Metode praćenja parametara životne sredine bazirane na pametnim mernim sistemima

Abstract

Kako se efekat globalnog zagrevanja odigrava širom planete, tako se svetska populacija suočava sa verovatno jednim od najvažnijih socijalnih i naučnih fenomena-promenom parametara životne sredine usled zagađenja. Preduzimanje bilo kakve akcije zahteva precizna i tačna merenja parametara životne sredine u više desetina hiljada tačaka, postavljenih širom sveta. Pošto je finansijski skupo, a i praktično nemoguće napraviti tako veliki broj mernih stanica koje bi premrežile celu planetu, očigledno je da se moraju pronaći neka alternativna rešenja. Napravljen je merni sistem i realizovane su merne metode za udaljeno merenje parametara životne sredine. Ovaj sistem može biti realizovan kao stacionarna ili kao pokretna merna stanica. Radna hipoteza se zasniva na korišćenju statističke analize izmernih podataka, gde se dolazi do pretpostavke i dokaza o mogućnosti smanjenja broja senzora na mernoj stanici, jer se praćenjem jedne veličine (koncentracija ugljen-monoksida) može doći do pretpostavljene vrednosti druge veličine (koncentracija azot-dioksida) u slučaju da potiču iz istog izvora. A korišćenjem predikcije, pomoću regresionog modela – interpolacije i ekstrapolacije pokazala se mogućnost smanjenja broja mernih stanica. Naime, korišćenjem interpolacionih krivih moguće je na teritoriji jednog grada prikazati estimacije koncentracija gasova na osnovu podataka sa pokretne merne stanice. Takođe, na osnovu matematičkog ARMA modela pokazana je estimacija koncentracije gasova na osnovu prethodnih merenja.

As the effects of global warming are spreading globally, the world population encounters one of the most important social and scientific phenomena- changing the parameters of the environment due to pollution. Any conducted action requires precise and accurate measuring of the environmental parameters at several dozens of thousands points deployed around the world. Since financially, as well as practically, it is impossible to create such a large number of measuring stations which would network all over the planet, it is obvious that some alternative solutions must be found. A new measuring system is developed and measuring methods for remote measurement of environmental parameters are implemented. This system can be implemented as a stationary or mobile measuring station. The working hypothesis is based on the use of statistical analysis of measurement data. It leads to the possibility of reducing the number of sensors at measure station, as based on the monitoring of one value-gas concentration (the concentration of carbon monoxide) can be estimated values of other gas (the concentration of nitrogen - dioxide) in the case that they originate from the same source. Using prediction and regression models - interpolation and extrapolation have shown the possibility to reduce the number of measuring stations. Specifically, in the territory of one observedcity, by using interpolation curves, the estimation of concentrations of gases based on data from the measuring system can be shown. Also, based on a mathematical model (ARMA) estimation of concentrations of gases based on previous measurements is shown.