На основе данных с городских систем мониторинга, измеряющих концентрацию различных примесей в атмосфере, ученые Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН создали алгоритмы для оценки химической загрязненности в Новосибирске, а также — для составления прогнозов. Об этом один из исследователей рассказал на форуме «Городские технологии-2018».

Чтобы уточнить химическую ситуацию в атмосфере и понять, как на нее повлиять, можно разрабатывать математические модели, которые содержат огромное количество неопределенностей — основной из них является расположение источников выбросов. Ученые ИВМиМГ СО РАН поставили перед собой две задачи: создать алгоритмы оценки источников выбросов по данным сетей мониторинга и алгоритмы усвоения данных — они помогут сделать примерные прогнозы.

— Мы разработали технологию, которая включает как модель с данными систем мониторинга, так и определенную информацию про наш город — в частности, распределение пробок и интенсивность автомобильного движения, — рассказывает младший научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН кандидат физико-математических наук  Алексей Владимирович Пененко. — На основе этого оценивалось расположение источников и выявлялось примерное распределение загрязнений по территории города в динамике.

 

Алексей Пененко

 

Результаты тестирования в реальных условиях показали: в Новосибирске есть только пять доступных постов измерения в сутки (каждые 8 часов), что в сумме составляет 43 измерения за три дня. Ошибка при восстановлении уровня загрязнений с помощью алгоритма составит погрешность в 64 %, но если увеличить количество измерений (хотя бы раз в 4 часа), получится 46 %. 

Так что специалисты столкнулись с проблемой обеспечения Новосибирска данными мониторинга. Государственная сеть нечасто производит измерения, но частные сейчас набирают мощь. Правда, возникают вопросы о достоверности предоставляемых ими данных, потому что поддержка работы такой сети — очень дорогостоящая процедура. Поэтому государственные и частные источники данных могли бы скоординироваться, чтобы перепроверять друг друга. Также для контроля можно использовать мобильные лаборатории, установленные на транспортных средствах.

— На данный момент алгоритм адаптирован для условий Новосибирска,— добавляет Алексей Пененко. — Уже построены трехмерные модели с учетом трансформаций — для случая редких и рутинных — CO2, NO2 — загрязнителей. В дальнейшем мы планируем продолжать развитие алгоритмов с учетом локальных особенностей: улучшать снабжение данными мониторинга, увеличивать вычислительные мощности для учета большего количества химических веществ и привлекать новые кадры.

По словам ученого, проект берет начало с «Городских технологий-2017»: тогда специалисты ИВМиМГ СО РАН стали сотрудничать с коллегами из Сибирского регионального научно-исследовательского гидрометеорологического института. На данный момент ученым также приходится привлекать мощности Центра коллективного пользования «Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН», так как для работы требуются существенные вычислительные ресурсы.

 

«Наука в Сибири»

Фото Алены Литвиненко

Источники

Сибирские ученые разработали математический алгоритм для поиска загрязнений в Новосибирске
Наука в Сибири (sbras.info), 09/04/2018
Ученые разработали математический алгоритм для поиска загрязнений в Новосибирске
ИА Flashsiberia, 10/04/2018
Ученые разработали математический алгоритм для поиска загрязнений воздуха
The world news (theworldnews.net), 10/04/2018
Ученые разработали математический алгоритм для поиска загрязнений воздуха
Findnews.ru, 10/04/2018
Ученые разработали математический алгоритм для поиска загрязнений воздуха
ИА Regnum, 10/04/2018
Ученые придумали новый способ оценки загрязнения воздуха в Новосибирске
Новосибирский городской сайт (ngs.ru), 10/04/2018
Ученые придумали новый способ оценки загрязнения воздуха в Новосибирске
Новости@Rambler.ru, 09/04/2018
Ученые придумали новый способ оценки загрязнения воздуха в Новосибирске
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 09/04/2018
Новосибирская область. Ученые придумали новый способ оценки загрязнения воздуха в Новосибирске
Природа Сибири (prirodasibiri.ru), 11/04/2018
Ученые придумали новый способ оценки загрязнения воздуха в Новосибирске
Монависта (novosibirsk.monavista.ru), 11/04/2018

Похожие новости

  • 27/04/2017

    Мощность новосибирского суперкомпьютерного центра выросла после модернизации

    Сибирский суперкомпьютерный центр СО РАН установил новый вычислительный кластер, благодаря чему его пиковая производительность выросла на 70% - до 197 терафлопс (197 трлн операций в секунду). Как сообщил на открытии обновленного центра директор Института вычислительной математики и математической геофизики (ИВМиМГ) СО РАН Сергей Кабанихин, новые мощности позволят проводить вычисления для решения экологических проблем и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
    772
  • 06/07/2016

    Научные решения для экологических проблем

    ​В пресс-центре "ТАСС-Сибирь" прошел круглый стол, посвященный инновационным подходам в сфере охраны окружающей среды.  Организатором мероприятия выступил департамент промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска.
    1021
  • 07/12/2017

    В новосибирском Академгородке обсудили цифровую экономику

    ​В рамках российской конференции DICR-2017 состоялся круглый стол "Наука - цифровой экономике". Коворкинг-центр "Точка кипения" на 13-м этаже технопарка новосибирского Академгородка собрал как участников конференции, так и специально приглашенных экспертов из сферы высокотехнологичного бизнеса.
    384
  • 22/06/2017

    Участники «Технопрома» - о развитии и применении искусственного интеллекта

    ​Глубинное обучение (Deep Learning) - область машинного обучения, которая активно развивается последние годы. Конечно, это не тот искусственный интеллект, который представляют себе фантасты, но уже сегодня многие алгоритмы решают задачи биомедицины, машиностроения, обработки естественного языка.
    491
  • 19/04/2016

    В Институте систем информатики СО РАН проходит XI Ершовская лекция по информатике

    ​19 апреля Институт систем информатики СО РАН проводит традиционную XI Ершовскую лекцию.В этом году с Ершовской лекцией выступит известный российский специалист по системному программированию д.ф.-м.н.
    1534
  • 15/01/2018

    По мнению экспертов, России нужна нацпрограмма по разработке суперкомпьютеров

    ​Россия на сегодняшний день значительно отстает от других стран в разработке и производстве суперкомпьютеров, для развития этой отрасли необходима национальная программа, рассказали РИА Новости участники рынка.
    182
  • 16/09/2016

    Новосибирский ученый награждён дипломом Европейской научно-промышленной палаты

    ​Диплом Европейской научно-промышленной палаты (Diploma di Merito) и медаль за исключительные профессиональные достижения присуждены профессору НГУ, доктору физико-математических наук, ведущему научному сотруднику лаборатории стохастических задач Института вычислительной математики и математической геофизики Антону Войтишеку.
    1522
  • 04/02/2018

    Новосибирские ученые разрабатывают компьютерную модель добычи трудноизвлекаемой нефти

    ​​Ученые Института гидродинамики им. Лаврентьева Сибирского отделения РАН планируют к концу 2018 года выпустить версию отечественного симулятора, с помощью которого моделируется процесс добычи нефти путем гидроразрыва пласта.
    230
  • 14/12/2016

    Сверхпрочные ноутбуки создадут для Сибири московские разработчики

    ​Ударопрочные, водостойкие ноутбуки для работы в ±50 °С разрабатывают в "Т-Платформе" для геологов и нефтяников - компания получила субсидию Минпромторга в 150 млн рублей. Российская компания "Т-Платформа" получила 150 млн рублей субсидии Министерства промышленности и торговли РФ на создание отечественного ноутбука для работы в экстремальных условиях.
    677
  • 31/01/2018

    Два института СО РАН в Новосибирске запустили совместный суперкомпьютер

    Исследования в лаборатории механики неупорядоченных сред, созданной благодаря мегагранту в Институте гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН, требуют сложных и трудоемких вычислений. Для их проведения НИИ приобрел новейший суперкомпьютерный кластер — его работу будут обеспечивать специалисты Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН.
    224