Российские ученые предложили проводить мониторинг загрязнения атмосферного воздуха с помощью «умных» датчиков

В Институте природно-технических систем разработали методологию экологического мониторинга атмосферного воздуха на базе недорогих MQ-датчиков и машинного обучения.

Применение стандартных методов мониторинга загрязнения атмосферного воздуха в условиях сложного рельефа зачастую характеризуется низкой эффективностью. Холмистый рельеф, понижения и нестабильные метеорологические условия на морских побережьях нередко выступают препятствием для получения объективных данных о содержании загрязняющих веществ на территории. Измерительные станции обеспечивают получение достоверных показателей лишь в отдельно взятой точке, тогда как сведения о ситуации на удалении в несколько километров остаются недоступными.

Ученые создали новые правила и систему экологического мониторинга воздуха, которая позволяет получать достоверные данные о концентрациях загрязняющих веществ при значительно меньших затратах. При этом, по мнению авторов, качество измерений сопоставимо с профессиональными (референтными) методами.

Ученые разработали алгоритм отбора зон-кандидатов для размещения постов по информационной ценности и стабильности сигнала, внедрили адаптивную логику обработки сигналов на постах, обучили программное оборудование, сформировали карты загрязнения, розы ветров и зоны для размещения постов с учетом перекрестной помехи и покрытия, оценили устойчивость измерений и сценарии эксплуатации сети.

«Мы предлагаем объединить недорогие сенсоры, машинное обучение и более точные электрохимические измерения. Такая система поможет быстрее выявлять загрязненные участки, точнее определять концентрации вредных веществ и правильно выбирать места для установки постов наблюдения. Вместо одного дорогостоящего поста можно разместить несколько недорогих сенсорных узлов. При тех же затратах это позволит получать данные с гораздо большей территории и лучше понимать, какие источники формируют загрязнение», — отметил ведущий научный сотрудник Института природно-технических систем, кандидат технических наук Александр Егоркин.

Специалисты рекомендуют разработанную систему для использования в городах — для мониторинга качества воздуха на улицах; рядом с заводами и портами — для оперативного обнаружения источника выбросов; в курортных городах у моря (например, в Севастополе), где часто меняется ветер и сложный рельеф; в общественных зданиях — для контроля воздуха внутри помещений.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации