Методические подходы к пространственной идентификации вероятных источников неприятного запаха в атмосферном воздухе на основе методов нечеткой логики

Автор: Зайцева Н.В., Май И.В., Кирьянов Д.А., Клейн С.В., Чигвинцев В.М., Клячин А.А.

Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk

Рубрика: Профилактическая медицина: актуальные аспекты анализа риска здоровью

Статья в выпуске: 4 (48), 2024 года.

Бесплатный доступ

Рассматривается задача поиска неизвестного источника запахового загрязнения, относящаяся к классу «существенно неопределенные задачи», для которой предложено формальное решение. Проблема неприятного запаха актуальна для многих селитебных территорий крупных городов и промышленных центров. Несмотря на меры государственного контроля выбросов, в том числе от мест утилизации отходов, неустановленные источники загрязнений нередко вызывают многочисленные жалобы населения. Отмечается влияние запахового загрязнения на здоровье, в том числе на дыхательную, сердечно-сосудистую и нервную системы, снижение качества жизни и уровня адаптации. Основными источниками запахов чаще всего являются промышленные предприятия, очистные сооружения и объекты переработки отходов. При этом сложность контроля качества воздуха обусловлена субъективностью восприятия запахов и их многокомпонентностью. Предложенный подход к поиску источников неприятного запаха базируется на применении статистики жалоб населения и современных методов теории нечетких множеств. Статистика жалоб, формируемая жителями, имеет субъективный и эмоциональный характер. В методе запах представлен как лингвистическая переменная, учитывающая качество, интенсивность запаха и погодно-климатические условия (скорость и направление ветра). Метод предполагает, что источник запаха находится в направлении, противоположном вектору скорости ветра в момент регистрации жалобы. Точка возможного расположения источника запаха определялась через совмещение направлений ветра и учета влияния «факела загрязнений», имеющего область рассеивания веществ / смеси веществ, формирующих запах. Для уточнения пространственного поиска источников задача решалась с использованием методов нечеткой логики и нечеткого вывода, учитывающих высокий уровень неопределенности. Введена функция принадлежности точки к множеству мест вероятного размещения источника запаха. Идентификация параметров нечеткой модели выполнялась на основе численных экспериментов. Продемонстрировано, что предложенный подход, базирующийся на анализе статистики жалоб, не только соответствует современным тенденциям прикладного использования теории нечетких множеств, но и решает актуальную задачу идентификации источников загрязнения атмосферного воздуха пахучими веществами. Подходы, представленные в статье, позволяют расширить направления применения теории нечетких множеств для определения причин расхождения данных лабораторного контроля качества воздуха и расчетов рассеивания химических соединений от стационарных и передвижных источников загрязнения.

Еще

Нечеткие множества, запах, атмосферный воздух, здоровье населения, вероятные источники запаха, жалобы, качество жизни, картирование

Короткий адрес: https://sciup.org/142243791

IDR: 142243791   |   DOI: 10.21668/health.risk/2024.4.02

Список литературы Методические подходы к пространственной идентификации вероятных источников неприятного запаха в атмосферном воздухе на основе методов нечеткой логики

  • Гошин М.Е., Бударина О.В., Демина Н.Н. Анализ состояния здоровья населения, проживающего в условиях загрязнения атмосферного воздуха пахучими веществами (обзор литературы) // Гигиена и санитария. - 2020. - Т. 99, № 9. - С. 930-938. DOI: 10.47470/0016-9900-2020-99-9-930-938
  • Бударина О.В., Сабирова З.Ф., Шипулина З.В. Анализ международного опыта изучения влияния загрязнения атмосферного воздуха запахом на здоровье населения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2019. - № 5. - С. 88-92.
  • Гошин М.Е., Бударина О.В., Ингель Ф.И. Запахи в атмосферном воздухе: анализ связи с состоянием здоровья и качеством жизни взрослого населения города с развитой пищевой промышленностью // Гигиена и санитария. -2020. - Т. 99, № 12. - С. 1339-1345. DOI: 10.47470/0016-9900-2020-99-12-1339-1345
  • Чепегин И.В., Андрияшина Т.В. Выбросы пахучих веществ в атмосферу. Проблемы и решения // Вестник Казанского технологического университета. - 2013. - Т. 16, № 10. - С. 80-83.
  • Проблемы запахов в атмосферном воздухе от очистных сооружений: нормирование, контроль и законодательное регулирование / О.В. Бударина, М.А. Пинигин, З.Ф. Сабирова, Л.А. Федотова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2017. - № 8. - С. 20-26.
  • Перспективы развития и гармонизации гигиенического нормирования с учётом риска возникновения запаха в атмосферном воздухе / С.В. Кузьмин, О.В. Бударина, Ю.А. Рахманин, М.А. Пинигин, Н.С. Додина, С.А. Сковронская // Гигиена и санитария. - 2024. - Т. 103, № 2. - С. 96-103. DOI: 10.47470/0016-9900-2024-103-2-96-103
  • Сырчина Н.В., Пилип Л.В., Ашихмина Т.Я. Контроль запахового загрязнения атмосферного воздуха (обзор) // Теоретическая и прикладная экология. - 2022. - № 2. - С. 26-34. DOI: 10.25750/1995-4301-2022-2-026-034
  • Роль социологических методов исследований в осуществлении эколого-гигиенического мониторинга территорий / А.К. Маковецкая, Л.В. Хрипач, М.Е. Гошин, О.В. Бударина, А.В. Карманов // Гигиена и санитария. - 2023. -Т. 102, № 9. - С. 902-908. DOI: 10.47470/0016-9900-2023-102-9-902-908
  • Алгоритмические основы нечеткой процедуры комплексного оценивания объектов различной природы / А.О. Алексеев, А.С. Калентьева, А.В. Вычегжанин, Д.В. Климец // Фундаментальные исследования. - 2014. - № 3, Ч. 3. - С. 469-474.
  • Музыко Е.И. Отражение научного интереса к применению метода нечетких множеств для анализа эффективности инновационных проектов в диссертационных исследованиях в России // Идеи и идеалы. - 2018. - Т. 10, № 3, Ч. 2. - С. 50-65. DOI: 10.17212/2075-0862-2018-3.2-50-65
  • Кублин И.М., Ханин В.М., Тинякова В.И. О применении аппарата нечетких множеств для оценки экономической эффективности затрат на улучшение качества выпускаемой продукции // Экономика и предпринимательство. -2015. - № 5-1 (58). - С. 619-623.
  • Бабенков В.И., Гасюк Д.П., Дубовский В.А. Метод оценивания рисков на этапах жизненного цикла образцов вооружения и военной техники // Вооружение и экономика. - 2о2о. - № 3 (53). - С. 59-65.
  • Ведерников Ю.В., Евстафьев А.С., Проценко Д.С. Методология построения системы мониторинга критически важных параметров продовольственной безопасности России // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. - 2о15. - № 7-8 (85-86). - С. 22-3о.
  • Рогачев А.Ф., Кузьмин В.А. Моделирование эколого-экономических систем с использованием алгоритмов нечеткого вывода // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. - 2о13. - № 1 (29). - С. 23о-235.
  • Потравный И.М., Новоселов А.Л., Новоселова И.Ю. Развитие методов экономической оценки ущерба от загрязнения окружающей среды и их практическое применение // Экономическая наука современной России. - 2о18. -№ 3 (82). - С. 35-48.
  • Санжапов Б.Х., Садовникова Н.П. Согласование целей при эколого-экономическом обосновании градостроительного проекта с учетом ограничений на значения характеристик, входящих в систему средств, в условиях нечеткой информации // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. - 2о11. - № 21 (4о). - С. 151-159.
  • Санжапов Б.Х., Садовникова Н.П. Применение методов мягких вычислений и когнитивного моделирования в задачах прогнозирования экологической безопасности строительства // Экология урбанизированных территорий. -2о11. - № 4. - С. 36-4о.
  • Санжапов Б.Х., Мурадов А.А., Санжапов Р.Б. Оценка экологической безопасности автотранспортной системы города // Интернет-вестник ВолгГАСУ. - 2о13. - № 2 (27). - С. 3о.
  • Алексеева Е.И., Арефьева Е.В. Модели оценки подверженности застроенных территорий воздействию опасных природных процессов с климатическим фактором на основе систем нечеткого логического вывода типа Мамдани и типа Сугено // Технологии гражданской безопасности. - 2о22. - Т. 19, № 3 (73). - С. 25-31.
  • Цховребов Э.С., Слесарев М.Ю. Методы оценки нечетких показателей экологической безопасности городских территорий на стадии разработки предпроектной и проектной документации // Социология города. - 2о22. - № 3. -С. 64-82. DOI: 1о.35211/1994352о_2о22_3_64
  • Средства поддержки принятия решений при диагностике новообразований челюстно-лицевой области / Г.Б. Бурдо, С.Н. Лебедев, Ю.В. Лебедева, И.С. Лебедев // Врач и информационные технологии. - 2о22. - № 4. -С. 4о-51. DOI: Ю.25881/181Ю193_2о22_4_4о
  • Серобабов А.С. Определение интервалов термов входного параметра в медицинской экспертной системе диагностики на основе алгомеративной кластеризации // Информационные технологии и автоматизация управления: материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, работников образования и промышленности / отв. ред. А.В. Никонов. - Омск: Омский государственный технический университет, 2о22. -С. 248-252.
  • Гавриленко Т.В., Адмаев О.В. Использование теории нечетких множеств при анализе экологического состояния придорожного пространства // Хвойные бореальной зоны. - 2о12. - Т. 3о, № 5-6. - С. 79-84.
  • Соловьев А.А. Методы геоинформатики и нечеткой математики в анализе геофизических // Чебышевский сборник. - 2о18. - Т. 19, № 4. - С. 194-214. DOI: 1о.224о5/2226-8383-2о18-19-4-194-214
  • Павлова А.И., Каличкин В.К. Автоматизированное картографирование сельскохозяйственных земель с помощью нейронной экспертной системы, интегрированной с ГИС // Достижения науки и техники АПК. - 2о11. - № 1. -С. 5-7.
  • Баденко В.Л. Анализ экологических рисков в ГИС на основе нечетких множеств // Информация и космос. -2о13. - № 3-4. - С. 78-84.
Еще
Статья научная