспективы: междунар. науч.-практ. конф. - Минск, КИИ МЧС РБ, - 2015. - С. 29. - Режим доступа: http://kii.gov.by/file/Konf/ Sbormk2015(1).pdf

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ МАТЕРИАЛОВ КАК ЭЛЕМЕНТ ПОВЫШЕНИЯ ПОЖАРОВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ

СУШИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

А.М. Гавриленков, профессор, д.т.н.,

Воронежский государственный университет инженерных технологий,

г. Воронеж

Д.В. Каргашилов, начальник кафедры, к.т.н., С.О. Потапова, доцент, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж

Сушка используется на предприятиях различных отраслей промышленности и в АПК. При этом обрабатываются материалы, существенно отличающиеся по физико-механическим и теплофизическим свойствам: зерно, древесина, минеральные удобрения, молоко, химико-фармацевтические препараты и др. Они могут быть сыпучими, жидкими, пастообразными и др.; горючими, трудногорючими и негорючими. Их способность к выгоранию зависит не только от химического состава, но и от влажности, размеров и формы высушиваемых объектов.

Во время сушки происходит снижение влажности материалов, которое существенно изменяет не только их способность к воспламенению, но и линейные размеры, а также прочность. Например, поступающее на сушку молоко - негорючий материал, а порошкообразное сухое молоко горит и образует с воздухом взрывоопасные смеси [1]. Ранее [2] было установлено наличие критической влажности Wк, при превышении которой горение материала невозможно.

Анализируя процесс сушки с точки зрения пожаровзрывобезопасности, можно выделить три основные случая:

- начальная влажность W0 больше критической Wк и соответственно весь процесс пожароопасен;

- W0 - весь процесс пожаробезопасен;

- W0 >Wк, конечная влажность Wк <Wв, при этом пожароопасен период снижения влажности от Wв до Wк.