Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ существующих исследований по проблеме загрязнения атмосферы отработавшими газами автомобильного транспорта в процессе эксплуатации 10
1.1 Роль автомобильного транспорта в загрязнении атмосферы промышленных городов 10
1.2 Анализ факторов, влияющих на изменение экологических характеристик отработавших газов автомобилей в процессе эксплуатации 17
1.3 Анализ существующих организационно-технических мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия отработавших газов автомобильного транспорта
на атмосферу 21
1.4 Анализ существующей нормативно-правовой базы для обеспечения экологической безопасности эксплуатации автомобильного транспорта 31
1.5 Выводы по первой главе 36
ГЛАВА 2 Оценка роли автомобильного транспорта в формировании качества атмосферного воздуха промышленного города 38
2.1 Теоретические основы комплексной оценки качества атмосферы улиц промышленного города 3 8
2.2 Оценка выбросов загрязняющих веществ в атмосферу промышленного города (на примере города Оренбурга) 47
2.3 Анализ состояния автомобильного парка и автомобильных дорог в г. Оренбурге 5 3
2.4 Характеристика климатических условий г. Оренбурга 66
2.5 Выводы по второй главе 70
ГЛАВА 3 Оценка максимально допустимой экологической опасности автомобилей при их эксплуатации на территории промышленного города 72
3.1 Интегральная оценка экологической нагрузки на атмосферу, формируемой автотранспортным потоком 72
3.2 Методика определения максимально допустимой экологической опасности автотранспортного потока и одного автомобиля с учетом метеорологических условий 75
3.3 Определение максимально допустимой экологической опасности автотранспортного потока и одного автомобиля (на примере города Оренбурга) 77
3.4 Выводы по третьей главе 91
ГЛАВА 4 Управление процессом эксплуатации автомобилей по критериям качества атмосферы промышленных городов 99
4.1 Экологически обоснованное управление транспортными потоками на улицах города
4.2 Организация и проведение экологического осмотра автомобилей в процессе эксплуатации 102
4.2.1 Методы и средства, применяемые при проведении экологического осмотра автомобилей 102
4.2.2 Описание лаборатории экологического осмотра П1
4.3 Описание системы экологического контроля "Чистый воздух" 117
4.4 Разработка методов экономического регулирования процесса эксплуатации автомобилей 122
4.5 Выводы по четвертой главе 129
Общие выводы и результаты 131
Список использованных источников 133
- Анализ факторов, влияющих на изменение экологических характеристик отработавших газов автомобилей в процессе эксплуатации
- Оценка выбросов загрязняющих веществ в атмосферу промышленного города (на примере города Оренбурга)
- Методика определения максимально допустимой экологической опасности автотранспортного потока и одного автомобиля с учетом метеорологических условий
- Методы и средства, применяемые при проведении экологического осмотра автомобилей
Введение к работе
Актуальность темы. Автомобильный транспорт занимает ведущее место в удовлетворении постоянно возрастающих потребностей народного хозяйства страны в перевозках пассажиров и грузов. Однако эксплуатация автотранспортных средств неразрывно связана с их негативным воздействием на окружающую среду, которое постоянно усиливается в связи с интенсивным ростом численности автомобилей и их старением. Наибольшее скопление автотранспорта наблюдается на территории промышленного города, который следует рассматривать в качестве сложной дорожно-транспортной системы, где улицы выступают транспортными артериями, а автомобили - транспортными средствами.
Наиболее значимой экологической опасностью для человека от автомобиля являются токсичные компоненты отработавших газов (ОГ), которые рассеиваются и оседают в средах обитания человека, прилегающих к дорогам, то есть на улицах города. Здесь человек находится в непосредственной близости, а зачастую и в эпицентре зон экологического неблагополучия. Поэтому борьба за снижение негативного воздействия токсичных компонентов ОГ автомобильных двигателей является актуальной проблемой.
В настоящее время существует большое количество различных технических решений, которые позволили бы значительно снизить выброс токсичных компонентов с отработавшими газами автомобилей. Но экономическая ситуация в России такова, что подержанные автомобили составляют большую часть автомобильного парка. Экологические характеристики этих автомобилей являются неудовлетворительными. Как показывают исследования, соответствие автомобилей действующим эксплуатационным нормативам по токсичности ОГ зачастую не позволяет считать такой автомобиль безопасным источником выбросов. Старение автомобиля, ухудшение технического состояния, некачественное техническое обслуживание, всё это сказывается, в первую очередь, на его опасности для природной среды. С экологической точки зрения автомобиль должен рассматриваться как передвижной источник выбросов примесей в атмосферу. Климатические и географические особенности территории могут усиливать или снижать негативное воздействие ОГ автомобиля на человека. В связи с этим необходим теоретически обоснованный подход, позволяющий определять максимально допустимую экологическую опасность автомобилей для конкретных урбанизированных территорий.
Работа выполнена при поддержке федерального агентства по науке и инновациям, государственный контракт № 02.442.11.7323 от 20.02.2006 года.
Цель работы состоит в разработке критериев оценки экологической опасности автомобильного транспорта, а также ее снижении в процессе эксплуатации на территории города.
Задачи исследования;
проанализировать существующие методы оценки влияния автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы промышленного города;
разработать модель функционирования автомобильного транспорта в городе, представляющую улицы в качестве транспортных артерий, а автомобили -источниками выбросов вредных веществ в атмосферный воздух;
- систематизировать факторы, определяющие экологическое состояние
атмосферного воздуха конкретной территории (улицы промышленного города);
- разработать методику определения максимально допустимой экологической
опасности автомобиля, позволяющую оценить и регулировать влияние
автомобильного транспорта на загрязнение атмосферы города с учётом
географических и климатических особенностей территории;
- предложить мероприятия, направленные на снижение экологической
опасности автомобильного транспорта на улицах города.
Объектом исследования выступает автомобильный транспортный поток в промышленном городе как основной источник загрязнения атмосферы.
Предметом исследования является оценка и регулирование степени воздействия автомобильного транспорта на атмосферу промышленного города.
Методы исследования. В работе использованы методы: теоретического анализа процессов загрязнения атмосферного воздуха промышленного города; анализа влияния метеорологических факторов и состояния автомобильных дорог на качество атмосферы улиц различного назначения; наблюдения за интенсивностью и составом транспортных потоков на улицах города в разное время суток и в разные сезоны года; системного анализа функционирования автотранспортных средств (АТС) и результатов экологической оценки; статистической обработки экспериментальных данных.
Научная новизна работы состоит в следующем:
предложена модель функционирования автомобильного транспорта на примере улицы промышленного города (элемент дорожно-транспортной системы) как источника выбросов пыли и газов в атмосферный воздух, включающая в себя систему «автомобильный транспорт — автомобильная дорога», и на ее основе - критерий экологической нагрузки на атмосферу улицы, позволяющий оценить экологическую опасность реального транспортного потока, движущегося по той или иной улице промышленного города;
исследовано влияние скорости и направления ветра как определяющих метеопараметров, па емкость воздушной среды (объем приземного слоя атмосферы, способного поглотить поступившие в него вредные вещества и рассеять их до безопасных для человека концентраций) улицы, а также на экологическую опасность дорожного полотна и автомобильного транспорта;
- разработана методика расчета величины максимально допустимой
5
экологической опасности автотранспортного потока и отдельного
автомобиля с учетом изменения метеоусловий на исследуемой улице;
предложены мероприятия по снижению негативного воздействия
автомобильного транспорта на атмосферный воздух улицы, учитывающие
экологическую опасность выбросов наиболее опасных веществ-загрязнителей.
Практическая значимость работы заключается:
- в оценке для любой территории промышленного города качества
атмосферного воздуха, формирующегося при взаимодействии автомобильного
транспорта с дорогой;
в возможности определения уровня экологической опасности ОГ автомобиля, который следует считать опасным для конкретной территории с учетом метеоусловий, сложившихся на данный момент времени;
в комплексе организационных и технических мероприятий, способствующих уменьшению негативного воздействия токсичных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта на атмосферный воздух в г. Оренбурге.
Достоверность научных положений, выводов и результатов работы подтверждается теоретическими и экспериментальными исследованиями по оценке и управлению выбросами от автомобильного транспорта в атмосферный воздух улицы промышленного города, а также совпадением результатов теоретических исследований с результатами наблюдений и экспериментов, полученными в условиях г. Оренбурга.
Результаты исследования используются в Оренбургском областном центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды для совершенствования процесса мониторинга качества атмосферного воздуха г.Оренбурга, на областной станции диагностики и технического осмотра автомобилей при ГИБДД при проведении курсов для повышения квалификации персонала, а также в учебном процессе ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».
Основные положения, выносимые на защиту:
методика, использующая комплексный показатель экологической опасности автомобильного транспорта как для оценки емкости воздушной среды по опасности вредных примесей, выбрасываемых автотранспортом, так и для оценки мощности реального автотранспортного потока как совокупного источника выбросов этих веществ в пределах улицы;
методика определения максимально допустимой экологической опасности транспортного потока и одного автомобиля, проходящих по городским улицам разного назначения в различных метеоусловиях с учетом реальной интенсивности движения;
управленческие и технико-технологические решения по снижению вредного воздействия автомобильного транспорта на атмосферу г. Оренбурга.
Апробация работы. Основные результаты доложены и одобрены на второй Международной научно-технической конференции "Экология и безопасность
жизнедеятельности промышленно- транспортных комплексов. ELPIT 2005"
(г. Тольятти, 2005 г.); на седьмой Российской научно-практической конференции "Прогрессивные технологии в транспортных системах" (г. Оренбург, 2005 г.); на четвертой Международной научно-технической конференции "Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств" (г. Пенза, 2006 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 свидетельства о регистрации программ для ЭВМ.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения, изложенных на 168 страницах машинописного текста, и содержит 23 таблицы, 30 рисунков и список использованных источников из 156 наименований.
Автор выражает особую благодарность за помощь при написании работы доктору технических наук, профессору Цыцуре А.А., а также кандидату технических наук Короткову М.В,
Анализ факторов, влияющих на изменение экологических характеристик отработавших газов автомобилей в процессе эксплуатации
Проблема охраны окружающей среды является одной из наиболее актуальных, среди глобальных общечеловеческих проблем, поскольку от ее решения зависят жизнь на Земле, здоровье и благосостояние человечества.
Эта проблема особенно обострилась в XX веке, когда интенсивное развитие промышленности и транспорта, а также несовершенство технологических процессов привели к усилению загрязнения атмосферы, воды и почвы на нашей планете.
Ежегодно мировое хозяйство выбрасывает только в атмосферу 350 млн. т окиси углерода, более 50 млн. т различных углеводородов, 150 млн. т двуокиси серы. В атмосфере накапливается углекислый газ, и в тоже время уменьшается количество кислорода/9, 13, 55, 65, 77,111, 132/.
Поэтому уменьшение загрязнения атмосферного воздуха токсичными веществами, выделяемыми промышленными предприятиями и автомобильным транспортом, является в настоящее время одной из важнейших проблем, стоящих перед человечеством.
За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха - одного из основных источников жизни на нашей Планете, является автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, вместе с тем интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и неживому.
Угарный газ и окислы азота, столь интенсивно выделяемые с отработавшими газами автомобиля - вот одна из основных причин головных болей, усталости, немотивированного раздражения, низкой трудоспособности. Сернистый газ способен воздействовать на генетический аппарат, способствуя бесплодию и врожденным уродствам, а все вместе эти факторы ведут к стрессам, нервным проявлениям, стремлению к уединению. В больших городах также более широко распространены заболевания органов кровообращения и дыхания, инфаркты, гипертония и новообразования. По расчетам специалистов, «вклад» автомобильного транспорта в атмосферу составляет до 90% по окиси углерода и 70% по окиси азота. Автомобиль также добавляет в почву и воздух тяжелые металлы и другие вредные вещества.
Вторая половина XX века ознаменовалась интенсивным процессом автомобилизации общества. Очевидная позитивность данного процесса повлекла за собой и нежелательные негативные последствия. Возникла, повсеместно проявила себя и накрепко обосновалась новая угроза -автомобильная опасность.
Курсирующие на Земле более 500 млн. автомобилей являются не только причиной ежегодной гибели около пятисот тысяч, десяти миллионов раненых, но и причиной ухудшения здоровья миллиардов людей /13, 46, 53, 137/. Это обусловливается другим - невидимым экологическим аспектом автомобильной опасности - возникновением «белого смога» содержащего окись углерода, окислы азота и свинец.
Благодаря сжиганию жидкого топлива, в воздух ежегодно выбрасывается, по разным оценкам, от 180 до 260 тыс. т свинцовых частиц, что в 60...130 раз превосходит естественное поступление свинца в атмосферу при вулканических извержениях (2...3 тыс. т/год). В некоторых крупных американских, европейских и японских городах, переполненных автомобилями, содержание свинца в атмосфере уже достигло или приближается к опасной для здоровья человека концентрации. При вдохе человеком городского воздуха крупные свинцовые аэрозоли задерживаются в бронхах и носоглотке, а те, что имеют диаметр менее 1 мкм (которые составляют 70...80%), попадают в легкие. Далее, примерно от 30 до 50% из них достигают альвеолярпых точек, где они проникают в капилляры и, соединяясь с эритроцитами, отравляют кровь. Явные признаки свинцового отравления - анемия, постоянные головные боли, мышечная боль -проявляются при содержании в крови свинца 80 мкг/100 мл. Это опасный рубеж, начало болезни.
Городские жители в течение длительного времени находятся вблизи источников выброса вредных веществ и подвергаются их воздействию, что вызывает отмеченные выше негативные последствия. В аналогичных условиях находятся растительность и почва в зонах, непосредственно примыкающих к полотну автомобильных дорог. Концентрация вредных веществ по мере удаления от кромки дороги снижается.
Концентрация газообразных токсичных компонентов ОГ, которые проникают в жилые помещения прилегающих к автодорогам зданий, как показали многочисленные эксперименты, в 2...3 раза меньше в сравнении с концентрацией снаружи.
Однако если на пути от дороги к застройке находятся экраны, зеленые насаждения, другие преграды, то изменение концентраций вредных веществ подчиняется другим сложным закономерностям.
Токсичные вещества, содержащиеся в ОГ автомобильных двигателей, могут сохраняться в атмосфере в течение длительного времени и переноситься на значительные расстояния. Кроме того, первичные загрязнители в атмосфере при соответствующих условиях могут взаимодействовать друг с другом, образуя новые токсичные вещества: сульфаты, нитраты, озон, кислоты, фотооксиданты и другие. Атмосферный воздух следует рассматривать как вторичный реактор дообразования вредных веществ, токсичность которых в некоторых случаях значительно превышает токсичность первичных компонентов.
Оценка выбросов загрязняющих веществ в атмосферу промышленного города (на примере города Оренбурга)
Следующим мощным источником выбросов в атмосферу города Оренбурга является Оренбургский газоперерабатывающий завод (ОГПЗ), который предназначен для переработки природного газа и жидких нестабильных углеводородов. ОГПЗ является третьим по значимости источником загрязнения атмосферы (КОП = 7,4 I07 м3/с), а наиболее значимой примесью на нем следует считать диоксид азота (КОВ = 2,2 107 м3/с) /96/. Но эта оценка проведена без учета меркаптанов, концентрация которых не определяется систематически ни заводом, ни городом.
На четвертом месте по воздействию на атмосферу города Оренбурга находится Оренбургское газопромысловое управление (ОПТУ), которое ведет разработку газоконденсатного месторождения (ОГКМ), представленного основной газоконденсатной залежью артинского среднекаменноугольного возраста с нефтяной оторочкой, имеющей не повсеместное распространение и образующей как бы самостоятельные залежи. При комплексной оценке выбросов ОГКМ было установлено, что предприятие является достаточно мощным источником выбросов оксида азота в атмосферу (КОВ=4,2 107 м3/с) /96/. Причем для города Оренбурга оно имеет значение из-за того, что другие мощные источники также выбрасывают в атмосферу эту примесь. На пятом месте находится АООТ «Радиатор», на шестом - Дожимная компрессорная станция и т.д.
Таким образом, мощными стационарными источниками выбросов вредных веществ в атмосферу города Оренбурга следует считать предприятия топливно-энергетического комплекса (таблица 2.2), которые расположены вне города (Каргалинская ТЭЦ, Сакмарская ТЭЦ, Оренбургский газоперерабатывающий завод и Оренбургское газопромысловое управление).
Но на территории города находится значительное количество средних и малых площадных источников, выбросы которых оказывают, в совокупности, огромное влияние на состояние окружающей среды. Так как предприятия расположены по территории города неравномерно, то уровень загрязнения атмосферы будет наиболее высоким на территориях, где наблюдается наибольшая плотность распределения малых и средних источников выбросов.
Как уже отмечалось выше (п. 2.1), экологическая опасность промышленного предприятия в отличие от опасности автомобильного транспорта является величиной постоянной в пространстве и времени. Поэтому, при оценке негативного воздействия на атмосферу такой территории города как улица было бы не верно использовать в качестве экологической опасности предприятия его категорию опасности (КОП), так как далеко не весь объем вредных выбросов от предприятия попадает в атмосферный воздух конкретной улицы. На наш взгляд оценить негативное воздействие промышленных предприятий на атмосферный воздух исследуемой улицы более точно становится возможным через категорию опасности фоновых примесей (КОФП) используя величины фоновых концентраций вредных примесей в воздухе данной территории.
Величина возможных концентраций загрязнений может изменяться от 0,1 до 10 мг/м3, а полидисперсные системы характеризуются, как правило, еще и широким спектром размеров частиц от 1 до 10 мкм. Это исключает возможность создания универсального метода измерения концентрации атмосферного загрязнения и объясняет дифференцированный подход к способам их измерения /22, 661.
Независимо от используемого метода анализа, контроль концентрации вредных примесей сводится к следующим операциям: отбор проб воздуха, подготовка пробы к анализу, анализ и обработка результатов.
Наиболее ответственным этапом при определении концентрации вредных примесей является представительный отбор проб воздуха, обеспечивающий достоверность результатов. Самым простым и распространенным способом накопления газовой пробы является протягивание воздуха воздуходувными устройствами (аспиратор, насос) с определенной скоростью, регистрируемой расходомерным устройством (реометр, ротаметр, газовые часы), через накопительные элементы, обладающие необходимой поглотительной способностью.
Метод фильтрации позволяет выделить частицы размером свыше 0,1 мкм. Этот метод основан на пропускании через фильтр определенного объема исследуемого воздуха при помощи аспирационного устройства.
Отбор проб воздуха при анализе газообразных примесей осуществляется за счет протягивания воздуха через специальные твердые или жидкие поглотители, в которых газовая примесь конденсируется либо адсорбируется.
Контроль концентрации газообразных примесей атмосферного воздуха производится с помощью газоанализаторов, позволяющих осуществлять мгновенных и непрерывный контроль содержания в нем вредных примесей. Для экспрессного определения токсичных веществ используют универсальные газоанализаторы упрощенного типа (УГ 2, УХ 2), основанные на линейно-колористическом методе анализа. При просасывании воздуха через индикаторные трубки, заполненные твердым веществом -поглотителем, происходит изменение окраски индикаторного порошка. Длина окрашенного слоя пропорциональна концентрации исследуемого вещества, измеряемой по шкале в мг/л /19, 45, 99,122/.
Методика определения максимально допустимой экологической опасности автотранспортного потока и одного автомобиля с учетом метеорологических условий
Графическое представление результатов расчета основных экологических параметров атмосферы (Рисунки 3.2 - 3.4) позволяет оценить наиболее значимые составляющие загрязнения атмосферного воздуха рассматриваемой территории при разной скорости ветра.
Из данных графиков можно сделать заключение о необходимости управления экологической опасностью дорог через уменьшение количества образующейся на них пыли. Это может достигаться путем регулярной чистки и поддержания в надлежащем виде дорожного покрытия асфальтированных улиц и асфальтированием дорог с временным покрытием, что также приведет к отсутствию ситуации, при которой ветер создает пылевую "бурю", не оставляющую емкости воздушной среды для экологической опасности автомобильного транспорта (для МОЗ такая ситуация при возникает г вет 9,2 м/с, а для УМЗГ уже при ивет = 6,7 м/с). На следующем этапе нами была исследована интенсивность движения транспортных средств на рассматриваемых улицах в разное время суток и сезоны года. Результаты исследования интенсивности движения на данных улицах в разные время суток и сезоны года приведены в таблице 2.7. Определение интенсивности движения автотранспорта производилось методом подсчета автомобилей разных типов 4 раза по 60 мин. в каждом из сроков замеров, в 3, 8, 13 и 18 ч.
В качестве примера вычисление максимально допустимой экологической опасности проведено для легковых автомобилей. Из уравнений (3.2) и (3.3) следует, что экологическая опасность реального транспортного потока j-ro типа автомобилей (КОА пот) определяется по формуле: где KOAJ - средняя экологическая опасность одного автомобиля j-ro типа, м /с; Nj - интенсивность движения автомобилей j-ro типа за исследуемый промежуток времени (3 часа), ед./ч.
При вычислении средней экологической опасности одного автомобиля j-ro типа (KOAJ), учитывается доля основных моделей транспортных средств j-ro типа в составе транспортного потока:
Пример расчета для магистральной улицы общегородского значения. Так как на рассматриваемой улице реальный поток автобусов представлен в основном марками ПАЗ и ГАЗель (38 % и 54 % соответственно), при расчете средней экологической опасности будут учитываться только данные марки, а доля остальных автобусов, как практически не значимых в общей экологической опасности, будет равномерно распределена между ними. Данные о величине экологической опасности автобусов ГАЗ - 32213 (микроавтобус ГАЗель) были заимствованы из работы /131/. Результаты испытаний на токсичность ОТ автобусов ПАЗ, проведённых в ФНИКТИД, автополигоне НАМИ, НИИАТе и других научных организациях /18, 78, 90/, использованы нами для определения экологической опасности этих автобусов. Аналогичным образом при вычислении экологической опасности потока грузовых автомобилей, учитываться будут только автомобили марок ГАЗ ель, КамАЗ, ЗИЛ и ГАЗ, как основные представители потока. Данные о величине экологической опасности автомобилей КамАЗ - 5320 были заимствованы из работы /72/, а экологическая опасность автомобилей ЗИЛ и ГАЗ была определена по результатам проведения испытаний в НИИАТе /78/. Таким образом, средняя экологическая опасность одного грузового автомобиля (КОАг) и автобуса (КОАд) для магистральной улицы общегородского значения составляет:
Следовательно, для рассматриваемой улицы, экологическая опасность реальных автотранспортных потоков грузовых автомобилей и автобусов будет составлять соответственно: Скорость движения транспортного потока принимается равной максимально допустимой на больших участках данных улиц города, составляющей 40 км/ч.
Аналогичным образом определяется экологическая опасность реальных потоков грузовых автомобилей и автобусов для других категорий улиц. Учитывая граничное условие критерия экологической нагрузки на атмосферу (1 = 1) приравним экологическую опасность реального транспортного потока к емкости воздушной среды улицы по опасности вредных примесей, выбрасываемых автотранспортом (КОАдоп). Следовательно, максимально допустимая Максимально допустимая экологическая опасность одного легкового автомобиля, определяется через выражение (3.4), При этом используются результаты определения интенсивности движения легковых автомобилей по рассматриваемой улице (Таблица 2.7), но за период времени равный 3 часам.
Знак указывает на то, что штиль или ветер направлению улицы являются неблагоприятными метеорологическими ситуациями, при которых эксплуатация автомобильного транспорта на данной улице является экологически опасной.
Результаты расчетов экологической опасности реальных потоков грузовых автомобилей (КОАГПОЇ) и автобусов (КОААпот), а также максимально допустимой экологической опасности потока легковых автомобилей (КОАлдогт) и одного автомобиля (КОА/1011) для разных скоростей ветра на рассматриваемых улицах приведены в таблице 3.10.
Методы и средства, применяемые при проведении экологического осмотра автомобилей
Для наблюдения за интенсивностью движения транспортного потока, в местах размещения информационных табло, устанавливаются видеокамеры. Они передают видеопоток в режиме реального времени с мест стационарного видеонаблюдения. Корпус камеры должен соответствовать стандарту IP67, чтобы обеспечивать полную защиту от пыли и сильных водяных струй с любого направления /38/. При ухудшении освещенности камера автоматически переключается с цветного изображения на черно-белое. В условиях полной темноты видимость территории обеспечивают встроенные светодиоды ИК-подсветки. Обогрев корпуса камеры осуществляется за счет выделения тепла микросхемами в процессе работы, температура окружающей среды при этом может достигать до -20 С.
Функционирование системы экологического контроля "Чистый воздух" как единого механизма, способного оперативно решать поставленную задачу, невозможно без сети связи, которая является основой телекоммуникационной части данной системы. Она включает в себя систему передачи информации типа DSS-500 стандарта TETRA фирмы Rohde&Schwarz ВІСК Mobilfunk, которая является приемлемой системой для создания ведомственных и корпоративных сетей связи стандарта TETRA по показателю цена/качество /80, 127/. Система DSS-500 создана на единых системотехнических принципах и является составной частью системы
Также в состав сети связи входит стационарная система беспроводной широкополосной передачи данных Canopy производства Motorola. Система Canopy предназначена для быстрой и простой организации каналов связи для обмена данными между абонентами, расположенными в зоне действия системы. Оборудование Canopy позволяет строить сети любой топологии, которые могут быть организованы на дальностях до 16 км /116/.
Кроме технологического оборудования, необходимого для функционирования системы экологического контроля "Чистый воздух", необходимо программное обеспечение, в качестве которого может быть использован специальный пакет программ VISSIM, разработанный немецкой фирмой PTV /37/. Компьютерная программа Vissim предназначена для микромоделирования и анализа проектируемых или уже существующих элементов улично-дорожной сети. С помощью данной программы можно также исследовать воздействие транспорта на окружающую среду. Одна из возможностей данной программы заключается в следующем: при обработке поступающей видеозаписи движения транспортного потока программа фиксирует момент проезда какого-либо транспортного средства в определенном сечении дороги, анализирует его тип и далее определяет интенсивность движения различных транспортных средств /10/.
Принцип функционирования системы экологического контроля "Чистый воздух" заключается в следующем:
С камеры наблюдения, установленной на контролируемом участке автомагистрали, через систему связи видеопоток поступает в главный компьютер центра экологического контроля движения АТС, в котором он обрабатывается и определяется интенсивность движения каждого типа транспортных средств на данном участке. Далее, с использованием значений интенсивности движения, экологических характеристик эксплуатирующихся транспортных средств, а также данных о состоянии атмосферного воздуха и погодных условиях, поступающих с метеосервера и характеристик контролируемых улиц, хранящихся в базе данных, по разработанной нами методике определяется максимально допустимая экологическая опасность одного легкового автомобиля, движущихся в потоке контролируемого участка автомагистрали. Обозначение нормы ЕВРО, которой удовлетворяет максимально допустимая категория опасности, через систему связи передается на информационные табло, где ее изменение отображается в режиме реального времени.
Такие элементы системы экологического контроля как информационное табло, видеокамера и модуль приема-передачи данных могут быть выполнены в едином, мобильном исполнении с целью быстрой установки в наиболее значимых районах города в случае резкого увеличения интенсивности движения или ухудшения погодных условий.
Таким образом, используя существующее технологическое оборудование, программное обеспечение и разработанную нами методику, возможно создание системы экологического контроля "Чистый воздух", необходимой для ограничения эксплуатации экологически "грязных" автомобилей на улицах промышленного города. По результатам проведенных нами расчетов (Приложение Б) создание такой системы на трех городских улицах, рассмотренных в п. 3.3, обойдется в 10 миллионов 430 тысяч руб., а ежегодные затраты на ее эксплуатацию составят 2,1 млн. руб.
Разработка методов экономического регулирования процесса эксплуатации автомобилей Результаты исследования состояния атмосферы города Оренбурга, проведенного в работе /136/, привели к выводу, что промышленные зоны и зоны жилой застройки, прилегающие к крупным автомагистралям города, следует отнести к зонам чрезвычайной экологической ситуации, а центральную часть города - к зоне экологического бедствия. С целью ограничения эксплуатации экологически "грязных" автомобилей в центральной части города, необходимо в этой части города оснастить экологической системой "Чистый воздух" 15 улиц (рисунок 4.12). К ним относятся проспекты: Победы, Братьев Коростелевых, Парковый, и улицы: Чкалова, Шевченко, Терешковой, Пролетарская, Туркестанская, Цвиллинга, Рыбаковская, Чичерина, Володарского, Жукова, Постникова и 8-го марта.
