Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕРПОЛЯЦИОННОГО КОНТРОЛЯ СБРОСОВ ТЕХНОГЕННОГО И АНТРОПОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ПРЕДЕЛАХ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙРассмотрен способ контроля аварийных сбросов техногенного и антропогенного происхождения в системах сточных вод промышленных предприятий.Представлена математическая модель вероятности обнаружения загрязнения в системе канализации. Приведена структурная схема установки интерполяционного контроля загрязненности сточных вод с применением оптико-электронного измерения оптической плотности среды. Для разработки алгоритма работы системы по данным реперных измерений и текущих результатов анализа за основу был взят метод стохастической интерполяции, используемый как средство решения задач распознавания, идентификации, обучения и адаптации. В результате повышена достоверность и объективность анализа сбросов сточных вод, что имеет особое значение в пределах урбанизированных территорий.Приведены примеры расчета вероятности обнаружения загрязнения на объекте при заданных временных интервалах аварийного процесса.Исследования показали, что при техногенных авариях в условиях действия помех на аппаратуру для повышения достоверности контроля перспективно использование системы оптико-электронного контроля сред со статистическим прогнозированием процессов появления аварийных загрязнений. Для анализа рисков аварийных сбросов промышленного производства целесообразно сочетание статистического подхода с экспертными методами наблюдения процессов.Ключевые слова: аварийный сброс, вероятность обнаружения загрязнения, изменение оптической плотности; сточные воды.Использование интерполяционного контроля сбросов техногенного и антропогенного происхождения в пределах урбанизированных территорий / В.А. Алексеев, В.П. Усольцев, С.И. Юран, Н.А. Девятов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета.

As a rule, the wastewater treatment system is not designed to filter substances formed, as a result of beyond design basis accident. The nature of the beyond design basis accident is associated with the shortterm appearance of a clot of these substances in wastewater, determined by the volume of the substance storage tank. Therefore, a rational approach is to divert this portion of the formed substances into a separate branch of the sewage system or sedimentation tanks. The aim of the work is to implement this approach by creating a laser monitoring system for water pollution.The article proposes a system for automatic detection of a clot of emergency discharge of pollutants into the wastewater of an industrial enterprise. The structural diagram of the system and the purpose of its main elements are given. The system should provide clot detection in real time. To ensure this function, a preliminary study is made of the spectral characteristics of all substances that may appear in wastewater in the event of an emergency.Based on these data, the wavelengths of laser radiation in the system are selected. The obtained measurement data from several probes are presented in the form of a lattice function, which is translated into a relative description representing the order relationship matrix on the set of lattice function components. The relative description is invariant to linear changes in the lattice function. The decision to detect any substance from emergency discharges is made based on a comparison of the relative description of the measurements with the standards prepared at the stage of system setup.The article provides an example of the formation of standards for emergency clots from glycerin and allyl alcohol. The graphs of the lattice functions obtained from the IR spectra of emergency discharges of these substances are given; algorithms for constructing a lattice function and comparison of lattice functions. Thus, using the developed mathematical description of the shape of digital signals based on the relative description, the signal of the monitoring curve can be described in the form of a curve of the optical density change of an aqueous medium.

В статье рассматриваются принципы построения существующих систем мониторинга сточных вод, в том числе в аварийной ситуации на предприятии. Проведенный анализ систем показал их недостатки, где выделяется низкая достоверность контроля загрязнений. Предлагается устранить этот недостаток путем применения определенного количества оптоэлектронных датчиков, имеющих источники излучения с разной длиной волны. Это позволяет более точно определять состав загрязняющего вещества. Для решения задачи идентификации сгустка загрязняющего вещества и направления его на определенный фильтр используются системы распознавания сгустка по его соотношению отдельных составляющих. Для этого используется матрица отношения порядка на составляющие в виде решетчатой функции. При этом предлагается использовать гомоморфный эталон матрицы отношения, например, в виде диагоналей.В процессе контроля сигналы с датчиков, пропорциональные значениям оптической плотности контролируемой среды, обрабатываются и преобразуются в виде решетчатой функции, которая отражает амплитудные значения оптической плотности контролируемой среды на различных частотах излучения. Далее из значений решетчатой функции формируется текущая матрица отношения. Значения этой матрицы отношения поступают в блок распознавания, в котором сравниваются значения текущей матрицы отношения со значениями эталонных матриц отношений, хранящихся в блоке эталонов. Если в результате сравнения произошло совпадение элементов текущей матрицы с элементами какой-либо эталонной матрицы или элементами нескольких матриц, в блоке управления задвижками вырабатываются сигналы управления на закрытие задвижки на основном трубопроводе и открытие одной или нескольких задвижек на отводах, что позволяет отвести протекающие в данный момент сточные воды с выявленным составом загрязнений на соответствующие фильтры для устранения выявленных компонентов загрязнений. Если в результате сравнения не произошло совпадений элементов текущей матрицы с элементами эталонных матриц, водная среда направляется на общий фильтр после открытия заслонки.

Разработана система по сканированию драгоценных камней с помощью лазерного излучения. Составлена схема разработанной лазерной сканирующей установки. Проведен обзор дефектов, которые наиболее часто встречаются в кристаллах драгоценных камней и способны помочь в создании карты дефектов кристалла. Приведено описание методики, которая используется в создании паспорта изделия. Были установлены минимальные размеры объектов, которые мы сможем обнаружить с помощью данной установки. Рассчитана вероятность достоверного обнаружения дефекта в исследуемом объекте. Выявлены необходимые маркеры для установления уникальности драгоценного камня. Проведены эксперименты, где использовались полупроводниковые лазеры с длинами волн 405 и 532 нм. В результате было выяснено, что установка работает исправно и способна составлять карту дефектов прозрачных в оптической области объектов. Для повышения эффективности установки была составлена готовая база данных, в нее вошли наиболее распространенные дефекты, которые можно обнаружить в драгоценных камнях. Для удобного и быстрого поиска дефектов по базе данных была предложена иерархическая система упорядочивания дефектов. После сканирования кристалла получившиеся данные заносятся в личный паспорт изделия, что позволит в дальнейшем его идентифицировать.

Ключевые слова: аварийный сброс, оптическая плотность, автоматизированная система.