Zhukov

МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ КАНАЛОВ ИЗМЕРЕНИЯ В АВТОМАТИЧЕСКИХ СТАНЦИЯХ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Жуков В. И., Харьковский государственный медицинский университет (г., Харьков, Украина)
Любимова Н. А., Украинская инженерно-педагогическая академия (г., Харьков, Украина)
Щербань Н. Г., Харьковский государственный медицинский университет (г., Харьков, Украина)

Среди приоритетных задач в сфере обеспечения национальной безопасности Украины стоит задача оценки регулирования рисков и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Для принятия решений в сфере природопользования необходимо иметь достоверную информацию об экологическом состоянии как отдельных объектов, так и целых регионов.
Это осуществляется на основе измерительной информации автоматических анализаторов систем контроля и управления качеством окружающей среды. Выполняется оценка ее состояния, выдаются соответствующие рекомендации, регулирующие воздействия. В таком четком и грамотном техническом подходе нуждается и контроль твердых бытовых отходов (ТБО). В каждом случае при выборе методов обращения с отходами требуется индивидуальный подход с учетом составляющих компонентов, их предполагаемого поведения в окружающей среде и последствий, которые они могут вызвать при комбинированном эффекте действия. Для оценки безопасности необходимо учитывать химические, биологические и физико-химические факторы, присутствующие при использовании любой из выбранных технологий.
Достоверность принимаемых решений и действенность мероприятий в значительной степени зависят от метрологических характеристик измерительной информации. В общем случае последнюю можно представить в следующем виде

x_изм=х_реал+dх_реал+dx_изм,

где x_изм - измеренное значение контролируемого параметра, получаемое анализатором;
х_реал - детерминированное значение данного параметра, характеризующее протекание естественных природных процессов в контролируемой среде;
dх_реал - случайная составляющая, вызванная естественными случайными флуктуациями в значении данного параметра, например, за счет неравномерности распределения его в пространстве и времени вследствие гидрологических, климатических, временных и других факторов;
dx_изм - погрешности измерения, характеризующие качество (метрологические показатели класса) технических средств, используемых в процессе контроля состояния природной среды.
Погрешность измерения dx_изм является распределенным параметром, значение которого формируется в процессе непосредственного измерения, передачи и обработки информации. Уменьшение dx_изм связано с корректной постановкой и решением отдельных задач на всех этапах контроля и прохождения измерительной информации в автоматических анализаторах.
Отражение концентрации измеряемого вещества в электрический сигнал - динамический процесс, протекающий в определенном интервале времени (в общем случае превышающем заданное время измерения) и вносящий свою долю в общую погрешность измерения, называемую динамической погрешностью. Кроме того, перевод электрического сигнала в концентрацию измеряемого вещества связан с так называемыми "статическими погрешностями". Это ошибки, вызванные случайными флуктуациями, имеющими место в электрических цепях измерительного прибора, ошибки из-за неадекватности соотношений, по которым осуществляется перевод электрического сигнала в измеряемую величину (ошибки линеаризации шкал), ошибки за счет приближенных расчетных формул, от изменения во времени коэффициентов, входящих в эти формулы (которые, однако, можно устранить в процессе калибровки).
Все эти погрешности взаимосвязаны и влияют друг на друга. Бороться с ними следует комплексно на всех этапах их возможного возникновения. Частичное решение по компенсации и учету этих погрешностей не приводит к желаемому результату к снижению до минимума составляющей Dxизм даже с использованием достаточно сложных алгоритмических методов повышения точности, реализация которых существенно усложняет структуру измерительного комплекса, так как при этом необходимо создать требуемую избыточность в тактах измерения.
Кроме того, важным этапом в повышении метрологических характеристик контроля с получением измерительной информации является возможность объективного учета ее качества в автоматическом анализаторе. Организация отсеивания заведомо грубых результатов измерений и заполнение пропущенных измерений приемлемыми аппроксимируемыми оценками (экспериментальные данные содержат в среднем 10% грубых ошибок) позволяют существенно повысить точность измерения в условиях действия значительных шумов. Решение этой задачи производят, например, методом фильтрации, скользящего среднего, корреляционного анализа с использованием резонансных детекторов, гетеродинирования сигнала и др.
В решении всех задач повышения точности путем минимизации статических и динамических погрешностей с единой методической точки зрения и заключается принцип многокритериальности в задаче оптимизации каналов измерения автоанализаторов.
Многокритериальная оптимизация каналов измерения при контроле ТБО позволяет более достоверно оценить класс токсичности, рационально выбрать способ обращения с отходами, предотвратить негативное влияние на окружающую среду и здоровье человека.

MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION OF MEASURE CHANNELS IN AUTOMATIC STATIONS OF ECOLOGICAL OBJECTS' CONTROL

Zhukov V. I., Kharkоv State Medical University, Kharkоv, Ukraine
Lyubimova N. A., Ukrainian Engineering and Pedagogic Academy, Kharkоv, Ukraine
Sherban N. G., Kharkоv State Medical University, Kharkоv, Ukraine

The multi-objective optimization of measure channels in the automatic stations of municipal solid waste' control is studied. It allows to authentically estimate a situation and to choose a rational method of waste treatment. The suggested approach helps to prevent the negative consequences for an environment and health of the population.

Главная страница
Сведения об авторах