Разработка и тестирование прототипа интеграционной подсистемы цифровой платформы для экологического мониторинга и управления выбросами промышленных предприятий в атмосферный воздух

Интенсивное воздействие промышленных предприятий на природу, негативные, часто необратимые последствия этого воздействия обуславливают необходимость глубокого и всестороннего анализа проблемы взаимодействия общества и природы. При этом необходим поиск и разработка путей взаимодействия предприятий с окружающей природной средой с целью создания наиболее эффективной системы управления качеством окружающей среды. Для этого очень важны данные о динамических свойствах природных объектов и их изменениях в результате промышленной нагрузки. Наиболее динамичной и сложной средой при оценке качества является атмосферный воздух. Одним из элементов управления его качеством является оперативная взаимосвязь между промышленным источником загрязнения и фактическим состоянием природного объекта, позволяющая своевременно устанавливать источник загрязнения. Для этого необходима круглосуточная регистрация данных о содержании загрязняющих веществ, как на производстве, так и в атмосферном воздухе, что могут обеспечить платформы экологического мониторинга и оборудование для контроля на источниках загрязнения. Важнейшей проблемой при оценке качества атмосферного воздуха является изучение закономерностей формирования состава токсичных компонентов атмосферы в регионах расположения особо крупных промышленных предприятий и возрастающие требования к снижению их влияния. Негативное влияние предприятий зачастую усугубляется тем, что промышленные зоны находятся в непосредственной близости к селитебной территории города. Экологическая безопасность в городах с высокой техногенной нагрузкой может быть обеспечена созданием оперативной системы управления качеством окружающей среды. Для обеспечения функционирования которой актуальной задачей является разработка подходов поэтапного внедрения платформ мониторинга атмосферного воздуха. Целью НИОКР является создание отечественного SaaS программного обеспечения, реализующего экомониторинг и управление выбросами в атмосферный воздух с использованием платформенных технологий и промышленного Интернета вещей (IIoT), за счет сбора, анализа данных и формирования управляющих сигналов на регулирующую и сигнальную аппаратуру. Продуктом является web-ориентированное программное обеспечение - IIoT платформа экомониторинга, предназначенная для решения задач по непрерывному контролю состояния окружающей среды как территорий отдельных промышленных предприятий, так и регионов в целом, которая решает следующие научно-технические проблемы: 1. автоматизация и цифровизация процессов сбора, накопления, анализа и передачи экоданных; 2. отсутствие интеграционных платформ на промышленных предприятиях, ориентированных на работу с данными экомониторинга; 3. низкая связность результатов аналитик по выбросам с системами управления производственными процессами, влияющими на выбросы в атмосферу. Результаты проекта: web-ориентированное программное обеспечение - цифровая платформа для создания сервисов по сбору, накоплению, анализу и передаче экологических данных по выбросам в атмосферу на промышленных предприятиях, к которой будут оперативно подключаться различные измерительные устройства. Значимость: разработка и применение платформы экологического мониторинга на предприятиях позволит существенно снизить промышленную нагрузку на окружающую среду, повысить уровень экологической безопасности производства, собирать в режиме реального времени статистическую информацию о состоянии окружающей среды, а также, постоянно контролируя экологическое состояние на объекте мониторинга, прогнозировать риск возможных экологических бедствий и чрезвычайных происшествий на предприятиях. Платформа экологического мониторинга позволит в непрерывном режиме отслеживать экологическую обстановку руководством предприятий и оперативно контролировать все основные локальные источники загрязнения атмосферного воздуха для принятия управленческих решений, в том числе по автоматическим сценариям. Продукт ориентирован на использование в нефтеперерабатывающей промышленности (Лукойл, Газпромнефть и др.), нефтехимии (Метафракс, СИБУР, УралХим и др.), на целлюлозно-бумажных комбинатах (Соликамскбумпром, ПЦБК и др.), машиностроительных и металлургических предприятиях и других. Решаемые задачи НИОКР: Разработка архитектуры платформы для сбора, накопления, анализа и передачи данных с устройств IIoT экомониторинга. Разработка прототипа интеграционной платформы сбора, анализа и передачи данных с устройств IIoT экомониторинга. Разработка программного блока для подключения ГИС модуля к платформе экомониторинга. Интеграция газоанализаторов в платформу экомониторинга. Разработка прототипа предиктивной модели для оценки изменений состояния атмосферного воздуха окружающей среды промышленных предприятий по данным с газоанализаторов. Разработка методов оперативной оценки экологической обстановки на контролируемой территории промышленного предприятия на основе данных измерений, актуальных данных о параметрах стационарных и залповых выбросов загрязняющих веществ и результатов предиктивного анализа процессов переноса загрязнений в окружающей среде по воздуху. Тестирование прототипа интеграционной платформы сбора, анализа и передачи данных с устройств IIoT экомониторинга. Формирование сценариев управления выбросами в атмосферный воздух на промышленном предприятии с использованием платформы экомониторинга.