ISSN 0236-235X (P)
ISSN 2311-2735 (E)

Публикационная активность

(сведения по итогам 2016 г.)
2-летний импакт-фактор РИНЦ: 0,493
2-летний импакт-фактор РИНЦ без самоцитирования: 0,389
Двухлетний импакт-фактор РИНЦ с учетом цитирования из всех
источников: 0,732
5-летний импакт-фактор РИНЦ: 0,364
5-летний импакт-фактор РИНЦ без самоцитирования: 0,303
Суммарное число цитирований журнала в РИНЦ: 5022
Пятилетний индекс Херфиндаля по цитирующим журналам: 355
Индекс Херфиндаля по организациям авторов: 499
Десятилетний индекс Хирша: 11
Место в общем рейтинге SCIENCE INDEX за 2016 год: 304
Место в рейтинге SCIENCE INDEX за 2016 год по тематике "Автоматика. Вычислительная техника": 11

Больше данных по публикационной активности нашего журнале за 2008-2016 гг. на сайте РИНЦ

Вход


Забыли пароль? / Регистрация

Добавить в закладки

Следующий номер на сайте

1
Ожидается:
16 Марта 2018

Автоматизированное проектирование природно-технических систем утилизации отходов

The automated designing of nature-technical systems of recycling of waste products
Статья опубликована в выпуске журнала № 1 за 2010 год.[ 22.03.2010 ]
Аннотация:Разработано программное обеспечение автоматизированного рабочего места конструктора-проектировщика полигонов твердых бытовых отходов, состоящее из модуля расчета основных параметров полигона и модуля конструкторско-проектной документации.
Abstract:The software of the automated workplace of the designer – designer of landfill of the municipal solid waste products, consisting of two modules is developed: calculation of key parameters of landfill and the module of the design documentation.
Авторы: Костарев С.Н. (iums@dom.raid.ru) - Пермский государственный технический университет, , , кандидат технических наук
Ключевые слова: фильтрат, полигон твердых бытовых отходов, сапр, арм твердых бытовых отходов
Keywords: leachate, municipal solid waste (MSW), CAD system, CAD
Количество просмотров: 8142
Версия для печати
Выпуск в формате PDF (4.03Мб)
Скачать обложку в формате PDF (1.25Мб)

Размер шрифта:       Шрифт:

Одной из важнейших проблем современности является поиск оптимальных методов утилизации отходов производства и потребления. Несмотря на экспоненциально увеличивающийся объем образующихся отходов, основная их масса в мире утилизируется почвенными методами путем их депонирования на неуправляемых свалках и полигонах твердых бытовых отходов (ТБО), которые отрицательно влияют на природный ландшафт урбанизированных территорий и здоровье населения. Применение методов системного анализа является одним из перспективных в рассмотрении и решении проблем выбора на сложных прикладных объектах в условиях неопределенности. В данной работе объект депонирования отходов рассматривается как природно-техническая система утилизации отходов (система «Природа-Техника-Отходы» (ПТО)). Под системой ПТО понимается совокупность действующих на определенной территории инженерных сооружений (технических средств) в пределах участка захоронения отходов (УЗО) и хозяйственной зоны полигона ТБО, транспортных средств, системы коммуникаций, предназначенных для складирования, изоляции и обезвреживания ТБО, а также сфер их проектирования, строительства, реконструкции и содержания.

Природно-технические системы утилизации отходов включают в себя целый ряд объектов, функционирующих как единое целое с широким выбором возможных связей между ними, где каждый объект (подводящая, распределяющая и отводящая подсистемы) работает для достижения единой цели. В рассматриваемую систему ПТО поступают материально-энергетические потоки (потоки отходов, атмосферных осадков, энергии и т.п.) и информационные входы, характеризующие протекание внутри системы сложных взаимосвязанных физических и химико-биологических процессов биодеструкции отходов. Выходные потоки представлены такими эмиссионными продуктами, как свалочный газ, являющийся источником парникового эффекта и опасных химических соединений (диоксины и др.), фильтрат, содержащий высокие концентрации загрязняющих веществ и представляющий собой долговременную опасность загрязнения грунтовых и поверхностных вод, и неутилизируемый остаток, включающий в себя трудноразлагаемые фракции отходов (полиэтилен, отдельные фракции органических компонентов).

Природно-технические системы утилизации отходов (полигоны ТБО) включают в себя следующие инженерные сооружения: УЗО (более 80 % общей площади полигона ТБО), инженерные системы отвода и очистки фильтрата и биогаза, хозяйственную зону.

С совершенствованием технических систем процесс разработки и проектирования полигонов ТБО стал удобнее, быстрее, надежнее и качественнее. В настоящее время проектированием полигонов ТБО занимается много организаций, цель которых – создание более безопасной и наиболее удовлетворяющей санитарным и экологическим нормам безопасности системы утилизации отходов. Для этого не существует специального программного обеспечения. В то же время разработкой программ, которые помогут осуществить поставленные цели, занимаются множество специалистов, использующих опыт и наработки других организаций, работавших или работающих над данной проблемой.

Подпись:  Рис. 1. Процесс проектирования полигона ТБОПроектирование полигонов ТБО – многоэтапный процесс [1]. Проблемными являются вопросы выбора лучшего материала, из которого будут изготовлены строительные конструкции полигонов ТБО; выбора оптимальных соотношений его геометрических размеров (объема, вместимости, глубины основания и т.п.); учета соблюдения санитарных норм, долговечности и экологической безопасности полигонов ТБО.

Выбор геометрических параметров УЗО (соотношение объема, вместимости, глубины основания) наиболее актуален на первом этапе проектирования полигона ТБО. При решении данной проблемы нужно учитывать множество факторов, например, климатогеографические особенности местности, где должен располагаться полигон ТБО, гидрогеологические особенности (слои грунта и глубина залегания грунтовых вод на территории полигона ТБО могут сильно варьироваться). От этих факторов будет зависеть форма, которую может иметь объект (геометрия объекта), например, секция полигона ТБО и др. Учет всех факторов неопределенности может быть значительно упрощен благодаря программным средствам автоматизированного проектирования рассматриваемых природно-техничес­ких систем. Повышение эффективности проектирования с помощью САПР природно-технических систем утилизации отходов достигается учетом специфики состава отходов, интенсивности биохимических процессов, протекающих в массиве отходов, и внешних факторов при адаптации к конкретным природным условиям.

Программное средство, предназначенное для решения проблем, позволяет облегчить работу конструктора-проектировщика полигона ТБО. Разработано АРМ конструктора-проектировщика полигона ТБО (АРМ ТБО) [2, 3], которое облегчает выполнение типового проекта. Разработка проекта осуществляется на основе параметрического проектирования в системе AutoCAD.

Представим методологические подходы к проектированию автоматизированных систем обработки информации (АСОИ) и управлению полигонами ТБО, основанные на системном и частном проектировании, а также разработанную структурную схему этапов проектирования (мониторинга) и эксплуатации полигона ТБО.

Процесс проектирования полигона ТБО начинается с декомпозиции задачи на основные информационные потоки. Производится анализ всех процессов, связанных с обменом информации- ей (рис. 1).

Подпись:  
Рис. 3. Результат автоматизированного
проектирования секции полигонаДля управления полигоном ТБО разработана модель его непрерывной информационной поддержки от этапа проектирования до этапа рекультивации, направленная на минимизацию жизненного цикла (ЖЦ) полигона ТБО и повышение безопасности его эксплуатации [4]. Переход на новый уровень безопасности природно-техничес­ких систем утилизации отходов требует современных подходов с использованием САПР на основе CAD-систем, имеющих функции параметрического проектирования и моделирования. Модель ЖЦ полигона ТБО упрощенно рассматривает три этапа: проектирование, эксплуатацию и рекультивацию.

Процесс проектирования полигона ТБО начинается с декомпозиции задачи на основные информационные потоки. Производится анализ всех процессов, связанных с обменом информацией. Выделяют прием данных на проектирование полигона ТБО, включающих заказ на проектирование и исходные данные, нормы накопления отходов, климатогеографические условия и т.д.

Когда все основные задачи декомпозированы и описаны, переходят к этапу планирования программного комплекса. Автоматизируется расчет следующих задач: 1) определение объема полигона ТБО исходя из эксплуатационного периода; 2) выбор технологической схемы управления полигоном ТБО исходя из индивидуальных особенностей; 3) автоматизация обработки технической документации; 4) автоматизация обработки графической документации на основе параметрического программирования.

Для решения этих задач разработана программа по обработке исходных данных (по количественным показателям и геометрическим параметрам), поступающих на рабочее место конструктора-проектировщика.

Подпись:  
Рис. 2. Результат
автоматизированной
разметки секций полигонаДалее на основе параметрического проектирования строятся детальные эскизные проекты полигона ТБО. Для этого в интерфейс программы вводятся необходимые начальные данные. Затем на основе полученной информации наносится разметка секций полигона (рис. 2).

На рисунке 3 показаны результаты работы программы автоматизированного проектирования секции полигона в среде системы AutoCAD.

Таким образом, использование программы позволяет:

1)  рассчитать геометрические параметры полигона ТБО исходя из эксплуатационных требований;

2)  подобрать технологическую схему автоматизированного управления полигоном ТБО исходя из индивидуальных особенностей (климатогеографических, гидрогеологических и т.п.);

3)  автоматизировать разработку технической и графической документации на основе параметрического программирования.

Мониторинг и анализ экологического состояния полигона ТБО, заложенные в программно-технические решения управления, обеспечивают оперативный контроль за протекающими на данном объекте процессами. Комплексная АСУ полигоном значительно улучшит качество мониторинга. Модульное построение системы обеспечит гибкость структурной реализации с возможностью максимального учета индивидуальных особенностей региона, где расположен полигон ТБО. Применение данного программного продукта [5] обеспечит информационную поддержку на всем ЖЦ полигона ТБО и повысит эффективность управления и безопасность его эксплуатации.

Компьютерное программное обеспечение геоинформационного моделирования природно-тех­нических систем утилизации отходов позволит поддерживать функции геометрического моделирования и визуализации геометрических объектов полигона ТБО, его геометрические параметры, что повысит эффективность работ по проектированию и эксплуатации полигонов ТБО в конкретных климатогеографических условиях.

Разработанные системные подходы для создания компьютерной информационной системы поддержки принятия решений при управлении процессами на полигонах ТБО включают в себя САПР, реализованную в геоинформационной модели, позволяющей автоматизировать все этапы ЖЦ с учетом возможных изменений параметров системы, оперативно обрабатывать информацию, визуализировать объекты полигона ТБО и своевременно принимать эффективные решения.

Литература

1.   Пособие по проектированию полигонов захоронения токсичных промышленных отходов (к СНиП 2.01.27-85). М.: ЦТИП Госстроя, 1990.

2.   Технологии автоматизированного управления полигоном твердых бытовых отходов / Н.И. Артемов [и др.]. Пермь, НИИ управляющих машин и систем, 2003.

3.   Середа Т.Г., Костарев С.Н. Научные подходы к автоматизированному проектированию полигонов ТБО // Наука – производству. 2007. № 5. С. 43–46.

4.   Костарев С.Н. Концепция управления жизненным циклом экосистем депонирования отходов третьего поколения // Система управления экологической безопасностью: сб. тр. Третьей заоч. междунар. науч.-практич. конф. Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2009. С. 116–120.

5.   Костарев С.Н., Середа Т.Г., Файзрахманов Р.А. Программный комплекс «Управление жизненным циклом полигона твердых бытовых отходов («АРМ ТБО»)»: свид. о гос. регистр. прогр. для ЭВМ № 2009612494. М.: ФИПС, 2009.


Постоянный адрес статьи:
http://swsys.ru/index.php?page=article&id=2442
Версия для печати
Выпуск в формате PDF (4.03Мб)
Скачать обложку в формате PDF (1.25Мб)
Статья опубликована в выпуске журнала № 1 за 2010 год.

Возможно, Вас заинтересуют следующие статьи схожих тематик: