Система автоматизированного мониторинга параметров окружающей среды

Полезная модель относится к области мониторинга состояния окружающей среды. Система автоматизированного мониторинга параметров окружающей среды состоит из одного или нескольких пунктов контроля, каждый из которых содержит: термостатированный блок устройств радиационного, химического, биологического контроля с датчиком несанкционированного доступа к блоку устройств, к которому подсоединяется устройство автоматического или автоматизированного пробоотбора. Блок устройств радиационного, химического, биологического контроля соединен каналом связи с пунктом сбора, обработки, отображения информации с установленным на нем специальным программным обеспечением. К пункту сбора подсоединен автоматизированный метеорологический комплект. Для обеспечения связи в блок устройств введено коммутационно-передающее устройство, а в пункт сбора введено коммутационно-принимающее устройство. Пункт сбора соединен каналом связи с центральным пунктом сбора. Техническим результатом, достигаемым системой автоматизированного мониторинга параметров окружающей среды является повышение оперативности получения информации и эффективности принятия решений при проведении мониторинга параметров окружающей среды, аварийно-восстановительных и спасательных работ, которые достигаются путем автоматизации мониторинга параметров окружающей среды и состояния элементов системы, автоматизации пробоотбора воздуха в случае превышения установленного уровня концентрации аэрозолей биологического происхождения в воздушной среде.

Полезная модель относится к области мониторинга состояния окружающей среды.

Контроль состояния параметров окружающей среды обеспечивает экологическую безопасность, способствует предотвращению возникновения опасных ситуаций, техногенных аварий, террористических актов, содействует защите здоровья и жизни людей. Известны системы и методы контроля параметров окружающей среды, предназначенные для сбора, контроля, обработки, хранения, накопления и передачи информации, в том числе аппаратно-программные комплексы, предоставляющие возможность автоматизации указанных функций на основе новых информационных технологий.

Подобные системы используются как для автоматизированного контроля параметров окружающей среды, так и для принятия и реализации организационно-технического решения, повышения эффективности прогноза развития и ликвидации чрезвычайных ситуаций, что позволяет в короткие сроки и в нужной оперативной обстановке принимать наиболее правильные, эффективные и экономически обоснованные управленческие действия.

Одним из аналогов является «Система автоматизированного контроля параметров окружающей среды» (патент RU 2392645 С1, от 27.01.2009). Система состоит из нескольких энергонезависимых устройств, каждое из которых включает в себя метеорологические датчики, датчики экологического мониторинга, блок измерения, блок сопряжения с внешними устройствами, блок управления и связи.

Блок управления пересылает обработанные данные по различным линиям связи на диспетчерский пункт с автоматизированным рабочим местом, блоком автономного питания и блоком управления режимами работы устройства. В энергонезависимое устройство дополнительно введены устройство предельно допустимых показателей на каждый датчик, блок сравнения на каждый датчик и устройство предельно допустимых показателей, позволяющий зафиксировать превышение предельно допустимого значения какого-либо параметра.

В описанной системе не реализован пробоотбор воздуха при срабатывании датчиков экологического мониторинга для последующего анализа, отсутствует функция поддержки принятия решений оператором.

Прототипом заявляемой системы является «Система экологического контроля окружающей среды» (патент RU 2078357 С1, от 30.10.1995).

Система экологического контроля окружающей среды содержит корпус, размещенные в корпусе устройства диагностики и управления, датчики температуры нагретого и холодного воздуха, измерительную аппаратуру для измерения загрязненности воздуха с пробозаборником воздуха и средство для кондиционирования воздуха. Система снабжена осушителями воздуха, установленными в корпусе, который выполнен герметичным из цилиндрической обечайки, полусферической крышки и закрепленной на днище опорной юбки. Средство для кондиционирования воздуха включает в себя термоэлектрическую батарею с верхней поверхностью теплообменника, являющейся одной из поверхностей внутреннего воздуховода, установленного на оси симметрии корпуса вместе с внутренним вентилятором. Нижняя поверхность теплообменника является одной из поверхностей наружного воздуховода с наружным вентилятором. Внутренний воздуховод через распределитель воздушного потока сообщен с объемом измерительной аппаратуры, а наружный воздуховод - с пробозаборником воздуха. Система обеспечивает стабильность характеристик измерительной аппаратуры в широком диапазоне внешних температур и влажности в течение длительного времени эксплуатации без участия человека.

В описанной системе не реализованы передача информации на пункт сбора и обработки информации по каналам связи, автоматический контроль превышения пороговых значений параметров, поддержка принятия решений оператором в случае превышения предельно допустимых значений контролируемых параметров.

Техническим результатом, достигаемым полезной моделью - системой автоматизированного мониторинга параметров окружающей среды САМПОС, является повышение оперативности получения информации и эффективности принятия решений при проведении мониторинга параметров окружающей среды, аварийно-восстановительных и спасательных работ, которые достигаются путем автоматизации мониторинга параметров окружающей среды и состояния элементов системы, автоматизации пробоотбора воздуха в случае превышения установленного уровня концентрации аэрозолей биологического происхождения в воздушной среде.

Данный технический результат достигается тем, что заявляемая система САМПОС состоит из пункта контроля (1) (фиг.), который содержит: блок устройств радиационного, химического, биологического контроля (БУ РХБ) (2), устройство пробоотбора (УП) (3).

Внутри блока БУ РХБ размещены: блок питания, устройство радиационного контроля (УРК) (4), устройство химического контроля (УХК) (5), устройство биологического контроля (УБК) (6).

Пункт контроля соединен каналом связи (радио, телефонным, оптоволоконным) с пунктом сбора, обработки, отображения информации (ПСООИ) (7), в состав которого входят: персональная электронно-вычислительная машина (ЭВМ) (8) с установленным на ней специальным программным обеспечением (СПО) (9), к ЭВМ (8) ПСООИ (7) подсоединяется автоматизированный метеорологический комплект (АМК) (10).

Для обеспечения связи в БУ РХБ дополнительно введено коммутационно-передающее устройство (КПУ 1) (11), а в ПСООИ дополнительно введено коммутационно-принимающее устройство (КПУ 2) (12).

ПСООИ соединяется с центральным пунктом сбора (ЦПС) (13) (вышестоящие органы управления - органы субъектов Федерации, Федеральные органы власти) каналом связи.

Для повышения информативности в состав системы САМПОС вводятся несколько пунктов контроля (14).

БУ РХБ (2) конструктивно выполнен в виде термостатированного шкафа, обеспечивающего его эксплуатацию в микроклиматических районах с умеренным и холодным наземным климатом, оснащен датчиком несанкционированного доступа. Внутри БУ РХБ (2) размещены: блок питания, устройства измерения и контроля параметров радиационной, химической и биологической обстановки (4, 5, 6), обеспечивающие непрерывное измерение, контроль и передачу данных по линиям связи в КПУ 1 (11), обеспечивающее передачу информации о радиационной, химической и биологической обстановке по каналу связи в КПУ 2 (12) ПСООИ (7).

В случае превышения пороговых уровней контролируемых параметров СПО (9) генерирует последовательность инструкций, обеспечивающих поддержку принятия решений оператором. При превышении заданного уровня концентрации аэрозолей биологических агентов в окружающем воздухе КПУ 1 (11) передает сигнал о превышении на ПСООИ (7), после чего в автоматизированном или автоматическом режиме производится включение УП (3), осуществляющее отбор пробы аэрозоля.

Устройства, датчик несанкционированного доступа, входящие в состав БУ РХБ (2), через КПУ 1 в КПУ 2 ПСООИ (7) передают информацию о своем состоянии, в том числе в случае нештатной ситуации: неисправности и/или несанкционированного доступа.

УРК (4) осуществляет измерение мощности дозы гамма-излучения, ввод и непрерывный контроль пороговых уровней гамма-излучения, выдачу сигналов о превышении установленных пороговых значений.

УХК (5), предназначено для обнаружения в воздухе токсичных химикатов, формирования и передачи сигналов предупреждения на ПСООИ (7) при превышении концентрации определяемых веществ заданного него порогового значения.

УБК (6) обеспечивает контроль воздуха с целью своевременного выявления превышения концентраций аэрозолей над фоновым значением и своевременного включения УП (3) для отбора пробы и последующего проведения анализа.

АМК (10) обеспечивает автоматический контроль метеопараметров воздушной среды.

СПО (9) осуществляет управление САМПОС и реализует функции:

- отображения места расположения УРК (4), УХК (5), УБК, УП (3), АМК (10);

- отображения экологической обстановки на схеме объекта на основании данных, полученных от УРК (4), УХК (5), УБК, УП (3), АМК (10);

- поддержки принятия решений оператором;

- хранения, документирования результатов мониторинга;

- передачи данных мониторинга на вышестоящий уровень.

Поддержка принятия решений обеспечивается отображением на экране монитора ЭВМ (8) ПСООИ (7) последовательности действий, требуемых для исполнением оператором. В случае превышения заданного уровня концентрации аэрозолей биологических агентов в окружающем воздухе последовательность действий содержит включение УП (3) в автоматическом или в автоматизированном режиме.

Система САМПОС решает задачи непрерывного мониторинга параметров окружающей среды, передачи данных от БУ РХБ (2) до ПСООИ (7) по существующим каналам связи, создания иерархической информационной системы контроля параметров окружающей среды, что может существенно повысить эффективность экологического контроля на промышленных объектах и в населенных пунктах, предотвратить неблагоприятные последствия экологических аварий и катастроф, а также обеспечить оперативность принятия решений при проведении аварийно-восстановительных работ и спасательных операций.

1. Система автоматизированного мониторинга параметров окружающей среды, состоящая из пункта контроля, который содержит: термостатированный блок устройств радиационного, химического, биологического контроля с датчиком несанкционированного доступа к блоку устройств, к которому подсоединяется устройство автоматического или автоматизированного пробоотбора, отличающаяся тем, что блок устройств радиационного, химического, биологического контроля соединен каналом связи с пунктом сбора, обработки, отображения информации с установленным на нем специальным программным обеспечением, к которому подсоединен автоматизированный метеорологический комплект, при этом для обеспечения связи в блок устройств введено коммутационно-передающее устройство, а в пункт сбора введено коммутационно-принимающее устройство, пункт сбора соединен каналом связи с центральным пунктом сбора.

2. Система по п.1, в состав которой дополнительно введены несколько пунктов контроля, соединенных каналами связи с пунктом сбора, обработки, отображения информации.