ВВЕДЕНИЕ
1. АЭРОЗОЛИ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ГОРОЖАН
ЕЕ Источники загрязнений и неблагоприятные метеорологические условия
Е2. Параметры аэрозолей и их влияние на здоровье
2. УМНЫЙ ГОРОД: ОСНОВНЫЕ СИСТЕМЫ И ИХ
ПРЕИМУЩЕСТВА 12
2.1. Концепции “Умного города” 12
2.1.1. Технологическая основа 12
2.1.2. Человеческие рамки 14
2.1.3. Институциональные рамки 15
2.1.4. Энергетическая основа 16
2.2. Особенности “Умных городов” 18
3. СЕНСОРНАЯ СЕТЬ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ВОЗДУХА 20
3.1. Системы мониторинга качества воздуха в России 20
3.2. Системы мониторинга качества воздуха в разных странах 22
3.3. Здравоохранение в системе мониторинга качества воздуха 26
4. АНАЛИЗ ДАННЫХ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ВОЗДУХА В ГОРОДЕ
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 29
4.1. Математический аппарат анализа статистических характеристик
метеорологических полей 29
4.2. Статистические характеристики поля массовой концентрации
РМ2.5 33
4.3. Статистические характеристики поля массовой концентрации
РМ10 39
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 48
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 49
Качество воздуха становится все более серьезной проблемой для крупных городских районов по всему миру, вызывая различные проблемы, связанные с окружающей средой и здоровьем. Последние достижения в области сенсорных и коммуникационных технологий сделали технически и экономически целесообразным беспроводные экологические сенсорные сети.
Актуальность темы исследования обуславливается тем, что основными источниками загрязнения являются промышленные и транспортные выбросы, которые распространяются от нескольких метров до десятков тысяч километров. Распространение зависит от метеорологических параметров, состава и количества выбросов. Поэтому необходимо следить за мониторингом качества атмосферного воздуха от которого напрямую зависит здоровье человека.
Целью выпускной квалификационной работы является изучение и систематизация теоретической информации по теме исследования. А также анализ данных по мониторингу качества воздуха в Умном городе (Smart city) - Санкт-Петербурге.
В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить теоретические основы аэрозолей и их характеристик, влияние метеорологических параметров;
2. Изучить теоретические основы Умных городов, их системы и преимущества;
3. Изучить теоретические основы систем мониторинга качества воздуха, изучить датчики качества воздуха;
4. Провести анализ теоретических данных, и разработать рекомендации по совершенствованию систем мониторинга качества воздуха;
5. Провести анализ данных на основе мониторинга качества воздуха в городе Санкт-Петербурге.
Объект исследования является атмосферный воздух.
Предметом исследования является проблема мониторинга качества атмосферного воздуха.
Теоретической основой исследования явились положения и концепции, представленные в работах отечественных и зарубежных авто-ров по проблемам:
- влияние метеорологических условий на изменчивость концентраций выбросов аэрозолей
- источники и состав загрязнителей воздуха
- умные города: системы и их характеристики
- сенсорные сети мониторинга
- современные датчики качества воздуха
- причинение вреда здоровью выбросами загрязнений
Практическая значимость исследования заключается в обработке и упорядочению теоретический данных по исследуемой теме, и их будущее применение на совершенствование систем мониторинга качества воздуха в Санкт-Петербурге.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемых источников.
В первой главе раскрываются теоретические основы понятия аэрозоли и их характеристики, источники загрязнений и их влияние на здоровье человека, влияние неблагоприятных метеорологических условий на аэрозоли и их распространение.
Во второй главе исследуются особенности Умных городов (Smart city) и их преимущества. Дается краткая техническая и экономическая характеристика Умным городам (Smart city). Характеризуется порядок формирования и устройства Умных городов (Smart city).
Во третьей главе исследуются особенности систем мониторинга качества воздуха. Происходит обзор систем мониторинга качества воздуха в разных странах и выявляются их преимущества. Дается краткая техническая характеристика датчикам качества воздуха и сервисам на которых можно узнать качества воздуха.
В четвертой главе проведен анализ данных мониторинга качества воздуха в городе Санкт-Петербург. Рассчитаны автокорреляционная функция для каждого поста мониторинга качества атмосферного воздуха и коэффициенты корреляции полей PM2.5 и PM10. Определено среднеквадратическое отклонение для каждого поста мониторинга качества атмосферного воздуха. Рассчитаны парные коэффициенты корреляции полей PM2.5 и PM10. Проведен анализ полученных данных.
На основании проведенного исследования можно сделать вывод о том, что крайне необходим мониторинг качества атмосферного воздуха. Проблемы экологического состояния атмосферы, мониторинга качества атмосферного воздуха и его улучшения, на данный момент являются одними из сложных для решения задач и должны находятся в сфере особого внимания.
При выполнении работы, проведённой в рамках выпускной квалификационной работы, все поставленные задачи были выполнены:
1. Были получены теоретические знания об основах аэрозолей и их характеристик, влияние метеорологических параметров;
2. Были получены теоретические знания об основы Умных городов, их системы и преимущества;
3. Были получены теоретические знания об основы систем мониторинга качества воздуха, изучить датчики качества воздуха;
4. Произведен анализ теоретических данных, и разработать рекомендации по совершенствованию систем мониторинга качества воздуха;
5. Произведен анализ данных на основе мониторинга качества воздуха в городе Санкт-Петербурге.
