​​16 ноября в Кузбассе успешно завершились испытания обновленной системы экологического мониторинга, которую разработали студенты из Новосибирска. Усовершенствованный программно-аппаратный комплекс VectorAIr позволяет теперь не только дистанционно собирать и передавать на сервер данные для заказчика о загрязнении атмосферы в режиме реального времени при помощи беспроводной связи, но и способен прогнозировать зоны распространения загрязнений и анализировать вклад каждого отдельного источника в общий уровень загрязнений. По результатам испытаний выяснилось, что основным источником загрязнения является автомобильная дорога.

Проект выполнен совместно с Кемеровским филиалом Института вычислительной техники СО РАН (КФ ИВТ СО РАН). Программно-аппаратный комплекс VectorAIr позволяет дистанционно собирать и передавать на сервер данные для заказчика о загрязнении в режиме реального времени при помощи беспроводной связи. Система мониторит и анализирует актуальные показатели концентрации мелких, средних и крупных частиц в воздухе, содержание озона, диоксида серы, диоксида азота и угарного газа. Применение многофункциональной беспроводной системы мониторинга возможно не только в сфере экологии, но и в строительстве, сельском хозяйстве и энергетике.

В начале октября студенты НГТУ НЭТИ закончили апгрейд системы экологического мониторинга: изменили «начинку» устройств и модернизировали программную часть комплекса. Полевые испытания обновленной системы прошли на угольных разрезах Кемеровской области. Их результат подтвердил, что у программно-аппаратного комплекса повысилось качество измерений, появилась функция вычисления зон загрязненности по индексу качества воздуха и расширилось число фиксируемых параметров. Сейчас система VectorAIr способна определять частицы пыли размером менее 2,5 микрометра, вещества диоксида азота, диоксида серы, озона, угарного газа, температуру, давление и влажность.

За счет применения искусственного интеллекта программа может прогнозировать зоны распространения загрязнений атмосферы. По словам студентов, это позволяет правильно распределять ресурсы государства и компаний, с тем, чтобы при минимальных вложениях в защитно-очистные сооружения получить максимальное повышение качества воздуха. В ходе пилотирования системы ребята выяснили, что основным загрязнителем на обследуемой территории является автомобильная дорога.

«Ранее сбор информации о загрязнении воздуха производился несколько раз в месяц, в связи с чем данные не были столь актуальными, а способы их передачи не позволяли автоматизировать процесс их анализа в нашем программном обеспечении. И для того, чтобы решить эту проблему, нам была необходима система мониторинга, которая позволяла бы собирать информацию о загрязнении в режиме реального времени», — говорит научный сотрудник КФ ИВТ СО РАН кандидат технических наук Иван Харлампенков.

В отличие от существующих на рынке устройств VectorAIr ведет сбор данных на сервер автоматически и работает автономно без подключения к электросети, а также использует в своем составе только промышленные датчики. Программно-аппаратный комплекс, разработанный студентами, состоит из базовой станции и устройств сбора данных. Устройства принимают данные с датчиков и передают их базовой станции по беспроводной связи LoRa. Базовая станция формирует пакет с информацией и раз в 1—2 часа отправляет его по связи GPRS на сервер заказчика.

Решение позволяет сократить зависимость от сотовой связи, осуществляя сбор данных по протоколу LoRa, тем самым, по словам авторов разработки, увеличить охват территории исследуемого объекта до 10 км и сократить постоянные финансовые расходы на операторов сотовой связи до минимума.

С учетом сформированного опыта и полученных результатов участники бизнес-инкубатора НГТУ НЭТИ планируют использовать комплекс VectorAIr в Красноярске. «Наша задача будет определить влияние каждого завода на общий уровень загрязнения и проверить гипотезу, которую была выдвинута главой Роспотребнадзора, об основном загрязнителе – компании «UC Rusal». Ранее мы уже сталкивались со схожей ситуацией в ходе применения VectorAIr в Кемеровской области. Все считали, что главным загрязнителем является ТЭЦ, но в ходе детального анализа выяснилось, что основным фактором загрязнения является автомобильная дорога», – рассказал магистрант факультета радиотехники и электроники НГТУ НЭТИ, резидент бизнес-инкубатора «Гараж» вуза и технический директор проекта VectorAIr Владимир Радченко. Проблема будет освещена в ходе мероприятия «День делового и экономического сотрудничества Новосибирск – Красноярск», которое запланировано с 18 по 20 ноября 2020 года.

«Мы думаем, что именно в тесной коллаборации НГТУ НЭТИ, Кузнецкого центра технической и экологической экспертизы и Кемеровского филиала ИВТ СО РАН возможно найти оптимальное решение, которое не только остановит загрязнения Красноярска, но и сохранит ресурсы на вложении средств в те объекты инфраструктуры, которые фактически не являются загрязнителями», – рассказал Владимир Радченко.

Преимуществом разработки VectorAIr станут и экономические выгоды ее использования. Используемые беспроводные технологии и автономность системы позволят сократить человеческие, финансовые затраты и время. Это позволит снизить расходы на мониторинг более чем в пять раз по сравнению с существующими технологиями.

Справка

В 2019 году российские предприятия и транспорт выбросили в атмосферу 22,7 млн т загрязняющих веществ, говорится в отчете аналитической службы международной аудиторско-консалтинговой сети FinExpertiza. На одного жителя России пришлось в среднем около 155 кг вредных выбросов в год — эта цифра колеблется от 23 кг до 1,6 т в зависимости от региона, утверждают эксперты.

В 2019 году было принято распоряжение Правительства РФ, согласно которому утвержденные в нем объекты к 2022 году должны обеспечить передачу информации Роскомнадзору о выбросах загрязняющих веществ в окружающую среду.

Ученые выяснили, что не существует минимального порога загрязненности, который бы не оказывал влияния на здоровье. Последствиями воздействия загрязненного воздуха на здоровье могут стать появление аллергических реакций, осложненного течения астмы, раздражение слизистых оболочек, рака и других заболеваний.
 


 


Источники

Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ позволит поймать с поличным загрязнителя в Кузбассе и Красноярске
Новосибирский государственный технический университет (nstu.ru), 18/11/2020
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ позволит поймать с поличным загрязнителя в Кузбассе и Красноярске
Informio.ru, 18/11/2020
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ позволит поймать с поличным загрязнителя в Кузбассе и Красноярске
Пульс кадровой индустрии (hrpuls.ru), 18/11/2020
Система экологического мониторинга позволит поймать с поличным загрязнителей
Научная Россия (scientificrussia.ru), 18/11/2020
Студенты НГТУ НЭТИ обновили систему экологического мониторинга
Infopro54.ru, 18/11/2020
Студенты НГТУ НЭТИ обновили систему экологического мониторинга
News-Life (news-life.pro), 18/11/2020
Обновленная студентами система экологического мониторинга теперь сможет "поймать с поличным" загрязнителей в Кузбассе и Красноярске
Министерство науки и высшего образования РФ (minobrnauki.gov.ru), 18/11/2020
Студенты НГТУ НЭТИ помогли Кузбассу обновить систему экологического мониторинга
Департамент образования Новосибирской области (minobr.nso.ru), 19/11/2020
Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ позволит поймать с поличным загрязнителя в Кузбассе и Красноярске
Поиск (poisknews.ru), 18/11/2020

Похожие новости

  • 12/08/2019

    В Новосибирске разработали автономную систему сбора данных по экомониторингу

    ​Новосибирские разработчики создали автономную систему сбора данных с датчиков экологического мониторинга, которая отличается от применяемых систем тем, что не требует ручного сбора информации с приборов, а также способна отслеживать точное местоположение датчиков и время показаний, кроме того, систему можно применять в энергетике и других отраслях.
    881
  • 23/10/2019

    Система экологического мониторинга студентов НГТУ НЭТИ поможет избавить Кузбасс от угольной пыли

    16 октября в Кузбассе успешно завершились испытания прототипа системы экологического мониторинга, которую разработали студенты из Новосибирска. Проект выполнен совместно с Кемеровским филиалом Института вычислительной техники СО РАН (КФ ИВТ СО РАН).
    896
  • 20/06/2017

    Международная выставка «НТИ ЭКСПО» в Новосибирске

    ​​​Уникальная международная выставка достижений технологического развития "НТИ ЭКСПО" пройдет в рамках V Международного форума технологического развития "Технопром-2017" 20-22 июня в Новосибирске при поддержке правительства РФ, коллегии ВПК, Минпромторга России, Минэкономразвития России, МИДа РФ, правительства Новосибирской области.
    4059
  • 28/01/2020

    Лаборатория энергетики будущего откроется для школьников в НГТУ НЭТИ

    ​31 января 2020 года на факультете энергетики НГТУ НЭТИ состоится торжественное открытие новой лаборатории, направленной на исследование распределенных энергетических систем и зеленых источников энергии.
    815
  • 05/12/2018

    НГТУ подготовит студентов для работы на цифровых энергообъектах МРСК Сибири

    ​ПАО «МРСК Сибири» (входит в группу компаний ПАО «Россети») и Новосибирский государственный технический университет (НГТУ) заключили соглашение о сотрудничестве, его реализация рассчитана на пять лет. Предварительная договоренность об этом была достигнута еще в августе 2018 года в рамках совместного заседания научно-технического совета МРСК Сибири и НГТУ на международном форуме «Технопром» в Новосибирске.
    1314
  • 19/11/2018

    Технологию НГТУ используют в Казахстане для производства дешевой и прочной тротуарной плитки

    ​В октябре этого года на промплощадке ПГУ им. С. Торайгырова (малое инновационное предприятие «ЭкостройНИИ-ПВ») в Павлодаре была произведена первая партия строительных изделий из отходов предприятий теплоэнергетики и металлургии Павлодарской области.
    1255
  • 24/07/2018

    О путях развития региональной энергетики

    Наверное, сегодня уже никто не будет спорить с тем, что создание мини-электростанций и перевод газовых котельных в режим комбинированной выработки тепла и электричества – один из основных путей развития региональной энергетики.
    1175
  • 11/03/2019

    Новосибирские школьники конструируют атомолет

    Разработки конструкторских бюро 50-х годов вновь в центре внимания. Новосибирские студенты и школьники, заинтересованные ядерной физикой, разобрали возможность создания атомолета нового поколения. Лекцию о тонкостях двигателестроения с ядерной силовой установкой послушали корреспонденты ОТС.
    1594
  • 05/04/2019

    Сотрудники НГТУ НЭТИ получили медаль международной выставки за первый в мире керамический протез коленного сустава

    ​Коллектив механико-технологического факультета НГТУ НЭТИ выиграл серебряную медаль 22-го Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий «Архимед», который завершился в Москве в конце марта.
    985
  • 23/01/2020

    Программа молодого ученого НГТУ НЭТИ позволит сократить расходы ТЭЦ на топливо и уменьшить аварии на теплосетях

    ​Ученый факультета энергетики (ФЭН) университета разработал программу, которая позволяет увеличить время службы трубопроводов, эффективность тепловых электростанций и сэкономить около 16 тысяч тонн условного топлива в год на одной ТЭЦ.
    699